caldera termica

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I. RESUMEN Un grupo productor de vapor de agua es una combinación de aparatos que puede constar de cualquiera o de todos los siguientes: Caldera, hogar, equipo de quemadores o el necesario para quemar el combustible, cámaras de agua, purificadora de vapor, recalentador, atemperador, economizador y calentador del aire. En el presente trabajo vamos a analizar el comportamiento de una Caldera Pirotubular, (Balance Térmico), para así determinar a partir de su eficiencia y de los calores perdidos, en qué estado se encuentra para luego poder generar posibles ideas de solución. II. OBJETIVOS OBJETIVO RINCIPAL  El alumno hará un análisis energético de la caldera a fin de determinar la energía útil y las diversas pérdidas por masa de combustible y la representación respectiva del diagrama de SANKEY para el análisis de la optimización de la caldera e inicios de la auditoria energética de la misma. OBJETIVO ESPECIFICOS  Determinar el calor absorbido po r el agua o calo r útil.  Determinar las pérdidas de calor por gases de escape, calentamiento del aire, evaporación del agua de formación, combustión incompleta, convección y radiación y otros III. MARCO TEORICO La distribución del calor resultante de la combustión del combustible en el hogar de una caldera se comprende mejor por medio del balance térmico, el cual consiste en confeccionar una tabla con el calor absorbido por el generador de vapor y con las varias pérdidas concurrentes en la combustión. Generalmente estas pérdidas se expresan en porcentajes, donde el total tendrá que ser el poder calorífico del combustible quemado y a su vez será el 100 por ciento. Los conceptos a utilizar son los siguientes: 1. CALOR ABSORBIDO POR EL GENERADOR DE VAPOR Es el calor absorbido por el generador de vapor (incluyendo el economizador y recalentadores, en caso de utilizarlos).

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I.  RESUMEN

Un grupo productor de vapor de agua es una combinación de aparatos que

puede constar de cualquiera o de todos los siguientes: Caldera, hogar, equipo de

quemadores o el necesario para quemar el combustible, cámaras de agua,

purificadora de vapor, recalentador, atemperador, economizador y calentador

del aire.

En el presente trabajo vamos a analizar el comportamiento de una Caldera

Pirotubular, (Balance Térmico), para así determinar a partir de su eficiencia y de

los calores perdidos, en qué estado se encuentra para luego poder generar

posibles ideas de solución.

II.  OBJETIVOS

OBJETIVO RINCIPAL

  El alumno hará un análisis energético de la caldera a fin de determinar la

energía útil y las diversas pérdidas por masa de combustible y la

representación respectiva del diagrama de SANKEY para el análisis de la

optimización de la caldera e inicios de la auditoria energética de la misma.

OBJETIVO ESPECIFICOS

  Determinar el calor absorbido por el agua o calor útil.

 

Determinar las pérdidas de calor por gases de escape, calentamiento del aire,

evaporación del agua de formación, combustión incompleta, convección y

radiación y otros

III.  MARCO TEORICO

La distribución del calor resultante de la combustión del combustible en el hogar de una

caldera se comprende mejor por medio del balance térmico, el cual consiste en confeccionar

una tabla con el calor absorbido por el generador de vapor y con las varias pérdidas

concurrentes en la combustión. Generalmente estas pérdidas se expresan en porcentajes,

donde el total tendrá que ser el poder calorífico del combustible quemado y a su vez será el

100 por ciento. Los conceptos a utilizar son los siguientes:

1.  CALOR ABSORBIDO POR EL GENERADOR DE VAPOR

Es el calor absorbido por el generador de vapor (incluyendo el economizador y recalentadores,

en caso de utilizarlos).

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2.  GASES DE ESCAPE

Estas pérdidas son quizás las más importantes, ya que son estas las que generan la mayor

cantidad de pérdidas en la caldera. Estas pérdidas están asociadas principalmente al calor

sensible del CO2, SO2, O2 Y N2 presentes en los gases de combustión.

Los gases presentes en la combustión se presentan en el siguiente cuadro:

3.  CALENTAMIENTO DE LA HUMEDAD DEL AIRE

Estas pérdidas son pequeñas.

4.  EVAPORACION DEL AGUA DE FORMACION 

El Hidrógeno del combustible al quemarse se transforma en agua, la cual abandona la Caldera

en forma de vapor.

5. 

COMBUSTION INCOMPLETA

Esta pérdida es generalmente es pequeña y es debida a que el aire suministrado es

insuficiente, lo cual da como resultado que parte del Carbono del combustible forme Óxido de

Carbono.

6.  CONVECCION, RADIACION Y OTROS

La variación aceptable por pérdidas de radiación mas convección deben estar entre 0.5% y 5%

a plena carga, de acuerdo con el tamaño de la caldera. En caso de tener pérdidas por este

concepto mayores a las permitidas, se recomienda reducirlas poniendo en práctica las

siguientes acciones:

  Reparar total o parcialmente los refractarios y/o aislamientos.

  Aumentar el espesor del aislamiento o instalar otro tipo de aislamiento con mejores

propiedades.

  Procurar que las unidades trabajen en lo posible a carga nominal.

Cabe hacer un comentario: el balance térmico tal como se calcula ordinariamente da

únicamente las pérdidas reales del generador de vapor trabajando durante un período de

tiempo limitado, pero no representa condiciones promedio de trabajo, toda vez que no se

consideren las pérdidas circunstanciales. Estas pérdidas comprenden:

  Pérdidas caloríficas que se producen al apagar la Caldera.

  Combustible requerido para poner en marcha la caldera estando fría.

  Combustible quemado mientras se arreglan los fuegos.

  Calor perdido con el agua al hacer purgas, y al limpiar las superficies de la Caldera.

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IV.- ESQUEMA PRINCIPAL DEL EQUIPO

A.  Partes sometidas a presión

•  Superficie de calefacción

•  Tanque de almacenamiento para el agua y vapor

•  Superficie de recalentamiento

B.  Equipos de combustión

•  Bomba de inyección

•  Quemadores

•  Reguladores de flujo de combustible

C. Equipos auxiliares

•  Medidores de fluido e vapor

•  Sopladores de hollín

•  Desviador de gases

•  Bomba de agua

• 

Indicador de nivel•  Termómetros

•  Manómetros

•  Válvula de seguridad

•  Ablandador de agua

• 

Tanque de sal muera

•  Tanque de condensado

•  Calentador

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BACHARAT (Equipo digital utilizado para el

análisis de gases de combustión )

Ciclómetro (Para medir las temperaturas

de Bulbo seco y de bulbo húmedo)

Contador digital para medir la cantidad de

masa que atraviesan las tuberías.

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