5/26/2018 CAPITULO 06

1/41

GENERACIN DE VAPORDISEO DE PLANTAS

08/11/2013UNIVERSIDAD DE CORDOBA- INGENIERIA DE ALIMENTOS.KATTY URANGO, MARIBEL GARCA, YELENIS URANGO, VICTOR COGOLLO, RAFAEL JIMENEZ,ARNOVIS PARRA, ARMANDO POESIA.

5/26/2018 CAPITULO 06

2/41

6. GENERACIN DE VAPOR

No existe proceso industrial que no requiera la presencia de la utilizacin del vapor como medio decalentamiento. De ah su extraordinaria importancia como tema de estudio.

El vapor es el medio universal de calefaccin para las unidades de proceso, y concretamente lasunidades qumicas de proceso.

El vapor de agua es uno de los medios de transmisin de calor de mayor efectividad, y su fcilgeneracin y manejo lo han situado como uno de los servicios auxiliares ms difundidos en laindustria. En los diagnsticos energticos, se han encontrado grandes potenciales de ahorro en lageneracin y distribucin de vapor, que van desde 5 hasta 20% del consumo de combustible. (1)

Por otra parte, es interesante ver como frecuentemente el ingeniero de planta y especialmente elingeniero de proceso, se encuentra enfrentado a resolver problemas de diseo de distribucin de

vapor, montaje de nuevas lneas de vapor, acondicionamiento y reparacin de las mismas, etc., loscuales, son actividades comunes en las refineras, en las plantas de procesos qumicos y en lasplantas de energa.

6.1 CARACTERISTICA DE LA OPERACIN EN LO REFERENTE A PRESIN YTEMPERATURA

El ingeniero que trabaja en la seleccin de una caldera, en la generacin del vapor para una planta oen la distribucin de la misma, deber estudiar todos y cada uno de los requisitos del sistema en estamateria. Por otra parte debe buscar las normas que regulan estos generadores, para saber que es lodebido y que no, segn la norma:

Las normas ms recientes requeridas para los generadores de vapor son:

NTC 3650-2 ASTM A 226 (NTC 520) ASME CSD-1 (NTC 3649) ASTM A 192/A 450 AWS A 5.1 ASME SFA 5.1 NTC 2191 CODIGO ASME SECCION I-II

DAMA DECRETO No.02 ARTICULO 79 NTCISO 5667-1: Calidad y procedencia del agua que se utiliza como alimentacin parael generador de vapor.

Algunos equipos y procesos exigen procesos a una presin especifica, mientras otros exigen

vapor a una temperatura especifica. En los casos en los cuales se conoce la mxima presin de

una caldera, la informacin queda automticamente especificada. De todos modos, la presin devapor es dependiente de la temperatura requerida en un proceso. De manera que en los casos en que

5/26/2018 CAPITULO 06

3/41

se conoce la mxima temperatura, la correspondiente presin de vapor puede determinarsefcilmente con la ayuda de las tablas de Keenan and keyes (Tablas de las propiedadestermodinmicas del vapor).

A menudo es necesario suplir vapor a un proceso a dos o ms presiones diferentes. En tales casos,se debe utilizar las vlvulas de reduccin de vapor. Para facilitar la reparacin de estas vlvulas,

que a menudo presentan fugas o necesitan un ajuste o un cambio de asiento, deber instalarse unalnea secundaria de trabajo (by-pass), que rodee a la vlvula reductora. Vase el sistema dedistribucin de vapor tpico de la figura N. Adems, para poder desmontar esta vlvula reductora,por cualquier motivo deber instalarse una vlvula a la entrada y a la salida, con los indicadoresrespectivos de presin, ms all de las conexiones de la lnea secundaria.

6.2 SELECCIN DEL TAMAO DE UNA CALDERA

Las calderas denominadas empacadas automticamente se manufacturan generalmente a ratas de

presin comprendidas entre 15, 100, 125, 150, 200 y 250 psig. Por razones de economa, ms quepor cualquier otra consideracin, no es aconsejable seleccionar una presin de vapor de diseo(design pressure) grande en exceso de la presin mxima requerida.

La presin de diseo de una caldera debe ser especificada suficientemente encima de la propiapresin en el sistema de distribucin de vapor.

Adems de determinar la rata de presin de una caldera, el Ingeniero debe especificar la CapacidadGeneradora o Tamao de la Caldera. El medio ms seguro de determinar la cantidad requerida devapor, es el de preparar un balance de calor para la caldera y el sistema de distribucin del vapor.TODO EL CALOR QUE ENTRA A UN SISTEMA DEBE BALANCEAR CON EL QUE SALE(Principio bsico de la termodinmica).

Hay dos grandes factores que afectan la capacidad generadora de una caldera. Estas son: Latemperatura de alimentacin de agua (Feedwater) y la presin de operacin de vapor.

Generalmente los fabricantes de calderas expresan las capacidades de sus calderas en trminos delHP Caldera (Boiler Horsepower) basado sobre un output de 34.5 Lbs. De vapor/hora desde y

a 212 F. El output actual de una caldera se reduce del valor nominal cuando la temperatura de

alimentacin del agua (Foodwater) se reduce a 212F y cuando la presin del vapor se aumentaencima de 0psig. Vase tambin la grfica N. 78

Tambin, en la figura No. 79 se muestra un diagrama tpico de una instalacin completaconvencional de alimentacin de agua para dos calderas, con todos los equipos y accesorios

necesarios.

6.3 SELECCIN DEL TAMAO DE LA TUBERA DE VAPOR

El clculo del flujo de vapor comprimido en las tuberas es muy complejo. En la prctica industrial,el diseado se vale de las grficas y tablas existentes, como la que aparece a continuacin en lafigura 77.

5/26/2018 CAPITULO 06

4/41

Fig. 77:grafica de velocidad del vapor relacionada con el tamao y otras variables

Grfica de velocidad del vapor relacionado con el tamao de la tubera y otras variables.

La cada o prdida de presin probable depende de la velocidad del flujo, de la longitud de la lnea otubera, del nmero de codos, vlvulas y accesorios en general, y del recubrimiento de los tubos.

Por otra parte, para resolver los problemas de cada de presin, rata de flujo y tamao de la tuberade vapor, varias frmulas empricas han sido desarrolladas de estudios hechos del flujo de vapor detuberas. Sin embargo, el uso de frmulas generales de flujo est ganando amplia aceptacin pararesolver los problemas del flujo del vapor.

A continuacin se sealan algunos aspectos tericos de la misma.

5/26/2018 CAPITULO 06

5/41

5/26/2018 CAPITULO 06

6/41

5/26/2018 CAPITULO 06

7/41

5/26/2018 CAPITULO 06

8/41

Fig. 81: filtros SAMSON utilizado en los sistemas de vapor de agua

5/26/2018 CAPITULO 06

9/41

De la siguiente frmula conocida

HP=

Despejando w w=

O tambin

=

Dnde: HP= Cantidad de caldera en HP.w= Cantidad de vapor saturado-seco a la presin deseada (Libras/horas)hf= Entalpia del agua saturada a la temperatura de alimentacin. (Btu/Lb).hg= Entalpia del vapor saturado y seco a la presin deseada (Btu/Lb).hfg= Entalpia de evaporacin a 212F = 970.3 Btu/Lb.

