Caldera Acuotobular

INDICE

RESUMEN

INTRODUCCION

OBJETIVOS

CAPITULO I

ANTECEDENTES

1.1. Generalidades

1.2. Antecedentes históricos

CAPITULO II

TEORIA DE CALDERAS

2.1. Definición de calderas

2.2. Tipos de calderas

2.2.1. Caldera acuotubular

2.2.2. Partes de la caldera acuotubular

2.2.3. Funcionamiento

CAPITULO III

METODOLOGIA

3.1. Descripción de la construcción de la maqueta

CAPITULO IV

4.1. Cuadro de diferencias entre caldera pirotubular y acuotubular

CAPITULO V

5.1. Conclusiones y recomendaciones

BIBLIOGRAFIA

RESUMEN

En el presente informe se describe el funcionamiento de una caldera acuotubular mediante la utilización de una maqueta.

Se entenderá por Caldera Industrial a aquellos dispositivos presentes en diversos tipos de industrias cuya función es la generación de vapor de alta y baja presión.

En el Capítulo I se presentan antecedentes a cerca del mundo relacionado al montaje industrial junto a una reseña histórica.

En el Capítulo II se presenta el marco teórico de calderas industriales, definiciones y clasificaciones, según sus características y componentes principales. Se enfatizará en la caldera tipo acuotubular.

El Capítulo III expone la metodología para la construcción de la maqueta que representa la caldera acuotubular.

El Capítulo IV indica un cuadro de diferencias entre las calderas pirotubulares y acuotubulares.

Finalmente, el Capítulo V recopila las conclusiones y recomendaciones obtenidas en este estudio, basándose en la bibliografía investigada, información de montaje, y en los resultados de la aplicación de los métodos de la construcción de una maqueta de la Caldera acuotubular.

INTRODUCCION

Es de vital importancia conocer el funcionamiento de una caldera a nivel industrial para saber la eficiencia de la misma con la utilización de bagazo para la producción de vapor.

Además, durante los últimos años el sector industrial se ha desarrollado generando o creando nueva maquinaria como es el caso de las calderas a vapor pirotubulares y acuotubulares para facilitar el trabajo del hombre con resultados positivos.

Entonces, en este informe se describirá el funcionamiento, partes y utilización de la caldera acuotubular representada en una maqueta realizada con material reciclado.

OBJETIVOS

GENERAL

 Adquirir conocimiento del funcionamiento, utilidad, sistemas de control y seguridad de las calderas acuotubulares mediante la realización de una maqueta.

ESPECIFICOS

 Identificar las partes de una caldera y su correcto funcionamiento.

 Exponer el funcionamiento de la caldera acuotubular mediante una maqueta en el aula de clase.

 Establecer diferencias entre el funcionamiento de la caldera pirotubular y acuotubular.

MARCO TEORICO

CAPITULO I

ANTECEDENTES

1.1. Generalidades

Las calderas, en sus vertientes de vapor y agua caliente, están ampliamente extendidas tanto para uso industrial como no industrial, encontrándose en cometidos tales como, generación de electricidad, procesos químicos, calefacción, agua caliente sanitaria, etc. (caballano, 2013)

La instalación y montaje industrial, siempre comienza con una cuidadosa planificación de todo lo que hay que realizar, fabricaciones en talleres, adquisiciones y transporte de materiales, máquinas, equipos, etc., que darán paso a la creación de nuevas industrias para el aprovechamiento de los residuos y por ende la protección del ambiente.

En el mundo industrial de hoy, si se observa como se realizan y controlan los proyectos, se encuentra todavía el empleo de la intuición, de la inspiración y técnica rutinaria de los ingenieros, como instrumento principal para la decisión del camino a seguir y en la mayoría de los casos el ingeniero toma sus decisiones sin tener los datos necesarios para ello.

1.2. Antecedentes históricos

Las calderas de tubos de agua tuvieron su origen a finales del siglo XVIII.

