Partes de Una Caldera Pirotubular

8/16/2019 Partes de Una Caldera Pirotubular

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RESUMEN

n el siguiente informe se epondr$n las diferentes tipos de calderas #ue eisten

como los son las pirotubulares acuatubulares o mitas. )e anali4ar$ la calderapirotubular #ue eiste en la escuela , se detallar$ por medio de fotografías sus partes ,

su funcionamiento se verificar$ los pasos eistentes en la caldera por medio de una

inspección visual in situ. (ambi5n se describir$n sus características constructivas. Por

otra parte tambi5n se dar$ de forma puntual las ventajas , desventajas de utili4ar

combustibles biom$sicos como una alternativa para el funcionamiento de las calderas.

Pági! " 1

6aboratorio de )istemas de -apor 7(ecnológico de Costa Rica



OBJETIVO GENERAL

dentificar las partes #ue componen una caldera generadora de vapor.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

-erificar el tipo de caldera empleado partes constructivas , el n8mero de pasos

de los gases de combustión a partir de las observaciones reali4adas en una caldera

pirotubular.

&escribir las características , partes constructivas una caldera acuatubular.

&escribir las características , partes constructivas de una caldera deconstrucción mita.

nali4ar las ventajas operativas en el uso de los combustibles biom$sicos.

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MARCO TEÓRICO

CALDERAS PIROTUBULARES

6os gases pasan por los tubos o por la series de tubos por lo #ue la parte

eterna de los tubos se encuentra sumergida en agua es una construcción sencilla ,

barata comparada con otros tipos , tiene como virtud su gran fleibilidad para

ajustarse a los cambios de vol8menes de vapor eigidos por la carga o el proceso

productivo. Por manejar grandes vol8menes de agua son bastantes lentas para

alcan4ar la presión de operación , se menciona #ue el tipo m$s usado es el tipo

escoses el cual tiene un 9orno u 9ogar cilíndrico. Poseen configuraciones de pasos

m8ltiples para conducir los gases de combustión en donde el n8mero m$imo de estoses !.

:igura 1. Caldera Pirotubular.

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS

/asados en el código de calderas del Ministerio de (rabajo , )eguridad de Costa Rica

est$n clasificadas por su tama;o de la siguiente manera< Categoría < a#uellas

calderas #ue tienen m$s de doscientos =2>>? metros cuadrados de superficie de

calefacción Categoría /< a#uellas calderas #ue tienen m$s de sesenta =%>? , 9asta

doscientos =2>>? metros cuadrados de superficie de calefacción Categoría C< a#uellas

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calderas #ue tienen m$s de dos =2? , 9asta sesenta =%>? metros cuadrados de

superficie de calefacción. =/onilla 2>1%?

CALDERA ACUATUBULAR

6os gases de combustión pasan fuera de los tubos #ue transportan internamente

el agua a fin de transferir el calor necesario para elevar la temperatura , lleva a su

punto de ebullición dic9o lí#uido.

6a ma,or parte de la transferencia de calor ocurre normalmente en el tubo

ascendente los tubos ascendentes transportan una me4cla de vapor , agua #ue tiene

una densidad menor #ue el agua #ue se introduce en el domo superior. l agua m$s

fría flu,e por gravedad 9acia el domo inferior , el peso de la columna de agua fría se

constitu,e en una cabe4a motri4 6a ma,oría de las paredes de los 9ornos est$n

cubiertas por bancos de tubos de agua conocidos como pantallas de agua #ue se

utili4an para transferir el calor al agua para su ebullición , tambi5n para enfriar el

refractario de la pared , aumentar su vida.

l contraste con la idea de tubos de fuego el dise;o acuatubular est$

conformado por uno o m$s domos relativamente pe#ue;os con muc9os tubos a trav5s

de los cuales una me4cla de agua@vapor circula. l calor proveniente de la parte

eterior de los tubos se encarga de calentar dic9a me4cla. &ebido a esta subdivisión de

Pági! " #




la presión en las partes es posible lograr dise;os de ma,or capacidad , presión. 6as

modernas calderas acuatubulares poseen domos m$s grandes , tubos m$s largos

para mejorar la calidad de vapor así como permitir acceso para la inspección se

aumenta la superficie de transferencia de calor , se incrementa el paso de los gases

adem$s se les dota de sobre calentadores así como una mejor protección contra la

corrosión lo cual permite #ue la unidad pueda ser empleada con combustible de alto

contenido de a4ufre adem$s de otras mejoras. =/onilla 2>1%?

CALDERAS MITAS

)e emplean cuando se posee como fuente de combustión un combustible

biom$sicos de mu, bajo costo este por lo general es un subproducto de un proceso

productivo normal.

