generadores de vapor y calentadores de agua
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Generadores de vapor y calentadores de agua.
¿Qué es un generador de vapor?Un generador de vapor es una
máquina o dispositivo de ingeniería que transforma su
energía en vapor.
Los generadores de vapor se diferencian de las calderas por
ser mucho más grandes y complicados.
Inicio.
La máquina elemental de vapor fue inventada por Dionisio
Papin en 1769 y desarrollada posteriormente por James Watt
en 1776. Inicialmente fueron empleadas como máquinas para
accionar bombas de agua, de cilindros verticales.
¿Cómo trabaja?Las generadores de vapor son equipos industriales que, aplicando el calor de un combustible sólido, líquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en la industria u hospitales.
Funcionamiento.
Funcionan mediante la transferencia de calor,
producida generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o circulando
dentro de un recipiente metálico. En toda caldera se
distinguen dos zonas importantes:
Funcionamiento.Zona de liberación de calor o cámara de
combustión: Es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser interior o exterior con respecto al recipiente metálico.
-Interior: la cámara de combustión se encuentra dentro del recipiente metálico o rodeado de paredes refrigeradas por agua.-Exterior: cámara de combustión constituida fuera del recipiente metálico. Está parcialmente rodeado o sin paredes refrigeradas por agua.
Funcionamiento.
Zona de tubos:
Es la zona donde los productos de la combustión (gases o humos) transfieren calor al agua principalmente por conveccion (gases-aguas). Esta constitutida por tubos, dentro de los cuales pueden circular los humos o el agua.
Accesorios
• Accesorios de observaciónDos indicadores de nivel de agua y uno o más manómetros. En el caso de los manómetros estos deberán indicar con una línea roja indeleble la presión máxima.
Accesorios• Accesorios de seguridadVálvula de seguridad, sistema de alarma, sellos o puertas de alivio de sobre presión y tapón fusible (en algunos casos). El sistema de alarma, acústica o visual, se debe activar cuando el nivel de agua llegue al mínimo, y además deberá detener el sistema de combustión.
Pruebas
A. Revisión interna y externaB. Prueba hidráulicaC. Prueba con vaporD. Prueba de acumulaciónE. Pruebas especiales
Riesgos.
• Aumento súbito de la presión
• Descenso rápido de la presión
• Descenso excesivo del nivel de agua
• Explosiones
Partes principales.
1.- HOGAR: Fogón o caja de fuego y corresponde a la parte en que se quema el combustible. Se divide en puerta del hogar y cenicero
Las calderas pueden instalarse con Hogares para combustibles sólidos, líquidos o gaseosos, todo dependerá del proyecto del equipo y de la selección del combustible a utilizar.
Partes principales.
2.- Emparrillado: tiene por objeto servir de sostén al lecho de combustible y permitir el paso del aire para la combustión.
3.- Mampostería: Construcción de ladrillo refractarios y ladrillos comunes que tienen como objeto cubrir la caldera para evitar desprendimiento de calor al exterior.
Partes principales.
4.- Chimenea: sirve para dar la salida a los gases de la combustión, los cuales deben ser evacuados a una altura suficiente para evitar perjuicios y molestias al vecindario. También para producir el tiro necesario para que la combustión se efectuara en buenas condiciones y en modo continúo.
Partes principales.
5.- Cámara de agua: Volumen de la caldera que esta ocupada por el agua y tiene como limite inferior un cierto nivel mínimo, del que no debe descender nunca el agua durante su funcionamiento.
Partes principales.
6.- Cámara de vapor: Es aquella parte de la caldera que queda sobre el nivel superior del agua (volumen ocupado por el vapor considerando el nivel máximo admisible de agua).
7.- Cámara de alimentación de agua: Es el espacio comprendido entre los niveles máximos y mínimos del agua.
Medidas de seguridad.
• Los operadores solo podrán hacer abandono de la sala al término de su turno. En caso de que alguno requiera ausentarse solo será con previo aviso y autorización del jefe directo.
• Los operadores deberán tener una observación permanente del funcionamiento del generador. Para ello deberán ubicarse en tal posición de no perder de vista los controles y elementos de observación, tales como el nivel del agua y manómetro.
Medidas de seguridadDeberán ser controlados permanentemente los siguientes elementos:
• Chequear y observar el funcionamiento de las bombas de alimentación de agua
• Revisar el funcionamiento de quemadores, y estar atentos a cualquier anomalía
• Observar presión indicada en los manómetros, teniendo presente que en ningún momento debe sobrepasar la presión máxima de trabajo.
• Chequear la temperatura de los gases de combustión, así como también la temperatura del agua de alimentación.
Accesorios de seguridadVálvula de seguridad:
Todas los generadores tienen una o mas válvulas deben disponer de uno o mas válvulas de seguridad cuya finalidad es: dar salida al vapor cuando se sobrepasa la presión normal de trabajo, con lo cual se evitara presiones excesivas en los generadores de vapor.
Tapón fusible:
Consiste en un tapón de bronce, con hilo para ser atornillado al caldero, y tienen un orificio cónico en el centro, en el cual se rellena con una aleación metálica ( plomo, estaño), cuyo punto de fusión debe ser de 250 º C como máximo.
