Características de las Calderas. José Antonio González Moreno Máquinas Térmicas Mayo del 2016

Transcripción

1 Características de las Calderas José Antonio González Moreno Máquinas Térmicas Mayo del 2016

2 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.

3 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.

4 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 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.

5 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.

6 Clasificación de las Calderas 1:

7 Clasificación de las Calderas 2:

8 Clasificación de las Calderas 3:

9 Clasificación de las Calderas 4: De acuerdo al uso final que se le de al agua y al tipo de obtención de calor.

10 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).

11 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.

12 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).

13 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.

14 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 ft 2 de superficie de calentamiento ( m 2 de superficie de calefacción).

15 Comparando 2 calderas del mismo tipo y del mismo tamaño, una acuotubular y otra pirotubular, cuál presenta mayor superficie de calentamiento? Pregunta 1: R = La acuotubular porque el área exterior de contacto es mayor.

16 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) g de agua/min b) KBTU/hr c) Kcal/hr Pregunta 2:

17 Datos Técnicos de las Calderas:

18 Datos Técnicos de las Calderas:

19 Datos Técnicos de las Calderas:

20 Partes Básicas de una Caldera:

21 Partes Básicas de una Caldera:

22 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.

23 Partes Básicas de una Caldera:

24 Calderas Acuotubulares:

25 Caldera Pirotubular:

26 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.

27 Accesorios de una Caldera:

28 Accesorios (Primera parte):

29 Accesorios (Segunda parte):

30 Controlador de nivel:

31 Combustible en las Calderas:

32 Mantenimiento Básico a las Calderas:

33 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.

34 Mantenimiento Básico a las Calderas:

35 Operaciones Diarias en las Calderas:

36 Operaciones Semanales en las Calderas:

37 Operaciones Mensuales en las Calderas:

38 Operaciones Semestrales en las Calderas:

39 Operaciones Anuales en las Calderas:

40 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.

41 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.

42 Referencias Bibliográficas 1) Sistemas de Calefacción. (2001). Consultado el día 14 de febrero de 2015 de 2) Jutglar L., Miranda A. L. y Villarubia M. Manual de Calefacción de Ferroli. (2011) Ed. Marcombo, España.

43 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

44 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 ft 2? R = a 34.5 lb/hr y 10 ft 2 8) Mencionar 5 partes básicas de una caldera Pirotubular: R = Purga, Válvula McDonell, Bomba de alta Presión, válvula de seguridad, Chacuaco, Manómetro, etc.