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AGUA DE ALIMENTACIÓN VAPOR AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES.

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Un generador de vapor es un conjunto de aparatos y equipos auxiliares que se combinan para generar vapor.(caldera, economizador, sobrecalentador de vapor,

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1 AGUA DE ALIMENTACIÓN VAPOR AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR GENERADORES DE VAPOR Principio de funcionamiento: Ebullición de agua a niveles de presión por debajo del punto crítico ( 3206,2 Psia y 705,4 F) UNEF MIngeniería

2 Un generador de vapor es un conjunto de aparatos y equipos auxiliares que se combinan para generar vapor.(caldera, economizador, sobrecalentador de vapor, precalentador de aire, etc.) Un generador de vapor es un conjunto de aparatos y equipos auxiliares que se combinan para generar vapor.(caldera, economizador, sobrecalentador de vapor, precalentador de aire, etc.) Una caldera de vapor es un recipiente cerrado en el cual se genera vapor de agua, utilizando el calor extraído de un combustible o por el uso de electricidad o energía nuclear Una caldera de vapor es un recipiente cerrado en el cual se genera vapor de agua, utilizando el calor extraído de un combustible o por el uso de electricidad o energía nuclear.

3 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR PROCESO TERMODINÁMICO. CICLO RANKINE UNEF M Ingeniería TURBINA DE VAPOR CONDENSADOR BOMBA CALDERA

4 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS. CICLO RANKINE 1-2: Compresión isoentrópica en la bomba ( Q=0, S=0), W in 2-3: Adición de calor a P ctte en la caldera ( P=0), Q in 3-4: Expansión isoentrópica en la turbina ( Q=0, S=0), W out 4-1: Condensación a P ctte ( P=0), Q out T-s Diagram P-v Diagram UNEF MIngeniería

5 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR CLASIFICACIÓN DE LOS GENERADORES DE VAPOR SEGÚN ELPROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR SEGÚN EL TIRO O CIRCULACIÓN DE LOS GASES CALIENTES SEGÚN EL TIPO DE COMBUSTIBLESEGÚN LA CIRCULACIÓN DEL AGUA UNEF MIngeniería

6 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR PIROTUBULARES Presiones hasta 150 LPPCM Generación de vapor hasta 150 KLb/h Generación de vapor saturado Pequeñas dimensiones Carcasa cilíndrica UNEF MIngeniería

7 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR ACUOTUBULARES Presiones hasta 1500 LPPCM Generación de vapor mayor a 300 Klb/h Generación de vapor sobrecalentado Grandes dimensiones UNEF MIngeniería

8 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CALOR ACUOTUBULARES DE TUBOS RECTOS ACUOTUBULARES DE TUBOS CURVADOS O DOBLADOS UNEF MIngeniería

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10 Tiro Es la diferencia entre la presión de la caldera y la presión atmosférica. El tiro es necesario para el funcionamiento del hogar de una caldera, con el fin de poderle suministrar el aire necesario para la combustión del combustible y arrasar los gases quemados hacia el exterior a través de la chimenea

11 Se produce por el efecto generado por una chimenea. Su valor depende de la altura de la boca de la chimenea sobre el nivel del emparrillado del hogar TIRO NATURAL

12 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN EL TIRO EN LAS CALDERAS Q AIRE GASE S CALIE NT DUCTO S CHIMENE A UNEF MIngeniería

13 Tiro Mecánico Es el tiro creado por la acción de inyectores de aire, vapor o meciante ventiladores, el cual se requiere cuando deba mantenerse un determinado tiro con independencia de las condiciones atmósféricas y del régimen de funcionamiento de la caldera

14 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN LA CIRCULACIÓN DEL AGUA CIRCULACIÓN NATURAL UNEF MIngeniería

15 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SEGÚN LA CIRCULACIÓN DEL AGUA CIRCULACIÓN FORZADA UNEF MIngeniería

16 CONOCIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE UNA CALDERA Entre los diversos datos debemos conocer: La Potencia de la Caldera El Tipo de Combustible que esta Necesita para Trabajar La Demanda de Vapor Que se Requiere, etc. Podemos decir que en realidad existen varios factores importantes al momento de elegir una caldera, tales como: Capacidad de Consumo de la Empresa Capacidad de la Caldera Capacidad de Turbina / Generador.

17 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES PARTES SOMETIDAS A PRESIÓN Superficies de calefacción Tanques de almacenamiento de agua y vapor Superficie de sobrecalentamiento y recalentamiento EQUIPOS DE COMBUSTIÓN Quemador combustibles fluidos Alimentadores combustibles sólidos Hogar ORGANOS AUXILIARES Preparación de combustibles Sistema de tiro Remoción de cenizas Instrumentación y control UNEF MIngeniería

18 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES QUEMADOR UNEF MIngeniería

19 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES CHIMENEA UNEF MIngeniería

20 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES UNEF MIngeniería

21 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES PIROTUBULAR UNEF MIngeniería

22 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR COMPONENTES PRINCIPALES CALDERA ACUOTUBULAR UNEF MIngeniería

