Máquinas Térmicas Ciclos de Vapor Generadores de Vapor
Máquinas Térmicas
Ciclos de Vapor
Generadores de Vapor
TRANSFORMACIÓN DE ENERGIA EN LA PRODUCCION DE ELECTRICIDAD
PLANTA DE ENERGIA POR VAPOR
ESQUEMA BASICO INSTALACION DE VAPOR
TURBINAS CON SOBRECALENTAMIENTO INTERMEDIO Y ESCAPE A CONDENSADOR
TURBINA DE CONDENSACION CON RECALENTAMIENTO DEL CONDENSADO POR
MEDIO DE EXTRACCIONES PARCIALES
TURBINAS CON SOBRECALENTAMIENTO INTERMEDIO CON CONDENSACION Y
EXTRACCIONES PARCIALES
CURVA DE EQUILIBRIO ENTRE EL AGUA Y SU VAPOR
DIAGRAMA TEMPERATURA-CANTIDAD DE CALOR SUMINISTRADO
INSTALACION DE TURBINA CON CRCUITO CERRADO
DIAGRAMA P-V CLAPEYRON
DIAGRAMA T-S
INSTALACION Y DIAGRAMAS TERMODINAMICOS
DIAGRAMA T-S
DIAGRAMA DE MOLLIER I-S
CICLO TERMODINAMICO ELEMENTAL n: 40,1%
CICLO TERMODINAMICO CON SOBRECALENTAMIENTO DE VAPOR
n: 43,3%
CICLO TERMODINAMICO CON SOBRECALENTAMIENTO Y REGENERACION
n: 44.1%
CICLO TERMODINAMICO CON DOBLE RECALENTAMIENTO (INTERMEDIO)
Y REGENERACION n: 45.3 %
CALDERA
RECIPIENTE CERRADO DENTRO DEL CUAL SE GENERA VAPOR A UNA TEMPERATURA MAYOR QUE LA ATMOSFERICA MEDIANTE LA ACCION DEL CALOR DE UNA FUENTE TERMICAMENTE APROPIADA
LA SUMATORIA DE LAS AREAS DE LOS ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA CALDERA
FORMAN LA SUPERFICIE DE CALEFACCÓN
• ECONOMIZADOR
• TUBOS VAPORIZADORES
• SOBRECALENTADOR
• RECALENTADOR
• CUERPO CILINDRICO (DOMO)
• COLECTORES
GENERADOR DE VAPOR
ES EL CONJUNTO CONSTITUIDO POR LA CALDERA Y LOS RESTANTES EQUIPOS AUXILIARES DE LA INSTALACION QUE SON NECESARIOS PARA EL ADECUADO FUNCIONAMIENTO DE LA UNIDAD
PARAMETROS CARACTERISTICOS
• PRESION MAXIMA DE TRABAJO:
Valor máximo que puede alcanzar la presión en condiciones admisibles de seguridad
• TEMPERATURA MAXIMA DE TRABAJO:
Máxima temperatura que puede alcanzar el vapor sobrecalentado, recalentado en condiciones admisibles de seguridad
. PRESION DE SELLADO:
Presión para la cual se regula y sella a las valvulas de seguridad (P max de trabajo)
CALOR LIBERADO EN EL HOGAR POR METRO CUBICO
COCIENTE ENTRE LA CANTIDAD DE CALOR LIBERADO POR EL COMBUSTIBLE - AIRE Y EL VOLUMEN DEL HOGAR
CALOR LIBERADO EN EL HOGAR POR METRO CUADRADO DE
SUPERFICIE
COCIENTE ENTRE LA ENERGIA LIBERADA EN EL HOGAR Y LA SUPERFICIE PROYECTADA DE LA MISMA
ABSORCION MAXIMA DE CALOR EN CUALQUIER PUNTO DEL HOGAR
CANTIDAD DE CALOR ABSORVIDO MAXIMA POR EL AGUA POR M2 DE SUPERFICIE DEL HOGAR
LA ABSORCION MAXIMA SE PRODUCE EN PROXIMIDAD DE LOS QUEMADORES
CALOR LIBERADO EN EL HOGAR
ELEMENTOS AUXILIARES
• SISTEMA DE COMBUSTIBLE
• VENTILADORES
• SOPLADORES
• SOPLADORES DE HOLLIN
• PRECALENTADORES DE AIRE
