UNIDAD 2 GENERADORES DE VAPOR

45La primera mencin de la idea de utilizar vapor para obtener energa aparece en La neumtica, del inventor y matemtico griego Hern de Alejandra, en el siglo I. All describi su eolpila, una turbina de vapor que consista en una caldera conectada mediante dos tubos a los polos de una esfera hueca que poda girar libremente. La esfera estaba equipada con dos boquillas biseladas por donde sala vapor que produca la rotacin de la esfera.

Introduccin6DefinicinSon las unidades diseadas para producir vapor a partir del intercambio trmico entre el agua y una fuente de alto contenido calrico, la cual puede ser gases producto de una combustin u otro fluido. 56

2.1 Clasificacin de los generadores de vapor.

Los generadores de vapor ms conocidos son: Los re-hervidores y las calderas y ellos pueden ser de muchas formas y tamaos determinados por los requerimientos del usuario y las limitaciones de espacio. Las variables en el diseo de estos generadores casi no tienen lmites pues existen muchos factores implicados en su seleccin y operacin. De cualquier manera, al escoger uno de estos equipos se debe tener en cuenta que llene los siguientes requisitos bsicos: Adecuado tamao de todos sus componentes. Tiempo de vida satisfactorio. Acceso a todas sus partes para inspeccin/reparacin. Disponibilidad de partes para reposicin. Seguridad y contabilidad en su operacin. Costos de instalacin y operacin.

732.2 Seleccin de los generadores de vapor.El objetivo de un generador de vapor, adems de generar vapor, es realizar con la mxima eficiencia posible la transferencia de calor, definiendo esta de una manera sencilla como la porcin de calor liberado en el horno que es absorbido por les fluidos en los elementos de la caldera.Cuando se selecciona una generador de vapor se deben considerar los siguientes parmetros:

Cantidad de vapor requerida. Presin, temperatura, calidad del vapor requerido. Futuros requerimientos. Localizacin de la unidad. Caractersticas de la carga. Tipos de combustibles disponibles. Diseo de quemadores. Calidad del agua de alimentacin. Variaciones previstas de la carga.

762.3 Reglamentos industriales.En Mxico est e vigencia la NORMA Oficial Mexicana NOM-020-STPS-2011

Campo de aplicacinLa presente Norma Oficial Mexicana rige en todo el territorio nacional y aplica en todos los centros de trabajo en donde funcionen recipientes sujetos a presin, recipientes criognicos y generadores de vapor o calderas.

Adems tambin se debe considerar el impacto en el medio ambiente as que tambin se apoya en la NORMA Oficial Mexicana NOM-085-SEMARNAT-2011

Una caldera es una mquina o dispositivo de ingeniera que est diseado para generar vapor saturado. ste vapor se genera a travs de una transferencia de calor a presin constante, en la cual el fluido, originalmente en estado liquido, se calienta y cambia de estado.

Segn la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato a presin en donde el calor procedente de cualquier fuente de energa se transforma en energa utilizable, a travs de un medio de transporte en fase lquida o vapor.

Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un cambio de fase. Adems son recipientes a presin, por lo cual son construidas en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas.

Generar electricidad a travs de de un ciclo Rankine. Las calderas son parte fundamental de las centrales termoelctricas.

Trminos de una caldera:Agua de alimentacin: Es el agua de entrada que alimenta el sistema, generalmente agua de pozo o agua de red.

Agua de condensado: Es el agua que proviene del estanque condensador y que representa la calidad del vapor.

Vapor seco: Vapor de ptimas condiciones.

