Universidad de AntofagastaFacultad de Ingeniería

Departamento de Ing. Mecánica

SISTEMAS TERMICOS

CALDERA DE CALOR DE DESPERDICIO

Alumno: Mauro Fuentes

Profesor: Hugo Cayo

Fecha de Entrega: 14 de mayo del 2014

INTRODUCCIÓN.

La recuperación de calor de los productos de desperdicio o gases resultantes de los procesos industriales, es con frecuencia una necesidad, tanto desde el punto de vista económico como por razones de contaminación del aire o el agua .

OBJETIVOS.

¿Qué se pretende con esta investigación?

General: Conocer aspectos generales de una caldera de recuperación de calor

Específicos: Aplicación de estas calderas

Tipos de calderas de recuperación.

MARCO TEÓRICO. (investigación)

Origen del calor de recuperación:

El calor de recuperación puede tener sus orígenes en diferentes procesos, nombrando algunos como:

1.-Procesos industriales: calor que se genera como parte del proceso industrial, y que de no ser por la caldera de recuperación este se desecharía (hornos de fuego abierto)

2.-Proceso Químico: Como subproducto de un proceso químico (recuperación de licor negro)

3.-Combustion de desperdicios: Tales como la combustión de madera (astillas)

Nota:

Cualquier clase de producto o gas de desperdicio procedente de procesos industriales, que es descargado de forma continua a temperaturas de 537°C o mayor, puede tomarse en cuenta para la recuperación de calor.

Aparte del calor recuperado, también se reducen las mantenciones en ductos, ventiladores, y chimeneas.

También es posible recuperar con frecuencia materia útil de los gases enfriados en el proceso de recuperación de calor

La siguiente tabla muestra la temperatura de varios gases que contiene calor de desecho:

I.-Tipos de calderas de recuperación de calor:

Las necesidades relacionadas con la producción de cobre, zinc, papel, cemento han hecho surgir diferentes tipos de calderas de vapor de desperdicio, de acuerdo a los diferentes requerimientos técnicos. Estas se pueden clasificar de acuerdo a:

1.- Para gases relativamente limpios; calderas de tubos de gas

2.- Para gases limpios o cargados de polvo; calderas acuotubulares

3.- Para contenido en polvo muy concentrado; calderas de tubos curvados

4.-Para cagas ligeras en polvo: calderas de 3 domos de poca altura

5.-Para gases cargados con partículas pegajosas; calderas de 2 domos de paredes de agua

6.- Para gases limpios de baja temperatura; calderas de circulación forzada

1.-Calderas de circulación forzada:

En este tipo de calderas se puede disponer de los tubos, sin pensar en la circulación natural, lo cual permite una flexibilidad de diseño, con esto se obtiene unidades más ligeras y compactas.

Con la circulación forzada ya no se hace necesario los grandes ductos para el paso del agua y del vapor.

La circulación forzada obliga al agua a fluir a través de todos los circuitos generadores de vapor en la dirección deseada, por medio de un sistema de bombeo.

Algunas Ventajas:

No está sujeto a dificultades que presenta la circulación natural Flexibilidad en la construcción Construcción compacta, tubos más pequeños, de peso ligero, con

menos volumen, menor disposición de la superficie de calefacción. Las operaciones independientes de la circulación natural Circulación efectiva durante el periodo de arranque.

Algunas Desventajas:

La demanda de bombeo eleva la demanda de fuerza auxiliar en el sistema

Control automático, se hace casi indispensable, estos controles son costosos, complicados y sujeto a fallas mecánicas

2.-Calderas acuotubulares

La mayor consideración la hora del diseño en calderas acuotubulares para calor de desecho apunta a, el enfriamiento de partículas pegajosas, y al problema de la alta acumulación de polvo y hollín.

Son las más utilizadas en las instalaciones de calor de desperdicio por nombrar algunas de estas razones:

Operaciones a altas presiones El polvo u hollín se recupera en tolvas El tamaño de los tubos y su espaciamiento, se puede variar para así

reducir las incrustaciones

2.-Caldera de tubos de gas:

Una caldera de tubos de humo sometida a fuego directo, cuya superficie está expuesta al fogón, absorbe calor tanto de radiación como de convección. Para las calderas de recuperación de gases de desecho son por lo general de un solo paso y absorben únicamente calor de convección procedente de los gases.Los Fluses son de menor diámetro y están colocados más cerca uno de otro.Estos fluses se mantienen limpios por medio de un soplador rotativo para eliminar el hollín.Para las incrustaciones se utilizan varillas largas operadas a mano.Estas calderas de gas pueden ser de tubos verticales o horizontales.

Caldera de tubos horizontales de gas, para calor de desperdicio de un horno Siemens Martin:

II.-Aplicación de las calderas de calor de desperdicio:

Escapes de motores diésel: Para la recuperación del 30 o 40 % de los gases de escape de los motes diésel, se utiliza la caldera de tubos de gas o la de circulación forzadaUn generador de vapor operado por el calor de desperdicio de una maquina diésel, sirve a la vez de silenciador de escapeEste tipo de calderas se utilizan en barcos para recuperar los gases de escape de los grandes motores diésel.

Hornos de Cemento: Aquí las calderas deben estar preparadas para operar con alto contenido de polvo en suspensión. Se necesita tener una gran precipitación de los residuos y una buena recolección en tolvas, dispuestas en la parte inferior de la caldera, de donde se pueden sacar sin interrumpir el trabajo. La accesibilidad para rastrillar a mano todas las secciones de la caldera es indispensable. La utilización de sopladores retractiles reduce mucho el rastrilleo manual.

Fabricación de Papel (proceso kraft): Una unidad de recuperación llamada caldera de licor negro es utilizada en el proceso de fabricación de papel con los siguientes fines:

1. Recuperación de productos químicos.2. Generación de vapor del proceso3. Eliminar los contaminantes del vapor

Hornos Siemens Martin: Este tipo de hornos ocupa como equipó auxiliar una caldera de recuperación de gases de desperdicio.

Conclusión:

En el aspecto general se pudo comprender cuál es la función de las calderas de recuperación y la importancia que estos equipos tiene al recuperar el calor de desperdicio, y las ventajas ambientales y de costos que este equipo proporciona.

Se pudo conocer algunos tipos de estas calderas y las diferentes aplicaciones que se les da, dependiendo del proceso que se lleve acabo