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7/25/2019 Caldera So Osorio
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Ing. Oscar Osorio
osorio@entelchile.net
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ELEMENTOS QUE CARACTERIZAN LOS GENERADORES DE VAPOR
1-Mxima presin de trabajo ( PMTP)
Mayor presin es la mayor presin permitido durante el funcionamiento definido por cdigo quefue adoptado en su fabricacin.
2-Presin de prueba y la presin de prueba hidrosttica a que debe ser sometido
3- Capacidad de evaporacin o potencia del generador que es peso de vapor capaz de producirpor hora .o Kgv/hora
En Europa la capacidad la miden en contenido trmico Kcal./hr
En USA lo miden el Lbs/hr
Normas mas antiguas especificaban en HP o BHP ( Boiler Horse Power) por superficie decalentamiento.
Este ultimo tiene origen en la potencia generada por una maquina de vapor que consuma 30libras de vapor a 70 Lbs/Pulg por cada HP.
A.S.M.E. Padronizo y define BHP Como energas contenida en 33,479 lb de vapor a 212F
Equivalente a 16 Kg. de vapor por BHP o 17kgv/m
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ELEMENTOS QUE CARACTERIZAN LOS GENERADORES DE VAPOR
4-Superficie de calentamiento o calefaccin
Comprende las partes metlicas que se encuentran en contacto, por una de lasfases con agua y vapor de la caldera y por el opuesto con los productos de lacombustin.
Superficie de las parillas u volumen del fogn en las calderas que queman carbn ylea
5-Peso
6- Superficie sobrecalentadores
7- Economizadores
8- Volumen de las cmaras de agua y vapor etc.
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SELECCIN EE LAS CALDERAS
1- TIPO DE COMBUSTIBLE
2- EQUIPOS DE COMBUSTION
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4-VARIACION DE LA DEMANDA DE VAPOR
5- EFICIENCIA TERMICA DESEADA
6-COSTO DE LA INSTALACIN, OPERACIN Y MENTENIMIENTO
7-ESPACIO NECESARIO Y/O DISPONIBLE
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CONDICIONES QUE DEBEN POSEER LAS CALDERAS
1- PROYECTO Y CONSTRUCCIN
Toda caldera debe tener placa que indique
Nombre fabricante
Numero de registro del fabricante
Numero de la caldera.
Ao de fabricacin x ma pres n e ra a o g. cm
Presin de prueba Hidrosttica ( Kgf/cm)
Capacidad de produccin de vapor ( Kg./hr o Ton/hr)
rea de la su erficies de calentamiento m
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CONDICIONES QUE DEBEN POSEER LAS CALDERAS
VAPORIZACION ESPECIFICA. GRADO DE COMBUSTION Y CAPACIDAD.
Deben ser proyectados de forma que con peso mnimo y volumen del generador, se obtenga lamxima su erficie de calentamiento. Esta su erficie deber estar dis uesta en forma tal uepermita una mayor transmisin de calor por unidad de superficie.
PESO Y ESPACIO Estos factores de se deben combinar en forma tal que puedan adaptarse al espacio destinado.
FLEXIBILIDAD DE MANIOBRA Y MANTENCION
Son condiciones fundamentales en procesos de variaciones de demanda de vapor rpida yfrecuente. Las limpiezas de rutina deben poder ejecutarse rpidamente y en menor tiempo.
CARACTERISTICAS DEL VAPOR PRODUCIDO No deben roducir arrastres de a ua con el va or entre ar va or hmedo calderas de va or
saturado) o reduccin del grado de sobrecalentamiento ( Calderas con sobre-calentadores)
CIRCULACION DE AGUA Y GASES
La circulacin de agua y gases en la caldera debe ser activa. De direccin y sentido biendefinidos para cualquiera condicin de funcionamiento. Es fundamental para la trasmisin de
calor. Eliminndose la posibilidad de sobrecalentamientos en zonas de la caldera. RENDIMIENTO TERMICO TOTAL
Debe ser elevado para cualquiera condicin de operacin
SEGURIDAD
Deben todos los materiales y accesorios, ser proyectos con el mayor factor de seguridad.
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CLASIFICACIN DE LAS CALDERAS
CALDERAS AGUA TUBULARES
Cuando se necesitan altas presiones y grandes cantidades de vapor
El agua va por el interior de los tubos y el fuego por la parte externa
CALDERAS FUEGO TUBULARES
Por dentro de los tubos van los gases de combustin y por el lado externo el agua
Se clasifican
Calderas de llama de retorno simples o doble frente
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CALDERAS AGUA TUBULARES
Debido a su forma la cantidad de agua que contiene es relativamente pequea, permiten
conveniente para mejor transmisin de calor. Por este motivo la vaporizacin especifica es muysuperior a la que puede ser obtenida por las fuegos tubulares, siendo su peso para igualpotencia considerablemente menor.
