Este documento presenta información sobre componentes, tipos y clasificaciones de calderas. Describe dos tipos principales de calderas: pirotubulares (tubos de humo) y acuotubulares (tubos de agua). También incluye tablas de vapor saturado, diagramas de presión-volumen y temperatura-entropía, y fórmulas para calcular el rendimiento y potencia de calderas. El documento proporciona detalles técnicos sobre diversos tipos de calderas de uso industrial.
5. Por su
Posición
Circulación
Del Agua
Dentro De
La Caldera
Su
Instalación
Clasificación
de las
Calderas
Presión Del
Vapor Que
Producen
Circulación
De Los
Gases
Su Forma
De
Calefacció
n
6. PRINCIPALES TIPOS DE CALDERAS
Aunque
existen numerosos diseños y patentes de
fabricación de calderas, cada una de las cuales puede
tener características propias, las calderas se pueden
clasificar en dos grandes grupos:
Pirotubulares o de tubos de
humo
Acuotubulares o de tubos de
agua
7. Pirotubulares o de Tubos De Humo
En estas calderas, los humos pasan dentro de los tubos cediendo
su calor al agua que los rodea.
Hogar
exterior
Estacionaria
Hogar
interior
Horizontal
Locomotora
Móviles
Locomóvil
Tubulares
Vertical
De tambor
8. Ventajas
Mayor tamaño y peso que
las acuotubulares de igual
capacidad.
Mayor tiempo para subir
presión y entrar en
funcionamiento.
Gran peligro en caso de
explosión o ruptura.
No son empleadas parea
altas presiones.
Desventajas
Menor costo inicial.
Mayor flexibilidad de
operación.
Menores exigencias de
pureza en el agua de
alimentación.
Facilidad de
inspección, reparación y
limpieza.
15. Acuotubulares o de Tubos De Agua
El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases
calientes que pasan por el exterior.
Ventajas
Su costo es mayor.
Deben ser alimentadas con
agua de gran pureza.
Les más difícil ajustarse a
las grandes variaciones del
consumo de vapor, siendo
necesario trabajarlas a
mayor presión que la
necesaria en las industrias.
Desventajas
Menor peso por unidad de
potencia generada.
Puede ser puesta en marcha
rápidamente.
Mayor seguridad para altas
presiones.
Mayor eficiencia.
Son inexplosivas.
21. En un momento el cilindro contiene cantidades iguales de líquido y
vapor (mezcla saturada de líquido y vapor).
Conforme continúa la transferencia de calor, el proceso de
evaporización continuara hasta evaporarse la última gota de líquido
(vapor saturado).
En este punto el cilindro está lleno de vapor, el cual se halla en el
borde de la fase liquida y cualquier cantidad de calor que pierda lo
hará condensarse (cambio de fase de vapor a liquido).
Un vapor que está a punto de condensarse se llama vapor saturado, y
una sustancia entre los estados 2 y 4 se conoce como vapor húmedo o
mezcla saturada de líquido vapor, debido a que en este estado las fases
liquida y de vapor existen en equilibrio.
22. Una vez completado, el proceso de cambio de fase descrito
anteriormente termina y se alcanza una región de una sola fase (en este
caso vapor).
En este punto, transferir más calor da como resultado un aumento de
temperatura y de volumen específico. Un vapor que no está a punto de
condensarse (es decir, que no es vapor saturado) se denomina vapor
sobrecalentado.
27. Tabla de Vapor Saturado usando Presión Manométrica
PRESIÓN
(MANOMÉT
RICA)
T E M P.
VO LU M E N E S P EC Í F I C O
E N TA L P Í A E S P EC Í F I C A
k Pa G
ºC
m3/kg
kJ/kg
P
T
Vf
Vg
Hf
H fg
Hg
0
99.97
0.0010434
1.673
419.0
2257
2676
20
105.10
0.0010475
1.414
440.6
2243
2684
50
111.61
0.0010529
1.150
468.2
2225
2694
100
120.42
0.0010607
0.8803
505.6
2201
2707
32. Diagrama de Temperatura Entropía correspondiente al
vapor de agua húmedo.
Diagrama de Temperatura Entropía correspondiente al
vapor de agua recalentado.
33.
34. Rendimiento Útil (µn)
El rendimiento útil de una caldera será:
Donde:
Pu =Potencia útil de la caldera.
Pc =Potencia calorífica obtenida al quemar un
combustible.
35. Potencia útil (Pu)
En donde:
Pu =Potencia útil en kcal/h.
Q =Caudal en l/h.
Ts =Temp. Del agua a la salida en °C.
Te =Temp. De lagua a la entrada en °C.
Ce = Calor específico en kcal/h. kg.°C. =1para agua.
Pe = Peso específico en kg/dm³ = 1para el agua
36. Potencia quemada (PC):
En donde:
Pc = Potencia quemada en kcal/h.
C = Consumo combustible en kg/h ó Nm3/h.
PCI= Poder Calorífico Inferior del combustible:
Gasóleo= 10.200kcal/kg.
Fuelóleo= 9.700kcal/kg.
Antracita=7.000kcal/kg.