Cuando se selecciona una caldera 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.

FUNCIONAMIENTO DE LA CALDERA ACUOTUBULAR

Caldera acuotubularLos tubos de agua se unen y conforman para formar el recinto del hogar, llamado de paredes de agua. El recinto posee aberturas para los quemadores y la salida de gases de combustin.La circulacin del agua puede ser natural, debida a la diferencia de densidad entre agua fra y caliente. El agua en ebullicin se acumula en un recipiente llamado domo donde se separa el vapor del agua.

En este tipo de caldera, los productos de la combustin rodean a los bancos de tubos y el agua circula por el interior de dichos tubos. Manejan presiones de operacin de 0-150 bares (0-2200 PSIG).

Estas son las grandes calderas de alta presin utilizadas para la generacin de energa en la industria. Los gases calientes de los quemadores pasan alrededor de los bancos de tubos verticales que contienen el agua. Las calderas son de forma rectangular y los tubos estn conectados a un tambor de agua en la parte inferior y a un colector de vapor en la parte superior. Normalmente hay un sobre calentador por encima de la cmara principal de combustin. Los productos son por lo general por encima de 20.000 kg/h. Debido a factores econmicos, las calderas trabajan con carbn pulverizado o petrleo. Algunas han sido convertidas a gas, tambin pueden trabajar con dos quemadores de combustible.En las calderas de circulacin natural el flujo ascendente de vapor se da por diferencia de densidad agua/vapor. Estos generadores de vapor son ms simples debido a que no requieren de bombas de circulacin para su funcionamiento, siendo por ello ms fiables que las de circulacin forzada. Debido a que la circulacin se da por diferencia de densidad este tipo de calderas tienen presiones de funcionamiento limitadas. A partir de los 211 bar la diferencia de densidad entre el agua y el vapor es de aproximadamente 2,5. En presiones superiores no suele ser econmicamente viable este tipo de circulacin ya que los tubos vaporizadores y los tubos de cada deben ser muy grandes.El funcionamiento de un generador de vapor acuotubular de circulacin natural es el siguiente:

El agua sale del economizador y entra en el colector superior. En el colector superior se separa el agua del vapor y el agua cae por los tubos de cada o downcomers. Los tubos de cada son los que conectan el colector superior con los tubos vaporizadores y las paredes de agua. Debido a que por su interior circula agua saturada suelen mantenerse siempre a la misma temperatura por lo que no sufren tantas tensiones trmicas como las superficies vaporizadoras.

Los tubos de cada ms grandes son los que conectan el colector superior con el colector inferior. Estos tubos incorporan a su entrada pantallas antivrtices para evitar que entren burbujas de vapor si hay demasiada turbulencia, perjudicando la circulacin en el generador de vapor.

El agua llega entonces al colector inferior. En el colector inferior convergen tambin tubos vaporizadores y downcommers. El colector inferior dispone de una purga para recoger los lodos que se forman debido al tratamiento de aguas. Este colector presenta unas dimensiones ms reducidas que el colector superior debido

A que la densidad del agua es superior a la del vapor y que no necesita tantas partes internas para desempear su funcin como el colector superior.

El colector inferior puede alojar atemperadores de vapor. En el caso que los albergue el vapor se hace pasar a travs de unos tubos que circulan por el interior del colector. De esta manera se consigue reducir la temperatura del vapor y aprovechar el calor de ste para calentar el agua del generador. El agua se calienta en el colector inferior y la mezcla de agua y vapor menos densa sube por los tubos vaporizadores.

Estas calderas requieren una buena separacin de agua y vapor en el colector superior para asegurar una diferencia de densidad correcta entre el agua que baja por los tubos de cada y la mezcla agua/vapor que sube por las superficies vaporizadoras. Los tubos vaporizadores por la misma razn deben ser lo ms verticales posible.

Mientras que los tubos vaporizadores se calientan la densidad del fluido que los circula decrece aumentando la diferencia de densidad agua/vapor. El vapor se dirige directamente hacia el colector superior mientras que el agua cae de nuevo al colector inferior. Cuanto ms se calienta el fluido de los tubos mayor es la circulacin y por tanto mejor es la refrigeracin de los tubos.

COMPONENTE DE LA CALDERA ACUOTUBULAR

1. Vlvulas de seguridad. 2. Vlvulas de gua o de purga. 3. Vlvulas de control. 4. Vlvulas de corte. 5. Indicadores de temperatura. 6. Indicadores de presin. 7. Transmisores de flujo. 8. Transmisores de nivel. 9. Magnetrol. (cortes/switch) 10. Mirillas. 11. Indicadores de nivel. TAMBOR DE VAPOR: Es el lugar donde el agua y el vapor se separan. CAJA DE SECADO: Es un compartimiento interno para colectar el vapor seco y distribuirlo a los tubos de salida al supercalentador. VENTILADOR: Son los encargados de suministrar el aire para la combustin y forzado la salida de los gases desde el hogar hacia la chimenea. PRECALENTADOR DE AIRE: Es un intercambiador generalmente con vapor de baja presin que se condensa y retorna al sistema como agua de alimentacin. CALENTADOR DE AIRE: En esta parte se termina de darle temperatura al aire que va para la combustin intercambiando temperatura con los gases que vienen de la combustin. CAJA DE AIRE: Es la parte por donde se conduce el aire que va del ventilador hacia los quemadores. HOGAR DE LA CALDERA: Esta constituido por una serie de tubos que forman las llamadas paredes de agua que le dan la forma y encierran la zona radiante de la caldera pues all el calor es transmitido principalmente por radiacin. QUEMADORES: Son los elementos de la caldera encargados de suministrar y acondicionar el combustible para mezclarlo con el aire y obtener una buena combustin.