Eficiencia de una caldera

[pic 3]

laboratorio de ingeniería química i

IMPARTIDO POR:

Miriam gordillo reyes

PRÁCTICA:

BALANCE ENERGETICO EN CALDERA EXPERIMENTAL

EQUIPO 4

EFICIENCIA DE UNA CALDERA

OBJETIVO

 Que el alumno determine mediante los balances de energía correspondientes la eficiencia de una caldera.

FUNDAMENTO

Una caldera es un recipiente contenedor agua que transfiere el calor desde una fuente de combustible, puede ser: petróleo, gas, carbón, etc. El vapor de agua se canaliza a un punto en que puede ser utilizado para poner en marcha un equipo de producción, para esterilizar, proporcionar calor, vapor limpio, entre otras funciones.[pic 4]

La energía cedida por el vapor es suficiente para convertirse de nuevo en agua. Cuando el 100% del vapor producido es devuelto para ser reutilizado, el sistema se denomina un sistema cerrado.

Dado que algunos procesos pueden contaminar el vapor, por lo que no siempre es deseable alimentar el condensado de vuelta a la caldera. Un sistema que no devuelve el condensado se llama un sistema abierto.

Los dos principales tipos de calderas son:

-Pirotubular: El fuego o los gases calientes se dirige a través del interior de los tubos dentro del cuerpo de la caldera, que están rodeadas de agua.

-Acuotubulares: El fuego o los gases calientes son dirigidos a y alrededor del exterior de los tubos que contienen agua, dispuesto en una posición vertical.

La estructura real de una caldera dependerá del tipo, no obstante, de forma general podemos describir las siguientes partes:[pic 5]

Quemador: Es el elemento cuya función consiste en quemar el combustible.

Hogar: Es en el interior del hogar en donde se encuentra el quemador. En el hogar tiene lugar la combustión del combustible utilizado según el tipo de caldera y la generación de los gases calientes.

Tubos de intercambio de calor: Es a través de la superficie de estos tubos por donde corre el flujo de calor desde los gases hasta el agua y en donde se generan las burbujas de vapor.

Separador líquido-vapor: La función del separador es precisamente, como su nombre indica, separar las gotas de agua líquida en suspensión en la corriente de vapor.

Economizador: Se trata de un equipo de intercambio de calor, cuyo cometido es precalentar el agua líquida cuando los gases están aún calientes antes de alimentarla a la caldera.[pic 6]

Chimenea: Es la vía de escape de los humos y gases de combustión.

Carcasa: La carcasa es el contenedor del hogar y de los tubos de intercambio de calor. 

PREGUNTAS GUIA

En máximo una cuartilla investiga los principales tipos de calderas que existen, mencionando diferencias y similitudes entre ellas, explica también, ¿cuáles son las más comunes en la industria? y ¿por qué?, así como la eficiencia promedio de cada grupo, además de la importancia de éstas en la industria.

Los dos principales tipos de calderas son:

Pirotubular (firetube en inglés): El fuego o los gases calientes se dirigen a través del interior de los tubos dentro del cuerpo de la caldera, que están rodeadas de agua. Los tubos están dispuestos en bancos de modo que los gases pueden pasar a través de la caldera hasta 4 veces antes de pasar fuera de la pila. Este sistema expone la superficie de transferencia de calor máxima al agua. Las calderas pueden producir hasta aproximadamente 750 hp o 25.000 libras de vapor por hora.  80% de las calderas en uso son de esta configuración.
Un subtipo de esta caldera es la caldera de envasado, la transmisión de vapor de agua se hace a través de un equipo quemador de combustible, equipos de tracción mecánica, controles automáticos y accesorios y está diseñado para funcionar automáticamente con un muy mínimo de atención. Es particularmente importante para prevenir la formación de incrustaciones en este tipo de caldera.

Acuotubulares (watertube): El fuego o los gases calientes son dirigidos a y alrededor del exterior de los tubos que contienen agua, dispuesto en una posición vertical. Calderas acuotubulares son generalmente de forma rectangular y tiene dos o más tambores. La separación de vapor y agua se lleva a cabo en el tambor superior, mientras que el tambor inferior sirve como un punto de recogida de lodos. Este sistema se utiliza generalmente cuando hay más de 750 hp o cuando cientos de miles de libras de vapor por hora son necesarios.

                                         Extraido de:  http://www.odimma.com/%c2%bfque-es-una-caldera-y-como-funciona/

La elección de una caldera pirotubular representa una alternativa más económica, si los niveles de costes de fabricación y de calidad son comparables. Por regla general, las calderas pirotubulares ofrecen un mayor rendimiento que las calderas acuotubulares. Esto ocurre también mientras están funcionando ya que pueden someterse a operaciones de mantenimiento con facilidad durante su funcionamiento; es decir, las calderas pirotubulares se caracterizan por una mayor economía también mientras funcionan.

Las gamas de aplicación de las calderas pirotubulares y las calderas acuotubulares están claramente definidas. Es sencillamente imposible utilizar una caldera pirotubular para generar 1 000 t /h de vapor a 180 bar y 450 ºC. Hasta una producción de aproximadamente 200 t /h, 30 bar y 300 ºC, la mejor elección es, generalmente, el uso de una o más calderas pirotubulares debido a que son más económicas en su adquisición y mantenimiento.

Extraido de http://www.bosch-industrial.com/files/fb013_sp.pdf[pic 7]

...