Mediante la grfica No. 78 se determina bien sea la cantidad de vapor o los HP de la caldera,cuando uno de stos factores y las condiciones de operacin se conocen.

6.4 PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

En los procesos de calentamiento los siguientes factores deben considerarse:1- Calor necesario para elevar la temperatura de la sustancia al ser calentada.2- Calor para elevar la temperatura de la vasija calentadora.3- Calor necesario para compensar las prdidas por radiacin.

5/26/2018 CAPITULO 06

10/41

Generalmente la mayor cantidad de calor se necesita para elevar la temperatura de la sustancia yde la vasija calentadora a la temperatura de operacin del proceso. La cantidad de calornecesaria puede calcularse por la siguiente ecuacin:

H = (Fs + F1 S1) T

donde: H= Calor (Btu).F= Peso de la sustancia (Lb).F1= Peso de la vasija (Lb).S= Calor especfico del material de la vasija.S1= Calor especfico del material de la vasijaT= Elevacin de temperatura (F).

Para encontrar la cantidad de vapor necesario para un proceso de transferencia de calor, losresultados encontrados de la frmula anterior pueden ser sustituidos en la siguiente:

w=

donde: w= demanda de vapor a la presin de operacin (Lb/hora)H= Calor (Btu)t= Tiempo del perodo de calentamiento (Hora)hfg= Entalpia de evaporacin del vapor a la presin de operacin

(Btu/Lb).

Ahora bien, el calor es transmitido de un cuerpo a otro por conduccin, conveccin o radiacin. Enla prctica actual, el calor transferido se acompaa por dos o por los tres de stos mtodostrabajando juntos. La velocidad de transferencia de calor depende, entre otras cosas, del flujo defluidos a lo largo de la superficie de transferencia. A mayor velocidad, mayor la rata detransferencia de calor.

Los requisitos de calor de cierto y determinado intercambiador de calor o del diseo de unintercambiador de calor para hacer un trabajo especfico, puede determinarse usando las siguientesfrmulas bsicas de transmisin de calor:

Q= U. A.D.donde:Q= Calor transmitido (Btu/Hora)

U= Coeficiente global de transmisin de calor (Btu/ft2

/2

F/hora)A= rea de la superficie de calentamiento (ft2)D= Diferencia promedio de temperatura (F)

En los clculos donde se requiera la mxima precisin, la diferencia de temperatura logartmica opromedio verdadero puede encontrarte de esta expresin:

5/26/2018 CAPITULO 06

11/41

D=

D= Diferencia promedio de temperatura (F)T= Diferencia de temperatura entre el medio caliente y fro en el extremo, donde sta diferencia es

mayor (F)t= Diferencia de temperatura entre el medio caliente y fro en el extremo, donde sta diferencia esmenor (F)

En los casos donde la razn de T a t es menor que 2, l a diferencia de temperatura promedioaritmtica puede usarse con pequeos errores. El promedio aritmtico se expresa:

D=

6.5 RESOLUCIN DE PROBLEMAS TIPICOS ENCONTRADOS EN LAGENERACION DE VAPOR.Problema I. Resolver mediante la grfica No. 78. Buscar el tamao de caldera necesaria paragenerar 4.500 Libras de vapor saturado y seco por hora a 100psig con agua de alimentacin a 180F.Solucin:

1- Localizar sobre la grfica la interseccin de la lnea de 100pisg y la curva de 180F.2- Desde este punto se extiende una lnea horizontal hacia la izquierda hasta el corte con la

escala.3- Se lee 32.13 libras de vapor/hora/HP caldera.4- Se divide 4.500 Libras de vapor/hora por 32.13, lo cual resulta 140.05 HP5- sta cifra se redondea hasta 150 HP.

Problema II. Resolver mediante la grfica No. 78. Buscar las Libras de vapor saturado

seco/hora que puede ser generado por una caldera de 200 HP, operando a 125psig y con120 F. en la temperatura del agua de alimentacin.

Solucin:1- Localizar sobre la grfica el punto de interseccin de la lnea de 125psig y curva de

120F.2- Desde este punto extender una lnea horizontal para interceptar la escala hacia la

izquierda3- Leer 30.3 Libras de vapor/hora/HP caldera.4- Multiplicar 30.3 por 200 HP para obtener la solucin, lo cual resulta 6.060 Libras de

vapor/hora.

5/26/2018 CAPITULO 06

12/41

La cantidad de combustible utilizado en la generacin de vapor puede reducirse ampliamenteretornando el condesado como agua de alimentacin a la caldera. Obsrvese en la grafica cuales sonestos resultados.

5/26/2018 CAPITULO 06

13/41

6.6 DEFINICIONES Y EXPLICACIONES DE ALGUNOS PROCESOS QUE OCURRENEN LA GENERACIN DE VAPOR.

P1. Qu es el vapor?

Vapor es agua en estado semi-gaseoso. A pesar de que este obedece en alguna extensin a las leyessimples que gobiernan el comportamiento de los gases verdaderos, se considera ms bien vapor quegas, o sea una sustancia entre las formas de lquido puro y gaseoso.

P2. Cmo se genera el vapor de agua en una caldera?

El calor del horno de una caldera se conduce por los tubos metlicos de la misma calentando el aguaen contacto directo. Esta agua calentada ahora ms liviana que el agua fra situada encima, se eleva,y el agua ms fra baja a ocupar el lugar del otro. Por las corrientes de conveccin as formadas, lamasa de agua se calienta lenta y gradualmente hasta su punto de ebullicin. Una mayor adicin de

calor lo transforma en vapor. En este proceso no ocurre prdida alguna de las cantidades puestas enjuego. Un kilo de agua se transforma ntegramente en un kilo de vapor.

P3. De qu factores depende el punto de ebullicin del agua?

Depende de la presin ejercida por el agua. Al nivel del mar el punto de ebullicin del agua bajo lapresin atmosfrica (14,7 psia) es de 212F. Cuando la presin disminuye, el punto de ebullicindisminuye y cuando aumenta el punto de ebullicin es de 193,21F. A 20 psia el punto de ebullicines 227,96F.

P4. Qu se entiende por calor sensible en los procesos de generacin de vapor?

Es el calor aadido o cedido al agua para elevar su temperatura desde 32F hasta su punto deebullicin. La elevacin de esta temperatura puede medirse sobre un termmetro e inclusivesentirse. De aqu el nombre de calor "sensible".

P5. Qu se entiende por calor latente del vapor?

Es la cantidad de calor necesario para convertir agua en su punto de ebullicin, en vapor a la mismatemperatura y presin.