Vapor hmedo: Vapor con arrastre de espuma proveniente de una agua de alcalinidad elevada. 862.6 Balance trmico de un generador de vapor. Definicin: Es el registro de la distribucin de energa en un equipo. Puede registrarse en forma de tablas o grficos, lo que permite una mejor visualizacin de la situacin. En muchas situaciones las expresiones matemticas o frmulas tienen que deducirse para cada caso con la ayuda de los fundamentos de termodinmica y/o transferencia de calor. Para que el balance trmico sea vlido todos los datos registrados deben tomarse cuando el equipo o instalacin se encuentre operando en condiciones de estado estable, vale decir, sin variaciones en su funcionamiento. Bibliografa93Cengel Yunus A. Transferencia de calor y masa, Sptima edicin, 2007, Editorial Mc Graw-Hill.Branan, Carl R. Manual de soluciones rpidas y exactas para los problemas cotidianos en la ingeniera de procesos, Segunda edicin, 2002, Editorial Mc Graw-Hill.Mataix, Claudio. Turbomquinas Trmicas: turbinas de vapor, turbinas de gas, turbocompresores, 3ra Edicin, 2001, Editorial Pearson.Manual de operacin, Servicio y Mantenimiento Powermaster. Bayer Technology Tcnica. Capacitacin tcnica. Servicios Especializados de Capacitacin tcnica para la industria mexicana. Manual Divisin Industrial Urrea. INSTITUTO DE ENERGIA Y TERMODINAMICA www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdf http://www.librosmaravillosos.com/capitulo06.html Capacitacin Operacin y Mantenimiento de Calderas http://es.scribd.con/doc/74291337/Calderas Calderas Powermaster Mxico www.powermaster.com.mxl MANTENIMIENTO DE CALDERAS Norese.com/publicaciones/mantenciondeCalderas.pdf GUIA TECNICA DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE CALDERAS. Normateca.isste.gob.mx/webdocs/x10/200312100841372335.pdf?...

Desaireador: es el sistema que expulsa los gases a la atmsfera.

Purga de fondo: Evacuacin de lodos y concentrado del fondo de la caldera.

Purga de superficie: Evacuacin de slidos disueltos desde el nivel de agua de la caldera.

Fogn u Hogar: Alma de combustin del sistema.

Combustible: Comburente que se transforma en energa calrica que permite la vaporizacin.

Agua de calderas: Agua de circuito interior de la caldera cuyas caractersticas dependen de los ciclos y del agua de entrada.

Ciclos de concentracin: Nmero de veces que se concentra el agua de caldera respecto del agua de alimentacin. Alcalinidad: Nivel de salinidad expresada en ppm de CaCO3 que confiere una concentracin de iones carbonatos e hidrxilos que determina el valor de pH de funcionamiento de una caldera, generalmente desde 10,5 a 11.5. Desoxigenacin: Tratamiento qumico que elimina el oxgeno del agua de calderas. Definicin:Incrustacin: Sedimentacin de slidos con formacin de ncleos cristalinos o amorfos de sulfato, carbonato o silicato de magnesio y calcio que merman la eficiencia de funcionamiento de la caldera.

Definicin:Dispersante: Sistema qumico que mantiene los slidos descohesionados ante un evento de incrustacin. Antiincrustante: Sistema qumico que permite permanecer a los slidos incrustantes en solucin. Anticorrosivo: Sistema qumico que brinda proteccin por formacin de films protectivos ante iones corrosivos presentes en el agua.

Accidentes en Calderas en las ultimas dcadas

Datos estadsticos Estados unidos Mexicanos CALDERAS DE VAPOR 1992CAUSA DEL INCIDENTE (Falla)ACCIDENTESHERIDOSMUERTOSVlvula de seguridad2Corte por bajo nivel1988Control de lmites11Instalacin deficiente34Reparacin deficiente101Diseo o fabricacin deficiente15Operacin o mantenimiento1506Equipo de combustin2731SUBTOTALES44717220CALDERAS DE VAPOR 2001CAUSA DEL INCIDENTE (Falla)ACCIDENTESHERIDOSMUERTOSVlvula de seguridad4Corte por bajo nivel1613Control de lmites8Instalacin deficiente2Reparacin deficiente1Diseo o fabricacin deficiente2Operacin o mantenimiento82507Equipo de combustin292Causa bajo investigacin71SUBTOTALES29656721Operacin de CalderasOperacin seguraOperacin eficiente Operacin confiable

22ActividadesEntrenamiento de personalLeyes, normasProcedimientosPreliminaresArranqueOperacinMantenimiento

23Entrenamiento de OperadoresResponsabilidad de los operadoresFuncionamiento eficiente y seguridad del personal y del equipoConocimiento de ComponentesDiseo, funciones, limitaciones e interrelacionesParticipacin en inspecciones y montajesPeriodo inicial supervisadoActualizacin

