GENERADORES DE VAPOR

Las Calderas o Generadores de vapor son instalaciones industriales que, aplicando el calor de un combustible slido, lquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en la industria.Las calderas o generadores a vapor son equipos cuyo objetivo es generar agua caliente para calefaccin y uso general, o Generar vapor para planta de fuerza, procesos industriales o calefaccin.El esquema funcional se puede sintetizar de la siguiente manera:

Historia de las calderasEsfera de vapor de Hern, ao 200 AC

Caldera de PapnLa mquina elemental de vapor llamada "marmita, fue inventada por Dionisio Papn en 1769 y desarrollada posteriormente por James Watt en 1776. Inicialmente fueron empleadas como mquinas para accionar bombas de agua, de cilindros verticales. un recipiente (B), hecho normalmente de latn, que se cerraba mediante una tapadera (C) y un tornillo (D) roscado en un soporte (F). El agua herva en una pequea caldera (A) en la parte inferior del aparato y el vapor se acumulaba en el interior del recipiente generando una elevada presin. El aparato contaba adems con una vlvula de seguridad (E), que se ajustaba mediante un peso (W) y la accin de una palanca (G), para evitar que la olla explotase en el caso de que la presin del vapor aumentara demasiado.Se us vapor para intentar mover la primera mquina homnima, la cual no funcionaba durante mucho tiempo ya que utilizaba vapor hmedo (de baja temperatura) y al calentarse sta dejaba de producir trabajo til.

Partes de la caldera

Componentes principalesConjunto del Quemador: este dispositivo comprende las boquillas, los electrodos y la fotocelda.Control de nivel del agua: Verifica que el nivel del agua dentro de la caldera sea un nivel seguro para que sta encienda. El sistema de control de nivel del agua comprende del cristal de nivel visual, grifos de prueba del cristal de nivel, columna de nivel y control de nivel de agua.Bomba de Alimentacin de aguaVlvulas de Seguridad

Tanque de retorno de condensados: Es un recipiente que contiene el agua de alimentacin a la caldera y debe de cumplir con funciones primordiales:Mantener una reserva mnima de agua, suficiente para alimentar a la caldera durante 20 minutos.Recuperar el agua suave de los retornos de los condensados. Para mantener econmica la produccin de vapor, debe recolectarse el condensado, ya que es agua suavizada y calentada, que tiene un costo extra en su produccin y por lo tanto no debe desperdiciarse.

ClasificacinSegn la presin de trabajo.Baja presin: de 0 - 2.5 Kg/cm2Media presin: de 2.5 - 10 Kg/ cm2Alta presin: de 10 - 220 Kg/ cm2Supercrticas: ms de 220 Kg/ cm2

Segn se generacin.De agua calienteDe vapor saturado (hmedo o seco)De vapor recalentado (sobrecalentado)

ClasificacinSegn la circulacin de agua dentro de la calderaCirculacin naturalCirculacin forzadaSegn la circulacin del agua y los gases calientesPirotubularesAcuotubularesPor el combustible empleadoDe combustible solidoDe combustible lquidoDe combustible gaseoso

Caldero pirotubularSon aquellas en que los gases y humos provenientes de la combustin pasan por tubos que se encuentran sumergidos en el agua.

Bsicamente son recipientes metlicos, comnmente de acero, de forma cilndrica o semicilndrica, atravesados por grupos de tubos por cuyo interior circulan los gases de combustin.Por problemas de resistencia de materiales, su tamao es limitado. Sus dimensiones alcanzan a 5 mts de dimetro y 10 mts. De largo. Se construyen para Flujos mximos de 20.000 Kg/h de vapor y sus presiones de trabajo no superan los 18 Kg/ cm2.Caractersticas:Sencillez de construccin.Facilidad de inspeccin, reparacin y limpieza.Gran peso.Lenta puesta en marcha.Peligro en caso de explosin o ruptura debido al gran volumen de agua almacenada.Menor costo inicial debido a su simplicidad de diseo. Mayor flexibilidad de operacin Menores exigencias de pureza en el agua de alimentacin.Inconvenientes:Mayor tiempo para subir presin y entrar en funcionamiento.No son empleables para altas presiones

Caldero acuatubularSon aquellos en los que el agua o vapor circula por dentro de los tubos.

Son aquellas en que los gases y humos provenientes de la combustin rodean tubos por cuyo interior circula agua. Se componen por uno o ms cilindros que almacenan el agua y vapor (colectores) unidos por tubos de pequeo dimetro por cuyo interior circula el agua.Estas calderas son apropiadas cuando el requerimiento de vapor, en cantidad y calidad es alto.

Ventajas:Pueden ser puestas en marcha rpidamente.Son pequeas y eficientes.Trabajan a presiones de 200kg/ cm2.Inconvenientes:Mayor constoDebe ser alimentadas con agua de gran pureza.

La energa que se libera en una explosin de una caldera de 100 VHp (Caballos Caldera) equivale al impacto de una locomotora de 50 toneladas a una velocidad superior a los 500 Km/hRiesgos de una calderaAumento sbito de la presinDescenso rpido de la presinDescenso excesivo del nivel de aguaExplosionesConstruccin defectuosaFalla de los accesorios de seguridad, vlvula de seguridad que no habrn oportunamente o no son capaces de evacuar todo vapor que la caldera produce.Negligencia, descuido o ignorancia del operador.Mezcla explosiva en los conductos de humo.Falta de agua en las calderas (la ms frecuente )Incrustaciones masivas o desprendimiento de planchones.

Revisiones y pruebas de condiciones de seguridadPara verificar las condiciones de seguridad de los generadores de vapor, stos debern ser sometidos a las siguientes revisiones y pruebasRevisin interna y externa: consiste en limpieza completa, incluso los conductos de humo.Prueba hidrulica: consiste en llenar la caldera con agua hasta expulsar todo el aire de su interior, se aplicar la presin en forma lenta y progresiva aumentndola uniformemente, la caldera habr resistido la prueba hidrulica en forma satisfactoria cuando no haya filtracin ni deformacin de las planchas.Prueba con vapor: la vlvula de seguridad es regulada a una presin de abertura que no exceda ms de 6% sobre la presin mxima de trabajo de la caldera.

Prueba de acumulacin: esta prueba se realiza con la caldera en funcionamiento a su mxima capacidad y con la vlvula de consumo de vapor cerrada. La vlvula de seguridad deber ser capaz de evacuar la totalidad del vapor sin sobrepasar en un 10% la presin mxima de trabajo del generador de vapor.Pruebas especiales: los generadores de vapor sern sometidos a pruebas especiales no destructivas bajo solicitud de las autoridades competentes, con el objeto de determinar calidad de planchas y soldaduras en calderas muy usadas o muy antiguas o en aquellas en que se hayan producido deformaciones o recalentamiento.

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