P6. Qu se entiende por calor total vapor?

Es la suma del calor sensible y del latente. Las tablas de vapor usan la palabra entalpa para

reemplazar el calor total ya definido. De esta manera, calor sensible viene a significar entalpia delliquido, calor latente la entalpia de evaporacin, y calor total la entalpia del vapor. El agua o elvapor a su punto de ebullicin se dice frecuentemente ser o estar saturado. Las tablas de vapor usanla abreviacin "sat. Liquido" para el calor del liquido o calor sensible, "evap" para el calor latente, y"sat vapor" para el calor total.

P7. Qu se entiende por vapor saturado?

5/26/2018 CAPITULO 06

14/41

Vapor saturado es el vapor generado por el agua.

P8. Qu se entiende por vapor seco saturado?

Si el vapor saturado, tal como lo genera el agua, no contiene humedad en suspensin, se dice estarseco. Si contiene humedad se llama vapor hmedo. El vapor completamente seco es invisible. La

apariencia blanca del vapor se debe a las partculas de agua lquida en suspensin.

P9. Qu se entiende por calidad del vapor?

El trmino "calidad" se refiere indirectamente a la cantidad de agua o humedad no evaporada en elvapor. Si es perfectamente seco su calidad ser 100% pero si contiene por ejemplo 2% de humedadsu calidad ser 100-2=98%.

P10. Cmo se determina la calidad del vapor?

Se determina por medio de aparatos llamados "calormetros". Hay 3 tipos: el calormetro de barril,un tipo muy anticuado y no muy preciso; el de estrangulacin que determina porcentajes por encimadel 7% a 400 psig; y el de separacin, que tiene un amplio rango y es el ms preciso.

P11. Qu es vapor sobrecalentado y porque es sobrecalentado?

Es vapor a una temperatura mayor que la temperatura de saturacin para una presin dada. Sesobrecalienta un vapor haciendo pasar vapor saturado a travs de unos tubos en serpentines,expuestos a un horno.

P12. Que son las tablas de vapor?

Son valores tabulados de las varias propiedades del vapor saturado tal como punto de ebullicin

(temperatura de saturacin), volumen especifico (volumen de libra en ft3), calor sensible (entalpiadel liquido saturado), calor latente (entalpia de evaporacin) y calor total (entalpia de vaporsaturado o de vapor sobrecalentado), calculado para un amplio rango de presiones. En las tablas devapor se utilizan presiones absolutas porque la sobrepresin se basa en la presin atmosfrica, lacual vara con la altura y las condiciones climatricas. Todas las cantidades que aparecen en lastablas se refieren a 1 lb de agua o vapor seco y saturado. Las temperaturas estn dadas en grados F.Las entalpias en Btu.

P13. Que muestra el estudio de las tablas de vapor?

Las tablas de vapor muestran que cada presin tiene punto de ebullicin correspondiente, y cuando

la presin se eleva, los siguientes cambios tomas lugar: 1) Elevacin del punto de ebullicin, 2)Aumento en el calor sensible, 3) Disminucin del calor latente, 4) Aumento en el calor total,primero lentamente hasta los 450 psia, y luego disminucin lenta hasta que la presin se acerca alllamado "punto crtico" que es de 3200 psia.

P14. Cul debe ser el efecto de una elevacin brusca o de una cada brusca en presin, en unavasija o recipiente cerrado que contiene vapor, sino hay cambio de temperatura?

5/26/2018 CAPITULO 06

15/41

La elevacin de presin sin una correspondiente elevacin de temperatura origina que algo de vaporse condense, ya que la temperatura debe estar por debajo del punto de ebullicin correspondiente ala presin. Una cada de presin debe causar que el vapor llegue a ser sobrecalentado, porque sutemperatura deber entonces estar encima de la temperatura del punto de ebullicin correspondientea la presin.

Si la cada de presin toma lugar en una caldera donde el vapor est en contacto con el agua del cualse origino, algo del agua se evaporara en forma de vapor, debido a la disminucin en su punto deebullicin. Si la disminucin en presin se origina bruscamente por la ruptura de alguna parte de lacaldera, bastante agua de la caldera puede instantneamente saltar en vapor, originando unadesastrosa explosin. Como 1 libra de vapor a presin atmosfrica ocupa aproximadamente 1600veces el espacio ocupado por una libra de agua, a la energa explosiva liberada por el cambio bruscode presin deber ser elevada.

P15. Comparar el uso del vapor para maquinas de potencia y para propsitos decalentamiento

En un sistema de calentamiento el vapor se condensa en forma de agua en los radiadores oserpentines de condensacin, y al hacerlo as da su calor latente.

En una planta de maquinas de potencia, donde el vapor se utiliza para estos usos, la maquina emitevapor y contiene la mayor parte de la cantidad original del calor en el vapor.

P16. Qu es la temperatura y presin critica del vapor?

P critica= 3206,2 psia

T critica= 705,4 F

P17. Qu es el equivalente de evaporacin?

Todas las calderas no trabajan bajo las mismas condiciones de presin y temperatura, y por lo tantoel peso actual de agua evaporada por hora o por libra de carbn quemado no es el modo ms clarode comparar las distintas calderas, al menos que las condiciones de temperatura y presin seanexactamente iguales. Sin embargo, podemos formar una base de comparacin para cualquiercondicin de presin y temperatura del agua de alimentacin, reduciendo el "performance" de cadacaldera a condiciones estndar. Una de estas condiciones es la cantidad de agua en libras, que debeser evaporada de agua a 212 F en vapor a 212 F y 14,7 psia, por el calor entregado al vaporactualmente evaporado en 1 hora por 1 libra de combustible. Esta cantidad se conoce como "

equivalente de evaporacin" a 212 F y por 1 libra de combustible.La cantidad de calor a evaporar en 1 libra de agua a 212F es de 970,3 Btu. Si dividimos el calortotal en el vapor generado por hora, o por libra de combustible, por 970,3 encontramos elequivalente de evaporacin.

5/26/2018 CAPITULO 06

16/41

6.7.CLASIFICACIN DE CALDERASExisten diversos criterios para la clasificacin de las calderas, como por ejemplo el combustibleutilizado, las presiones de funcionamiento, tipo de recorrido del fluido, materiales de construccin,tipo de fijacin (mviles o fijas), posicin (vertical u horizontal) entre otras. Para simplificar laclasificacin se indicarn los ms utilizados en el medio:

6.7.1. CLASIFICACIN SEGN EL COMBUSTIBLE UTILIZADO:Combustibles slidos:

En la actualidad las empresas que trabajan con materia prima basada en compuestos orgnicos,aprovechan los residuos de los procesos para la generacin de vapor. Tal es el caso de las empresasmadereras, ingenios azucareros, entre otras. Ejemplos: lea, carbn vegetal, carbn natural, hulla,bagazo, biomasa.

