Caldera So Osorio

7/25/2019 Caldera So Osorio

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Ing. Oscar Osorio

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ELEMENTOS QUE CARACTERIZAN LOS GENERADORES DE VAPOR

1-Mxima presin de trabajo ( PMTP)

Mayor presin es la mayor presin permitido durante el funcionamiento definido por cdigo quefue adoptado en su fabricacin.

2-Presin de prueba y la presin de prueba hidrosttica a que debe ser sometido

3- Capacidad de evaporacin o potencia del generador que es peso de vapor capaz de producirpor hora .o Kgv/hora

En Europa la capacidad la miden en contenido trmico Kcal./hr

En USA lo miden el Lbs/hr

Normas mas antiguas especificaban en HP o BHP ( Boiler Horse Power) por superficie decalentamiento.

Este ultimo tiene origen en la potencia generada por una maquina de vapor que consuma 30libras de vapor a 70 Lbs/Pulg por cada HP.

A.S.M.E. Padronizo y define BHP Como energas contenida en 33,479 lb de vapor a 212F

Equivalente a 16 Kg. de vapor por BHP o 17kgv/m


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ELEMENTOS QUE CARACTERIZAN LOS GENERADORES DE VAPOR

4-Superficie de calentamiento o calefaccin

Comprende las partes metlicas que se encuentran en contacto, por una de lasfases con agua y vapor de la caldera y por el opuesto con los productos de lacombustin.

Superficie de las parillas u volumen del fogn en las calderas que queman carbn ylea

5-Peso

6- Superficie sobrecalentadores

7- Economizadores

8- Volumen de las cmaras de agua y vapor etc.


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SELECCIN EE LAS CALDERAS

1- TIPO DE COMBUSTIBLE

2- EQUIPOS DE COMBUSTION

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4-VARIACION DE LA DEMANDA DE VAPOR

5- EFICIENCIA TERMICA DESEADA

6-COSTO DE LA INSTALACIN, OPERACIN Y MENTENIMIENTO

7-ESPACIO NECESARIO Y/O DISPONIBLE

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CONDICIONES QUE DEBEN POSEER LAS CALDERAS

1- PROYECTO Y CONSTRUCCIN

Toda caldera debe tener placa que indique

Nombre fabricante

Numero de registro del fabricante

Numero de la caldera.

Ao de fabricacin x ma pres n e ra a o g. cm

Presin de prueba Hidrosttica ( Kgf/cm)

Capacidad de produccin de vapor ( Kg./hr o Ton/hr)

rea de la su erficies de calentamiento m


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CONDICIONES QUE DEBEN POSEER LAS CALDERAS

VAPORIZACION ESPECIFICA. GRADO DE COMBUSTION Y CAPACIDAD.

Deben ser proyectados de forma que con peso mnimo y volumen del generador, se obtenga lamxima su erficie de calentamiento. Esta su erficie deber estar dis uesta en forma tal uepermita una mayor transmisin de calor por unidad de superficie.

PESO Y ESPACIO Estos factores de se deben combinar en forma tal que puedan adaptarse al espacio destinado.

FLEXIBILIDAD DE MANIOBRA Y MANTENCION

Son condiciones fundamentales en procesos de variaciones de demanda de vapor rpida yfrecuente. Las limpiezas de rutina deben poder ejecutarse rpidamente y en menor tiempo.

CARACTERISTICAS DEL VAPOR PRODUCIDO No deben roducir arrastres de a ua con el va or entre ar va or hmedo calderas de va or

saturado) o reduccin del grado de sobrecalentamiento ( Calderas con sobre-calentadores)

CIRCULACION DE AGUA Y GASES

La circulacin de agua y gases en la caldera debe ser activa. De direccin y sentido biendefinidos para cualquiera condicin de funcionamiento. Es fundamental para la trasmisin de

calor. Eliminndose la posibilidad de sobrecalentamientos en zonas de la caldera. RENDIMIENTO TERMICO TOTAL

Debe ser elevado para cualquiera condicin de operacin

SEGURIDAD

Deben todos los materiales y accesorios, ser proyectos con el mayor factor de seguridad.


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CLASIFICACIN DE LAS CALDERAS

CALDERAS AGUA TUBULARES

Cuando se necesitan altas presiones y grandes cantidades de vapor

El agua va por el interior de los tubos y el fuego por la parte externa

CALDERAS FUEGO TUBULARES

Por dentro de los tubos van los gases de combustin y por el lado externo el agua

Se clasifican

Calderas de llama de retorno simples o doble frente


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CALDERAS AGUA TUBULARES

Debido a su forma la cantidad de agua que contiene es relativamente pequea, permiten

conveniente para mejor transmisin de calor. Por este motivo la vaporizacin especifica es muysuperior a la que puede ser obtenida por las fuegos tubulares, siendo su peso para igualpotencia considerablemente menor.