Accesorios de seguridadSilbato de alarmas:
Accesorio de seguridad que funcionan cuando el nivel de agua en el interior descendido mas allá del nivel normal. Consiste en un tubo metálico con el extremo inferior abierto y sumergido al interior, hasta el nivel mínimo admisible.
Equipo de protección
• Casco • Zapato de seguridad
• Protector auditivo
• Guante
• Ropa liviana
Calentadores de agua
Dispositivo termodinámico que utiliza la energía para elevar la temperatura del agua.
Entre los combustibles utilizados se encuentran el gas natural, gas propano, querosén, carbón y electricidad.
Alternativamente también se emplea energía solar o bombas de calor.
Calentadores de agua
Los calentadores funcionan con gas natural o LP
Generan agua caliente a 60°C para uso en regaderas, lavabos, servicios de cocina y lavandería.
Existen calentadores de servicios especiales de alta temperatura con producción hasta 85°C.
Calentadores de uso clínico
Los modelos mas avanzados están equipados con controles electrónicos de temperatura para poder seleccionar la temperatura que se desea en grados.
El controlador electrónico mide el flujo de agua que esta circulando, la temperatura de entrada, y gradúa la potencia o tamaño de la llama.
Alcanzan entre un 80% y 90% de eficiencia y la energía no utilizada se libera en forma de aire caliente
El mayor costo asociado al calentamiento del agua es el combustible.
El gas natural es el mas económico pero no siempre esta disponible
Hay que hacer investigaciones para saber que combustibles hay disponibles en la zona y cuales ofrecen mejores opciones de ahorro antes de hacer la instalación.
Costos
La energía solar también es aplicada directamente en el calentamiento del agua.
Existen equipos que contienen accesorios necesarios para calentar el agua y almacenarla para usos posteriores.
El mantenimiento interno de un calentador esta asociado a la calidad de agua que se esta calentando.
El mantenimiento preventivo esta asociado a descalificadores o suavizadores de agua.
Las calderas requieren el vaciado y limpieza de los tanques para extraer los sedimentos acumulados en su interior.
Los calentadores hechos de hierro galvanizado tienden a oxidarse y corroerse.
Mantenimiento
El agua al pasar los 100°C se convierte en vapor, al pasar del estado liquido al gaseoso se expande y requiere mas espacio aumentando la presión del envase.
Para evitar que los calentadores exploten tienen un sistema de control de temperatura y otro de seguridad.
Seguridad
Sistema de control◦ Consiste en un termostato que apaga y enciende
el calentador a determinadas temperaturas del agua.
Sistema de seguridad◦ Cosiste en una válvula de alivio de presión que
libera la presión permitiendo que el agua y el vapor salga del tanque si la presión interna aumenta de forma peligrosa y un segundo termostato.
Hospital general de México
Ubicado en el Distrito Federal, cuenta con la instalacion de sistemas de calentamiento de agua por medio de energia solar con tuberias de cobre.
Desde hace mas de tres años estos equipos funcionan de manera eficiente.
Los equipos están colocados en las azoteas de algunos de los edificios del hospital.
El sistema esta conformado por:◦ Aproximadamente 188 colectores solares planos
cada uno de 2.8 m2 de captación solar◦ Termo-tanques con capacidades de 200, 400 y
2000 litros.
Características técnicas
Cada colector solar plano contiene un marco de aluminio, una cubierta de vidrio, un enrejado de tubos con aletas, ambos de cobre, que se encuentran unidos por medio de ultrasonido1 , una línea alimentadora y una de salida de agua, que también son de cobre.
Con estos sistemas se cubre solo el 5% de las necesidades de agua caliente.
El 95% restante de la necesidad de agua caliente se cubre con calderas que funcionan con diesel. Estas calderas también son utilizadas para generar vapor que se requiere para cubrir otras necesidades como, el calentamiento del ambiente y el uso de autoclaves.
El agua caliente es utilizada fundamentalmente para la higiene personal de empleados, médicos residentes y pacientes, para las necesidades de la cocina y en las terapias del área de rehabilitación.
Utilización del agua caliente
Ahorro de combustible y ahorro monetario Los costos de operación son nulos debido a
que trabajan solos, además su mantenimiento es básicamente limpieza.
La operación del equipo no es peligrosa y no requiere de sistemas especiales de seguridad
Ahorro de agua, ya que se evitan fugas y el agua sale caliente casi inmediatamente.
Ventajas
El sistema es ecológico, ya que no contamina en ninguno de sus procesos, ni en su instalación ni en su utilización.
La fuente de energía que provee al calentador solar es gratuita, por lo que jamás estará relacionada a fluctuaciones de precios.
Las tuberías de cobre que conforman el sistema ofrecen durabilidad, resistencia, confiabilidad, efi ciencia e higiene, ya que dicho metal no se oxida y no se forman incrustaciones.
Ventajas
Diario Mensual Anual
Ahorro de combustible
201 litros 5,627 litros 67,524 litros
Ahorro monetario
$1,192 $33,368 $400,417
Emisiones de CO2 evitadas
0.6 toneladas
15.6 toneladas
189 toneladas
Ahorros de combustible y monetarios por la utilización de sistemas de calentamiento de
agua con energía solar
Gracias.!