Combustibles lquidos:

El diesel

Se obtiene de la fraccin destilada del petrleo denominada gasleo (15 a 18 tomos de carbono).Tiene propiedades diferentes a la gasolina; pues sta contiene hidrocarburos ms livianos. Elcombustible diesel es ms pesado y aceitoso, se evapora ms lentamente y su punto de ebullicin esms alto, incluso supera al del agua. Resulta menos econmico que el bunker porque requiere msrefinacin.

El bnker

El bunker tambin conocido como combustleo o fuel ol es un combustible residual de la

destilacin y craqueo del petrleo. Es un producto viscoso y con cierto grado de impurezas cuyascaractersticas generales exigen mtodos especializados para su empleo. Es de uso industrial comocombustible en calderas para generar vapor o energa elctrica por ejemplo: plantas termoelctricasde energa; tambin es usado para motores de propulsin marinos.

Combustibles gaseosos:

Gas licuado de petrleo Gas propano

6.7.2. CLASIFICACIN SEGN LA PRESIN DE TRABAJO:Como se seal anteriormente, otra manera de clasificar o especificar las calderas es por medio delrango de presiones de trabajo. As se pueden tener las calderas de baja presin, alta presin o depotencia.

5/26/2018 CAPITULO 06

17/41

Calderas de alta presin

Una caldera de alta presin es aquella que genera una presin mayor de 1.05 kg/cm2 manomtricos.Por debajo de esta presin se clasifican como calderas de vapor de baja presin. Las pequeas

calderas de alta presin se denominan calderas miniatura segn la normativa de EE.UU.

Calderas de baja presin

Es una caldera de vapor que trabaja por debajo de los 1.05 kg/cm2 o tambin puede ser una calderade agua caliente que trabaja por debajo de los 11 kg/cm2.

Calderas de potencia

Es una caldera de vapor de agua o de fluido que trabaja por encima de 1.05 kg/cm2 y excede eltamao de una caldera miniatura. Esto tambin incluye el calentamiento de agua caliente o calderasde agua caliente que funcionan por encima de los 11.2 kg/cm2 o 121.1 C. Las calderas de potenciaa menudo de se llaman calderas de alta presin.

6.7.3. CLASIFICACIN SEGN EL CONTENIDO DE LOS TUBOS:Una forma ms especfica de definir el tipo de caldero es segn el contenido de los tubos internos.Existen dos grandes grupos de calderos: los pirotubulares (transporta humerales) y acuotubulares(transporta agua). La mayora de calderos en nuestro medio pertenecen a uno de estos dos tipos, delos cuales se describen las siguientes caractersticas:

Calderas de tubos de humo o pirotubulares

Son aquellas en que los gases y humos provenientes de la combustin pasan por unos tubos que seencuentran sumergidos en el agua, tienen un menor costo inicial debido a su simplicidad de diseo,adems de tener mayor flexibilidad de operacin y menores exigencia de pureza en el agua dealimentacin. El peso y tamao es ms grande comparado con las acuotubulares, el tiempo paraelevar la presin interior y entrar en funcionamiento es comparativamente alto, adems este tipo decalderas no es utilizado para grandes presiones.

El cuerpo de caldera pirotubular, est formado por un cuerpo cilndrico de disposicin horizontal overtical, incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisin de calor y una cmarasuperior de formacin y acumulacin de vapor. La circulacin de gases se realiza desde una cmara(hogar) de adaptacin, hasta la zona posterior o superior (tipo vertical) donde termina su recorrido

en otra cmara de salida de humos. El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertasatornilladas y abisagradas. En cuanto al acceso, al lado agua se efecta a travs de la boca dehombre, situada en la parte superior del cuerpo, as como en las partes inferior y posterior parafacilitar la limpieza de posible acumulacin de lodos.

Las calderas de tubos de humos a causa de su diseo compacto, operacin y marcha automtica, ascomo su resultante mantenimiento reducido, tienen una esperanza de vida menor. Las expectativas

5/26/2018 CAPITULO 06

18/41

de vida estn afectadas por el sobrecalentamiento, subida de carga rpida as como cortes oenfriamientos rpidos y programas de tratamientos de agua pobre o inexistente.

3.3.2 Calderas acuotubulares

En estas calderas los gases de combustin circulan por la parte externa de los tubos, mientras que

por su interior lo hace el agua. Tienen un gran espectro de produccin de vapor, la cual puede variardesde una pequea produccin, en calderas compactas, hasta las grandes producciones de 1000ton/h y presiones hasta 150 kg/cm2, cmo es el caso de las centrales termoelctricas.

En las calderas acuotubulares, los tubos longitudinales interiores se emplean para aumentar lasuperficie de calefaccin, y estn inclinados para que el vapor a mayor temperatura al salir por laparte ms alta, provoque un ingreso natural del agua ms fra por la parte ms baja. Originalmenteestaban diseadas para quemar combustible slido.

La eficiencia trmica est por arriba de cualquier caldera de tubos de humo, ya que se fabrican de 2,3, 4 y 6 pasos de agua; dependiendo de la capacidad. El tiempo de arranque para produccin de

vapor a su presin de trabajo no es excesivo comparado con las pirotubulares.

El vapor que produce una caldera de tubos de agua es un vapor seco, por lo que en los sistemas detransmisin de calor existe un mayor aprovechamiento. El vapor hmedo producido por una calderade tubos de humo contiene un porcentaje muy alto de agua, lo cual acta en las paredes de lossistemas de transmisin como aislante, aumentando el consumo de vapor hasta en un 20%.

6.8.ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA CALDERALos principales componentes de las calderas son: cmara de combustin, el quemador, elintercambiador de calor y una carcasa.

Cmara de combustin.

Tambin conocido como el hogar de la caldera, es una bveda o un tnel localizada en su interior,la misma que est completamente rodeada de tubos llenos de agua para el caso de las calderasacuotubulares y en el caso de las pirotubulares se trata de un tubo robusto, el mismo que suele tenerun dimetro entre 40 y 45% del dimetro de la coraza.

En el hogar se desarrolla la combustin producida por la mezcla de combustible, vapor deatomizacin y aire. La calidad, cantidad y eficiencia de la combustin est regulada en ciertos casos

automticamente por un sistema electrnico, ste sistema a ms de optimizar la combustin permitemantener la presin del caldero al incrementar o disminuir la potencia de la combustin, toda lamasa de gases calientes originados en esta rea (hogar) son los que atraviesan el tnel de tubostransfiriendo por conveccin el mayor porcentaje de calor generado hacia el agua paratransformarlo en vapor. El hogar es hermtico y cuidadosamente sellado con material refractarioque impide cualquier fuga indeseable de gases.

5/26/2018 CAPITULO 06

19/41

En la parte frontal del caldero se encuentra un acople de acceso en donde est situado el atomizadory el ingreso de aire del ventilador. La temperatura en el hogar oscila alrededor de los 900 a 1400 C.

