Calderas

EFICIENCIA ENERGÉTICA

2011

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.

DEFINICIÓN

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 DE LAS CALDERAS

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 Líquido Gaseoso

Gas Natural

Gas Propano GLP

Gas Butano

Crudo de Castilla

Fuel Oil

ACPM

Keroseno

Carbón, Bagazo,

Cascarilla de Arroz,

Aserrín, Basuras y

otros

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

Keroseno

Carbón

Pulverizado

Parrilla

Estática

Lecho

Fluidizado

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS

Paso de los Humos

Calderas

Acuatubulares

Calderas

Pirotubulares

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.

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.

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.

CALDERAS PIROTUBULARES

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.

CALDERAS ACUATUBULARES

PARTES PRINCIPALES DE LAS CALDERAS

Hogar

Manómetro

Válvula principal

Volumen agua

Tubo de nivel

PresostatosControl 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

Método Indirecto

Eficiencia térmica = 1 – (Pérdidas / Calor entrada)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 CALDERASMétodo Directo Eficiencia térmica = Calor útil /

Calor entradaEficiencia 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