24Preparativos para arranqueInspeccin de la caldera y sus auxiliaresLimpieza (tanques y tuberas)Prueba hidrosttica (previsiones)Instrumentos (calibracin) Controles (ajustes o paso a manual) 25Preparativos para arranque (Cont.)Auxiliares (bombas, ventiladores, sistemas de combustible, agua y drenaje) RefractariosLimpieza qumicaSoplado de sobrecalentadores y lneas de vaporVlvulas de seguridad

26Arranque (objetivos)Proteccin de componentescorrosinrecalentamiento, esfuerzos trmicosPrevencin de explosionesProduccin adecuada de vapor

27Procedimientos de ArranqueLlenado inicial calidad y temperatura del agua desalojo de aire ajuste del nivelEstablecer circulacinPurga de aire del hogar

28Procedimientos de Arranque (Cont.) Economizador purga de vapor recirculacin de agua del tamborSobrecalentador drenaje de aguacontrol de temperatura de humosTambores y cabezales temperaturas y diferenciales de temperatura

29Pruebas de EficienciaRegistro de referenciaBalance trmicoEnerga til (rendimiento)PrdidasGases secosCombustible en humos y cenizasRadiacin de calorHumedad del combustible y de combustinIntangibles

30Operacin Normal de CalderasOperacin segura y eficienteLimpiezaControles e instrumentos efectivosRegistro de variables Produccin de vapor, presin y temperaturaConsumo de combustibleRelacin aire/combustibleEmisiones

31Sistemas de Control ComponentesParmetros a regularFactores de perturbacinFactores de regulacinMedios de regulacinSistemas de control de una calderaNivel/Agua de alimentacinCombustin/PresinOtros: Temperatura del vapor, Calidad del agua, Tiro

32IPVControl de TiroIPTIFAIFOFoIFGFgFa Fa(x) Fo(x) Fg(x) Ref.Flujo de AireIFATA AControlador de Combust.Error en Flujo de Combust.Correccin x Flujo de AireDemanda de CombustibleControlador Aire/Comb.Flujo de CombustiblesIFGIFOTA AControl. de Flujo de AireError en Flujo de AireCorreccin x CombustibleTA AIPVControlador de PresinError en Presin Vap.Compuertas de Ventilad.Regulador de AceiteRegulador de GasGASACEITEAIREControl de Combustin de Gas y Aceite Combustible33Operacin Anormal de CalderasSituaciones de riesgoBajo/Alto nivel de aguaAltas/Bajas temperaturas de los humosTemperaturas o diferenciales de temperatura (metal) elevadosPrdida de llama y reencendidoQuemadores defectuososAcumulacin de combustiblesFalta de purga de aire

34Operacin Anormal de CalderasCausasError humanoIgnorancia o negligenciaEquipos e instrumentos desfavorablesEquipos y controles incompatiblesDiseo deficienteComponentes seguros, confiables, mantenibles?Sistemas a prueba de fallas?

35Operacin Anormal de CalderasFallas ComunesCombustibles gaseosos: fugas, composicin variable, venteosCombustibles lquidos: alto PCS, composicin variable, materias extraas, cambios de carga, ubicacin de componentesCondiciones estrictas de emisiones y eficiencia

36Operacin Anormal de CalderasPrevencinEntrenamiento en acciones de emergenciaBajo nivel de aguaTemperaturas extremas de humos, tubos o tamboresFugas en los tubosSistemas automticos de proteccin y alarma

37Sistemas de ProteccinSupervisin de condicionesVariacin de condicionesDisparo completoPrevencin de operacionesProgramacin de secuenciasRegistro de parmetrosSistema de alarmas luminosas y sonoras

Sistema de Proteccin de llama38VENTILADORES VTI/VTFSISTEMA PILOTOFalla de llama oPresin peligrosa de gas o Baja P de aireCOMBUSTION PRINCIPALAlta presin en el hogar oBaja presin de aceite a quemadores o Ultimo quemador cerrado oFalla de llama en todos los quemadores activos oFalla de llama de varios quemadores activos oInterruptor manual activado

Falla de llama de un quemador (otros de llama estable)Cerrar gas a pilotos y abrir vente oApagar chispas de ignicinReducir aceite principal