• CHIMENEAS
• CONDUCTOS
• SISTEMAS DE REGULACION
Generadores de Vapor
• CILINDRICAS (HUMOTUBULARES)
• HUMOTUBULARES O PIROTUBULARES
• ACUATUBULARES
GENERADORES DE VAPORCLASIFICACION
GENERADORES DE VAPOR
CALDERAS CILINDRICASHUMOTUBULARES
TIENE UN SOLO TUBO DE FUEGO DE GRAN DIAMETRO
INTERNO O EXTERNO
CALDERA CILINDRICA DE HOGAR EXTERNOHUMOTUBULAR
CALDERA CILINDRICA DE HOGAR INTERNOHUMOTUBULAR
CALDERA CILINDRICA DE HOGAR INTERNOHUMOTUBULAR
CALDERAS HUMOTUBULARES
TIENE UN TUBO DE FUEGO DE GRAN DIAMETRO Y
TUBOS DE HUMO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR EXTERNO FONDO SECO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO FONDO SECO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO FONDO SECO
TEMPERATURAS EN LOS DISTINTOS PASAJES DE LAS CALDERA
HUMOTUBULARES
• ZONA RADIANTE: 1- 1000°C a 1050°C 2- 900°C a 950°C
• ZONA CONVECTIVA: 1- 470°C a 500°C 2- 270°C a 288°C
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO FONDO SECO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR EXTERNO FONDO SECO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO O EXTERNO FONDO HUMEDO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO FONDO HUMEDO
CALDERA HUMOTUBULAR DE HOGAR INTERNO FONDO HUMEDO
CALDERA HUMOTUBULAR O PIROTUBULAR
CALDERAS ACUOTUBULARESCON DOMO
CIRCULACION NATURAL
EL AGUA CIRCULA POR EL INTERIOR DE LOS TUBOS Y LOS HUMOS POR SU PARTE
EXTERIOR
PRINCIPIO DE TERMOSIFONCICULACION POR GRAVEDAD O CONVECCION
LIBRE
DIFERENCIAS DE PESO ESPECIFICO
CALDERA ACUOTUBULAR CON TUBOS INCLINADOS (CIRCULACION NATURAL)
CALDERA ACUOTUBULAR CON TUBOS INCLINADOS (CIRCULACION NATURAL)
CALDERA ACUOTUBULAR CON TUBOS INCLINADOS (CIRCULACION NATURAL)
ACUOTUBULAR STIRLING
CALDERA ACUOTUBULAR CON TUBOS VERTICALES (CIRC NATURAL ACELERADA)
TIPO “A” – 3 DOMOS
TIPO “D” – 2 DOMOS
TIPO D
TIPO D
TIPO V - AUTOSOPORTADA
TIPO “V” AUTOSOPORTADA
TIPO “V” AUTOSOPORTADA (COMB SÓLIDO)
TIPO “V” (CON HAZ CONVECTIVO Y HOGAR RADIANTE)
PERSPECTIVA
CALDERA RADIANTE COLGANTE COMBUSTIBLE SÓLIDO Y GASEOSO
IMPORTANCIA DEL HAZ CONVECTIVO FRENTE A LA PRESION DE TRABAJO DE LA CALDERA
CALDERA RADIANTE COLGANTE CARBON PULVERIZADO (CENTRAL COSTANERA)
CALDERA DE CIRCULACION FORZADA O ASISTIDA
RADIANTE COLGANTE CARBON PULVERIZADO
RECUPERACION - La Mont
RECUPERACION - La Mont
Kg/cm2 °C °C Ton/hHogar InternoHogar ExternoHI Fondo SecHI Fondo HumHE Fondo SecHE Fondo HumA 10 a 110 310 10 a 110 Sol,Liq o GasD 10 a 110 310 10 a 260 Liq o GasV 130 540 60 a 500 Liq o Gas
Radiante 100 A 180 545 135 A 3000 Liq y Gas
Radiante Colgante
Sol,Liq y Gas
135 a 4500545
