Sistemas de calderas

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 INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VERACRUZ

MATERIA:

INGENIERIA DE SERVICIOS AUXILIARES

       CATEDRATICO:

        DR. BENIGNO ORTIZ

PRESENTA:

CYNTHIA N. VALENZUELA GARCIA

TEMA DE EXPOSICION:

CAPITULO 9

SISTEMA DE CALDERAS

VERACRUZ, VER. A OCTUBRE DEL 2016

Capítulo9 - Sistemas de una caldera

El agua, cuando se calienta lo suficiente, se convierte en vapor.

Debido a su contenido de calor o energía y porque es un líquido fácilmente transportable, el vapor es una manera eficiente de energía móvil de un punto (la fuente o la caldera) a su fin previsto a utilizar (calefacción, generación de energía eléctrica, etc.). Aquí, la energía contenida en el vapor se transfiere a una operación que requiere calor como una reacción química o calentamiento de un fluido, o se convierte en trabajos tales como conducir un pistón o turbina.

Generación de vapor

El vapor se produce en un generador de vapor o caldera, que generalmente se calienta por la quema de carbón, petróleo, gas, residuos de madera o subproductos orgánicos de una planta de proceso. También se produce vapor en algunas plantas de energía eléctrica por reacción nuclear. Hierve el agua y el vapor se descarga a una  temperatura y presión controlada.

Al aumentar la concentración del agua de una caldera se produce depósitos que provoca un problema con la calidad del vapor o pureza del vapor, para eliminar estos depósitos debe eliminarse el agua altamente concentrada, este proceso de eliminación es conocido como la purga.

Debe agregarse agua adicional (makeup) al sistema para reemplazar cualquier vapor o condensado no regresado a la caldera, así como la retirada de purga de la caldera. 

En el generador de vapor, el agua circula en un patrón producido por la ruta de calor desde el combustible a través de una red de tubos de la caldera.

Condensado

Cuando el vapor sede calor al punto de uso, dependiendo de presión, sede entre 210 a 1100 Btu/lb (488 a 2560 kJ/kg) este vapor  se condensa y vuelve a la parte inferior generalmente libre de minerales, contaminación y con alto contenido de calórico, así que es una fuente muy valiosa de energía, este condensado  se recoge y se regresa a la caldera paras su reutilización. El vapor condensado, debe ser drenado a un depósito (receptor) para el retorno a la corriente de agua de alimentación, generalmente en el desaireador.

Agua de reposición (makeup)

Debe agregarse agua dulce de calidad aceptable para compensar pérdidas, generalmente al  agua de reposición se le conoce como makeup. Esta agua es previamente tratada para eliminarle minerales disueltos utilizando intercambio iónico y ósmosis inversa antes de que se agrega al sistema de caldera.

El agua de reposición total (ART) puede ser expresada de la siguiente manera:

Perdida en el vapor (PV)

Perdida en el condensado (PC) [pic 9]

Perdidas en la purga (PP)

ART=PV+PC+PP

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Optimizar el equilibrio del agua

Los sistemas de caldera son energía intensiva y el combustible necesario para producir la energía es caro, por esto el  interés superior de la planta para maximizar la producción de vapor y minimizar el consumo de combustible.

El primer paso en la optimización del sistema es tomar todas las medidas prácticas para eliminar las pérdidas de vapor y condensados, además de trabajar dentro de las limitaciones económicas del costo de las revisiones, nuevos equipos, tuberías y la instalación. Por ejemplo, puede ser práctico instalar tubería para devolver el condensado de un depósito en una refinería o una planta petroquímica, pero si el condensado está muy contaminado con aceite, el costo extra de instalar y operar filtros para el condensado no puede estar justificados.

El siguiente paso importante es para minimizar la purga.

Las principales operaciones unitarias para el tratamiento del agua de reposición son:

• clarificación de agua cruda
• filtración
• intercambio iónico
• separación por membranas.

El vapor y el agua a diferentes presiones y temperaturas contienen diferentes cantidades de energía. La diferencia entre el contenido de energía de vapor y agua a la misma presión y temperatura son significativos y representa la fuerza motriz del vapor

Calderas

El propósito primario de tratamiento químico es proteger la generación de problemas en el sistema tales como los depósitos, corrosión y arrastre.

Cuando ocurren estos problemas, disminuye la eficacia de la producción,  aumento los de requisitos de mantenimiento, costos y disminuye la producción de la planta.

La correcta aplicación de la tecnología química requiere una cuidadosa comprensión de los sistemas a ser tratada. Cada pieza de equipo, sea una caldera, una turbina, un sobrecalentador o un condensador, tiene su propio requisitos. Debe tenerse especial cuidado para asegurar que cada pieza de equipos en un sistema sea compatible con el sistema total y con el programa de tratamiento seleccionado.

Para lograr este objetivo, la unidad y todos los componentes auxiliares deben incluir un sistema equilibrado y bien diseñado.

Los siguientes requisitos deben considerarse al seleccionar equipamiento:

• Resistencia adecuada de todos los componentes
• Vida de servicio satisfactorio
• Capacidades de expansion adecuada
• Accesibilidad de todas las partes para la inspección
• Piezas de repuesto disponibles
• Seguridad y confiabilidad
• Utilización y la integración energética en general

Clasificaciones de la caldera

Las calderas pueden clasificarse por las siguientes características: uso, presión, orientación, materiales de construcción, tamaño, contenido de tubo, leña, fuente de calor y circulación.

Uso:  Las calderas son normalmente clasificadas por el servicio especial que van a realizar, las calderas estacionarias pueden ser utilizadas para generar calor, vapor para el proceso de una planta o generación de energía las calderas móviles pueden servir en todos los propósitos que sirvan de calderas fijas; Sin embargo, su ubicación no será permanentemente fijo.

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