Falla de todos

Falla de algunos

CONTROL MAESTRO DE DISPARO

Cerrar paso de aceite ppal (suministro y retorno)Cerrar cada quemador y apagar pilotos y chispas de encendidoIndicador de disparo39Sistemas ContraincendioRiesgosSistema de combustibleCalderas (quemadores y precalentador de aire)Sala de control e instalaciones elctricasTuberas calientesSistema de tratamiento de agua

40Sistemas ContraincendioMedidasGas: detector de CH4 y agua a presinAceite: espuma y agua a presinPC de Aire: toberas de agua o vaporControles: detectores de humo y extinguidores de CO2Entrenamiento de personalRevisin peridica de equipos

41Mantenimiento (Objetivos)Fallas mecnicas del cuerpo de presinReduccin de resistencia, espesor o agrietamientoReduccin en la eficiencia de la unidadCosto de combustibleFallas en equipo auxiliarBombas, ventiladores, calentadores, aislantes, refractariosSistemas elctrico, de control y proteccin

42Fallas en el Cuerpo de PresinRecalentamientoCalor intensoCirculacin deficiente de agua o vaporDepsitos incrustantesFugasVariacin brusca de cargaFluencia lenta CreepCalor intenso43Fallas en el Cuerpo de PresinCorrosin (interna, externa o localizada)Gases disueltos en el aguaDescontrol de aditivos qumicosActivacin mecnicaCirculacin deficienteCalor intensoFragilizacinDepsitos incrustantesVariacin brusca de cargaCalor intenso

44Fallas en el Cuerpo de PresinErosinFlujo de holln o cenizasAccin de soplatirosLimpieza mecnicaFatiga (mecnica o trmica)Vibraciones inducidasUniones de materiales o espesores diferentesInestabilidad de combustin

45Mtodos de PrevencinTratamiento de aguaProcesos qumicosRegulacin de purgasVigilancia de: Composicin de agua y purgaCalidad del vaporTemperaturas de tubos, tambores y humosProcedimientos de cambio de carga

46Mtodos de PrevencinInspecciones peridicas de espesores de metal, depsitos incrustantes y lodosLimpieza qumicaDeteccin de fugasRegistro y evaluacin de operacionesEvaluacin peridica de equipos, personal y procedimientos

47Tratamiento de AguaAcondicionamiento del agua de:ReposicinRetorno de condensadoCirculacin en la calderaPropsitosReducir depsitos en superficies internasReducir corrosin en superficies internasReducir arrastre de slidos en el vapor

48Agua de ReposicinImpurezasSlidos suspendidos: lodos, arcilla, arenilla, xidos metlicosSlidos disueltos: cationes (SiO2, Fe, Ca, Mg y Na) iones (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, cloruros)Gases disueltosN2, O2, CO2, NH4

49Agua de Reposicin (Cont.)Tratamientos Segn calidad del agua y presin de la calderaCoagulacin (Alumbre, Sulfato de Hierro)CloracinFiltrado (Arena, Carbn Activado)Suavizacin Ciclo SodioSuavizacin con Cal (220 F)Suavizacin y DealcalinizacinDesmineralizacinEvaporacin y desgasificacin

50Retorno de CondensadoImpurezasProductos de corrosinHidrxido y xido ferrososOxido de CobreContaminantesInfiltracin de agua de enfriamientoSustancias usadas en procesos Gases O2 y CO2 descomposicin de carbonatos

51Retorno de Condensado (Cont.)TratamientoTratamientos del agua de reposicinTratamiento qumico especficoAminasVoltiles neutralizantes del CO2Filmicas protectoras de los metalesSuavizacin o desmineralizacinFiltrado de xidosFiltros ElectromagnticosFiltros normales

52Agua de Circulacin de la CalderaObjetivosControl final de corrosinControl del Ph de 8 a 9.5Control de Oxgeno y CO2Control final de depsitosControl de arrastre de slidos o gases

53Agua de Circulacin de la Caldera (Cont.)Control del PhAminas neutralizantes o flmicasTratamientos de cal-soda Control de OxgenoDesgasificacinAditivos:Sulfito de Sodio Na2SO3 (hasta 1800 psi)Hidrazina N2H4 54Agua de Circulacin de la Caldera (Cont.)Control de depsitos (tratamientos segn la presin de la caldera) Fosfato-Polmero (hasta 1000 psi)Inorgnico o AlcalinoOrgnico Quelato-Polmero (hasta 1500 psi) Aminas Voltiles (sobre 1500 psi)