Paso Forzado Benson
Paso Forzado Sulzer
Paso Forzado Ramsin
Sub:160 en mas
Sup:230 a 280
Caldera -Tipo
V colgada o autosoportada
con haz convectivo
Hogar radiante
Humotubular
T de Vapor Sob
Cilindrica Humotubular
CIR
CU
LAC
ION
N
ATU
RA
L 300
Acuatubular
CIR
CU
LA
CIO
N A
SIS
TID
A O
FO
RZ
AD
A
Combustible
14 a 130 540
Producción de Vapor
Presion de Vapor
T de Vapor Sat
40 a 500Sol, Liq o
Gas
Sol,Liq o Gas
Sol,Liq o Gas
Carbon pulv
1 a 2810 a 30
5 a 10
Recuperacion La Mont
DOMO
• FUNCIONES
• PARTES CONSTITUTIVAS
Etapas de Separación de la mezcla Agua-Vapor
• Primaria
• Secundaria
• Secado
Función de la separación
• La separación primaria y secundaria reduce el contenido de agua existente en el vapor proveniente de los tubos vaporizadores
• La función de los secadores es eliminar la humedad residual del vapor
Equipos para la separación primaria y secundaria
• Placas deflectoras
• Bancos de pantallas
• Placas curvadas o plegadas
• Dipositivos de aceleración radial del agua proveniente del vapor
Equipo de Secado“Secadores”
Estan diseñados con una gran superficie de contacto sobre las cuales puede depositarse la humedad y desde las cual
esta puede drenarse por gravedad
Pueden ser espacios corrugados cerrados o paquetes de malla metálica cuadriculada
Otras cañerías internas del Domo
• Lineas de agua de Purga Contínua
• Lineas de agua de Inyección química
(para controlar barros y corrosión)
Partes constitutivas de Domo
CALDERAS DE PASO FORZADO
CALDERA DE PASO FORZADO“DE UN SOLO PASO, MONOTUBO O TUBO
CONTINUO”
BENSON – FLUJO FORZADO CONTINUO
BENSON – FLUJO FORZADO CONTINUO
BENSONPANELES DE PAREDES DE HOGAR
SULZER MONOTUBULAR
SULZER – MONOTUBO - PASO FORZADO
CALDERA RAMSIN
CALDERA DE PASO FORZADO
HOGAR
• En el hogar el 94% del calor transferido es por energia radiante (calor transferido por radiación) generada por la combustión
• La zona radiante se identifica como la zona iluminada de la caldera
PARTES DEL GENERADOR DE VAPOR
• ECONOMIZADORES
• TUBOS VAPORIZADORES
• SOBRECALENTADORES
• CONDENSADORES
ECONOMIZADOR
• INTEGRAL
• ADYACENTE
ECONOMIZADOR INTEGRAL Y ADYACENTE
ECONOMIZADOR INTEGRAL DE FLUJO TRANSVERSAL
ECONOMIZADOR ADYACENTE
ECONOMIZADOR ADYACENTE
ECONOMIZADOR ADYACENTE
SOBRECALENTADORES Y
RECALENTADORES
• CONVECTIVO:
• RADIANTE: PARA ALTAS TEMPERATURAS FINALES DE
VAPOR
CALENTADORES DE AIRE
• DE CONVECCION O RECUPERADORES
a) Tubulares
b) de Placas
• REGENERATIVOS O REGENERADORES
Constan de paquetes de laminas delgadasen forma de tambor rotatorio
RECUPERADOR TUBULAR
CONDENSADORES
QUEMADOR DE PETROLEO
TIRO MECANICO
TIRO NATURAL
BY-PASS DE TURBINA