UNIVERSIDAD TCNICA ESTATAL DE QUEVEDOFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERAESCUELA PARA EL DESARROLLO AGROINDUSTRIALOPERACIONES UNITARIAS DE CONSERVACINComponentes Principales De Un CalderoCilindro es el cuerpo cilndrico del caldero. Debido a la presin interna que soportan, sus extremos son redondeados y conformados por una pieza nica forjada, que se suelda en forma perimetral al cilindro. Por regla general, estos fondos de cilindro llevan adems los "Huecos de Hombre".

En los calderos piro-tubulares, todo el caldero est contenido dentro del cilindro. En los acuotubulares, los cilindros sirven para contener el agua y el vapor. Pueden ser uno o varios, pero siempre uno es el ms importante y est ubicado en la parte superior, a fin de recolectar el vapor que se genera en todos los tubos. Algunas personas usan errneamente el trmino "Domo" para designarlos, aunque en los talleres es frecuente esta forma de nombrarlos. Estn construidos con una plancha de acero especial, de espesor proporcional a la presin que va a soportar el caldero. En calderos de alta presin y con muchos tubos, los cilindros van reforzados en la parte en que los tubos penetran en el caldero, con una plancha de mayor espesor, para poder asegurar mejorlos tubos. (Leidinger, 1997)

Tubos son los ductos por los cuales circula el agua o la llama, segn el tipo de caldero. Son hechos con aceros de especificaciones especiales y por regla general, se emplean tubos sin costura o, para tubos de poco dimetro, los tubos electro-soldados. Su fijacin a los cilindros se hace por simple expansin rolada o por soldadura. La primera forma es ms usual, y la soldadura se aade por seguridad. Hay una tercera forma, donde a los cilindros se les hacen las perforaciones para poner los tubos, y en cada una se instala y suelda un corto mun de tubo, del mismo dimetro que los tubos del caldero y que sobresale unos 10 cms del mismo. El cilindro con sus muones de tubo se mete en un horno de recocido, donde las soldaduras sufren este tratamiento trmico, evitando de este modo la presencia de tensiones. Una vez instalado el cilindro en su lugar, se le sueldan los tubos. El calor de la soldadura ya no influye sobre el cilindro mismo, y el efecto es de mucha mayor seguridad.

Domo. En calderos antiguos, sobre todo los de tipo piro-tubular horizontales, se empleaba una cpula recolectora de vapor, que es llamada "Domo". Se pueden ver en las viejas locomotoras de vapor. (Leidinger, 1997)

Huecos de hombre o puertas de hombre. Se denominan a las tapas elpticas que se ponen en los fondos de los cilindros o la parte baja de los calderos piro tubulares. Sirven para la entrada de un hombre, con el fin de hacer mantenimiento interno a los cilindros, o para montar los tubos del cilindro, cuando se instalan o se cambian. Los bordes del cilindro donde apoyan estn curvados hacia adentro, de modo que la presin interna del caldero tiende a ajustar ms las tapas del hueco de hombre contra el borde del cilindro, poniendo en la zona de contacto, una empaquetadura de calidad apropiada. Las tapas de este tipo se denominan se denominan "Tapas autoclave". (Leidinger, 1997)

Nivel de Agua. Consisten generalmente en un tubo de vidrio muy fuerte, instalado entre dos tomas a alturas diferentes, que cubra el rango de niveles dentro del que se debe mantener el nivel de agua dentro del caldero. En el tubo de vidrio se puede ver si el nivel del agua contenida es correcto. Hay otras formas de niveles de agua, cuando las presiones dentro del caldero son ms elevadas. (Leidinger, 1997)

Hogar y quemadores. La mayora de los calderos existentes en el Per queman petrleo. Los quemadores se ubican en lugares especiales del caldero, que se denominan Hogares. Para otros combustibles, como el Carbn, en Bagazo de caa y otros, se construyen hogares de parrilla, las que pueden ser fijas o mviles, segn el caso. Los quemadores de petrleo pueden ser de diversos tipos, dependiendo del tipo de combustible. Para que la combustin resulte buena y no se forme holln, es necesario pulverizar bien el petrleo, lo que se logra inyectando, junto con ste, vapor o aire comprimido.

