Qu'est-ce qu'une chaudière à vapeur?
Les chaudières à vapeur sont une source d’énergie utile depuis plusieurs siècles. Avec une configuration simple, une chaudière à vapeur combine eau et chaleur pour créer de la vapeur sous pression facilement manipulable pour le chauffage en intérieur, l’alimentation des moteurs, etc. Il existe de nombreux types de chaudières à vapeur, et chacun a un objectif unique. Ces machines puissantes présentent toutefois des risques pour la sécurité, notamment des incendies et des explosions.
La configuration de base d'une chaudière à vapeur ne nécessite que quelques composants clés. Le réservoir est le plus important, car ce récipient en acier ou en fer forgé étanche à l'air contient de l'eau qui sera transformée en vapeur. Un élément chauffant, qui fonctionne généralement au gaz, au mazout ou au charbon, est placé sous le réservoir. La soupape à vapeur est une petite ouverture au sommet du réservoir, généralement fixée à un tuyau. La plupart des chaudières à vapeur à haute pression ont également une cheminée qui aide à évacuer l'excès de chaleur du système.
Le fonctionnement d'une chaudière à vapeur est également simple. L'élément chauffant est porté à haute température. L'eau du réservoir finira par commencer à bouillir et à créer de la vapeur. À mesure que la vapeur se forme, elle est maintenue dans la partie vide du réservoir, appelée dôme, ce qui crée un environnement extrêmement pressurisé. Lorsque la pression atteint un certain niveau, qui dépend de la taille de la chaudière, elle est soulagée par la sortie d’une vanne de vapeur, générant ainsi l’énergie nécessaire pour alimenter les moteurs et les systèmes de chauffage.
Ce mode de fonctionnement de base se retrouve dans presque toutes les chaudières à vapeur, mais quelques modifications ont été créées à des fins différentes. Une chaudière surchauffée utilise le processus standard et chauffe ensuite la vapeur, en augmentant la température et le rendement énergétique. Elle est généralement utilisée pour faire tourner de grandes turbines. Les chaudières à tubes d'eau remplacent le grand réservoir par une série de tubes remplis d'eau qui peuvent atteindre une ébullition plus rapide et émettre plus de vapeur.
La chaudière à vapeur fournit une énergie efficace pour une variété de besoins, mais représente également un risque majeur pour la sécurité. Lorsque des températures élevées sont combinées à des situations de forte pression, des explosions et des incendies dans les chaudières peuvent facilement se produire. Les chauffeurs de chaudière surveillent généralement de près la température du réservoir afin d'éviter une catastrophe, et les chaudières modernes disposent de systèmes informatisés pour éteindre les éléments chauffants. En outre, un type de système de chaudière fermée appelé Hartford Loop ré-alimente en permanence l'alimentation en eau du réservoir afin d'éviter les dangers d'explosion d'un réservoir vide.