55Evaluacin del Tratamiento de AguaAnalizadoresDurezaFosfatos residualesHidrazina residualOxgenoHierro CobreSlice

57Rehervidores.El reboliler o rehervidores son intercambiadores de calor que conectados a la base de una columna de destilacin proporcionan el calor necesario para devolver el vapor al fondo de lacolumna y permitir as que se lleve a cabo ladestilacin. Estos equipos pueden tomar diferentes formas, as por ejemplo, los fraccionadores pequeos utilizados en el trabajo de plantas piloto tal vez requieran simplemente de una olla con chaqueta.Pero necesariamente serpequea la superficie de transferencia de calor y la capacidad correspondiente de generacin de vapor.

58De termosifn vertical:Es el ms utilizado en los procesos modernos de destilacin siendo del mismo tipo de tubo y coraza pero con la configuracin vertical. El fluido de calefaccin circula fuera de los tubos (por la coraza) en contra corriente con el fluido a evaporar, que circula por dentro de los tubos.Enesteequipotambinretornaalatorreunamezclade lquido-vapor y es en el espacio en el fondo de la columna, por debajo del ltimo plato, donde se produce la separacin.

59De circulacinforzada:En general operan con el siguiente esquema: el lquido del ltimo plato de la torre se mezclacon el lquido procedente del rehervidor en el fondo de la columna, de manera que tanto el producto de fondo dela destilacin como el lquido que se recircula al rehervidor estn constituidos por esta mezcla. No obstante, gracias a la bomba estos rehervidores operan con grandes reciclos y por lo tanto, la cantidad de lquido que proviene del rehervidor es considerablemente ms alta quelacantidaddelquidoquedesciendedelltimoplatodela columna,asqueelproductodefondo,estconstituido prcticamente por el lquido que se obtiene en el termosifn el cual est en equilibrio con el vapor generado, es decir, que con circulacin forzada, los rehervidores se comportan comoun plato terico

60De circulacin natural:Intercambiadores verticales con vaporizacin en lostubos, o intercambiadores horizontales convaporizacin enel casco.La circulacin del liquido atravs del intercambiador es mantenida por la diferencia de densidades entre las mezclas de dos fases de vapor y liquidoen el intercambiador y lafase simple de liquido en labase de la columna. Ascomo, en la circulacin forzada, se necesita un recipiente de separacin si este tipo es usado como un vaporizador.

61Calderas:De manera elemental una caldera se puede definir como un recipiente cerrado en el cual el agua se evapora en forma continua por la aplicacin de calor por medio de gases. Estos gases generalmente son producto de la quema de un combustible fsil en el horno de la caldera, aunque pueden ser tambin el producto de un proceso como los gases resultantes de reacciones en las unidades de ruptura cataltica.

Tipos de caldera:Acuotubulares: son aquellas en las que el fluido de trabajo se desplaza a travs de tubos durante su calentamiento. Son las ms utilizadas en las centrales termoelctricas, ya que permiten altas presiones de salida y gran capacidad de generacin.

Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado lquido se encuentra en un recipiente, y es atravesado por tubos por los cuales circula fuego y gases producto de un proceso de combustin. 63Para medir la potencia de la caldera, y como dato anecdtico, Watt recurri a medir la potencia promedio de muchos caballos, y obtuvo unos 33.000 libras-pie/minuto o sea 550 libras-pie/seg., valor que denomin HORSE POWER, potencia de un caballo. Posteriormente, al transferirlo al sistema mtrico de unidades, daba algo ms de 76 kg m/seg. Pero, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de Pars, resolvi redondear ese valor a 75 ms fcil de simplificar, llamndolo "Caballo Vapor" en homenaje a Watt.

