Différence clé - Chaudière sous-critique vs supercritique
Les chaudières sont des récipients fermés dans lesquels un fluide est chauffé, la plupart du temps, c'est de l'eau. Même si le nom de ceci est une chaudière, le fluide ne bout pas nécessairement dans celle-ci. Le fluide chauffé est utilisé dans diverses applications, notamment le chauffage de l'eau, le chauffage central, la cuisson, etc. Les chaudières sous-critiques et supercritiques sont de tels systèmes de génération de vapeur. le différence clé entre une chaudière sous-critique et supercritique est que Les chaudières sous-critiques fonctionnent à une pression sous-critique du fluide tandis que les chaudières supercritiques fonctionnent à une pression supercritique du fluide.
Qu'est-ce que le point critique ?
Le point critique d'une substance est la température et la pression auxquelles cette substance peut se comporter comme un gaz et un liquide en même temps, d'où l'apparition de phases gazeuses et liquides indiscernables. C'est parce que la densité de la phase gazeuse et de la phase liquide est égale à ce stade. Une substance qui existe à température et pression, au-dessus de son point critique, est connue sous le nom de fluide supercritique. Une substance qui sort en dessous de son point critique est connue sous le nom de fluide sous-critique. Dans une courbe d'équilibre de phase, le point critique est le point final de la courbe.
Figure 01: Un diagramme de phase montrant le point critique de l'eau
Le terme supercritique dans les chaudières supercritiques fait référence aux pressions au-dessus du point critique de l'eau à laquelle la chaudière fonctionne. Le point critique de l'eau se situe à une température de 647 K et à une pression de 221 bars (22,1 MPa). Les pressions inférieures à 221 bar sont appelées "pression sous-critique" et supérieures à 221 bar, la "pression supercritique" de l'eau.
Qu'est-ce qu'une chaudière sous-critique ?
Les chaudières sous-critiques sont des chaudières qui fonctionnent à des températures allant jusqu'à 374 °C et à une pression de 3 208 psi (le point critique de l'eau). Ces chaudières composent un système à point final d'évaporation constant. Un exemple typique de chaudière sous-critique est le générateur de vapeur à tambour.
À l'intérieur de la chaudière, la circulation naturelle du fluide est générée par le chauffage des colonnes montantes. Le mélange d'eau et de vapeur qui quitte cette colonne montante est ensuite séparé en eau et en vapeur dans le tambour. L'eau circule, l'eau retourne à l'entrée de l'évaporateur par les coins inférieurs tandis que la vapeur s'écoule dans la chambre du surchauffeur.
Figure 02: Une centrale thermique
Si le fluide est autorisé à subir une circulation naturelle, la plage d'application est limitée à environ 190 bar comme pression maximale du tambour. Mais si la circulation se fait à l'aide d'une pompe de circulation (appelée circulation forcée), cette plage peut être étendue. Cette extension se produit en raison de la fixation du point final d'évaporation dans le tambour. Et aussi, il définit la taille de la surface de chauffe dans l'évaporateur et dans le surchauffeur. Un inconvénient majeur de la chaudière sous-critique est que, dans ces chaudières, la formation de bulles peut se produire.
Qu'est-ce qu'une chaudière supercritique ?
La chaudière supercritique (générateur de vapeur supercritique) est un type de chaudière qui fonctionne dans des conditions de pression supercritiques. Ce type de chaudières est souvent utilisé pour produire de l'électricité. Contrairement aux chaudières sous-critiques, il n'y a pas de formation de bulles dans les chaudières supercritiques et l'eau liquide se transforme immédiatement en vapeur.
La chaudière supercritique fonctionne à des températures d'environ 538 à 565 °C et à des pressions supérieures à 3 200 psi. Une chaudière supercritique possède un système à point final d'évaporation variable. Ces chaudières sont sans tambour. Ainsi, l'évaporation a lieu en un seul passage à travers l'évaporateur. L'écoulement de fluide, la plupart du temps; l'eau, est induite par la pompe d'alimentation. Cela permet au système de fonctionner à n'importe quelle pression souhaitée, ce qui lui permet de faire fonctionner le système dans des conditions sous-critiques ou supercritiques. En conséquence, le point final d'évaporation varie. Et aussi, afin de maintenir ces conditions, les zones de l'évaporateur et du surchauffeur s'ajustent automatiquement en fonction des besoins.
Figure 03: Une chaudière à tubes d'eau
Cette chaudière est appelée chaudière supercritique car elle fonctionne au-dessus de la pression critique de l'eau qui est de 221 bar. Puisqu'au-dessus du point critique, il n'y a pas de distinction entre la vapeur et l'eau, l'eau agit comme un fluide.
Au-delà du point critique de l'eau, la chaleur latente de vaporisation est nulle, et il n'y a donc pas de distinction considérable entre la phase liquide et la phase vapeur de l'eau. l'un des principaux avantages des chaudières supercritiques est la moindre consommation de combustible. Cela entraîne moins de production de gaz à effet de serre. et aussi, en raison de l'absence de formation de bulles, une consommation d'eau moindre peut être observée.
Quelles sont les similitudes entre les chaudières sous-critiques et supercritiques ?
- Le mécanisme/cycle de fonctionnement de base des chaudières sous-critiques et supercritiques est le même.
- À l'exception des évaporateurs sans tambour dans les chaudières supercritiques, les autres caractéristiques de construction sont également les mêmes.
- Les techniques des chaudières sous-critiques et supercritiques utilisent des équipements et des stratégies similaires en fonctionnement. c'est-à-dire préchauffeur d'air, économiseur, turbines, condenseurs, pompes d'alimentation de chaudière, etc.
Quelle est la différence entre une chaudière sous-critique et supercritique ?
Chaudière sous-critique vs supercritique |
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| Les chaudières sous-critiques sont des chaudières qui fonctionnent à des températures allant jusqu'à 374 °C et à une pression de 3 208 psi (le point critique de l'eau). | La chaudière supercritique (générateur de vapeur supercritique) est un type de chaudière qui fonctionne dans des conditions de pression supercritiques. |
| Température | |
| Les chaudières sous-critiques fonctionnent à des températures allant jusqu'à 374 °C. | Les chaudières supercritiques fonctionnent à des températures d'environ 538 à 565 °C. |
| Pression | |
| Les chaudières sous-critiques fonctionnent à une pression de 3 208 psi. | Les chaudières supercritiques fonctionnent à une pression supérieure à 3 200 psi. |
| Batterie | |
| Les chaudières sous-critiques sont composées de ballons. | Les chaudières supercritiques sont sans tambour. |
| Formation de bulles | |
| La formation de bulles est un inconvénient majeur dans les chaudières sous-critiques. | Il n'y a pas de chaudières supercritiques à formation de bulles. |
Résumé - Chaudière sous-critique vs supercritique
Les chaudières sous-critiques et supercritiques sont deux formes de générateurs de vapeur utilisés pour la production d'électricité. Ceux-ci sont classés comme tels, en fonction de leurs conditions de fonctionnement. La différence entre une chaudière sous-critique et supercritique est que les chaudières sous-critiques fonctionnent à une pression sous-critique du fluide tandis que les chaudières supercritiques fonctionnent à une pression supercritique du fluide.
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