La empresa Steinmüller diseñó la primera caldera acuotubular, era una caldera con presión de 3 bares y una superficie de calefacción de 2,5 m. Desde entonces, el desarrollo de las calderas acuotubulares ha sufrido un espectacular cambio de rumbo en lo que se refiere a presión y capacidad. En 1927 entró en servicio la primera caldera Benson con una capacidad de 30 t/h a 180 bares y 450º C. en los años sesenta, se diseñaron calderas supercríticas, con una presión superior a 350 bar y temperaturas de más de 600 ºC. En 1970 se consiguió una producción máxima de 1000 t/h. Sólo 5 años más tarde fue posible fabricar calderas de tubos de agua con capacidades de vapor de más de 2000 t/h. (Franz , 2013)

CAPITULO II

TEORIA DE CALDERAS

2.1. Definición de caldera

El término “Caldera” se aplica a un dispositivo de calefacción externa, para generar:

1. Vapor para fuerza, procesos industriales o calefacción.

2. Agua caliente para calefacción o para uso general.

Las calderas son diseñadas para transmitir el calor procedente de una fuente externa (generalmente combustión de algún combustible), a un flujo contenido dentro de la misma caldera, si el flujo no es agua ni vapor, se le clasifica como vaporizador (generador de vapores) o como un calentador de líquidos térmicos. En general una caldera se concibe como un recipiente de presión, dedicado a producir vapor de agua ( BURGOS BELTRÁN, 2013)

2.2. Tipos de calderas

2.2.1. Caldera acuotubular

La caldera acuotubular se compone de tubos y domos; los tubos, que sirven para interconectar los domos, quedan localizados invariablemente en la parte exterior con relación a éstos. Los domos tienen la misión de almacenar agua y vapor; y ya que no necesitan tener ninguna superficie tubular de calefacción, pueden fabricarse en muchos menores diámetros que los cilíndricos de las calderas de tubos de humo y, por consiguiente pueden construirse para soportar presiones más altas. Las calderas acuotubulares pueden ser del tipo de tubos rectos o del tipo de tubos curvados. Los diferentes modelos de calderas de tubos curvados, con mejores características de presión y temperatura, han ido desplazando gradualmente a la caldera de tubos rectos en los servicios de alto rendimiento, de manera que en la actualidad este tipo de caldera se ha generalizado en la industria productora de fuerza. (Chavez, 2013)

Las calderas acuotubulares son de dos tipos: de tubos horizontales rectos y de tubos doblados.

Fifg.1. Caldera de tubos horizontales rectos Fig.2. Caldera de tubos doblados

(masters227)

Fig N°1.-Están constituidas por bancos de tubos que por lo general están en zíg zag con una inclinación de 15° a 25° para favorecer la circulación. Este tipo de caldera fue muy popular entre 1920 y 1940 y era utilizado para producir vapor de proceso y ocasionalmente generar calentamiento en edificios. Su producción estaba limitada a 10.000 Ibs/h por cada pie de ancho de la caldera. Sus principales desventajas eran una limitada capacidad para una adecuada separación del vapor del agua a altas ratas de evaporación y una pobre distribución de circulación.

Fig N°2.- Este diseño ofrece mayor flexibilidad, la altura libre es limitada la caldera puede hacerse ancha y baja, o puede ser alta y estrecha en los sitios donde la limitante sea la amplitud. Los principales elementos de una caldera de este tipo son esencialmente drums o tambores conectados por tubos doblados. Las primeras unidades fueron de 4 tambores y, aunque este era un diseño bastante aceptable, fue mejorado por el de 3 y más tarde por el de 2 tambores. (masters227)

Algunas ventajas que estas calderas muestran sobre las de tipo horizontal son las siguientes:

 Respuesta rápida a fluctuaciones de carga.

 Gran economía en la fabricación y operación.

 Mayor accesibilidad para limpieza y mantenimiento.

 Producción de un vapor de mejor calidad.

 Capacidad para trabajar a ratas de evaporación mucho más altas.

2.2.2. Partes de una caldera

TAMBOR DE VAPOR

Es el lugar donde el agua y el vapor se separan. En el tambor de vapor se instalan válvulas de alivio o de escape para proteger al sistema. El método de separación del agua y del vapor es el mismo en la mayoría de las calderas y se lleva a cabo en un separador mecánico o en un separador ciclónico.

CAJA DE SECADO:

Es un compartimiento interno para colectar el vapor seco y distribuirlo a los tubos de salida al súper calentador.

TAMBOR DE LODOS:

Los tambores de lodos son los cabezales de recolección en el fondo de los haces de tubos ascendentes y descendentes. De estos tambores de lodos se extrae la purga. La purga es el líquido que se extrae de la caldera para mantener baja la concentración de sólidos en el agua de la caldera.

VENTILADOR:

Son los encargados de suministrar el aire para la combustión en las calderas de tiro forzado y de sacar los gases desde el hogar hacia la chimenea en las calderas de tiro inducido

PRECALENTADOR DE AIRE:

Es un intercambiador generalmente con vapor de baja

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