El quemador

Es el elemento que provee de oxgeno a la combustin, este equipo est provisto de un potente

motor que mueve una turbina y succiona el aire atmosfrico hacia el hogar del caldero. El flujo deaire que demanda la combustin es controlada por el sistema electrnico.

El aire succionado de la atmsfera es mezclado con el combustible, ste por lo general se alimentapor medio de una bomba centrfuga, con lo cual se consigue una presin de salida para lograr laatomizacin del mismo. La atomizacin del combustible permite una mezcla aire - combustibleptima, por lo tanto el combustible se quema en su totalidad; esto siempre y cuando se alimente conla cantidad de aire suficiente para la combustin.

Adems existe un transformador que multiplica el diferencial de potencial para obtener una chispa,la cual nos sirve para encender la llama piloto.

El intercambiador de calor

Los calderos pirotubulares, al igual que los acuotubulares: utilizan tubos lisos sin costura dematerial resistente a la corrosin y son los que interconectan a los espejos (pirotubulares) o a losdomos (acuotubulares); sus caractersticas constructivas y diseos indican que estn hechos paracaptar con la mayor eficiencia el calor generado por la combustin en el hogar.

Para el caso de los acuotubulares existen tubos denominados de agua o bajantes que son los que seencuentran en las partes externas del caldero y los tubos de vapor o ascendentes son los que estn encontacto directo con el fuego.

Los tubos estn conectados a los domos o espejos de una manera especial; en la que por medio deun sistema mecnico se procede a fijarlos a las placas porta tubo mediante expandido y rebordeado.Una vez ensamblado todo el intercambiador de calor se somete a una prueba hidrosttica de acuerdoa los requisitos establecidos en el cdigo ASME, para determinar su estabilidad mecnica y lacalidad de las uniones.

Los tubos constituyen la parte ms delicada del caldero, ya que son los que estn expuestos a daospor el lado de fuego cuando se acumulan excesos de holln, cenizas y por el lado del agua aconsecuencia de un mal tratamiento, determinndose que sufran roturas por fragilidad trmicadebido a choques trmicos.

La carcasa

Para el caso de los calderos pirotubulares, se trata de una chapa metlica rolada en caliente queforma una envolvente cilndrica, la cual debe resistir la presin del sistema; en sta chapa metlicase sueldan los espejos a cada lado, formando as un tanque sellado. A su vez en los espejos secoloca el hogar y los tubos que forman el intercambiador de calor.

5/26/2018 CAPITULO 06

20/41

En los extremos de la carcasa, se colocan aditamentos como tortugas para inspecciones rutinarias ode mantenimiento, la alimentacin de agua fra, la salida de vapor, vlvulas de seguridad, vlvulasde purgas y controles de nivel.

Por su lado, el caldero acuotubular est provisto de dos robustos cilindros de acero llamados domos,estos constituyen el soporte de los tubos y son los que definen la forma o tipo de la caldera, por logeneral tenemos el domo inferior y el domo superior. El domo inferior o denominado de lodos, endonde se depositan o precipitan los slidos disueltos en el agua al evaporarse, para el efecto setienen una vlvula de purgas que evacua stos residuos. El domo superior o domo de vapor es elespacio en donde se transforma el agua de su estado lquido al estado gaseoso o vapor. En la partesuperior del domo de vapor se encuentran las vlvulas de seguridad y la tubera de salida de vapor.

Tratamiento del agua

El tratamiento del agua es necesario para que la caldera trabaje de manera satisfactoria durante elencendido inicial, con el fin de evitar depsito de incrustaciones y para evitar la corrosin porcidos, oxgeno y otras sustancias dainas que pueden encontrarse en el suministro de agua. Esconveniente consultar a un especialista calificado en tratamiento de aguas y tratar el agua de maneraadecuada. Las metas y objetivos bsicos del acondicionamiento de agua para calderas son:

1. Evitar la acumulacin de incrustaciones y depsitos en la caldera.2. Eliminar los gases disueltos en el agua.3. Proteger la caldera contra la corrosin4. Eliminar el arrastre de impurezas o los retrasos (vapor)5. Mantener la mxima eficiencia posible de la caldera.6. Disminuir la cantidad de tiempo muerto para limpiar la caldera

El tratamiento del agua deber revisarse y mantenerse siempre que se encienda la caldera.

Asimismo, deber tomarse en consideracin que el agua para la caldera pude necesitar de untratamiento qumico para la primera operacin de llenado, adems de tratamientos qumicosadicionales peridicos, dependiendo de las prdidas del sistema y de las necesidades de recarga deagua. El tratamiento del agua pude variar de estacin a estacin o en un periodo y, por lo tanto,puede ser necesario revisar el mtodo de tratamiento del agua cuando menos cuatro veces al ao yposiblemente con mayor frecuencia si las condiciones locales del agua as lo exigen. Cuando se

purga un sistema y luego se rellena, ser necesario aplicar un tratamiento qumico al agua, en lamisma proporcin en que se rellene con agua cruda.

Existen dos mtodos principales de tratamiento del agua para alimentar una caldera, externo einterno.

Tratamiento externo del agua de alimentacin: este tipo de tratamiento se lleva a cabo porseparado, en tanques, contenedores u otros aparatos necesarios, con el fin de eliminar el oxgeno y

5/26/2018 CAPITULO 06

21/41

otros gases perjudiciales, as como para eliminar el carbonato de magnesio, carbonato de calcio,slice, hierro, etc. tambin pude conseguirse filtros para eliminar las partculas extraas. Un mtodocomn para eliminar el gas presente en el agua de la caldera es usar un calentador-desaereador parael agua de alimentacin.

Tratamiento interno del agua de alimentacin:el tratamiento interno del agua de alimentacinconsiste, por lo general, en la adicin de agentes qumicos apropiados para evitar el depsito demateriales de incrustacin sobre las superficies calientes de la caldera. El lodo de sedimentoformado por los agentes qumicos con carbonatos de calcio o carbonatos de magnesio se precipitahacia el fondo de la caldera o permanecen en suspensin. En las calderas de vapor, este sedimentopuede eliminarse mediante una purga adecuada.

Algunos problemas causados por las impurezas en el agua de alimentacin son:

Formacin de costras Corrosin Priming (formacin de burbujas de aire) Adherencia del vapor al cilindro (de minerales voltiles)

Algunos parmetros importantes del agua de alimentacin son:

pH Dureza Concentracin de oxgeno y del dixido de carbono Silicatos Slidos disueltos Slidos suspendidos Concentracin de materia orgnica

6.9. TRAMPA DE VAPOR

Las trampas de vapor son mecanismos que logran drenar eficazmente el agua condensada y el aireen los sistemas de vapor, sin permitir el escape de vapor. El funcionamiento de una trampa de vapordebe ser completamente automtico, como en efecto as sucede, y la trampa de vapor despus de suinstalacin no requiere ajuste alguno, logrndose una mxima eficiencia con ellos.

