La Calderas

Tema 13.- CALDERAS. CHIMENEAS.

1. Definiciones

Caldera.-Es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en utilizable, en forma de calorías, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.

Caldera de vapor.-Es toda caldera en la que el medio de transporte es vapor de agua.

Caldera de agua caliente.-Es toda caldera en la que el medio de transporte es agua a temperatura inferior a 110°.

Caldera de agua sobrecalentada.-Es toda caldera en la que el medio de transporte es agua a temperatura superior a 110°.

Caldera de fluido térmico.-Es toda caldera en la que el medio de transporte es un líquido distinto del agua.

Economizador precalentador.-Es un elemento que recupera calor sensible de los gases de salida de una caldera para aumentar la temperatura del fluido de alimentación de la misma.

Sobrecalentador.-Es un elemento en donde, por intercambio calorífico, se eleva la temperatura del vapor saturado procedente de la caldera.

Recalentador.-Es un elemento en donde, por intercambio calorífico, se eleva la temperatura del vapor parcialmente expansionado.

Calderas de nivel definido.-Son aquéllas calderas que disponen de un determinado plano de separación de las fases líquida y vapor, dentro de unos límites previamente establecidos.

Calderas sin nivel definido.-Son aquéllas calderas en las que no haya un plano determinado de separación entre las fases líquida y vapor.

Calderas automáticas.-Son aquellas calderas que realizan su ciclo normal de funcionamiento sin precisar de acción manual alguna, salvo en su puesta inicial en servicio o en caso de haber actuado un órgano de seguridad de corte de aportación calorífica. Asimismo se considerarán como automáticas las calderas que realizan su ciclo normal de funcionamiento sin precisar de una acción manual, salvo para cada puesta en marcha de su sistema de aportación calorífica después de que éste haya sufrido un paro ocasionado por la acción de alguno de sus órganos de seguridad o de regulación.

Calderas manuales.-Se considerará como manual cualquier caldera cuyo funcionamiento difiera del de las anteriormente definidas como automáticas.

Superficie de calefacción.-Es la superficie de intercambio de calor que está en contacto con el fluido transmisor. Se tomará como superficie de radiación el valor correspondiente a la superficie radiante del hogar y de las cámaras del hogar en calderas pirotubulares y la proyectada de la paredes del hogar en calderas acuotubulares. La superficie de convección vendrá dada por la superficie real bañada por el fluido transmisor correspondiente a las zonas no expuestas a la llama.

Presión de diseño.-Es la máxima presión de trabajo a la temperatura de diseño y será la utilizada para el cálculo resistente de las partes a presión del aparato.

Presión máxima de servicio.-Es la presión límite a la que quedará sometido el aparato una vez conectado a la instalación receptora.

Temperatura de diseño.-Es la temperatura prevista en las partes metálicas sometidas a presión en las condiciones más desfavorables de trabajo.

Temperaturas de servicio.-Son las diversas temperaturas alcanzadas en los fluidos utilizados en los aparatos en las condiciones normales de funcionamiento.

2.-Funcionamiento

Funcionan mediante la transferencia de calor, producida generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o circulando dentro de un recipiente metálico. En toda caldera se distinguen dos zonas importantes:

a) Zona de liberación de calor u hogar o cámara de combustión:

Es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser interior o exterior con respecto al recipiente metálico.

Interior: El hogar se encuentra dentro del recipiente metálico o rodeado de paredes refrigeradas por agua.

Exterior: Hogar construido fuera del recipiente metálico. Está parcialmente rodeado o sin paredes refrigeradas por agua.

La transferencia de calor en esta zona se realiza principalmente por Radiación (llama-agua).

b) Zona de tubos:

Es la zona donde los productos de la combustión (gases o humos) transfieren calor al agua principalmente por convección (gases-agua). Está constituida por tubos, dentro de los cuales pueden circular los humos o el agua.

3.- Clasificación

Existen varias formas de clasificación de calderas, entre las que se pueden señalar:

3.1) Según su movilidad:

a) fija o estacionaria

b) móvil o portátil

3.2) Según la presión de trabajo:

a) baja presión 0 a 2,5 bar

b) media presión. 2,5 a 10 bar

c) alta presión. 10 a 220 bar

d) supercríticas : más de 220 bar

3.3) Según su generación:

a) de agua caliente

b) de vapor: - saturado (húmedo o seco) - recalentado

3.4) Según la circulación de agua dentro de la caldera:

a) circulación natural: el agua se mueve por efecto térmico

b) circulación forzada: el agua se hace circular mediante bomba

3.5) Según la circulación del agua y de los gases calientes en la zona de tubos de las calderas. (*):

a) Pirotubulares o de Tubos de Humos:

En estas calderas los humos pasan por dentro de los tubos cediendo su calor al agua que los rodea.

b) Acuotubulares o de Tubos de Agua:

El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases calientes que pasan por el exterior. Permiten generar grandes cantidades de vapor sobrecalentado a alta presión y alta temperatura y se usan en plantas térmicas para generar potencia

...