Manmetro. En todos los calderos es Indispensable conocer la presin interna en todo momento. Para esto, se conecta al cilindro un Manmetro, de modo que entre en contacto con el espacio que contiene el vapor. Si entra en contacto con el agua del caldero, sta contiene con frecuencia sales disueltas o slidos en suspensin, que pueden obstruir el tubo que conecta al Manmetro, impidiendo que d una lectura confiable. (Leidinger, 1997)

Purgas. En la parte ms baja del caldero se colocan unas vlvulas de Purga, que permiten descargar por el fondo los fangos que se precipitan durante la operacin del caldero. Se establece una rutina, por ejemplo una o dos veces por turno, en las que se abre una de estas vlvulas para una corta descarga. Estas vlvulas sirven tambin para la descarga total del agua del caldero, cuando se le pone fuera de servicio.

Sobrecalentador de vapor. Cuando se quiere obtener vapor sobrecalentado, se hace pasar el vapor producido por unos serpentines que estn colocados dentro de la cmara de fuego, en la zona ms caliente. El vapor adquiere as una temperatura superior a su temperatura de equilibrio, en relacin a su presin.

Pre-calentador de agua. El agua de alimento del caldero no debe entrar fra, pues el contraste de temperaturas podra causar desequilibrio del caldero en funcionamiento. En la tubera de alimentacin de agua se intercala un intercambiador que aprovecha el calor de los gases de combustin o el calor de una pequea cantidad de vapor, para precalentar el agua. (Leidinger, 1997)

Pre-calentador de petrleo. Para ser bombeado y pulverizado en el quemador, el petrleo requiere tener una viscosidad suficientemente baja. Petrleos pesados, como el Bunker Nfl6, que es bastante usual, requieren ser pre-calentados a una temperatura suficiente. Para ello, el petrleo pasa por un intercambiador que puede emplear vapor o una resistencia elctrica.

Pre-calentador de aire. La combustin con aire fro produce una llama de menor temperatura. Para lograr temperaturas ms altas dentro del hogar y con ello mejorar el rendimiento termodinmico del caldero, se acostumbra pre-calentar el aire. Existen diversos tipos de pre calentadores, en los que el calor contenido en los humos que salen a la chimenea se emplea para este fin.

Emparrillado. Son piezas metlicas en formas de rejas, generalmente rectangulares o trapezoidales, que van en el interior del hogar y que sirven de soporte al combustible slido. Debido a la forma de reja que tienen, permiten el paso del Aire primario que sirve para que se produzca la combustin. (Valentinuzzi, 2011) Las parrillas deben adaptarse al combustible y cumplir los siguientes requisitos:

Deben permitir convenientemente el paso del aire Deben permitir que caigan las cenizas Deben permitir que se limpien con facilidad y rapidez Deben impedir que se junte escoria Los barrotes de la parrilla deben ser de buena calidad para que no se quemen o deformen Deben ser durablesAlgunos diseos de parrillas permiten que por su interior pase agua para refrigerarlas y evitar recalentamientos.

Puertas de Explosin. Son puertas metlicas con contrapeso o resortes, ubicadas generalmente en la caja de humos y que se abren en caso de exceso de presin en la cmara de combustin, permitiendo la salida de los gases y eliminando la presin. Solo son utilizables en calderas que trabajen con combustibles lquidos o gaseosos.

Cmara de Agua: Es el volumen de la caldera que est ocupado por el agua que contiene y tiene como lmite superior un cierto nivel mnimo del que no debe descender nunca el agua durante su funcionamiento. Es el comprendido del nivel mnimo visible en el tubo de nivel hacia abajo. (Valentinuzzi, 2011)

Cmara de Vapor: es el espacio o volumen que queda sobre el nivel superior mximo de agua y en el cual se almacena el vapor generado por la caldera.

Mientras ms variable sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cmara.

En este espacio o cmara, el vapor debe separarse de las partculas de agua que lleva en suspensin. Por esta razn, algunas calderas tienen un pequeo cilindro en la parte superior de esta cmara, llamado domo y que contribuye a mejorar la calidad del vapor.

Cmara de Alimentacin de Agua: Es el espacio comprendido entre los niveles mximos y mnimos de agua. Durante el funcionamiento de la caldera se encuentra ocupado por agua y/o vapor, segn sea donde se encuentre el nivel de agua. (GEANKOPLIS, 1998)

Llaves De Purga

a) Vlvulas de extraccin de fondo.- Van ubicadas en las partes ms bajas de la caldera y sirven para extraer los lodos o barros provenientes de la vaporizacin de aguas duras y accin del uso de desincrustantes. Tambin se usan para vaciar las calderas. Estas llaves se deben abrir totalmente y dejar libre toda la seccin de la caera de descarga.b) Vlvulas de extraccin de superficie.- Algunas calderas tienen tambin a la altura del nivel de agua, dentro de la cmara de alimentacin, una llave llamada de extraccin de superficie para botar algunas impurezas livianas. (GEANKOPLIS, 1998)

Retardadores. Consisten en una plancha lisa, del mismo ancho que el dimetro Interior del tubo, torcida en forma de hlice la que se mete en el tubo. Los gases calientes tienen ahora que recorrer un camino mayor, siendo ms lento el paso de ellos por el interior de los tubos y entregando mayor cantidad de calor.

