Descripción
de calderas y generadores de vapor
Objetivos
· Generar agua caliente para calefacción y uso
general
· Generar vapor para plantas de fuerza,
procesos industriales o calefacción.
Funcionamiento
Funcionan mediante la transferencia de calor,
producido generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o
circulando dentro de un recipiente metálico.
En toda caldera se distinguen dos zonas
importantes:
a) Zona de liberación de calor u hogar o
cámara de combustión Es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser
interior o exterior con respecto al recipiente metálico.
Interior: El hogar se encuentra dentro del
recipiente metálico o rodeado de paredes refrigeradas por agua.
Exterior: Hogar construido fuera del
recipiente metálico. Está parcialmente rodeado o sin paredes refrigeradas por
agua.
La transferencia de calor en esta zona se
realiza principalmente por Radiación (llama – agua).
b) Zona de tubos
Es la zona donde los productos de la
combustión ( gases o humos) transfieren calor ala agua principalmente por
Convección ( gases – agua. Está constituida por tubos, dentro de los cuales
pueden circular los humos o el agua.
La generación de vapor para el accionamiento
de las turbinas se realiza en instalaciones generadoras comúnmente denominadas
calderas.
La instalación comprende no sólo la caldera
propiamente dicha, sino, además, componentes principales y accesorios tales
como:
- Economizadores y chimeneas.
- Sobrecalentadores y recalentadores.
- Quemadores y alimentadores de aire.
- Condensadores.
- Bombas y tanques de alimentación.
- Domos.
En la caldera propiamente dicha se produce el
calentamiento, la evaporación y posiblemente el recalentamiento y
sobrecalentamiento del vapor. La caldera puede incluir en su estructura alguno
de los componentes citados.
Las calderas se pueden clasificar según:
a) El pasaje de fluidos, en humotubulares o
acuotubulares.
b) El movimiento del agua, de circulación
natural o circulación forzada.
c) La presión de operación, en subcríticas y
supercríticas.
Las calderas primitivas consistían en un gran
recipiente lleno de agua que era calentado por un fuego en su parte inferior.
El gran volumen de agua en estado de ebullición generaba fácilmente situaciones
de gran riesgo al excederse la presión máxima admisible.
Para aumentar la superficie de contacto gas-metal,
y disminuir la cantidad de agua en ebullición se crearon primero las calderas
humotubulares, en las que los gases de combustión circulan por tubos inmersos
en el agua.
El próximo paso en el desarrollo fue la
creación de las calderas acuotubulares, en las que el agua circula por tubos
que forman las paredes del hogar. De este modo se maximiza la transferencia de
calor y se minimiza el volumen de agua reduciendo el riesgo de explosión.
Las múltiples aplicaciones que tienen las
calderas industriales, las condiciones variadas de trabajo y las innumerables
exigencias de orden técnico y práctico que deben cumplir para que ofrezcan el
máximo de garantías en cuanto a solidez, seguridad en su manejo, durabilidad y
economía en su funcionamiento, ha obligado a los fabricantes de estos equipos a
un perfeccionamiento constante a fin de encarar los problemas. La búsqueda de
soluciones ha originado varios tipos existentes agrupados según sus
características más importantes.
a) E un recipiente metálico en el que se
genera vapor mediante la acción del calor; una definición completa sería:
“Caldera es un recipiente metálico, cerrado,
destinado a producir vapor o calentar agua, mediante la acción del calor a una
temperatura superior a la del ambiente y presión mayor que la atmosférica”.
b) Generador de Vapor: Se llama así al
conjunto o sistema formado por una caldera y sus accesorios. En la práctica se
habla de “Calderas” refiriéndose a todo el conjunto o “Generador de Vapor”
Las calderas o generadores de vapor son
dispositivos cuyo objetivo es:
- Generar agua caliente para calefacción y uso general.
- Generar vapor para plantas de fuerza, procesos industriales o calefacción
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