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Caldera Tipo Locomvil: Dentro de los diferentes tipos de calderas se han construido calderas para traccin, utilizadas en locomotoras para trenes tanto de carga como de pasajeros. Vemos una caldera multihumo tubular con haz de tubos movibles, preparada para quemar carbn o lignito. El humo, es decir los gases de combustin caliente, pasan por el interior de los tubos cediendo su calor al agua que rodea a esos tubos. La entrada de hombre, que se ve abierta, es la base de la chimenea, es decir la caja de humos y en la parte superior se encuentra la salida de vapor. 65Calderas Pirotubulares. En los primeros diseos, la caldera era simplemente un casco o tambor con una lnea de alimentacin y una salida de vapor montado sobre una caja o marco de ladrillos. El combustible era quemado sobre una parrilla debajo del casco y el calor liberado era aplicado directamente a su parte inferior antes de que los gases salieran por la chimenea. Los diseadores de calderas muy pronto aprendieron que calentar una gran masa de agua en un recipiente era notoriamente ineficiente, que era necesario poner una mayor porcin de esa agua en contacto con el calor.

66De Retorno Horizontal. Son calderas de un bajo costo inicial y de simple construccin, muy usadas en sistemas de calentamiento de edificios y produccin de vapor para pequeas factoras. Consisten de un casco cilndrico con gruesas paredes terminales entre las cuales se encuentra soportado un gran nmero de tubos de 3" o 4" de dimetro, aunque se pueden tener dimetros menores, esto da mayor superficie de transferencia y por ende mayor generacin de vapor.

67De Horno Interno. Llamada tambin tipo escocs, la combustin tiene lugar en un horno cilndrico que se encuentra dentro del casco o tambor de la caldera. Los tubos de humo estn a lo largo del casco y envuelven al horno por los lados y su parte superior. Los gases que salen del horno cambian de direccin en una cmara en el extremo y regresan, recorriendo completamente la unidad, hasta una caja de humos localizada en el frente. Este tipo de caldera fue muy utilizado en los barcos.

68Calderas Acuotubulares. Las calderas de tubos de agua tuvieron su origen a finales del siglo XVIII, pero el modelo original dista mucho de lo diseos de hoy da. Una caldera acuotubular consta bsicamente de tambores y de tubos. Los tubos a travs de los cuales circula el agua y en los que circula el vapor generado estn fuera de los tambores, estos son utilizados solo para almacenar agua y vapor, por lo que pueden ser mucho ms pequeos en dimetro que el tambor de una caldera pirotubular y pueden soportar mayores presiones. El costo inicial de una caldera acuotubular es ms alto que el de una caldera pirotubular equivalente, sin embargo, una mayor eficiencia compensar este costo inicial. La adicin de algunos equipos destinados a la recuperacin de calor permitir la recuperacin de los costos ms rpidamente. Las calderas acuotubulares son de dos tipos: De tubos horizontales rectos y de tubos doblados.

69Caldera acuotubular de CornwallCaldera acuotubular de Steinmller

70Caldera Belleville. Las calderas se construyen en una amplia variedad de tamaos, disposiciones, capacidades, presiones, y para aplicaciones muy variadas. La caldera de la izquierda tiene un hogar con dos entradas para ingreso del combustible slido, con los tubos hervidores horizontales y domo frontal superior, con las vlvulas de seguridad incorporadas. Es para una presin de unas 30 atm. y una temperatura de unos 400 C.

71Calderas de Tubos Doblados. Este diseo ofrece mayor flexibilidad pues donde la altura libre es limitada la caldera puede hacerse ancha y baja, o puede ser alta y estrecha en los sitios donde la limitante sea la amplitud. Los principales elementos de una caldera de este tipo son esencialmente tambores conectados por tubos doblados. Las primeras unidades fueron de 4 tambores y, aunque este era un diseo bastante aceptable, fue mejorado por el de 3 y ms tarde por el de 2 tambores.

72Calderas de Tubos Doblados y Paredes de Agua. Cuando se necesitaron calderas de mayor capacidad se hizo necesario aumentar el tamao de los hornos lo que incremento fa temperatura en ellos. Esto trajo como consecuencia un excesivo mantenimiento en el refractario del horno, especialmente cuando se quemaba carbn. Las ms altas temperaturas de gases incrementaron el ensuciamiento de las superficies de transferencias. En sus esfuerzos por producir calderas ms eficientes y econmicas los diseadores desarrollaron un horno, virtualmente rodeado por una superficie de transferencia en forma de paredes. Estas paredes estn constituidas por bancos de tubos y se llaman paredes de agua o paredes de tubos de agua y adems de evitar las excesivas temperaturas por ensuciamiento aumentan la capacidad de generacin. A partir de la aparicin de las calderas con paredes de agua, los diseos se estandarizaron en tres tipos bsicos: Calderas tipo A, tipo O y tipo D.