Existen varios tipos de trampa tales como las que se enumeran a continuacin

5/26/2018 CAPITULO 06

22/41

Trampa termo dinmica

Trampa termosttica

Trampa de flotador (mecnica)

Trampa de balde invertido

Trampa de balde abierta

Trampa de expansin liquida

Trampa bimetlica

Estas trampas tiene una seria de caractersticas de operacin muy especiales, las cuales las hacenapetecibles para determinados usos, o adecuados para determinados procesos, puesto que tienen unrango de presin hasta 600 libras, y capacidad que van hasta 50.000 libras de vapor/hora

De ah la importancia de conocer el proceso en donde se vaya a utilizar este tipo de aparatos, quems que aparatos son herramientas indispensable en los sistemas de generacin y distribucin delvapor. En la siguiente figura se muestra una serie de diferentes clases de trampas de vapor

5/26/2018 CAPITULO 06

23/41

5/26/2018 CAPITULO 06

24/41

Diferentes clases de trampa de vapor

6.9.1. DESCRIPCION DE LAS TRAMPAS DE FLOTADOR.Este tipo de trampas respondenfcilmente a las diferencias de densidades entre el vapor y los condensados. Otra de las

caractersticas de este tipo de trampa son las siguientes

Evacua aire a travs de la vlvula termosttica incorporada

Tienela ventaja de producir descargas inmediatas y continuas de condensados, evacuando todo elaire que se encuentra en el sistema.

Desaloja condensados a la temperatura de saturacin con alta eficiencia trmica

No es afectada por las bajas presiones, pero est limitada por el fuerte golpe de ariete pues depresentarse se daara el flotador y el termostato

Su aplicacin principal es en los equipos donde se utilizan vlvulas de control, puesto que su

caracterstica de descarga es modulada presentndose as un acople rpido de acuerdo a lasdemandas exigidas por la vlvula de control, producindose una gran estabilidad.

Como su nombre lo indica esta trampa opera en base a un flotador y un termostato, los cualesproducen descargas continuas de condensado a la temperatura de saturacin en una formamodulada, vase la figura #90

El termostato y la vlvula incorporada estn en paralelo para la descarga de aire y gases nocondensables, cerrndose inmediatamente con la presencia de vapor.

La operacin se basa en el principio de diferencia de densidades entre el vapor y el condensado. Amedida que se llena la trampa de condensado, el flotador va abriendo progresivamente la vlvula.

Cuando el condensado se haya evacuado y comience a entrar el vapor, el flotador cierra la vlvulaproduciendo un sello hermtico.

Al instalar esta trampa es necesario ubicarla en el punto ms bajo del equipo, pre seguida por unavlvula y filtro del mismo tamao, y posteriormente se colocara una vlvula cheque para evitar elretorno del condensado hacia la trampa.

Este equipo instalado correctamente tendr una vida mayor de 5 aos y se podr prolongar an mssi se le hacen revisiones peridicas. A pesar de que este equipo necesita muy poco mantenimiento,

especialmente si se evita de que lleguen mugres y elementos extraos. De ah la importancia demantener en buen estado los filtros, los cuales han de ser limpiados y soplados segn lo requiera elproceso.

Adems, la trampa viene provista en la parte inferior de un tapn, el cual deber sacarseperidicamente para extraer el xido que pueda formarse.

En la siguiente figura se muestra una trampa de flotador

5/26/2018 CAPITULO 06

25/41

Fig. 90: Trampa de flotador.

6.9.2 VENTAJAS ECONOMICAS POR EL USO DE TRAMPAS EN LOS SISTEMAS DE

VAPOR. Adems de los ya mencionados anteriormente, el uso de las trampas producen lassiguientes ventajas:

1. ECONOMIA EN COMBUSTIBLE. Como se dijo anteriormente, las trampas de vapordescargan el condensado pero no permite que escape vapor alguno. En la tabla N1 se muestran lascantidades grandes y costosas de vapor que se desperdician a causa de fugas pequeas. Por lo

dems, a ningn tcnico se le escapa el hecho de que toda fuga de vapor aumenta el consumo decombustible

2. MAYOR PRODUCTIVIDAD EN LAS ZONAS DE PREOCESO, PRODUCCION OMANUFACTURA.Las trampas de vapor aseguran un mximo de rendimiento de los equipos de

vapor fabriles, por las siguientes consideraciones

a. Rpido calentamiento. Al abrirse paso el vapor, las trampas descargan rpidamente todo elcondensado y el aire acumulado, por lo que es rpido (y no demorado, como sucedera en casocontrario) el calentamiento del equipo.

b. Altas temperaturas. Las trampas mantienen temperaturas mximas en los equipos, ya quedescargan el condensado tan pronto est se acumula, sin esperar que se enfre. Tambin descarganautomticamente el aire que siempre existe en el vapor. Se puede apreciar en la tabla N2 la granimportancia de este, en donde se indica como el aire reduce la temperatura del vapor

TABLA No. 1

Presin delVapor (lb)

Temperatura deSaturacin (o F)

Tipo de Trampa Temperatura superficial enla trampa (o F)

Diferenciao F

Entrada Salida

150 358 Termodinmica 329 290 39150 358 Termodinmica* 325 322 3150 358 Termodinmica 320 279 41

5/26/2018 CAPITULO 06

26/41

150 358 Balde invertido 279 225 54150 358 Balde invertido 281 226 55150 358 Termodinmica** 328 203 120150 358 Termodinmica** 310 198 11250 281 Termodinmica 203 150 5350 281 Termodinmica 208 145 63

400 444 Termodinmica 401 311 90400 444 Termodinmica 406 320 86400 444 Termodinmica* 300 296 4

__________________

** Trampas con salida de condensado a la atmosfera* Trampas en mal funcionamiento

TABLA 2. EL AIRE REDUCE LA TEMPERATURA DEL VAPORSiempre hay aire en el vapor. Si no es expulsado en volumen suficiente por la trampa de vapor, seacumular progresivamente en el equipo, reducido entonces las temperaturas y el rgimen deproduccin. Las trampas Armstrong descargan todo el aire conjuntamente con el aire condensado

Presin manomtrica Temperatura delVapor No HabiendoAire

Temperaturas del vapor mezclado con diversascantidades de aire (porcentajes por volmenes)

Kg/cm2 Lbs/pul2 oC OF 10% 20% 30%oC OF oC OF oC OF

0,724 10,3 115,6 240,1 112,4 234,3 108,7 228,0 104,8 220,91,771 25,3 130,9 267,3 127,2 261,0 123,2 354,1 118,9 246,4

3,521 50,3 147,7 298,0 143,3 291,0 139,5 283,5 134,9 275,1

5,271 75,3 160,0 320,3 156,0 312,9 151,4 304,8 146,4 295,9

7,051 100,3 170,0 338,1 165,7 330,3 160,8 321,8 155,6 312,4

3. ECONOMIA DE OBRA.Las trampas de vapor ahorran trabajo de la siguiente manera:

a. Mayor produccin por hora de trabajo. El calentamiento rpido y las altas temperaturas de losequipos de vapor rinden una produccin mayor diaria, sin aumentos en el personal obrero

b. Menos trabajo en el saln de calderas. Al eliminarse las figas de vapor y permitir el retorno decondensado caliente a la caldera, se requiere indiscutiblemente generar menos vapor y no es precisoverificar con tanta frecuencia el nivel de agua en la caldera

c. Menos reparaciones de trampa. Vase la tabla N3

La forma ms elemental de aplicar como trabaja un equipo con trampas de vapor la siguiente:

5/26/2018 CAPITULO 06

27/41

Demostracin de cmo funciona dos sistemas, uno en forma INCORRECTA con la vlvula abierta,

y otro en forma CORRECTA con la trampa de vapor.

