19 Ago
Calderas o Generadores de Vapor
Definiciones:
Caldera:
recipiente metálico en el que se genera vapor a presión mediante la acción de calor.
Generador de Vapor:
es el conjunto o sistema formado por una caldera y sus accesorios, destinados a transformar un líquido en vapor , a tº y pº diferente al de la atmósfera.
Manómetro:
es el instrumento destinado a medir la pº efectiva producida por el vapor en el interior de la caldera.
Objetivos:
Generar vapor para planta de fuerza, procesos industriales o calefacción.
Generar agua caliente para calefacción y uso general.
Funcionamiento:
Funcionan mediante la transferencia de calor, producida generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o circulando dentro de un recipiente metálico.
Tiene 2 zonas importantes:
1. Zona de liberación de calor o cámara de combustión:
es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser int. Y ext.
-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.
La transferencia de calor en esta zona se realiza principalmente por radiación (llama-agua).
2. 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 constitutita por tubos, dentro de los cuales pueden circular los humos o el agua.
*Accesorios para el funcionamiento seguro
– Accesorios de observación:
dos indicadores de nivel de agua y uno o más manómetros.
– Accesorios de seguridad:
válvula de seguridad, sistema de alarma, sellos o puertas de alivio de sobre presión en el hogar y tapón fusible
*Las calderas de vapor, básicamente constan de 2 partes principales:
Cámara de agua:
Recibe este nombre el espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera.El nivel de agua se fija en su fabricación, de tal manera que sobrepase en unos 15 cms por lo menos a los tubos o conductos de humo superiores.
Cámara de vapor
Es el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera, en ella debe separarse el vapor del agua que lleve una suspensión. Cuanto más variable sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cámara, de manera que aumente también la distancia entre el nivel del agua y la toma de vapor.
*Clasificaciones:
1.-Según la presión de trabajo:
Baja presión : de 0 – 2.5 Kg./cm2
Media presión : de 2.5 – 10 Kg./cm2
Alta presión : de 10 – 220 Kg./cm2
Supercríticas : mas de 220 Kg./cm2.
2.-Según se generación:De agua caliente
De vapor: -saturado (humedo o seco)
-recalentado.
3.-Según su instalación:fijas o estacionarias
Móviles o montativas.
3.-Según la circulación de agua dentro de la caldera:
-Circulación natural:
el agua se mueve por efecto térmico
-Circulación forzada:
el agua se hace circular mediante bombas.
4.-Según la circulación del agua y los gases calientes en la zona de tubos de las calderas
Según esto se tienen 2 tipos generales de calderas:
A)Pirotubulares o de tubos de humo
En estas caderas los humos pasan por dentro de los tubos cediendo su calor al agua que los rodea.
B)Acuotubulares o de tubos de agua
El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases calientes que pasan por el exterior.
*Partes principales que componen una caldera:
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.
2.- Emparrillado: tiene por objeto servir de sostén al lecho de combustible y permitir el paso del aire para la combustión.
3.- Altar: Es un muro de ladrillo refractario que descanse en una estructura metálica que va a continuación de la parrilla.
4.-Conductos de humo: es aquella parte de la caldera por donde circulan los humos o los gases calientes que se han producido en la combustión.
5.-Cajas de humo:
Corresponde al espacio de la caldera que desempeña la función de caja colectora de los humos después de haber pasado por todos los conductos antes de salir por la chimenea.
6.- 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.
7.- Mampostería:
Construcción de ladrillo refractarios y ladrillos comunes que tienen como objeto cubrir la caldera para evitar desprendimiento de calor al exterior.
8.- 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.
9.- 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).
10.- Cámara de alimentación de agua:Es el espacio comprendido entre los niveles máximos y mínimos del agua
11.- Tapas de registro de inspección o lavado:
tapas que tienen por objeto permitir inspeccionar ocularmente el interior de las calderas o lavarlas si es necesario para extraer, en forma mecánica o manual, los lodos que se hayan acumulado y que no hayan salido por las purgas.
12.- Puertas de hombre:
puertas cuya tamaño es suficiente para permitir el paso de un hombre para inspeccionar interiormente una caldera y limpiarla si es necesario (pueden tener una o mas puertas de hombre según su tamaño y del equipo)
*Riesgos de una caldera:
1.-
Aumento súbito de la presión:
Esto sucede generalmente cuando se disminuye el consumo de vapor, o cuando se descuida el operador y hay exceso de combustible en el hogar o cámara de combustión.
2.-
Descenso rápido de la presión:
Se debe al descuido del operador en la alimentación del fuego.
3.-
Descenso excesivo del nivel de agua:
Es la falla mas grave que se puede presentar. Si este nivel no ha descendido mas allá del limite permitido y visible , bastará con alimentar rápidamente, pero si el nivel ha bajado demasiado y no es visible, en el tubo de nivel, deberá considerarse seca la caldera y proceder a quitar el fuego, cerrar el consumo de vapor y dejarla enfriar lentamente.
4.-Explosiones:
La caldera se rasga, se hace pedazos, para dar salida a una masa de agua y vapor; los fragmentos de la caldera son arrojados a grandes distancias.
*Accesorios de seguridad:
-Válvula de seguridad:
-Tapón fusible:
-Alarmas:Silbato de alarmas:
*Revisiones y pruebas de condiciones de seguridad
-Revisión interna y externa:
Para estas revisiones el propietario o usuario de la caldera la preparará como sigue: apagará sus fuegos, la dejará enfriar, la drenará, la abrirá y la limpiará completamente incluso los conductos de humo.
Prueba hidráulica:
+Se interrumpirán las conexiones a la caldera
+Se limpiará la cámara de combustión
+Se retirarán las válvulas de seguridad y se colocarán tapones
+Se llenará la caldera con agua hasta expulsar todo el aire
-Prueba con vapor:
la válvula de seguridad se regulará a una presión de abertura que no exceda más de 6%
-Prueba de acumulación:
se realizará con la caldera funcionando a su máxima capacidad y con la válvula de consumo de vapor cerrada.
-Pruebas especiales:
la autoridad sanitaria podrá solicitar que los generadores de vapor sean sometidos a pruebas especiales no destructivas,
*Combustibles
Combustibles sólidos:
Carbón de piedra,Carboncillo,Leña,Basuras o desperdicio domestico.
Combustibles líquidos:
Petróleos,Kerosén,Alquitrán combustible
Combustibles gaseosos:
Gas licuado ( de petróleo),Gas de alumbrado ( de carbón).
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