Calderas

2. Calderas
EFICIENCIA ENERGÉTICA
2011

3. DEFINICIÓN
Los generadores de vapor o calderas,
son recipientes que trabajan a
presión, para transferir calor de la
combustión, a un fluido, siendo la
mas común la conversión del agua en
vapor.
Las fuentes de calor mas usadas son:
 Carbón, Combustibles líquidos o
gaseosos.
 Cascarillas, papel, madera, etc.
 Gases calientes de procesos
industriales.

4. CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS
Las calderas se clasifican según:
 Presión y temperatura de trabajo.
 Tipo y forma de quemar el
combustible.
 Por el tipo de paso de humos.
Clasificación por
Presión
Baja Presión
15 psi – 60 psi
Media Presión
60 psi – 150 psi
Alta Presión
150 psi – 250 psi

5. CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS
Clasificación por el
Tipo de Combustible
Sólido Líquido Gaseoso
Gas Natural
Gas Propano GLP
Gas Butano
Crudo de Castilla
Fuel Oil
ACPM
Keroseno
Carbón, Bagazo,
Cascarilla de Arroz,
Aserrín, Basuras y
otros

6. CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS
La Forma de Quemar
el Combustible
Caldera de Carbón
Calderas de
Combustible
Líquido
Calderas de
Combustible
Gaseoso
Gas premezclado
Mezcla en boquilla
Atmosféricos
Presión mecánica
Baja presión de
atomización
Alta presión de
atomización
Keroseno
Carbón
Pulverizado
Parrilla
Estática
Lecho
Fluidizado

7. CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS
Paso de los Humos
Calderas
Acuatubulares
Calderas
Pirotubulares

8. CALDERAS PIROTUBULARES
Las calderas pirotubulares están provistas
de unos tubos a través de cuyo interior
circulan los gases de combustión, estando
rodeados de agua por el exterior.
Los tubos se instalan normalmente en la
parte inferior de un tambor sencillo,
debajo del nivel de agua, de forma que
nunca estén secos.

9. CALDERAS PIROTUBULARES
Las calderas pirotubulares pueden ser horizontales o
verticales. En las primeras, prácticamente todo el
espacio del cilindro de la caldera está ocupado por
tubos, el volumen del vapor se ha reducido al mínimo,
usándose un domo para su recolección.
Todos los tubos se encuentran sumergidos, para evitar
así las tensiones que se originan en los tubos secos La
caldera vertical se emplea fundamentalmente cuando
existen problemas de espacio.
Estas calderas son adecuadas en
instalaciones con, presiones de trabajo
inferior a unos 20 bar y capacidad de
producción menor de las 20 t/h. Debido
al gran volumen de agua que almacenan,
presentan el inconveniente de tener un
tiempo largo de puesta en régimen.

10. CALDERAS ACUATUBULARES
Los productos de la combustión rodean
usualmente los tubos y el agua esta
en el interior de éstos que se
inclinan hacia un recipiente o domo
en el punto más alto de la Caldera.
Las configuraciones de estos tubos
describe por lo general el tipo de
Caldera.
Se suministran en aplicaciones
industriales con capacidades hasta un
millón de Ibs de vapor por hora.
Las presiones de diseño varían desde
100 psig hasta 1200 o 1400 psig con
temperaturas de vapor que varían
desde la saturación hasta 540°C.

11. PARTES PRINCIPALES DE LAS CALDERAS
Tubo de nivel
Hogar
Manómetro
Válvula principal
Volumen agua
Presostatos
Control de Nivel
Control conductividad
2° paso de gases
3° paso de gases
Válvula purga
Válvula reguladora purga

12. PARTES PRINCIPALES DE LAS CALDERAS
Panel de Control
Quemador
Base
Control de nivel
de agua
Visor de
llama
Tapa
hombre
Soportes
Cuerpo de
presión
Entrada
agua
Purga
Válvula de Vapor
Separador
de Agua
Válvula Seguridad
Tapa mano

13. EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE
CALDERAS

14. EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE CALDERAS

15. EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE
CALDERAS
Método
Indirecto Eficiencia térmica = 1 – (Pérdidas /
Calor entrada)
Eficiencia térmica = 100 – Porcentaje
de Pérdidas
 Pérdida de calor por gases
secos.
 Pérdida de calor por humedad
del combustible.
 Pérdida de calor por Hidrógeno
en el combustible.
 Pérdida de calor debida a CO
en gases de escape.
 Pérdida de calor por
combustible en cenizas.
 Pérdida de calor por
radiación.

16. EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE
CALDERAS
Método Directo Eficiencia térmica = Calor útil /
Calor entrada
Eficiencia térmica = (Calor entrada – Pérdidas)
/ Calor entrada
Este método requiere la medición
de:
 Flujo de vapor producido.
 Consumo de combustible.
 Temperaturas y presiones de
agua de alimentación y del
vapor.
 Consumo de energía de
auxiliares (ventiladores,
bombas).