23 AREA DE CONOCIMIENTO:EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. AREA DE CONOCIMIENTO: EQUIPOS MÁQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALES. TEMA Nº 1: GENERADORES DE VAPOR SISTEMAS DE INSTRUMENTACIÓN, CONTROL Y SEGURIDAD VARIABLES A CONTROLAR Controlar el nivel del agua Si es muy bajo, superficies de calentamiento expuesta Si es muy alto, agua puede ser aspirada junto con el gas Controlar agua de alimentación Control de nivel on- off Precalentar agua de alimentación Controlar Presión Operaciones a bajas presiones son más turbulentas. Controlar demanda de vapor Cuando aumenta la caldera tarda en responder Controlar sólidos disueltos en el agua de alimentación UNEF MIngeniería

24 La corrosión por oxígeno consiste en la reacción del oxígeno disuelto en el agua con los componentes metálicos de la caldera (en contacto con el agua), provocando su disolución o conversión en óxidos insolubles. La prevención de la corrosión por oxígeno se consigue mediante una adecuada desgasificación del agua de alimentación y la mantención de un exceso de secuestrantes de oxígeno en el agua de la caldera.

25 La corrosión cáustica se produce por una sobreconcentración local en zonas de elevadas cargas térmicas (fogón, cámara trasera, etc.) de sales alcalinas como la soda cáustica. Puede ser prevenida manteniendo la alcalinidad, OH libre y pH del agua de la caldera dentro de los límites recomendados.

26 Las incrustaciones corresponden a depósitos de carbonatos y silicatos de calcio y magnesio, formados debido una excesiva concentración de estos componentes en el agua de alimentación y/o regímenes de purga insuficientes La acción de dispersantes, lavados químicos o las dilataciones y contracciones de una caldera pueden soltar las incrustaciones

27 El arrastre de condensado en una caldera tiene relación con el suministro de vapor húmedo (con gotas de agua). El suministro de vapor húmedo puede tener relación con deficiencias mecánicas y químicas. Mecánicas tienen relación con la operación con elevados niveles de agua, deficiencias de los separadores de gota, sobrecargas térmicas, variaciones bruscas en los consumos, etc. Químicas tienen relación con el tratamiento de agua de la caldera, específicamente con excesivos contenidos de alcalinidad, sólidos totales (disueltos y en suspensión) y sílice, que favorecen la formación de espuma Alcalinidad total (CaCO3) < 700 ppm Contenido de sílice (SiO2) < 150 ppm Sólidos disueltos < 3500 ppm

28 EQUIPOS DE TRATAMIENTO DE AGUA En la figura se muestran ablandadores, bombas dosificadoras y un desgasificador con su respectiva estanque de almacenamiento de agua.

29 Ablandadores La función de los ablandadores es eliminar los iones de Ca y Mg, que conforman la dureza del agua y favorecen la formación de incrustaciones en una caldera. El principio de funcionamiento de estos equipos se basa en un proceso llamado intercambio iónico, que consiste en la sustitución de estos iones por sodio (Na) para obtener agua para ser utilizada en calderas. Los ablandadores están compuestos por resinas, que poseen una capacidad de intercambio de iones de calcio y magnesio por sodio.

30 Desgasificador La función de un desgasificador en una planta térmica es eliminar el oxígeno y dióxido de carbono disuelto en el agua de alimentación de las calderas para prevenir problemas de corrosión. El principio de funcionamiento de los desgasificadores se basa en el hecho que la solubilidad de los gases disueltos en el agua (O2 y CO2) disminuye cuando el agua está en el punto de ebullición (100 °C a presión atmosférica),

31 Purgas Automáticas Las purgas automáticas utilizadas generalmente en calderas son las purgas automáticas de fondo y las purgas automáticas de superficie. La purga automática de fondo (6)está compuesta por una válvula con un actuador y un temporizador en el que se programan los ciclos de purgas (cantidad y duración) de fondo requeridas por el tratamiento de agua utilizado en la caldera. La purga de fondo automática permite realizar en forma automática las tareas de purga, que debe efectuar el operador en forma manual.

32 La purga automática de superficie (3) está compuesta por un sensor de conductividad, una válvula con actuador y un controlador. El sensor de conductividad mide la conductividad del agua de la caldera (sólidos disueltos) y envía esta información al controlador. El controlador compara esta medición con el valor de conductividad máxima programado, para luego abrir o cerrar la válvula de purga según los resultados de esta comparación. La purga automática de superficie permite mantener en forma automática los ciclos de concentración requeridos por la caldera

33 Ciclos de Concentración Los ciclos de concentración de las impurezas presentes en el agua de una caldera determinan los requerimientos de purga necesarios para prevenir problemas de corrosión y/o incrustaciones. Las purgas son necesarias, ya que, al producirse la evaporación del agua los sólidos disueltos en el agua permanecen en la caldera, pudiendo llegar a concentrarse por sobre su solubilidad y precipitar formando incrustaciones. Los ciclos de concentración de una caldera quedan definidos por la siguiente fórmula: Cc Nc = Ca Donde: Nc : Ciclos de concentración. Ca : Concentración impurezas en agua de alimentación. Cc : Concentración impureza en caldera. Entre las impurezas para las que deben determinarse los ciclos de concentración figuran las siguientes: Sólidos disueltos Sílice Alcalinidad Hierro


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