)e consideran calderas construidas como AverdesB , para energías limpias al

#uemar biomasa o combustibles sólidos limpios )e utili4an como generadores de

energía t5rmica de 1 a 1>> M , para energía el5ctrica de >" a 1" M.

)olución para el proceso de maderas industria alimentaria , agro industria ,

para compa;ías investigadoras en energías renovables. mplio espectro de

combustibles desde los lí#uidos 9asta los secos desde mu, finos mu, gruesos engranulometría.

Con esta construcción fusiona las bondades de los dos dise;os< elevado

volumen de vapor con una regulación fina , adaptable a los cambios de regímenes de

consumo de vapor. Por su alta disponibilidad consume pellets , residuos de madera

como fuentes m$s relevantes de combustible. =/onilla 2>1%?

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REQUERIMIENTOS DE LA PRÁCTICA

)e puede observar #ue la caldera es del tipo pirotubular o tubos de fugo debido

a #ue los gases de combustión son conducidos a trav5s de los tubos por medio del9ogar luego se divide en dos pasos para luego ser epulsados a la atmósfera.

6as tuberías de vapor desde la salida de la caldera son aisladas para así evitar

la p5rdida de energía contenida en el vapor así como tambi5n para disminuir la

cantidad de condensados en las tuberías #ue pueden causar golpes de ariete ,

posteriormente la destrucción de la tubería.

Pági! " $




DESCRIPCIÓN GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS PARTES

DE LA CALDERA.

(abla 1. dentificación , descripción de los componentes de la caldera 1

Suavizad! d" a#ua )e encarga del

tratamiento #uímico previo

#ue debe someterse el

agua de alimentación para

evitar incrustaciones en

los tubos de la caldera.

Si$%"&a d" a'i&"(%a)i*(

d" a#ua

nclu,e el suavi4ador ,

bombas.

1 :otos tomadas in situ.

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Ta(+u" d" a'i&"(%a)i*(

d" 'a )a'd"!a

s el #ue se encarga de

agregar el agua fresca

necesaria para #ue los

niveles de la caldera no

se vean afectados.

Pa!%" ,$%"!i! d" 'a

)a'd"!a

)e observa el 9ogar

pasos , tubos de la

caldera.

Vi$%a 'a%"!a' d" 'a

)a'd"!a

Pági! " %






E(%!ada d" ai!" d"'

+u"&ad!

Permite #ue entre el aire

#ue se re#uiere para #ue

se realice una combustión

adecuada en el

#uemador.

B&-a d" )&-u$%i-'" s la encargada de

bombear el di5sel en este

caso al #uemador.

P!"$$%a% d" %!a-a0 )e accionan cuando el

nivel de agua es mu, bajo

o #ue el #uemador se 9a

apagado.

Pági! " 10




B&-a$ d" a#ua )istema redundante de

bombas para la

alimentación de agua en

la caldera durante el

funcionamiento.

V'vu'a$ d" $"#u!idad )e accionan cuando 9a,

una sobrepresión en la

caldera lo #ue permite

#ue eista una liberación

de presión sin

comprometer la integridad

de la caldera. Operan a

una presión de " bar.

Vi$%a ,$%"!i! d" 'a

)a'd"!a

)e observan los pasos

#ue eisten en la caldera.

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C1i&"("a Permite #ue los gases de

combustión sean

liberados a la atmosfera.

T"!&*&"%! d" 'a

)1i&"("a

Permite monitorear la

temperatura de la salida

de los gases decombustión.

2#a! s el compartimento

donde el #uemador libera

la llama , se distribu,en

los gases de combustión

por los tubos.

C(%!' ,!,!)i(a' d"

,!"$i*(

)ensa la presión de

trabajo.

Pone a trabajar en bajo

fuego cuando la caldera

se acerca a la presión de

desconeión.

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C(%!' "'")%!*(i) d"'

+u"&ad!

Monitorea el encendido

trabajo , apagado del

#uemador optimi4ando la

combustión.

Qu"&ad! -ista lateral del #uemador

de la combustible de la

caldera.

R"#i$%!$ d" 'a )a'd"!a :acilitan el monitoreo del

interior dl compartimento

donde se produce el

vapor así como el

mantenimiento.

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PERMISO DE FUNCIONAMIENTO DEL MINISTERIO DE TRABAJO

(oda caldera #ue opera en Costa Rica debe cumplir con estrictos re#uerimientos

para asegurar su buen funcionamiento seguridad de los trabajadores , #ue su impacto

en cuanto a la contaminación de los gases de combustión est5 dentro de los rangos

permitidos.