La eficiencia de la caldera se aumenta entre un 2% y un 8% con el uso de retardadores.

Silbatos.- Algunos generadores de vapor llevan Linos accesorios de seguridad llamados silbatos de alarma que funcionan cuando el nivel de agua en el interior de la caldera ha bajado ms all del nivel mnimo aceptable

Consiste en un tobo metlico con el extremo inferior abierto y sumergido en el interior de la caldera, hasta el nivel mnimo aceptable de agua. (Gallardo)

COMPONENTES DE CONTROL AUTOMTICOS

Muchos calderos modernos disponen de controles automticos con el objeto de regularizar el funcionamiento de las calderas y contribuir a la labor del operador. En ningn caso los accesorios de control automticos reemplazan al Operador de caldera.Tampoco pueden considerarse como accesorios de seguridad, ya que no lo son. Estos controles automticos deben ser revisados peridicamente por personal especializado, para obtener de ellos un correcto funcionamiento. Debe recordarse que su operacin es sensible y complicada, susceptible de fallas imprevistas.

En general estos elementos funcionan en base a la dilatacin de un metal, o aleacin de metales, ya sea por efecto del calor o la presin o en base a la luz o al nivel del agua. En general hace que se conecte o desconecte un circuito elctrico, controlando automticamente (sin la intervencin del operador de la caldera) ya sea, la presin, la temperatura o cualquier otra variable.

Algunos de los controles automticos ms comnmente usados en los equipos generadores de vapor son:

Control de presin o presostatos. Control de temperatura o termostatos. Control de bajo nivel de agua. Control de aire. Control de la llama. Control del encendido (chispa o piloto). (L. Tawfik, 1995)

Control De Presin O Presostatos. Son accesorios que funcionan en base a la mxima y mnima presin de trabajo del vapor de la caldera. Actan sobre el quemador, apagndolo al llegar a la mxima presin para la cual fue regulado y encendindolo al alcanzar la mnima presin deseada del vapor.

Control De Temperaturas O Termostatos. Son accesorios que funcionan de acuerdo a la temperatura del agua, vapor o gases de la combustin. Apagan el quemador cuando se obtiene la mxima temperatura deseada y lo encienden cuando se ha llegado a la mnima temperatura para la cual fue regulado. (Maynard, 1998)

Control De Bajo Nivel De Agua. Los controles de nivel de agua funcionan por medio, de un flotador, que al llegar el agua al nivel mximo corta la comente de la bomba de alimentacin de agua. Al bajar el agua a su nivel mnimo de trabajo, vuelve a conectar la bomba. S en este ltimo caso la bomba no respondiera a la puesta en marcha y el nivel continuara bajando, este control generalmente est provisto de una tercera posicin, en la cual corta la corriente al quemador. (Maynard, 1998)

Control De Aire. Este control consiste en un switch de mercurio que acta por medio de la presin de aire y que est conectado en el cabezal del quemador, previniendo la operacin de este sin el aire auxiliar.

Control De La Llama. Mediante una celda fotoelctrica se controla la llama (su largo) impidiendo la alimentacin de combustible en caso que sta no exista en el hogar.

Control Del Encendido (Chispa). Por medio de este control se impide que salga combustible sin que exista la chispa para encenderlo.

BIBLIOGRAFA

Gallardo, M. C. (s.f.). Manual para el alumno Seguridad Industrial. Ingeniero en Prevencin de Riesgos.GEANKOPLIS, C. J. (1998). Procesos de transporte y operaciones unitarias. Mexico: Continental S.A de C.V.L. Tawfik, A. C. (1995). Administracin de la Produccin. Me. Graw Hill.Leidinger, O. (1997). Procesos Industriales. Per: PUCP.Maynard. (1998). Manual del Ingeniero de PLanta. Me. Graw Hill.Valentinuzzi, F. (24 de Noviembre de 2011). Estrucplan. Obtenido de http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IDEntrega=2953William K. Hodson, M. (1998). Manual del Ingeniero Industrial. Me. Graw Hill.

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