Caldera Pirotubular Y Acuatubular

3.1 Generalidades de diseño de las calderas pirotubulares y acuotubulares.

DISEÑO DE UNA CALDERA PIROTUBULAR

Caldera, dispositivo utilizado para calentar agua o generar vapor a una presión superior a la atmosférica mediante un proceso de transferencia térmica. Las calderas se componen de un compartimiento donde se consume el combustible y otro donde el agua se convierte en vapor.

Una caldera es una máquina o instalación, diseñada y construida para producir vapor de agua a elevada presión y temperatura, las hay, desde pequeñas instalaciones locales para la producción de vapor para cocción de alimentos, planchado en serie de ropa, tratamientos sépticos de instrumentales y labores similares, con vapor de relativa baja temperatura y presión, hasta enormes instalaciones industriales, utilizadas para la alimentación de turbinas de generación de electricidad, y otros procesos industriales donde se requiere vapor en grandes cantidades, a altísimas temperaturas y presiones.

La caldera de vapor más elemental es la conocida olla a presión, tan común en nuestros hogares. En esencia una caldera es un recipiente cerrado, lleno parcialmente de agua a la que se le aplica calor procedente de alguna fuente, tal como un combustible, electricidad etc. para hacerla hervir y producir vapores. Como estos vapores están confinados a un espacio cerrado, se incrementará la presión interior y con ello la temperatura de ebullición del agua, pudiéndose alcanzar finalmente muy elevados valores de presión y temperatura. Estos vapores se concentran en la parte superior del recipiente inicialmente vacío, conocido como domo, de donde se extrae vía conductos para ser utilizado en el proceso en cuestión.

Aunque el principio de trabajo es muy simple, las particularidades del proceso son complejas para un trabajo seguro y eficiente de la caldera, especialmente en las grandes instalaciones industriales.

Partes de la caldera

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS

Se clasifican según diversos criterios, relacionados con la disposición de los fluidos y su circulación, el mecanismo de transmisión de calor dominante, aspectos estructurales, modo de intercambio de calor, la forma del quemado del combustible, forma de alimentación del agua y otros muchos factores Basándonos en algunos de estos criterios las calderas se pueden clasificar en:

a) Por la disposición de los fluidos

De tubos de agua (Acuotubulares)

De tubos de humo (Pirotubulares)

b) Por la posición del tambor o hervidor

Verticales

Horizontales

c) Por la posición de los tubos

Verticales

Horizontales

Inclinados

d) Por el número de pasos

Un paso

Dos pasos

Tres o más pasos

e) Por la circulación del agua

De circulación natural

De circulación asistida

De circulación forzada

f) Por el mecanismo de transmisión de calor dominante

De convección

De radiación

De radiación y convección

g) Por el combustible empleado

De carbón (de parrilla mecánica o de carbón pulverizado)

De combustibles líquidos

De combustibles gaseosos

De combustibles especiales (Bagazo, etc.)

Nucleares (uranio natural, enriquecido, etc.)

h) Por la presión de trabajo

Subcríticas

De baja presión (menor a 20 kg/cm2)

De media presión (entre 20 y 64 Kg/cm2)

De alta presión (mayor a 64 kg/cm2)

Supercríticas

Í) Por el tiro

De tiro natural

De hogar presurizado

De hogar equilibrado

j) Por el tipo de construcción

De montaje en fábrica, (calderas compactas o tipo paquete)

De montaje en campo

k) Por el modo de gobernar la operación

De operación manual

Semiautomáticos

Automáticos

l) Clasificación por los materiales

Calderas de fundición

Calderas de acero

Calderas murales

TIPOS DE CALDERAS

Clasificación de las calderas por su diseño

Acuotubulares

Las calderas Acuotubulares (el agua está dentro de los tubos) en éstas el agua circula por dentro de los tubos, bañados exteriormente por los gases, logrando con un menor diámetro y dimensiones totales una presión de trabajo mayor, para accionar las máquinas a vapor de principios de siglo.

La combustión se da en la cámara destinada a dicha función es atravesada por los tubos de agua, que entonces se calienta y cambia a estado gaseoso. Se utilizan tubos longitudinales para aumentar la superficie de calefacción y se colocan de forma inclinada para que el vapor desaloje por la parte superior mientras se fuerza naturalmente la entrada de agua por la parte inferior. Se utilizan principalmente cuando se requiera vapor a altas presiones y al ser capaces de generar muy diferentes potencias fueron muy utilizadas en centrales eléctricas y otras industrias de principios del siglo XX. El vapor producido es de naturaleza seca, por lo que también es ideal para los sistemas de transmisión de calor. Se caracterizaban además por sus dimensiones totales reducidas y por ser originalmente construidas para uso con combustibles sólidos, mientras que son utilizadas ahora principalmente con combustibles ecológicos, gas o diesel.

La producción del vapor de agua depende de la correspondencia que exista entre dos de las características fundamentales del estado gaseoso, que son la presión y la temperatura.

Caldera acoutubular

Pirotubulares.

La caldera de vapor pirotubular, (Calderas de tubos de Humo), en éstas los humos pasan por dentro de los tubos, y el agua baña a éstos por fuera, concebida especialmente para aprovechamiento de gases de recuperación presenta las siguientes características. Los gases muy calientes procedentes de un quemador, se conducen a través de múltiples tubos embebidos en el agua contenida en el cuerpo de la caldera, hasta una chimenea de salida al exterior. Estos tubos se conocen como tubos de fuego.

Durante el paso por los tubos, ceden el calor al agua circundante, calentándola y haciéndola hervir, los vapores resultantes, burbujean en el resto del agua para concentrarse en el domo de donde se extraen para el proceso. Una válvula de seguridad calibrada, impide que se alcancen presiones peligrosas para la integridad de la caldera.

Caldera pirotubular

LÍNEAS DE AGUA Y COMBUSTIBLE EN

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