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Características de
las Calderas
José Antonio González Moreno
Máquinas Térmicas
Mayo del 2016
Introducción: En esta presentación se expondrán los tipos de
calderas, sus características y sus partes mecánicas
principales. Finalmente se presentan las conclusiones,
las referencias bibliográficas consultadas y una serie de
preguntas y respuestas relacionadas con estos
generadores de vapor.
Antecedentes:
Estos artefactos fueron utilizados hasta el
siglo XIX como medios para teñir ropa y
producir vapor para limpieza, hasta que un
hombre llamado Dionise Papin inventó una
caldera de pequeñas dimensiones
llamada “marmita”; con ella se trató de
reemplazar los modelos anteriores pero el
intento fracasó.
Antecedentes: La caldera de vapor más elemental fue
diseñada, como se menciona previamente, por
Dionisio Papin en 1769 pero quien la desarrolló
fue James Watt en 1776. Estas calderas eran
utilizadas para accionar bombas de agua,
tenían una forma cilíndrica vertical y eran de
larga vida útil; fueron éstas las responsables de
la revolución industrial la cual comenzó en el s.
XVIII.
Definición de Caldera: Es un conjunto de aparatos para producir calor y para transferirlo a una sustancia hasta alcanzar sus condiciones de cambio de fase a vapor.
También, las calderas de vapor son instalaciones industriales las cuales funcionan mediante la aplicación de un combustible sólido, líquido o gaseoso; su principal objetivo es vaporizar el agua para poder obtener diferentes aplicaciones.
NOTA: La transferencia
de calor hacia el agua,
se realiza por medio de
tubos metálicos.
Clasificación de las Calderas 1:
Clasificación de las Calderas 2:
Clasificación de las
Calderas 3:
Clasificación de las
Calderas 4: De acuerdo al uso final que se le de al agua y al tipo
de obtención de calor.
Calderas Acuotubulares: El agua que va a ser calentada o evaporada circula
por dentro los tubos y los gases muy calientes de la
combustión saturan el exterior de los tubos (acuatubos
o tubos de agua).
Calderas Pirotubulares: Los gases muy calientes de la combustión circulan por
dentro de los tubos (Fluxes, tubos de fuego o
pirotubos) y por fuera de ellos cubriendo a todos los
tubos, circula el agua.
Capacidad de una Caldera: A una caldera se le asocian generalmente dos tipos de capacidades:
1) Capacidad Real: Tiene relación con la cantidad y contenido de calor de vapor y se mide en Kg de Vapor/tiempo.
2) Capacidad nominal: Tiene relación con su área o superficie de calentamiento o superficie de calefacción (De Calero o de Caldeo).
Área de Calentamiento: Es la superficie metálica de los tubos a través de la cual se transfiere el calor. Es el área de los tubos que está en contacto con los gases de la combustión debido a que el calor va de los más caliente a los más frío.
Área de Calentamiento: Las unidades en que se mide una Caldera son BHP (Boiler Hourse-Power) o Caballo-Caldera y equivale a la cantidad de calor que necesita 34.5 lb/hr de agua a condiciones estándar.
También equivale a 10 ft2 de superficie de calentamiento (0.9290 m2 de superficie de calefacción).
Pregunta 1: Comparando 2 calderas del mismo tipo y del mismo tamaño, una acuotubular y otra pirotubular, ¿cuál presenta mayor superficie de calentamiento?
R = La acuotubular porque el área exterior de contacto es mayor.
Pregunta 2: ¿A cuanto equivale las 34.5 lb/hr de agua en las unidades siguientes?
a) g de agua/min
b) KBTU/hr
c) Kcal/hr
R = a) 261.05 g de agua/min
b) 2.5456 KBTU/hr
c) 641.874 Kcal/hr
Datos Técnicos de las
Calderas:
Datos Técnicos de las
Calderas:
Datos Técnicos de las
Calderas:
Partes Básicas de una
Caldera:
Partes Básicas de una
Caldera:
Partes Básicas de una
Caldera: Muchas de las calderas pueden variara de acuerdo al tipo del que se trate como se observó en las diapositivas anteriores.