74Una vez seleccionada y construida la caldera existen otros factores que afectan notablemente la eficiencia de la unidad pues inciden directamente en el estado de las superficies de transferencia trmica. Los tubos de la caldera son afectados internamente por las impurezas del agua que tienden a depositarse o a formar incrustaciones en las paredes, lo cual hace necesario someter el agua a tratamiento qumico para minimizar este y otros efectos indeseables. La parte exterior de los tubos y otras zonas de la caldera son afectadas por depsitos que ensucian o incrustan las paredes. Estos depsitos son determinados principalmente por los siguientes factores: 75a. Tipo de combustible : Combustible pulverizado (carbn) Combustleo Gas natural b. Calidad del combustible: Contenido de azufre y cloruros en el carbn Contenido de cenizas y temperatura de fusin de ellas Contenido de vanadio, sodio, azufre en el combustleo c. Condiciones de combustin Exceso de aire Longitud de la llama Turbulencia del aire combustible a la salida del quemadorTurbulencia en el hogar Temperaturas Distribucin del aire Tipo de paredes en el hogar d. Diseo Localizacin, tipo y espacio entre los elementos del supercalentador, calentador y economizador Altura del hogar y temperatura de salida de gases

78Filtros de arena. La filtracin de arena es frecuentemente usada y es un mtodo muy robusto para eliminar los solidos suspendidos en el agua. El medio de filtracin consiste en mltiples capas para arenas con variedad en el tamao y gravedad especifica. Filtros de arena pueden ser suministrados para diferentes tamaos y materiales ambas manos operan de totalmente de forma automtica.

79Suavizadores.Consiste en pasar el agua a travs de un lecho de material, llamado RESINA, que posee la propiedad de remover el calcio y magnesio del agua y de remplazar estos iones con sodio

80Intercambiador de calor. Es un aparato que facilita el intercambio de calor entre dos fluidos que se encuentran a temperaturas diferentes.

81Desaireador: es un equipo que remueve 02 (aire) de el agua de alimentacin a calderas ya que el oxgeno es altamente corrosivo en los circuitos de vapor.

82Tanque acumulador. Las calderas con un depsito de almacenamiento (acumulador de agua caliente) son ms capaces de hacer frente a las demandas de uso mltiple y puede suministrar agua a una temperatura alta y con un caudal muy alto. Tanques sin ventilacin permiten presin de la red de suministro de agua, en lugar de depender de la gravedad como los sistemas tradicionales de ventilacin abierta hacerlo.

83Bomba. Es una mquina que nos permite transportar un fluido de un sitio a otro, ya sea en un mismo nivel o a diferentes alturas. Una bomba de agua de alimentacin de la caldera, es un tipo especfico de la bomba, para bombear agua de alimentacin en una caldera de vapor. Estas bombas son normalmente unidades de alta presin que tienen aspiracin de un sistema de retorno de condensado y puede ser del tipo de bomba centrfuga o de desplazamiento positivo

84Vlvula de retencin. Se necesita en muchos servicios. Se usa como precaucin de seguridad para evitar flujo inverso. O tambin para retener liquido en una tubera cuando se para una bomba

87 Balance trmico de una caldera. Se refiere a los clculos necesarios para cuantificar la distribucin de energa. En este caso la energa que se libera por la combustin se divide en: - La entregada al vapor de descarga - Las prdidas por la chimenea - Otras prdidas indirectas Las prdidas por la chimenea a su vez las podemos dividir en: - Calor perdido por el aire seco - Calor perdido por la humedad ambiente - Calor perdido por la humedad del combustible - Calor perdido por combustin incompleta. Si consideramos la humedad de los gases de la chimenea originado por la combustin del hidrgeno, se debera realizar el balance trmico en base al poder calorfico superior. Como no es conveniente conseguir la condensacin del vapor de agua en la chimenea, no consideraremos esa posibilidad, por lo tanto tomaremos como referencia el poder calorfico inferior del combustible seco. 88

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94Gracias Por su atencin