Existen muchas clases y diseos diferentes de trampas de vapor que dependen de las condiciones deoperacin del sistema, de la temperatura y de la presin del vapor.

Para selecciones las trampas de vapor es necesario tener en cuenta varios factores importantes paralograr un mximo de aprovechamiento del poder calorfico del vapor, y una buena recoleccin delcondensado.

Los factores a considerar en la seleccin de las trampas de vapor son las siguientes:

1) Presin de vapor

2) Carga mxima del condensado

3) Evaluacin de gases no-condensables.

4) Posibilidad de golpe de ariete"

5) Efectos de la vlvula de control.

6) Contrapresin de retorno.

7) Eficiencia de la instalacin.

8) Mantenimiento e inspeccin.

Como no existe una trampa de tipo universal, es decir que sirva para todos los usos, es necesario deacuerdo a los factores de seleccin, aplicar y escoger la ms adecuada segn las caractersticas delproceso.

5/26/2018 CAPITULO 06

28/41

4. ECONOMIA EN LOS EQUIPOS. Hay dos maneras evidentes de demostrar que las trampas devapor reducen los requerimientos de capital para equipos de sistemas de vapor, a saber:

a. A menudo las trampas de vapor hacen posible que una fbrica produzca un volumen de trabajodado con una caldera ms pequea, o un nmero menor de ellas, o con menos maquinas calentadaspor vapor, que las necesarias si se hiciese uso de un mtodo antieconmico para el drenaje delcondensado

b. Las trampas de vapor prolongan la vida til de los equipos al eliminar el desgaste y los daoscausados por los choques de agua en las tuberas de vapor

TABLA 3. LOS EQUIPOS SE CALIENTAN MAS RAPIDAMENTE CON TRAMPAS ARMSTRONG QUE SINTRAMPAS. La Armstrong Machine Works efecto una serie de pruebas, con una marmita con camisa devapor de aluminio, de 378,5 litros, para determinar el efecto de las trampas en el tiempo decalentamiento y consumo de vapor. En esta tabla se da un sumario de dichas pruebas.

Trampa No 213

con orificiogrande

Orificio de escape

restringido de9,5mm

Tubo sobrador

sin restriccinde 19,1mm

Minutos necesarios para calentar 186 kgde agua desde 6oC hasta 100oC

6,90 7,70 8,59

Kg de vapor necesarios para calentar 186 kg deagua desde 6oC hasta 100oC

38,50 40,70 47,50

Kg de vapor usados por kg de agua evaporada 0,56 0,00 0,74Kg de agua evaporada por minuto 3,80 3,40 2,90

6.9.3. DETECCION DE FALLAS OPERACIONALES EN EL FUNCIONAMIENTO DE

LAS TRAMPAS DE VAPOR

Ya se ha mencionado anteriormente como una planta industrial el vapor es producido generalmentepara ser utilizado o bien como medio para la generacin de potencia, o bien en procesos decalentamiento, o como constituyente de alguna reaccin qumica.

En el caso de vapor para generacin de potencia, se entiende que este de alta presin ysobrecalentado. Sin embargo, el mejor vapor tratndose de proceso de transferencia de calor es elsaturado, seco y de la ms baje presin que cumpla con los requerimientos trmicos del proceso.

Ahora bien, la formacin de condensado que puede ocurrir en las lneas de conduccin de vaporrecalentado, especialmente durante la etapa de arrancada de plantas o equipos, y con mayorintensidad en las lneas de vapor saturado por las prdidas de calor a la atmosfera y/o durante elcalentamiento de otras sustancias. El condesado producido conforma una pelcula que disminuye latransferencia de calor. Puede adems producir grandes daos en los equipos por el llamado golpede ariete, o constituirse en un poderoso abrasivos en los alabes de una turbina. La nica forma de

remover el condensado, en forma automtica tan pronto se acumule, sin desperdicio de vapor, es lautilizacin de trampas de vapor debidamente escogidas y dimensionadas, como hemos visto

5/26/2018 CAPITULO 06

29/41

anteriormente, las cuales requieren a su vez de una inspeccin peridica y un mantenimientoapropiado.

Las trampas de vapor pueden y de hecho presentan fallas en su operacin debido a mltiples causas:Dimensionamiento inadecuado, instalacin errnea taponamiento, desgaste o sucio en el sello queimpide el escape de vapor, Etc.

Con los costos actuales de la generacin de vapor, es importante poner gran atencin a la eficienciade la operacin de las trampas de vapor.

Las revisiones peridicas de mantenimiento de las trampas de vapor en las plantas industriales,detectan el mal funcionamiento de un alto porcentaje de las trampas, lo cual de no hacerseocasionara grandes prdidas de vapor y por consiguiente perdidas econmicas as, por ejemplo, enuna trampa de vapor instalada en una lnea de vapor psi. Que permite el paso directo de vapor a laatmosfera puede perder hasta 500lbs/horas de vapor. Si se evala el vapor a un costo de solo $50,00 por mil libras, el escape de vapor representa una prdida diaria de $ 600,00 ($219000anuales).

Saber si una trampa est funcionando mal es muy sencillo, basta con tocarla. Si esta fra, la trampano est funcionando. Por esta razn la mayora de las grandes instalaciones de vapor disean lossistemas incorporados cerca de cada trampa un termmetro, como punto de control. Una trampa devapor que opere correctamente debe cerrar tan pronto haya retirado completamente el condensado ypresenta una amplia diferencia de temperatura entre sus puntos de entrada y salida. Por el contrario,si la trampa permite el paso continuo de vapor esta diferencia de temperatura no se detecta, tambines sntoma seguro de que la trampa esta igualmente trabajando mal.

Con el objeto de determinar la magnitud de estas diferencias de temperatura, dependiendo deltiempo de trampa y la presin de vapor, se hicieron varias mediciones en un sistema de vapor de

una planta de parafinas, tal como se ilustra en la siguiente tabla. Durante las mediciones sedetectaron 2 trampas operando incorrectamente, las cuales no registraron diferencia de temperaturaentre sus extremos.

Sin embargo en el propsito de recuperar el mximo de condensado en una determinada instalacin,generalmente como agua de alimentacin a las calderas, las trampas de vapor envan el condensadoa un sistema de recuperacin.

