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Presentacion Calderas

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by

Marianela Reyes

on 2 September 2015

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Transcript of Presentacion Calderas

Introducción
La primera idea que surgió para utilizar vapor con el objetivo de generar energía, aparece en la neumática.
Integrantes
Calderas

Daniel Can Piste
Felipe Cruz Castillo
Andres González Valdemar
Marianela Reyes Pérez
Noe Varguez Carril
Clasificación de las calderas
Por su distribución
1-Calderas pirotubulares
De retorno horizontal
Calderas tipo marina escocesa
Horizontal económica
Calderas verticales
Calderas compactas
2-Calderas acuotubulares
Caldera acuotubular de cornwall
Caldera Acuotubular de steinmuller
Calderas acuatubulares vs Calderas pirotubulares
Generalmente las calderas acuotubulares son convenientes para flujos de gas grandes que exceden millones de libras por hora y puede manejar presiones de vapor y temperaturas altas. Mientras que las calderas pirotubulares son convenientes para presiones de vapor bajas, generalmente debajo de 500 psi.

Las calderas acuotubulares pueden ser más pequeñas y pesar menos, particularmente si el flujo del gas excede 100,000 lb/h.

En las caldera acuotubulares, pueden usarse superficies extendidas (tubos con aletas) para hacerlas más ajustadas, si el flujo de gas es limpio, también se requiere que la caída de presión del gas sea más bajo que para una caldera pirotubular.

En ambos tipos de caldera se puede hacer uso de supercalentadores.

Leña
Es un elemento combustible sin poder de explosión, posee alto poder calorífico, es un elemento biodegradable aun después de su combustión, su precio es razonablemente económico (residuos de empresas madereras).
Calderas
Una caldera es un recipiente cerrado donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida a vapor.
Eficiencia

Eficiencia de Combustión se expresa como el 100% menos laspérdidas por gases secos de chimenea, menos las pérdidas por humedad en dichos gases

Esto implica que la eficiencia de la caldera siempre va a ser menor que la eficiencia de combustión


Por combustible sólidos
Carbón
Combustibles líquidos
Calderas acuotubulares
Biomasa
Gasolina
Hulla
Bagazo
En la actualidad las empresas que trabajan con materia prima basada en compuestos orgánicos, aprovechan los residuos de los procesos para la generación de vapor. Tal es el caso de las empresas madereras, ingenios azucareros, entre otras.
Los restos vegetales que caen en el agua salina y mal aireada son atacados, por bacterias anaerobias. Así la descomposición de la materia orgánica puede prolongarse por más tiempo y avanzar mucho más.
Son calderas que en su diseño constan básicamente de tubos y tambores, los tubos a través de los cuales circula el agua y los tambores por donde circula el vapor.
Combustible que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos.
Pueden ser aprovechados para generar energía mecánica, o energía cinética.
La mayoría de los combustibles líquidos son derivados de combustibles fósiles, sin embargo, hay otros tipos.
La gasolina es el combustible líquido más utilizado. Está hecha de moléculas de hidrocarburos que forman compuestos alifáticos (cadenas de átomos de carbono con átomos de hidrógeno unidos).
es un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85% de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso.
Aplicaciones
Producción de vapor en calderas
Partes de una Caldera
Son los residuos de materia prima luego de haberse extraído su jugo. Una clase de bagazo es el residuo leñoso de la caña de azúcar. En estado fresco estos bagazos contienen un 40% de agua.
Las calderas más grandes producen 1000000 de libras por hora o son catalogadas en base a 1 caballo de fuerza por cada 34.5 libras de agua que pueden evaporar por hora.

La temperatura y la presión en la operación de cada caldera están relacionadas, el agua tiene un punto de ebullición de 100°c, a mayor presión el punto de ebullición se incrementa hasta alcanzar un máximo punto de ebullición de 374°c a una presión de 3200 psi a este nivel y por encima del mismo el agua se convierte en vapor.
En la mayor parte de las industrias, el vapor presurizado es la forma de transporte y distribución de energía calorífica a las distintas partes de la planta. Por ello, la generación de vapor en calderas es una operación muy importante.
Precalentador
Precipitación
Aplicaciones
Funcionamiento de una caldera
Parámetros a controlar en el agua de alimentación a una caldera
Calderas pirotubulares
El calor se aplica sobre una parrilla debajo del casco y a su vez la realimenta por los gases de la caldera.
La función de una caldera es convertir agua en vapor por la aplicación de calor, la cantidad de superficie de calentamiento, la forma en que esta este distribuida afecta la eficiencia y la capacidad.
pH
Dureza total
Sólidos disueltos
Contenidos de hierro-Filtración
Oxigeno disuelto
Identifica el nivel de agresividad química del agua; a bajo valor del pH el dióxido de carbono acelera la velocidad de corrosión del oxígeno disuelto en el agua; por lo cual se recomienda mantener el pH entre 10 y 10.5.
Sales de calcio y magnesio acompañan al agua y le da la dureza indicada.

Una alta dureza causa la formación de incrustaciones dañinas para las calderas.
Arenas o lodos son los causantes de una alta turbidez, al no removerlos ocasionan taponamientos en tuberías e incrustaciones dentro de la caldera.

El oxígeno busca formar óxidos con el hierro contenido en el acero, lo que ocasiona corrosión e incrustaciones.



Provoca picaduras o áreas de desgaste localizadas en ciertas partes de los tubos de las calderas, a este fenómeno se le conoce también como pitting (huecos o manchas fácilmente reconocibles).