:igura 2. Permiso de trabajo de la caldera ubicada en el edificio de lectromecanica del (C<2

DATOS DE PLACA DE LA CALDERA

(abla 2. &atos de placa de la caldera.3

Ma!)a )team@PaD !s PoEer

A3 1F'%

Md"' )P+-@3>@2 F 3F!%

Ca%"#!4a C

P!"$i*( d" %!a-a0 ! bar

P!"$i*( d" &5i&a 1>" bar

2 :uente< &ato proporcionados por el profesor.

3 :uente< 6aboratorio de )istemas de -apor.

Pági! " 1#




C&-u$%i-'" &iesel

V'u&"( d" %a(+u" 1>>> litros

SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA

Para la selección de las bombas para la alimentación de la caldera se debencumplir ciertos re#uerimientos mínimos.

• Cantidad de bombas

• (ipo de operación< Continua o intermitente.

• Presión re#uerida =ltura din$mica total de la bomba?

• *P)+ disponible

• (emperatura del agua #ue se bombea

• Capacidad re#uerida =Caudal de la bomba?

continuación se muestra un ejemplo tomado del pro,ecto de sistemas de vapor

del semestre anterior. =Ma,orga 6amas )olis Martine4 G H9eng rrieta 2>1"?

(abla 3. Condiciones mínimas re#ueridas para las bombas de alimentación.!

C(di)i("$ d" ,"!a)i*( d" 'a-&-a

Ca'd"!a6i)7"$

8A)ua%u-u'a!9

Ca'd"!a La&-da8Pi!%u-u'a!9

Ti, d" ,"!a)i*( Continua ntermitente

T"&,"!a%u!a d"' a#ua d"a'i&"(%a)i*( 8:C9

(IF> (IF>

Eva,!a)i*( &5i&a 8'-;19 12"2!>> ""11>>

Ca,a)idad d" 'a -&-a 8'-;19 13''%!> 02%%">

Cauda' d" 'a -&-a 8GPM9 <= >?P!"$i*( d" 'a )a'd"!a 8,$i#9 %02' %02'

P!"$i*( ,"!a)i*( -&-a 8,$i#9 @@> @@=?R"+u"!i&i"(% d" NPS2 /ajo /ajo

! =Ma,orga 6amas )olis Martine4 G H9eng rrieta 2>1"?

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CÁLCULO DEL NPS2 DISPONIBLE

:igura 3. jemplo de c$lculo del *P)+ disponible.

(abla !. *P)+ &isponible en las bombas.

NPS2 di$,(i-'"

B&-a Ca'd"!a 6i)7"$ B&-a Ca'd"!a La&-da2a 8%9 2012 +a =ft? 2012

2v, 8%9 >0! +vp =ft? >0!

2 8%9 1'2 +f =ft? 20'

2$ 8%9 !"F +s =ft? !"F

NPS2 di$,(i-'" <@ NPS2 di$,(i-'" >@=>

Pági! " 1$




VENTAJAS DESVENTAJAS DE USAR COMBUSTIBLES

BIOMÁSICOS

Ventajas

• s una fuente de energía inagotable , adem$s apenas contamina el

Medio ambiente< no contribu,e a la destrucción de la Capa de O4ono.

• Ja #ue es una fuente de energía renovable disminu,e la dependencia de

los combustibles fósiles

• (iene un coste mu, inferior al de la energía convencional< es 9asta cuatro

veces m$s barato.

• Kran variedad de combustibles disponibles aptos para consumo en la

misma caldera.• iste una tecnología mu, avan4ada con garantía de funcionamiento

alto rendimiento , fiabilidad.

Inconvenientes

• 6os rendimientos de las calderas de biomasa son algo inferiores a los de

las caderas #ue usan un combustible fósil lí#uido o gaseoso.

• 6a biomasa posee menor densidad energ5tica lo #ue 9ace #ue los

sistemas de almacenamiento sean ma,ores.• 6os sistemas de alimentación de combustible , eliminación de ceni4as

son m$s complejos , re#uieren unos ma,ores costes de operación ,

mantenimiento.

• 6os canales de distribución de la biomasa no est$n tan desarrollados

como los de los combustibles fósiles.

• Muc9os de estos recursos tienen elevados contenidos de 9umedad lo

#ue 9ace #ue en determinadas aplicaciones pueda ser necesario un

proceso previo de secado.

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CONCLUSIONES

)e pudo observar el funcionamiento de la caldera pirotubular presente en el edificio de

la escuela así como identificar cada una de sus partes , comprender la importancia de

cada una de ellas para el correcto funcionamiento de la caldera.

Por medio de una inspección visual se corroboro #ue la caldera anali4ada es

pirotubular de dos pasos.

Observando las características constructivas de la caldera se pudo diferenciar entre

pirotubular acuatubular o mitas.

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