TABLA 4: EXPANSIN TERMICA DE TUBERIAS

TemperaturaoF

TuberasHierro

FundidoAcero Hierro Cobre

-20 0 0 0 00 0,127 0,145 0,152 0,204

20 0,255 0,293 0,306 0,442

40 0,390 0,430 0,465 0,65560 0,518 0,593 0,620 0,888

5/26/2018 CAPITULO 06

30/41

80 0,649 0,725 0,780 1,100100 0,787 0,898 0,939 1,338

120 0,926 1,055 1,110 1,570

140 1,051 1,209 1,295 1,794160 1,200 1,368 1,427 2,008

180 1,345 1,528 1,597 2,255200 1,495 1,691 1,778 2,500

240 1,780 2.020 2,110 2,960280 2,085 2,350 2,465 3,422

320 2,395 2,690 2,800 3,900

360 2,700 3,029 3,175 4,380400 3,008 3,375 3,521 4,870

500 3,847 4,296 4,477 6,110

600 4,725 5,247 5,455 7,388

TABLA 5: EXPANSIN TERMICA DE TUBERIAS

Alargamiento en Centmetros por 30,48 Metros Desde -28,89 oC Hacia Arriba

TemperaturaoC

TuberasHierro

FundidoAcero Hierro Cobre

-28,89 0 0 0 0

-17,78 0,3225 0,3685 0,386 0,690

-6,67 0,6475 0,745 0,778 1,1226-4,44 0,992 1,093 1,180 1,664

15.56 1,316 1,48 1,574 2,24826,67 1,648 1,841 1,980 2,795

37,78 2,000 2,281 2,384 3,395

48,89 2,547 2,680 2,808 3,98560,00 2,673 3,068 3,217 4,555

71,11 3,048 3,473 3,622 5,10382,22 3,419 3,878 4,055 5,730

93,33 3,795 4,295 4,515 6,456115,56 4,520 5,140 5,358 7,520

137,38 5,300 5,968 6,268 8,700

160,00 6,080 6,840 7,115 9,917182,22 6,858 7,893 8,059 11,120

204,44 7,648 8,564 8,950 12,380260,00 9,780 10,900 11,378 15,500

315,56 12,008 13,318 13,875 18,750

De Piping Handbook, por Walker & Crocker. Por autorizacin especial.

5/26/2018 CAPITULO 06

31/41

Esta tabla indica la expansin desde 28,9 oC bajo cero (-20oF) hasta la temperatura en

cuestin. Para conocer la dilatacin entre dos temperaturas dadas, tmese la diferencia entre

las cifras de la tabla correspondientes a esas temperaturas. Por ejemplo, si se instala tubera

de hierro fundido a una temperatura de 26,7 oC (80 oF) y se trabaja a 115,6 oC (240 oF). la

expansin sera de 1,7800,649 = 1,131 pulg

5/26/2018 CAPITULO 06

32/41

5/26/2018 CAPITULO 06

33/41

BIBLIOGRAFA

[1]SEVERNS W.H.; DEGLER H.E.; MILES J. C. Energia Mediante Vapor Aire o Gas. EditorialRevert S.A. Barcelona, Espaa.

[2] COMPAA SURAMERICANA DE SEGUROS. CALDERAS. Disponible En:

www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdf

[3] SOLER PRECIADO FRANCISCO. ECONOMIZADORES. Disponible En:http://www.atmosferis.com/2011/11/economizadores.html

[4] BARRETO WALTER. CALDERAS DE VAPOR. Disponible en:http://www.uruman.org/4to_congreso_docs/trabajos_tecnicos/Adicionales/Barreto.pdf

[5] ARTCULO TECNICO: MANTENCION DE CALDERAS. Disponible en:http://norese.com/publicaciones/MantenciondeCalderas.pdf

[6] ABARCA BAHAMONDES PEDRO. AGUA DE ALIMENTACION DE CALDERAS.Disponible en:http://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-

de-alimentacion-de-calderas.pdf

http://www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdfhttp://www.atmosferis.com/2011/11/economizadores.htmlhttp://www.atmosferis.com/2011/11/economizadores.htmlhttp://www.uruman.org/4to_congreso_docs/trabajos_tecnicos/Adicionales/Barreto.pdfhttp://norese.com/publicaciones/MantenciondeCalderas.pdfhttp://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-de-alimentacion-de-calderas.pdfhttp://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-de-alimentacion-de-calderas.pdfhttp://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-de-alimentacion-de-calderas.pdfhttp://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-de-alimentacion-de-calderas.pdfhttp://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/Centro%20de%20Fichas/Documents/agua-de-alimentacion-de-calderas.pdfhttp://norese.com/publicaciones/MantenciondeCalderas.pdfhttp://www.uruman.org/4to_congreso_docs/trabajos_tecnicos/Adicionales/Barreto.pdfhttp://www.atmosferis.com/2011/11/economizadores.htmlhttp://www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdf

5/26/2018 CAPITULO 06

34/41

ANEXO

Fig.1 Caldera pirotubular Fig. 2 Calderas acuotubular

Fig.3 Calderas con hervidores Fig.4 Calderas de hogar interior

Fig.5 Caldera locomotora Fig.6 Caldera locomvil

5/26/2018 CAPITULO 06

35/41

Fig.7 Caldera babcock-wilcox Fig. 8 Esquema general de un motor Stirling

Fig. 9 Calderas tipo borsig Fig.10 Caldera de aguacalinete con tubos de humo

Fig.11 Partes de una caldera

5/26/2018 CAPITULO 06

36/41

Fig. 12 Caldera hogar exterior para Lquido, hogar corrugado. Caldera hogar interior para

combustible Slido.

Fig. 13 Puerta de un hogar

Fig. 14 Esquema de parrilla

Fig. 15 Cenicero y puerta del cenicero fig. 16. Conductos de humos

5/26/2018 CAPITULO 06

37/41

Fig. 17 Chimenea de una caldera Fig. 18 Cmara de agua

Fig. 19 Accesorios para calderas, llave de prueba, manometro etc

Fig. 20 Vlvula de seguridad y tapones fusibles

Fig. 21 Bomba centrifuga y de embolo

5/26/2018 CAPITULO 06

38/41

Fig. 22 Sopladores y puertas de inspeccin

Fig. 23 Economizador, calentador de aire y retardador de calderas

Fig.24 Presostato, termostato, control de nivel del agua, control de llama y control de

encendido

5/26/2018 CAPITULO 06

39/41

Fig.25 Economizador de tubo vertical

Fig.26 Economizador de tubo horizontal

Fig.27 Economizador de tubos lisos

Fig. 28 Aletas longitudinal

5/26/2018 CAPITULO 06

40/41

Fig. 29 Aleta anular de perfil rectangular

Fig. 30 Sistema de control de una caldera

fig. 31 Quemador de encendido manual

5/26/2018 CAPITULO 06

41/41

fig. 32 Quemador de encendido automatico