Desaireación
Se utiliza para la recuperación de calor en la fase de recuperación ya que el paso del calor por el precalentador evita la corrosión del sistema.
Desmineralización
Consiste en eliminar los gases disueltos en el agua de alimentación de calderas como oxigeno o dióxido de carbono, que provocan corrosión, mediante soplado por aire a contracorriente.
Suavización
se realiza a través de un
intercambio iónico
en el que se remueven o extraen del agua los iones de calcio y magnesio, causantes de la formación de incrustaciones.

Tanques con resina natural
Zeolita
GRACIAS
Desalcalinización
Los sulfatos, nitratos, carbonatos y bicarbonatos contenidos en el agua son altamente alcalinos, por lo cual es necesario realizar un
intercambio iónico
que permita sustituirlos por cloruros.

Resinas aniónicas
Tanques de fibra de vidrio
Tanques de salmuera ( Sal de regeneración)
Tambor de vapor
Cámara de agua
Cámara de vapor
Ventilador
Precalentador de aire
Calentador de aire
Economizador
Caja de aire
Quemadores
Desholinillador
Hogar de la caldera
Supercalentador
Chimenea
Accesorios
V. Seguridad
V. Purga o aguja
V. control
V. corte
Indicadores
Transmisor flujo
Transmisor nivel
Analiz. oxigeno
Fotoceldas
Magnetrol
Carga de caldera
Combustión
Tanque de almacenamiento
Lugar donde el agua y el vapor son separados.

Entrada de agua de alimentación
Salida de vapor hacia el sistema de proceso
Válvula de alivio y escape
Espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera. El nivel de agua debe sobrepasar en unos 15 cms a los tubos o conductos de humo superiores.
Es el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera, en ella debe separarse el vapor del agua que lleve una suspensión.
Encargados de suministrar aire para la combustión en la caldera y de sacar los gases desde el hogar hacia la chimenea.

15% mayor al flujo de máxima carga para suplir pérdidas por ensuciamento.
Intercambiador con vapor de baja presión que se condensa y retorna al sistema como agua de alimentación.

Taire = 140ºF - 176ºF
Equipo capáz de darle temperatura al aire que va para la combustión intercambiando temperatura con los mismos gases que vienen de la combustión.
Por intercambio de temperatura entre los gases de combustión y el agua, desciende la temperatura de los gases y a su vez, aumenta el agua de la caldera para economizar combustible en el proceso y a su vez minimizar el impacto ambiental porque evitamos el aumento de la temperatura del medio ambiente.
Parte por donde se conduce el aire que va del ventilador hacia los quemadores.
En el hogar se desarrolla la combustión producida por la mezcla de combustible, vapor de atomización y aire.
Son elementos de la caldera encargados de suministrar y acondicionar el combustible para mezclarlo con el aire y obtener una buena combustión.
deshollina y limpia los conductos de humo para prevenir emisiones de gases peligrosas e incendios provocados por hollín.
Calienta el vapor generado por la caldera nuevamente, incrementando su energía térmica y haciendo decrecer la posibilidad de condensación dentro del motor. Los supercalentadores incrementan la eficiencia del motor de vapor.
Es el conducto de salida de los gases y humos de la combustión para la atmósfera. Además tiene como función producir el tiro necesario para obtener una adecuada combustión.
3-Por su combustible
Leña
Carbón
Hulla
Bagazo
Biomasa
Diesel
Búnker
GLP
Gas propano
Diesel
Se obtiene de la fracción destilada del petróleo (gasóleo) .Ésta contiene hidrocarburos más livianos. El combustible diesel es más pesado y aceitoso.
Combustibles gaseosos
Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido en gasificadores. Generalmente los quemadores de gas trabajan con muy baja presión, por lo que es común que tengan sistemas de reducción de presión importantes.



Gas propano
Hidrocarburo, que se extrae del petróleo en las operaciones de refino o del gas natural y gases asociados, en los yacimientos de petróleo.
GLP
El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural, o disueltos en el petróleo. Son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.
Sin olor
Sin color
Más pesado que el aire
No es tóxico
En estado líquido produce quemaduras en la piel
Funcionamiento interno
Pruducción de vapor
Tratamiento de agua
Principios del funcionamiento de una caldera
Filtración :
Separar materia orgánica, sustancias y elementos sólidos en general del agua de alimentación de la caldera.
potencia de una caldera
• Régimen ‘desde y hasta’
• Potencia en Kw
• Boiler horse power (BoHP)

la potencia de una caldera esta definida por su superficie de calefaccion que es aquella que por un lado esta en contacto con el agua y por otro con el fuego y gases alientes y se mide en cantidad de vapor generado, a mayor vapor mayor potencia
rendimiento de una caldera

es aque porcenta de calor contenido en el combutible que traspasa al vapor generado por la caldera al quemarse, en otras palabras "es la relacion entre energia(calor) contenida en el vapor y el calor contenido en el combustible que se quema

rendimiento =(calor contenido en el vapor/calor contenido en el combustible quemado)

Dionisio Papin creó una pequeña caldera llamada marmita en 1769. Se usó vapor para mover la primera máquina homónima, la cual no funcionaba durante mucho tiempo, ya que utilizaba vapor húmedo (de baja temperatura) y al calentarse, ésta dejaba de producir trabajo útil.

James
Watt
observó que se podría
utilizar el vapor como
una fuerza económica
que remplazaría a:

La Fuerza
Manual
La Fuerza
Animal
Las primeras calderas tuvieron
el inconveniente de que los
gases calientes estaban en
contacto solamente con su
base

y en consecuencia se
desaprovechaba el
calor del combustible.


Debido a esto,
posteriormente
se les introdujeron
tubos para aumentar
la superficie de
calefacción.

James Watt completó en 1776 una máquina de vapor de funcionamiento continuo, que usó en su propia fábrica, ya que era un industria.
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