Sistema De Generación De Vapor

En su forma más simple (convencionales), un sistema de generación de vapor consiste de dos partes esenciales:

1. la cámara de destilación o evaporador, donde el agua es calentada y convertida en vapor.

2. el condensador, en el cual el vapor es convertido en líquido.

La fuente de calor empleada para vaporizar el agua en las plantas generadora de vapor es vapor de alta o baja presión, el que a su paso por lo serpentines de calentamiento, se condensa, cediendo su calor latente al agua cruda q va ser evaporada. Así, en un evaporador existen dos fuentes de agua destilada. Una, es el condensado de vapor que se ha empleado en calentar el agua, la cual reemplaza al vapor usado por el evaporador u no puede , por lo tanto, ser considerada como ``repuesto``. La otra, es el vapor condensado que se convierte en vapor y posteriormente se condensa, los sólidos en suspensión o disuelto en el agua permanecen en la cámara de destilación, a menos q sean arrastrado mecánicamente por el vapor o que pasen en forma de gases.

Los generadores de vapor utilizados en los campos petrolíferos difieren significativamente de las calderas convencionales. Estas, por lo general, se utilizan para generar vapor saturado o quizás vapor sobrecalentado para mover turbinas de vapor.

Debido a las altas velocidades del fluido es necesario separar el vapor del liquido antes de que el vapor sea dirigido a las turbinas, pues de lo contrario las gotas de liquido las dañaría. Como alternativa se puede utilizar el vapor sobrecalentado para evitar la separación liquido vapor. La separación se puede lograr mediante tambores giratorios, haciendo uso de las fuerzas centrifugas y de inercia, resultante de su rotación. El agua condensada es recogida corriente debajo de las turbinas para reutilizarla, por lo cual requiere muy poca agua de reemplazo.

Una vez que se trata el volumen inicial de agua, los costos adicionales de tratamiento esta limitados por aquellos asociados con el agua de reemplazo, es decir, las operaciones petroleras de campo requieren grandes cantidades de vapor para la inyección continua y por largo tiempo en los yacimientos. Como esencialmente en estos casos no hay agua condensada limpia para ser reutilizada se requiere que elcosto de tratamiento del agua sea relativamente bajo.

Los generadores de vapor del tipo de una sola bombeada o de un solo paso se conocen también como generadores de vapor húmedo y se utilizan exclusivamente en los campos petroleros. Específicamente fueron desarrolladas para aplicaciones en los campos petroleros en los inicio de los años 60 y difieren de una caldera autentica en que no tienen un tambor de separación, no requieren recirculación ni purga.

Debido a que los generadores carecen de un tambor de separación la calidad máxima del vapor debe ser limitada alrededor de un 80% para evitar la precipitación y deposición de sólidos disuelto sobre los tubos, y por lo tanto reducir la posibilidad de vaporización localizada de la película de agua y la subsecuente falla de los tubos. Existen generadores que son calentados indirectamente, sin embargo, utilizan como alimento agua que no han sido ablandadas o agua extraída del subsuelo. Estos tipos de generadores de vapor no han tenido amplia aceptación.

El sistema de vapor utilizado en los campos petrolíferos, están formados principalmente por calentadores y calderas.

• Calentadores. Con sus quemadores y un sistema de aire de combustión, sistema de tiro o de presión para extraer del horno el gas de chimenea, sopladores de hollín, y sistemas de aire comprimido que sellan las aberturas para impedir que escape el gas de la chimenea.

Los calentadores utilizan cualquier combustible o combinación de combustible, como gas de refinería, gas natural, fuel y carbón en polvo.

• Calderas: las calderas son dispositivos utilizados para calentar el agua o generar vapor a una presión superior a la atmosférica. Las calderas se componen de un comportamiento donde se consume el combustible y otro donde el agua se convierte en vapor.

Son instalaciones industriales que aplicando el calor de un combustible sólido, liquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en la industria.

La Mayoría de las Calderas o Generadores de Vapor tienen muchas cosas en común. Normalmente en el fondo esta la cámara de combustión o el horno en donde es más económico introducir el combustible a través del quemador en forma de flama. El quemador es controlado automáticamente para pasar solamente el combustible necesario para mantener la presión en el vapor deseada. La flama o el calor es dirigido o distribuido a las superficies de calentamiento, que normalmente son tubos, fluxes o serpentines.

En algunos diseños el agua fluye a través de los tubos o serpentines y el calor es aplicado por fuera, este diseño es llamado "Calderas de Tubo de Agua". En otros diseños de calderas, los tubos o fluxes están sumergidos en el agua y el calor pasa en el interior de los tubos, estas son llamadas "Calderas de Tubos de Humo". Si el agua es sujeta también a contacto con el humo o gases calientes más de una vez, la caldera es de doble, triple o múltiples pasos.

Partes: 1, 2

El agua calentada o vapor se levanta de la superficie del agua se vaporiza y es colectada en una o varias cámaras o tambores. El tamaño del tambor determina la capacidad de producción de vapor. En la parte superior del tambor de vapor se encuentra la salida o el llamado "Cabezal de vapor", desde donde el vapor es conducido por tuberías a los puntos de uso.

En la parte superior del hogar mecánico se encuentra una chimenea de metal o de ladrillo, la cual conduce hacia fuera los productos de la combustión como gases. En el fondo de la caldera, normalmente opuesto del hogar mecánico, se encuentra una válvula de salida llamada "purga de fondo". Por esta válvula salen del sistema la mayoría del polvo, lodos y otras sustancias no deseadas, que son purgadas de la caldera.

En conjunto a la caldera existen múltiples controles de seguridad, para aliviar la presión si esta se incrementa mucho, para apagar la flama si el nivel del agua es demasiado bajo o para automatizar el control de nivel del agua. Un tubo de vidrio con una columna de agua generalmente se incluye, para mostrarle al operador el nivel interno del agua en la caldera.

El agua de alimentación de las calderas debe ser bien tratada de lo contrario pudiera causar los siguientes problemas:

1. Formación de costra

2. Corrosión

3. Formación de burbujas de aire

4. Adherencia del vapor al cilindro.

Por los daños que causa utilizar agua no tratada es que existe una unidad de tratamiento de las impurezas del

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