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CONPARACION ENTRE

TIPO DE GRADO DE COMBUSTION VAPORIZACION ESPECIFICA

CARBON PETROLEO CARBON PETROLEO

Kg./mG Kg./mhS Kg./mV Kg./mhG Kg./mhS Kg./mV

uego

Tubulares

- , - , - a - -

Agua Tubulares 250-400 5-8 150-200 1800 a 3300 30-35 70-100


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OPERACIONES DE LAS CALDERA

CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO

Es muy importante considerar debido a las dilataciones que el tiempo necesario paracalentamiento y enfriamiento de las calderas.

1. FUEGO TUBULARES

Tiempo mnimo llegar a presin de operacin, se deben seguir instrucciones de fabricante

Normalmente para calderas fuego-agua tubulares es de 6 horas2 AGUA TUBULARES

Agua tubulares pequeas puede ser 4 horas o menos. Llegando a ser superior a 24 horas en

calderas de gran capacidades.

3 TRATAMIENTO DE AGUA dE LAS CALDERAS.

produccin de espuma y ebullicin en conjunto con vapor


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FUERZA DE EXPLOSION DE UNA CALDERA FUEGO TUBULAR Los efectos que producen la explosin de una caldera normalmente por perdidas de nivel se manifiesta por una

fuerza proporcional a la presin y masa de agua que contiene debido a la produccin instantnea de una enormecantidad de vapor que se desprende del agua al descender su temperatura sbitamente a 100C quecorresponde a la vaporizacin sobre presin atmosfrica.

Caldera fuego tubular a presin de 10 Kg../cm que contiene 20 ton de agua al nivel de trabajo y una cmara de

vapor de 6 m, el vapor tendr una temperatura de 183,2 C y un peso especifico de 5,516 kg/m. El peso contenido en la caldera ser de 6 m x 5,516 kg/m = 33,096 Kg. = 33.,096 Ton Si la caldera explot la presin CAE a presin atmosfrica, debido a lo cual el agua descargara.

, c- v = , ca .. o sea un o aKg.

20.000 Kg. x 83,2 Kcal. /Kg. = 1.664.000 Kcal., capaces de vaporizar instantneamente.

1.664.400 Kcal. = 3.084,909 Kg. a 100C + 33,096 cmara de vapor= 3.118,005kg a 100C . . Como 1 Kg. de vapor a 100C ocupa un V.esp de 1,675 m el total ser de: 3.188,005 Kg. x 1,675 = 5.222,65 m

Es decir la caldera tenia 6 m en la cmara de vapor al explotar produjo sbitamente un volumen de vapor

870 veces el vapor primitivo, provocando un aumento instantneo de presin local y generado un desastre.

Para Informacin se ha demostrado que 50 Kg. de agua en las condiciones anteriores poseen una fuerzaexplosiva equivalente a la detonacin de 1 Kg. de plvora , esto en caso del ejemplo corresponde a los efectos deexplosin de 400 Kg. de plvora.


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COMPONENTES DE UNA CALDERA

1. DISEO

.

3. AGUA TUBULARES4. FUEGO TUBIULARES N DE PASOS

5. PERDIDAS POR RADIACION

6. TIPO DE QUEMADORES

7. MODULACION DE LOS QUEMADORES Y AIRE/VAPOR

8. VALVULAS DE DESCARGA DE FONDO

9. VALVULAS DE DESCARGA CONTINUA DE SUPERFICIE

10. SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DE PETROLEO

11. SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DE AIRE

12. SISTEMA DE CONTROL DE COMBUSTION

13. PLACAS DEFLECTORA DE HUMEDAD

14. BOMBAS DE ALIMENTACION15. VALVULAS DE SEGURIDAD


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PERDIDAS DE ENERGIA EN UNA CALDERA1. PERDIDAS POR RADIACION ( 2-3%)

Aislamiento trmico del cuerpo y accesorios

2- PERDIDAS POR MALA COMBUSTION ( 4-7%)

Exceso de aireTemperatura normalmente bajo en el quemador

Estado de las boquillas del quemador

Utilizacin de aire en vez de vapor

Falta de servomotor y ajuste de aire/combustible a mano

Falta de manmetro para medir la presin de atomizacinFalta de termmetro ara medir la tem eratura del combustible.

No tener precalentador de petrleo

Mal instalada la bomba de petrleo ,( Despus de precalentador del petrleo)

- .

Normalmente las calderas usan vlvulas inapropiadas para descarga de fondo.

4- PERDIDAS POR DESCARGAS DE SUPERFICIE ( 1-3%)

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