Calderos Industriales

CALDEROS INDUSTRIALES

Ing. Pedro Pablo Arteaga Llacza

1 .INTRODUCCION

Las calderas o generadores de vapor son equipos que se usan en sistema térmico que, aplicado el calor de combustible sólido, liquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en los procesos industriales.

Para medir la potencia de la caldera, y como dato anecdótico, watt recurrió a medir la potencia promedio de muchos caballos, y obtuvo unas 33.000 libras pie/minutos o sea 550libras-pie/seg. valor que denomina HORSE POWER, potencia de un caballo. Las calderas de un vapor, básicamente constan de 2 partes principales:

• Cámara de agua

• Recibe este nombre el espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera. El nivel de agua se fije en su fabricación, de tal manera que sobrepasa en unos 15cms. Por lo menos los tubos o conductos de humo superiores. Según la razón que existe entre la capacidad de la cámara de agua y la superficie de calefacción, se distingue calderas de gran volumen de agua. Las calderas de gran volumen de agua son los más sencillos y de construcción antigua. Las calderas de pequeño volumen de agua, por su gran superficie de calefacción, son muy rápidas en la producción de vapor, tiene muy buen rendimiento y producen grandes cantidades de vapor. Debido a estos requieren especial cuidado en la alimentación del agua y regulación del fuego, pues de faltarles alimentación pueden secarse y quemarse en breves minutos.

• Cámara de vapor

Es el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera, en ella debe separarse el vapor de agua que lleve una suspensión. Cuanto mas variables sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cámara de manera que aumente también la distancia entre el nivel del agua y toma de vapor.

2. potencia de caldera

Se denomina de esta forma a la capacidad de evaporación de una caldera, para lograr la completa evaporación en el lapso de una hora de 15,70kgde agua encontrándose está a 100°cy a presión atmosférica estándar.se le asocia a esta capacidad del termino denominado de caballo de vapor de caldero y es definido como la capacidad de una caldera para transmitir 8500kcalen una hora.

3. CLASIFICACIÓN

Los calderos industriales pueden clasificarse según su diversas características presentamos continuación las clasificaciones más importantes utilizadas en la practicidad de las instalaciones:

• Por la presión del trabajo: caldera de baja y media presión.

• 0 - 200psi baja presión

• 201 - 500psi media presión

Calderas de alta presión y súper crítica

• 501 - 2000psi alta presión (grandes industrias )

• 2001 - 3209psi muy alta presión (centrales eléctricas)

• Por el contenido de los tubos

• Pirutubular: son aquellos en que los gases de combustión circular en el interior de los tubos, los cuales se instalan normalmente en la parte inferior de tambor sencillo o de un casco.

• Acuotubular: el agua circular por los tubos. En esta caldera, los tubos longitudinales interiores se emplean para a aumentar la superficie de calefacción, y está inclinado para que el vapor a mayor temperatura al salir por la parte más alta.

4. ÁREAS BÁSICAS DE UNA CALDERAS SECCIÓN DE CONVECCION

En esta sección el calor contenido en los gases de combustión se transfiere al agua para producir vapor, la selección de la superficie de calentamiento y el espaciamiento entre los tubos.

• Hogar

En esta sección se consumen los productos de la combustión y se libera calor, que se transfiere al agua y de esta manera se produce vapor, este espacio debe diseñarse teniendo en consideración el tiempo, la turbulencia temperatura de la combustión.

• Quemador del caldero

• Es el dispositivo que pone en contacto el combustible y el comburente en cantidades y condiciones adecuadas.

• Quemador de pulverización mecánica

Colocan el líquido en rotación de forma que se convierte en un gran número de pequeñas gotas agrupadas en un cono que se ofrecen gran posibilidad de mezcla con el aire

• Quemador avanzado tipo dual

Permite razones de llama garantizado de 10:1en gas natural y 8:1en petróleo diesel reduciendo el stress térmico de los elementos mecánicos causados por el ciclaje ON-OFF. Provee mayor constancia en precisión de vapor o temperatura en el agua de manera tal que permite una rápida respuesta en los cambios en la carga.

5. CALDEROS PIRUTUBULARES

Son aquellos en que los gases de combustión circulan en el interior de los tubos, los cuales se instalan normalmente en la parte inferior de un tambor sencillo o de un casco. En esta caldera se define como paso el recorrido de los gases de combustión a lo largo de la caldera, son de 3 y4 pasos. Su aplicación principal está dada a baja precisiones y capacidades según se aprecia a la continuación:

• Rango de presión hasta 250 PSI

• Rango de capacidad hasta 27608 lb/h -35000 lb/h

La principal características es la producción respecto al vapor, ya que produce vapor saturado. el cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal, incorpora interiormente un paquete multi tubular de transmisión de calor y una cámara superior de formación y acumulación de vapor. La circulación de gases se realiza desde una cámara frontal dotada de brida de adaptación, hasta la zona de posterior donde termina su recorrido en otra cámara de salida de humos. El acceso al cuerpo lado de gases, se realiza mediante puertas atornilladas abisagradas (registro de mano) en la cámara frontal y posterior de entrada y Salida de gases, equipada con bridas de conexión. En cuanto al acceso, al lado agua se efectúa a través de la boca de hombre (manhole), situado en la bisectriz superior del cuerpo con tabuladores de gran diámetro en la bisectriz inferior

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