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CONPARACION ENTRE
TIPO DE GRADO DE COMBUSTION VAPORIZACION ESPECIFICA
CARBON PETROLEO CARBON PETROLEO
Kg./mG Kg./mhS Kg./mV Kg./mhG Kg./mhS Kg./mV
uego
Tubulares
- , - , - a - -
Agua Tubulares 250-400 5-8 150-200 1800 a 3300 30-35 70-100
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OPERACIONES DE LAS CALDERA
CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
Es muy importante considerar debido a las dilataciones que el tiempo necesario paracalentamiento y enfriamiento de las calderas.
1. FUEGO TUBULARES
Tiempo mnimo llegar a presin de operacin, se deben seguir instrucciones de fabricante
Normalmente para calderas fuego-agua tubulares es de 6 horas2 AGUA TUBULARES
Agua tubulares pequeas puede ser 4 horas o menos. Llegando a ser superior a 24 horas en
calderas de gran capacidades.
3 TRATAMIENTO DE AGUA dE LAS CALDERAS.
produccin de espuma y ebullicin en conjunto con vapor
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FUERZA DE EXPLOSION DE UNA CALDERA FUEGO TUBULAR Los efectos que producen la explosin de una caldera normalmente por perdidas de nivel se manifiesta por una
fuerza proporcional a la presin y masa de agua que contiene debido a la produccin instantnea de una enormecantidad de vapor que se desprende del agua al descender su temperatura sbitamente a 100C quecorresponde a la vaporizacin sobre presin atmosfrica.
Caldera fuego tubular a presin de 10 Kg../cm que contiene 20 ton de agua al nivel de trabajo y una cmara de
vapor de 6 m, el vapor tendr una temperatura de 183,2 C y un peso especifico de 5,516 kg/m. El peso contenido en la caldera ser de 6 m x 5,516 kg/m = 33,096 Kg. = 33.,096 Ton Si la caldera explot la presin CAE a presin atmosfrica, debido a lo cual el agua descargara.
, c- v = , ca .. o sea un o aKg.
20.000 Kg. x 83,2 Kcal. /Kg. = 1.664.000 Kcal., capaces de vaporizar instantneamente.
1.664.400 Kcal. = 3.084,909 Kg. a 100C + 33,096 cmara de vapor= 3.118,005kg a 100C . . Como 1 Kg. de vapor a 100C ocupa un V.esp de 1,675 m el total ser de: 3.188,005 Kg. x 1,675 = 5.222,65 m
Es decir la caldera tenia 6 m en la cmara de vapor al explotar produjo sbitamente un volumen de vapor
870 veces el vapor primitivo, provocando un aumento instantneo de presin local y generado un desastre.
Para Informacin se ha demostrado que 50 Kg. de agua en las condiciones anteriores poseen una fuerzaexplosiva equivalente a la detonacin de 1 Kg. de plvora , esto en caso del ejemplo corresponde a los efectos deexplosin de 400 Kg. de plvora.
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COMPONENTES DE UNA CALDERA
1. DISEO
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3. AGUA TUBULARES4. FUEGO TUBIULARES N DE PASOS
5. PERDIDAS POR RADIACION
6. TIPO DE QUEMADORES
7. MODULACION DE LOS QUEMADORES Y AIRE/VAPOR
8. VALVULAS DE DESCARGA DE FONDO
9. VALVULAS DE DESCARGA CONTINUA DE SUPERFICIE
10. SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DE PETROLEO
11. SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO DE AIRE
12. SISTEMA DE CONTROL DE COMBUSTION
13. PLACAS DEFLECTORA DE HUMEDAD
14. BOMBAS DE ALIMENTACION15. VALVULAS DE SEGURIDAD
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PERDIDAS DE ENERGIA EN UNA CALDERA1. PERDIDAS POR RADIACION ( 2-3%)
Aislamiento trmico del cuerpo y accesorios
2- PERDIDAS POR MALA COMBUSTION ( 4-7%)
Exceso de aireTemperatura normalmente bajo en el quemador
Estado de las boquillas del quemador
Utilizacin de aire en vez de vapor
Falta de servomotor y ajuste de aire/combustible a mano
Falta de manmetro para medir la presin de atomizacinFalta de termmetro ara medir la tem eratura del combustible.
No tener precalentador de petrleo
Mal instalada la bomba de petrleo ,( Despus de precalentador del petrleo)
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Normalmente las calderas usan vlvulas inapropiadas para descarga de fondo.
4- PERDIDAS POR DESCARGAS DE SUPERFICIE ( 1-3%)
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