CALDERAS

DEFINICIÓN Los generadores de vapor o calderas, son recipientes que trabajan a presión, para transferir calor de la combustión, a un fluido, siendo la mas común la conversión del agua en vapor. Las fuentes de calor mas usadas son: Carbón, Combustibles líquidos o gaseosos. Cascarillas, papel, madera, etc. Gases calientes de procesos industriales.

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS Las calderas se clasifican según: Presión y temperatura de trabajo. Tipo y forma de quemar el combustible. Por el tipo de paso de humos. Clasificación por Presión Baja Presión 15 psi – 60 psi Media Presión 60 psi – 150 psi Alta Presión 150 psi – 250 psi

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS Clasificación por el Tipo de Combustible Sólido Carbón, Bagazo, Cascarilla de Arroz, Aserrín, desechos solidos Líquido Crudo, Fuel Oil bunker Gaseoso Gas Natural Gas Propano GLP Gas Butano

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS La Forma de Quemar el Combustible Caldera de Carbón Calderas de Combustible Líquido Calderas de Combustible Gaseoso Gas premezclado Mezcla en boquilla Atmosféricos Presión mecánica Baja presión de atomización Alta presión de atomización Carbón Pulverizado Parrilla Estática Lecho Fluidizado

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS

CALDERAS PIROTUBULARES Las calderas pirotubulares están provistas de unos tubos a través de cuyo interior circulan los gases de combustión, estando rodeados de agua por el exterior. Los tubos se instalan normalmente en la parte inferior de un tambor sencillo, debajo del nivel de agua, de forma que nunca estén secos.

CALDERAS PIROTUBULARES Las calderas pirotubulares pueden ser horizontales o verticales. En las primeras, prácticamente todo el espacio del cilindro de la caldera está ocupado por tubos, el volumen del vapor se ha reducido al mínimo, usándose un domo para su recolección. Todos los tubos se encuentran sumergidos, para evitar así las tensiones que se originan en los tubos secos. La caldera vertical se emplea fundamentalmente cuando existen problemas de espacio. Estas calderas son adecuadas en instalaciones con, presiones de trabajo inferior a unos 20 bar y capacidad de producción menor de las 20 t/h. Debido al gran volumen de agua que almacenan, presentan el inconveniente de tener un tiempo largo de puesta en régimen.

CALDERAS ACUATUBULARES Los productos de la combustión rodean usualmente los tubos y el agua esta en el interior de éstos que se inclinan hacia un recipiente o domo en el punto más alto de la Caldera. Las configuraciones de estos tubos describe por lo general el tipo de Caldera. Se suministran en aplicaciones industriales con capacidades hasta un millón de Ibs de vapor por hora. Las presiones de diseño varían desde 100 psig hasta 1200 o 1400 psig con temperaturas de vapor que varían desde la saturación hasta 540°C.

PARTES PRINCIPALES DE LAS CALDERAS Hogar Manómetro Válvula principal Volumen agua Tubo de nivel Presostatos Control de Nivel Control conductividad 2° paso de gases 3° paso de gases Válvula reguladora purga Válvula purga

PARTES PRINCIPALES DE LAS CALDERAS Panel de Control Quemador Base Control de nivel de agua Visor de llama Tapa hombre Soportes Cuerpo de presión Entrada agua Purga Válvula de Vapor Separador de Agua Válvula Seguridad Tapa mano

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CALDERAS

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CALDERAS

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CALDERAS Eficiencia térmica = 1 – (Pérdidas / Calor entrada) Método Indirecto Eficiencia térmica = 100 – Porcentaje de Pérdidas Pérdida de calor por gases secos. Pérdida de calor por humedad del combustible. Pérdida de calor por Hidrógeno en el combustible. Pérdida de calor debida a CO en gases de escape. Pérdida de calor por combustible en cenizas. Pérdida de calor por radiación.

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CALDERAS Eficiencia térmica = Calor útil / Calor entrada Método Directo Eficiencia térmica = (Calor entrada – Pérdidas)/Calor entrada Este método requiere la medición de: Flujo de vapor producido. Consumo de combustible. Temperaturas y presiones de agua de alimentación y del vapor. Consumo de energía de auxiliares (ventiladores, bombas). Determinación del HHV del combustible