CALDERASCONCEPTOS, DEFINICIONES Y APLICACIONES.

PARTES PRINCIPALES DE UNA CALDERA Y SU

FUNCIONAMIENTO.

CLASIFICACION.

ANILISIS COMPARATIVO DESDE DIVERSOS

CRITERIOS TECNICO-ECONOMICOS

VAPOR

• Es un fluido utilizado para proporcionar fuerza motriz

y energía calorífica

• Es el medio natural más eficiente de transferencia de

calor en la industria

• El vapor es incoloro, inodoro y estéril.

Uso del vapor en la Industria

Caldera

Marmita

Bomba.Tanque alimentación

Alimentación

agua

Condensado

Condensado

Vapor

Vapor

Depósito conserpentín

Intercambiador

Aportación

agua

Instalaciones de Vapor

• El vapor debe estar disponible en el punto de uso

satisfaciendo los siguientes factores:

• Cantidad suficiente

• Presión y temperatura correcta

• Libre de aire y gases incondensables

• Limpio

• Seco.

Generador de Vapor - CALDERA

CALDERA – Partes principales

Clasificacion

•Pirotubulares

•Acuotubulares.

CALDERAS

PIROTUBULARES

• Calor por el interior de los tubos

• Agua por el exterior de los tubos

• Para presiones máximas de 20 bar y consumos hasta 30 T/h

• Son económicas, de alto rendimiento y fácil mantenimiento.

2º paso (tubos)

1º paso (horno)

Vapor

Gases de

combustión

Cámara de evaporación

Quemador

• Campo de aplicación:

• Producción de vapor de 0.2 a 25 t/h (para un hogar)

• Presión de trabajo < 25 bar

• Generadores de agua caliente

• Generadores de agua sobrecalentada

• Ventajas

• Construcción compacta

• Menores costes de adquisición y montaje que acuotubulares

• Rápida respuesta a puntas de consumo

• Alta calidad del título en vapor (≈ 1)

• Alto rendimiento

• Inconvenientes:

• Producción límte de 0.2 a 25 t/h (para un hogar)

• Presión máxima 25 bar para un hogar.

• Clasificación según su número de hogares

• 1 hogar

• 2 hogares

• Clasificación según disposición de los tubos

• Horizontales

• Verticales

• Clasificación según número de haces tubulares:

• Caldera pirotubular de 1 paso de gases

• Caldera pirotubular de 2 pasos de gases

• Caldera pirotubular de 3 pasos de gases.

CALDERAS

ACUOTUBULARES

• Calor por el exterior de los tubos

• Agua por el interior de los tubos

• Son más seguras

• Se usan normalmente para presiones

altas.

• Características

Son de pequeño volumen de agua

Son empleadas para obtener elevadas presiones y rendimiento, debido a que los esfuerzosdesarrollados en los tubos por las altas presiones se traducen en esfuerzos de tracción en toda suextensión.

La limpieza de estas calderas se lleva a cabo fácilmente por que las incrustaciones se quitan utilizandodispositivos limpia tubos accionados mecánicamente o por medio de aire.

La circulación del agua, en este tipo de caldera, alcanza velocidades considerables con lo que seconsigue una transmisión eficiente de calor; por consiguiente, se eleva la capacidad de producción devapor.

• Ventajas

Menor peso por unidad de potencia.

Por tener pequeño volumen de agua en relación a su capacidad de evaporación, puede ser puesta enmarcha rápidamente.

Mayor seguridad para altas presiones

Mayor eficiencia

Son inexplosivas

• Campo de aplicación:

Producción de vapor ; de 1 a 200 t/h.

Presión de trabajo > 25 bar

Generadores de agua caliente

Generadores de agua sobrecalentada

• Inconvenientes

Ato coste de adquisición

Alto coste de montaje

Baja calidad del vapor (título ≈ 0.85).

Alta exigencia para el agua de alimentación

Bajo rendimiento.

• Desventajas

Su costo es mayor

Deben ser alimentadas con agua de gran pureza, ya que las incrustaciones en el interior de los tubos son, a veces,inaccesibles y pueden provocar roturas de los mismos.

Debido al pequeño volumen de agua, le es más difícil ajustarse a las grandes variaciones de consumo de vapor,siendo necesario trabajarlas a mayor presión que la necesaria en las industrias.

UN POCO DE HISTORIA…

CALDERAS PIRO_ACUOTUBULAR

La generación de vapor a escala industrial cuenta con más de 200 años de historia. El primer siglo se caracteriza exclusivamente por calderas comparables con las actuales calderas pirotubulares. En el año 1875 [1], es decir, 106 años después de que James Watt inventase la caldera y la máquina de vapor, la empresa Steinmüller diseñó la primera caldera acuotubular. Desde entonces, el desarrollo de las calderas acuotubulares ha sufrido un espectacular cambio de rumbo en lo que se refiere a presión y capacidad. En 1927 entró en servicio la primera caldera Benson con una capacidad de 30 t /h a 180 bar y 450 ºC. Ya en los años sesenta, se diseñaron calderas supercríticas, con una presión superior a 350 bar y temperaturas de más de 600 ºC. En 1970 se consiguió una producción máxima de 1 000 t /h. Sólo 5 años más tarde fue posible fabricar calderas de tubos de agua con capacidades de vapor de más de 2 000 t /h. Debido al principio de diseño, no pueden conseguirse unas producciones tan grandes ni unos parámetros de vapor tan extremos en calderas pirotubulares. Sin embargo, las calderas pirotubulares son aún objeto de mejoras hoy en día. Algunos ejemplos de mejoras – inicialmente implantadas por Bosch Industriekessel GmbH –es la introducción en 1953 de una caldera de tres pasos con cámara de inversión refrigerada por agua, el desarrollo de una caldera de doble hogar de combustión (1956) o los electrodos de seguridad para controlar el nivel mínimo de agua (1977). De esta manera, hoy en día pueden cubrirse con seguridad y de forma económica unas producciones de vapor de hasta 55 t /h casi exclusivamente mediante una única caldera pirotubular. Dependiendo del tamaño, pueden alcanzarse presiones de hasta 30 bar y temperaturas de hasta 300 ºC en vapor sobrecalentado.

¡Muchas gracias por

su atención!

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