SISTEMA DE VAPOR
CALDERAS Y TURBINAS
FACULTAD DE CIENCIAS NAUTICAS
CLASIFICACIÓN DE CALDERAS
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Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se desplaza por tubos durante su calentamiento. Son las más utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas presiones a su salida y tienen gran capacidad de generación.
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Pirotubulares: en este tipo, el fluido en estado líquido se encuentra en un recipiente atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases de escape. No confundir esta definición con la de un intercambiador de calor.
POR LA DISPOSICIÓN DE FLIUDOS EN LAS CALDERAS
En las calderas Acuotubulares el agua circula por dentro de los tubos y los gases que transfieren la energía al agua se encuentran circundando los tubos. Son de bajo costo, simplicidad de diseño, exigen menor calidad del agua de alimentación, son pequeñas y eficientes, pero necesitan mayor tiempo para responder a caídas de presión o para entrar en funcionamiento, no trabajan a presiones superiores a 300 psi. De acuerdo con la presión se pueden subdividir en calderas de baja presión (0-300 psi), media presión (300-900 psi) y alta presión (900-2200 psi).
En las calderas Pirotubulares los gases circulan por dentro de los tubos y transfieren su energía al agua que circunda los tubos. Pueden ser puestas en marcha rápidamente, operan a presiones mayores a 300 psi, pero son de mayor tamaño, peso y costo, además deben ser alimentadas con agua de gran pureza. De acuerdo con la presión se pueden subdividir en calderas de baja presión (0-60 psi), media presión (60-150 psi) y alta presión (150-300 psi).
¿QUÉ TIPO DE COMBUSTIBLE UTILIZA?
De acuerdo con el tipo de combustible las calderas se clasifican en: las que utilizan combustibles sólidos como carbón, bagazo o material vegetal. Estas son complejas de operar por la forma de alimentar el carbón, generan cenizas y suciedad y son de difícil control de la combustión. Su principal ventaja es que los combustibles son de bajo precio o en algunos casos gratis, por tratarse de subproductos de un proceso como por ejemplo el bagazo de caña de azúcar en las industrias azucareras del mundo.
Las de combustible líquido utilizan crudos livianos o pesados que deben ser atomizados para facilitar la mezcla con el aire al momento de darse la combustión. Algunos deben ser precalentados para mantener el punto de fluidez y permitir que sean trasegables, es decir, que el combustible pueda ser bombeado del lugar de almacenamiento al quemador.
Las calderas de combustible gaseoso como gas natural son de fácil control de combustión y requieren menos frecuencia de mantenimiento, pero generalmente son más costosas de operar por el costo del combustible, además requieren mayores cuidados por tratarse de combustibles bastante explosivos. Su transporte se realiza por la propia presión del sistema lo que evita la presencia de piezas o elementos en movimiento.
CALSIFICANCIÓN DE LAS CALDERAS SEGÚN EL TIRO
Es importante señalar el tipo de calderas que existen según el tiro, como podemos observar existen tres clases de calderas de esta forma. Para ser más específicos buscamos la mejor forma para explicar cada una y así entender mejor el sistema. De acuerdo con la forma como ingresa el aire de combustión y la salida de los gases a las calderas se clasifican en las de:
Tiro natural en las que la entrada y salida del aire de combustión y los gases no son asistidas por ventiladores, sino que el flujo de ellos se da por circulación natural debido a la diferencia de densidad de estos fluidos.
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Las presurizadas, son aquellas que tienen un ventilador de tiro forzado para inyectar el aire de combustión al hogar, pero los gases producto de la combustión salen por la presión generada en el hogar.
Las de tiro equilibrado son aquellas que tienen un ventilador de tiro forzado que
inyecta aire de combustión y un ventilador de tiro inducido que extrae los gases
de combustión de la cámara, manteniendo la presión del hogar ligeramente
negativa (presión de succión) (ANEXO 8)
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POR EL MODO DE GOBERNAR LA OPERACIÓN
De acuerdo con el tipo de control y la manera como se suministra el combustible las calderas pueden ser de tipo manual, semi-automático y automático. En las de tipo manual la alimentación de carbón es realizada por un operario de forma irregular de acuerdo con la señal de presión de la caldera, simplemente cuando la presión cae mas allá de un valor mínimo determinado, indica de que la planta está demandando vapor y que requerirá alimentación de combustible para mantener la presión de operación del sistema. El control sobre la combustión es casi nulo y generalmente presentan baja eficiencia térmica. Su costo inicial es bajo.
Las de tipo semi-automático, requieren la asistencia de un operario para alimentar tolvas, estas a su vez entregan a la caldera el combustible de acuerdo a la demanda de vapor de los procesos productivos. Presentan mejor eficiencia térmica que la manuales, pero requieren una mayor inversión inicial.
Las de tipo automática, en operación normal no requieren de la asistencia de operarios.