Pero básicamente las calderas constan de las partes que se presentan en las siguientes figuras.
Partes Básicas de
una Caldera:
Calderas Acuotubulares:
Caldera Pirotubular:
Resumen de Partes Básicas: 1) Motor Eléctrico
2) Turbina y Caracol
3) Quemador
Electrónico.
4) Puerta Delantera
5) Termómetro de
Carátula.
6) 1er Válvula de
Alivio primaria.
7) 2da Válvula de
alivio secundaria.
8) Salida de Vapor.
9) Medidor de nivel o
Nivelómetro.
10) Válvulas de
alimentación y de
reflujo.
11) Válvula sin retorno
para el agua.
12) Bomba de alta
presión.
13) Tablero de Control
14) Piloto Electrónico
de encendido.
Accesorios de una Caldera:
Accesorios (Primera parte):
Accesorios (Segunda parte):
Controlador de nivel:
Combustible en las Calderas:
Mantenimiento Básico a las
Calderas:
Mantenimiento Básico a las
Calderas: El mantenimiento preventivo en las Calderas debe de
estar orientado a:
1) Orientar los procesos productivos y la Producción.
2) Reducir los costos Directos e Indirectos
ocasionados por fallas o paros.
3) Conseguir la Máxima Vida útil de la Caldera y los
equipos asociados a ella.
Mantenimiento Básico a las
Calderas:
Operaciones Diarias en las
Calderas:
Operaciones Semanales en
las Calderas:
Operaciones Mensuales en
las Calderas:
Operaciones Semestrales en
las Calderas:
Operaciones Anuales en las
Calderas:
Conclusiones:
Las calderas son intercambiadores de calor que se
rigen por las leyes termodinámicas y adoptan una serie
de características distintivas y clasificaciones
importantes que hacen particular la eficiencia y el
modo de operar de estas máquinas de acuerdo al uso
particular que se les destine.
Conclusiones:
Las calderas son intercambiadores de calor que se
rigen por las leyes termodinámicas y adoptan una serie
de características distintivas y clasificaciones
importantes que hacen particular la eficiencia y el
modo de operar de estas máquinas de acuerdo al uso
particular que se les destine.
Referencias Bibliográficas
1) Sistemas de Calefacción. (2001). Consultado el
día 14 de febrero de 2015 de
http://www.sistemascalefaccion.com
2) Jutglar L., Miranda A. L. y Villarubia M. Manual de
Calefacción de Ferroli. (2011) Ed. Marcombo,
España.
Preguntas de
Referencia: 1) ¿Cómo se define comercialmente una caldera?
R = conjunto de aparatos para producir calor y para
transferirlo a una sustancia hasta alcanzar sus
condiciones de cambio de fase .
2) ¿Cuántos tipos de calderas existen de acuerdo a
la forma de los tubos y cuáles son?
R = Son 2 tipos: Tubos Rectos y Tubos Curvos
3) ¿Cuál es la inclinación (en °) más común en las
calderas de tubos inclinados?
R = 60°
4)¿Qué otros nombres reciben las calderas de tubos
de humo? (Mencionar 4 nombres)
R = Pirotubulares, Igneotubulares, Tubos de fuego y
Fluxes
Preguntas de
Referencia: 5) ¿En qué unidades se mide la Capacidad real y
Nominal de una caldera?
R = se mide en Kg de Vapor/tiempo (Real) y en
unidades de área (Nominal).
6) ¿Qué otros nombres tiene la superficie de
calentamiento?
R = De Calero o de Caldeo
7) ¿A cuánto equivale un BHP en lb/hr y ft2?
R = a 34.5 lb/hr y 10 ft2
8) Mencionar 5 partes básicas de una caldera
Pirotubular:
R = Purga, Válvula McDonell, Bomba de alta Presión,
válvula de seguridad, Chacuaco, Manómetro, etc.
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