Cazanul Stirling a fost un proiect timpuriu al unui cazan cu tuburi de apă pentru producerea de abur în instalații staționare mari. Folosit pe scară largă la începutul secolelor XIX-XX, dar acum[ când? ] rar folosit[ clarifica ] .
Cazanele Sterling sunt cazane cu tuburi de apă de dimensiuni mari, potrivite pentru instalații fixe, dar nu sunt aplicabile în cele mobile, cu excepția navelor mari cu o centrală relativ scăzută. Cazanul este alcătuit dintr-o cameră de cărămidă în care gazele fierbinți se deplasează în valuri, trecând prin numeroase conducte de apă care leagă mai multe butoaie.
Sistemul Sterling dintre cazanele cu tuburi de apă este considerat a fi vechiul „tub lat” [1] , cu țevi de aproximativ 3¼ inci (83 mm) în diametru. [2] Conductele sunt dispuse aproape vertical între mai multe butoaie orizontale de abur (sus) și apă (de jos). În funcție de numărul de butoaie, cazanele Sterling sunt împărțite în:
Numărul de grupuri de țevi este astfel cu unul mai mic decât numărul de tamburi - 2, 3 și, respectiv, 4.
Fluxul de gaze fierbinți din camera de ardere trece pe rând prin fiecare grup de țevi, iar pereții cărămizilor refractare direcționează fluxul de gaz în fiecare grup, mai întâi în sus și apoi în jos. Este neobișnuit ca gazele să se deplaseze de-a lungul țevilor și nu peste.
Circulația apei, atât în sus, cât și în jos, are loc prin conductele de încălzire, deci nu este necesară o conductă de jos separată. Tamburele de abur (și tamburele de apă în modele cu cinci tamburi) sunt conectate prin segmente de țevi orizontale pentru circulație.
Tevile folosite sunt din otel fara sudura , drepte cu capete usor curbate. [1] Corpul cazanului este din cărămidă, dar tamburele de abur se sprijină pe el printr-un cadru separat pentru a permite metalului să se extindă liber atunci când este încălzit . Tamburele de apă atârnă pe conductele de încălzire, capetele lor curbate intră în tamburi de-a lungul razei, ceea ce nu numai că simplifică fixarea și etanșarea acestora, dar și, conform ideilor de atunci, permite extinderea sistemului.
Cazanele Sterling pot fi destul de mari și, de obicei, își mențin înălțimea și pur și simplu își măresc lățimea după cum este necesar. [2]
Cazanul a fost echipat cu un supraîncălzitor sub formă de serpentin în partea superioară între primele două tamburi de abur, deflectoare direcționează gazele fierbinți în primul rând către supraîncălzitor.
Cazanul poate folosi o varietate de combustibili, deși inițial a fost conceput pentru încălzire cu cărbune . Este posibil să ardeți lemn de foc și diverse reziduuri organice, iar suprafața mare a grătarului permite combustibil de foarte slabă calitate. Dacă este necesar, este instalat un alimentator automat cu lanț.
Designul cu trei tamburi este folosit și ca cazan de recuperare a căldurii pentru gaze fierbinți din oțel și alte industrii [2] .
Nivelul apei este menținut astfel încât tamburele de abur să fie umplute până la mijloc, iar țevile să funcționeze „înecate”, cu capetele superioare sub apă. Întrucât produsele de ardere trec pe rând prin fiecare grupă de țevi, ultimele grupuri sunt încălzite de gaze cu o temperatură mult mai scăzută, motiv pentru care circulația termosifonului în cazanul Sterling este foarte eficientă [1] , mai ales în primele cercuri, mai fierbinți. . În primul grup, apa urcă, iar în cel din urmă, coboară. Cercul este închis prin țevi care leagă tamburele superioare [2] .
În cazanele în formă de B (cu patru tamburi) din grupul mijlociu, din două cercuri mici de circulație se pot forma atât debite ascendente, cât și descendente. [2]
Apa de alimentare este alimentată în ultimul tambur de abur și este distribuită independent în cazan, coborând prin grupul de țevi din spate în ultimul tambur de apă [1] . Precipitațiile (denumite în mod obișnuit nămol ), astfel, sunt reținute în ultimul tambur de apă (care se numește adesea nămol) și nu intră în cele mai fierbinți conducte, motiv pentru care se formează mai puțină calcară în ele , ceea ce împiedică schimbul de căldură și dăunează în general cazan [2] .
Cazanele Sterling cu patru tamburi au fost folosite în centralele electrice ale navelor maritime mari [2] . În același timp, corpul de cărămidă al cazanului a fost înlocuit cu oțel, căptușit cu cărămizi refractare , diametrul țevilor este redus la 2 inchi (50,8 mm) - 2 1 ⁄ 2+ inci (63,5 mm), iar pentru a evitați perturbarea circulației în cazan în timpul rulării , tamburele sunt așezate peste carena navei și sunt prevăzute cu despărțitori interioare.
Există trei avantaje principale ale cazanului Sterling: