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CALDERAS Y HORNOS

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by

Greilys Quintero

on 24 October 2015

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Transcript of CALDERAS Y HORNOS

Calderas Murales
TRATAMIENTO
DEL AGUA
DEFINICIÓN

CALDERAS
CALDERAS Y HORNOS
TIPOS DE CALDERAS
Para combustibles sólidos
Para combustibles líquidos
Para combustibles gaseosos
Quemadores
Recordemos...
AGUA EN LAS CALDERAS DE VAPOR
HORNOS
CLASIFICACIÓN
ACCIONES ENFOCADAS AL MANTENIMIENTO
PRESENTADO POR: BLANCHAR MARTINEZ HAIGER, MORALES NAVARRO IVAN, NIEVES ARIZA ANDRES, QUINTERO GAMERO GAMERO GREILIS, REYEZ PEDROZO MANUEL.
CLASIFICACIONES
SELECCIÓN DEL TIPO DE CALDERA
COMPONENTES FUNDAMENTALES
EL AGUA EN LAS CALDERAS DE VAPOR
Caldera de vapor: utiliza como fluido caloriportante o medio de transporte el vapor de agua.
Vida útil

Rendimiento
Seguridad de
operación
Aseguramiento
de la calidad
HORNOS (FIRED HEATER)
Clasificación según el tipo de operación
Clasificación según la forma de la llama
Clasificación según el tipo de horno
Hornos de laboratorio
Hornos de cámara
Hornos mufla
Hornos eléctricos
Hornos anular o HOFFMANN
Hornos de túnel
Hornos de gas
Hornos de lecho fluidizado

COMPONENTES BÁSICOS
DE UN HORNO.
RENDIMIENTO O EFICIENCIAS

ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE UN HORNO
El calentamiento puede servir para diferentes aplicaciones como:
- Tratar térmicamente para impartir determinadas propiedades.
- Alcanzar la temperatura requerida para que se produzcan las reacciones químicas necesarias para la obtención de un determinado producto.
- secar.
- Fundir.
- Ablandar para una operación de conformado posterior.

Un horno se compone básicamente de los siguientes elementos:

- Elemento generador.
-Sistema de alimentación de material.
-Cámara principal.
-Redes de suministro de combustible y cableado de potencia.
-Ventiladores y sistemas de evacuación (hornos con combustión).
CICLO DEL AGUA DE UNA CALDERA
TIPOS DE CALDERAS DE VAPOR
Tubos de humo
o pirotubulares
Tubos de agua
o acuotubulares
Sensibles a la
calidad el agua
PROBLEMAS BÁSICOS PLANTEADOS
EN EL INTERIOR DE LAS CALDERAS DE VAPOR
Incrustaciones
Corrosiones
Arrastres
Depósitos
clase de horno que Convierte la fuente de energía en calor
.
Incrustaciones
Cristalinas
y Duras
ELEMENTO GENERADOR
Se forma
Superficie
de calefacción
Cristalización de las
sales de disolución
Carbón, petroleo, gas
.
Electricidad.
Peligros
Conductividad térmica pequeña
Disminución del rendimiento térmico
Recalentamiento
En
Por
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE MATERIAL

Transportan el material de proceso desde la entrada, pasando por la cámara hasta la salida.
Altas temperaturas, Gases corrosivos y Solidos disueltos
Definición.
Componentes básicos.
Clasificación.
Aplicaciones.
Rendimiento o eficiencias
Aspectos a tener en cuenta para el diseño de un horno.

Estimulan
CORROSIÓN
CAMARA PRINCIPAL
Lugar donde se hace efectivo el calentamiento del material en proceso.

General
Por oxigeno o pitting
Cáustica
Por anhídrido
carbónico
REDES DE SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE Y CABLEADO DE POTENCIA.
Acidez
Según el tipo de combustible.
VENTILADORES Y SISTEMAS DE EVACUACION (HORNOS CON COMBUSTION).
Controlan la cantidad de gases de combustión en la cámara de calentamiento.
ARRASTRE
El vapor llega húmedo
al recalentador
Deposito de
residuos solidos
Mecánico
Químico
Deficiencias
Nivel de agua, separadores de gota, sobrecargas térmicas, variaciones bruscas de consumo.
contenido de alcalinidad y solidos totales
Depósitos
Lodo
Según el tipo de operación
Focos u orígenes de las perdidas de Energía en un horno
Solidos en suspensión o aditivos.
Exceso
Fallo de lectura de algunos componentes de control.
Son evidentes algunas de las ventajas del calentamiento eléctrico que se señalan a continuación:
1.- Ausencia de humos de combustión.
2.- Mejores condiciones de trabajo alrededor del horno y ambientales por el exterior.
3.- Mayor seguridad del personal.
4.- Posibilidad de mantener los hornos sin vigilancia fuera de las horas de trabajo por eliminación del peligro de explosiones.
5.-Más simple utilización de las fibras cerámicas como aislamiento del horno.
6.- Gran elasticidad de funcionamiento y sencilla automatización de los hornos.
Ventajas Horno Eléctrico
SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS PLANTEADOS EN LAS CALDERAS DE VAPOR
Tratar el agua de aportación para la eliminación de elementos químicos perjudiciales.
Tratamiento interno del agua de caldera
Tratamientos de los condensados que son conducidos de retorno a la caldera.
Control de purgas para eliminar precipitados
e iones.
TRATAMIENTO FISICO-QUÍMICO AL AGUA DE
APORTACIÓN

Clarificación
Desendurecimiento
Descarbonatación
Desmineralización
Desgasificación
Combustión defectuosa.
Radiación a través de aberturas.
Uso de gases de elevada temperatura en hornos de baja temperatura.
Temperatura de gases de escapes excesiva.
Funcionamiento intermitente.
La mejor manera para determinar los focos de pérdidas es por medio de la realización de los balances energéticos
.
En el momento de realizar el diseño de un horno se debe tener en cuenta.
Dimensionar el horno de modo que se adapte a sus necesidades productivas.
Diseñar hornos grandes y continuos.
Instalar todo el equipo de control y regulación para una operación precisa

Aislar adecuadamente el horno.
Flexibilidad en el uso de combustibles.
¿Como elegir un aislante térmico?
Variables a tener en cuenta.
Tipo de unidad.
Tipo de Combustible.
Porcentaje de exceso de aire.
Número de filas de tubos de choque.
Uso de Economizadores.
Hornos continuos
- Los tipos de tunel: Industria de la ceramica.
-Los rotatorios: sector cementero.
-Los recactores de lecho fluidizado: sector Minero y energetico.

HORNO ELÉCTRICO
CLASIFICACIÓN SEGÚN LA FORMA DE LA LLAMA
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE HORNO
Se usan para hacer pequeñas pruebas de calentamiento de cualquier tipo de pasta, comprobar la temperatura de fusión
Hornos de laboratorio
Eléctricos o Muflas
Ventajas

Comodidad
Fácil Manejo
Mufla
Eléctricos
Purgas
Consiste en extraer de la caldera un porcentaje de agua y remplazarla por agua de alimentación mas pura.
Control del número
de purgas
Medición de cloruros del agua de alimentación y de la caldera.
TCA:alcalinidad total.
Campos De Aplicación

Entre Otras.

Industria del aluminio
Industria siderúrgica
Industrias de productos manufacturados
Industria cerámica y del vidrio
Seguros
El aislamiento térmico es la capacidad que tienen algunos materiales para oponerse al paso del calor
.
ACCESORIOS
DE LAS CALDERAS
ACCESORIOS DE LAS CALDERAS
Beneficios del aislamiento térmico
Se reducen pérdidas de energéticas
Funcionamiento
Eficacia
Seguridad
Aislamiento térmico industrial

Protege se sobre presión y evita explosión.
Estas están clasificadas según funcionamiento, aplicabilidad,combustibles utilizados, etc.
VALVULA DE
SEGURIDAD
Materiales refractarios
Materiales aislantes
VALVULAS DE INTERRUPCION
PARA CALDERAS
Los materiales mas usados como aislantes térmicos
Textiles para aislante
Anclas y herramientas para aislamiento
Aísla la caldera de vapor
y su presión del proceso
o la planta.
VALVULA DE
RETENCION
Se instala en la tubería del agua
de alimentación de la caldera,
entre la bomba de alimentación
y la caldera.

Su resorte mantiene la válvula cerrada cuando
no hay presión en la caldera aunque el tanque de alimentación tenga un nivel elevado.
CONTROL DE SALES
DISUELTAS (TDS)
Clasificación por los materiales
Calderas de fundición:
la transmisión de calor tiene lugar en el hogar, área de intercambio pequeña y rendimientos bajo
Calderas de acero
: combustibles líquidos o gaseosos, por lo que tienen una mayor superficie de contacto y su rendimiento es mejor.
Calderas murales:
de diseño compacto y reducido, empleadas para instalaciones
familiares de ACS
VALVULAS DE PURGAS
DE FONDO
Clasificación por su aplicación
MANOMETROS
Usos domésticos
: calefacción, ACS o mixtas
Generación de energía para plantas termoeléctricas
: para la generación de vapor
Plantas de cogeneración:
usan gases calientes, de recuperación
Generación de vapor o agua sobre-calentada en plantas industriales
INDICADORES DEL
NIVEL DE AGUA
Clasificación por Tª salida de los humos
Estandar
: no soportan condensación, Tª > 70ºC
Baja Tª
: soportan Tª agua retorno de 35 o 40ºC Tubos de doble o triple pared gran tamaño
Condensación
: la soportan de manera permanente
CAMARA DE CONTROL
DE NIVEL
Clasificación por la toma de aire
Circuito abierto y tiro natural
Circuito abierto y tiro forzado
Calderas Estancas
Clasificación por el tipo de combustible
MANTENIMIENTO
Sólidos:
engorrosas de operar por la alimentación.
Líquidos: el combustible
deber ser pulverizado o vaporizado para que reaccione con el aire
Gaseosos
: de combustión más fácil pero más peligrosa que los líquidos
Clasificación por la presión
MANTENIMIENTO
Calderas atmosféricas
Calderas de depresión
, funcionan por la depresión que se crea en la chimenea o por un ventilador que aspira; se evita la salida de humos al local
Calderas de sobre presión
; los gases circulan empujados por un ventilador; por lo que los gases circulen más rápido que en las calderas de depresión
Riesgos
Prevención
Mal funcionamiento
Falta de prestación de servicios
Horno de Túnel

OPERACIONES
Diarias
Semanales
Mensuales
Clasificación por el fluido caloportador
Semestrales
Anuales
Calderas de agua
Calderas de agua sobrecalentada
, necesitan bombas de alimentación para elevar la presión.
Calderas de vapor
, las fugas son muy peligrosas, los condensados necesitan ser purgados.
Calderas de aceite térmico
Clasificación por su diseño
Calderas pirotubulares, o de tubos de humo
; la llama se forma en el hogar, pasando los humos por el interior de los tubos de los pasos siguientes, para ser conducidos a la chimenea.




Calderas acuotubulares
, la llama se forma en un recinto de paredes tubulares que configuran la cámara de combustión.
Equipos autónomos
Se deben instalar en el exterior de los edificios, a la intemperie, en zonas no transitadas por el uso habitual del edificio

Franja a su alrededor para mantenimiento

Para GLP, no deben existir desagüe, comunicación con el nivel inferior a menos de 1m
Proporcionan seguridad al personal y a los bienes.
Satisface requerimientos de procesos específicos.
Controlar el consumo de energía.
Cuidar que no se aparte de los parámetros de diseño del fabricante.
Conservar el aislamiento en condiciones óptimas.
Mantener un control preciso y acorde con los parámetros óptimos.
Calculo de la espesor óptimo del aislante
Sobre superficies planas
Calderas de condensacion
Para combustibles líquidos
De pulverización mecánica o por presión:
colocan el líquido en rotación formando un cono de gotas que se mezcla con el aire
Necesitan presiones entre 16 y 20 bar.
De pulverización asistida, o inyección de fluido auxiliar
, sólo para combustibles pesados, junto con ellos se se inyecta un fluido auxiliar formando una mezcla que se pulveriza fácilmente.
Rotativos, de pulverización centrífuga,
una copa que gira a gran velocidad, distribuye el combustible y lo lanza perimetralmente hacia delante en forma de tronco de cono
Para combustibles gaseosos
Quemador atmosférico:
la presión del gas provoca la aspiración del aire (primario) para la combustión (40 al 60%), el resto se completa en el quemador
Quemador de premezcla:
el aire, incluido el exceso, se mezcla con el gas antes del quemador, no existiendo aire secundario
De flujo paralelo, con mezcla por turbulencia
, el aire llega paralelo al eje del quemador, se pone parcialmente en rotación por la acción de la roseta (dispositivo con aletas)
simultáneamente o por separado más de un combustible
Quemadores mixtos
Rendimiento y Potencia de la Caldera
Seguridad y control
Los aparatos para evitar estos riesgos suelen ser:
– Manostatos detectando la baja presión o alta presión de gas
– Detector de falta de aire comburente
– Detector de extinción de la llama
• Bimetálicos, se deforman por calor
• Termopares, generan una cierta tensión al calentarse
• Electrónicos
– Detección de falta de suministro eléctrico; vital para los sensores; batería
Seguridad y control
Control del quemador, encendido y/o modular la potencia
Control de la bomba y el ventilador, el paro de la bomba implica calentamiento; el del ventilador puede llevar a que los gases no se evacuen, lo que supondrá una temperatura excesiva y dificultad en la combustión
Control de nivel de agua en el interior de la caldera,
Control de aparición de inquemados por un analizador de gases
Control de temperatura de los humos
Control de T en la caldera; los ptos calientes acortan la vida
Control de condensados, si se producen, hay que neutralizarlos y evacuarlos
Seguridad y Control
En el encendido hay que considerar los siguientes tiempos:

Tiempo de prebarrido: es el periodo de funcionamiento del ventilador antes de encender la llama; elimina gases residuales
Tiempo de preencendido: desde que se provoca la chispa hasta que se empieza a suministrar combustible, con esto se logra un encendido suave
Tiempo de seguridad: es el tiempo máximo en el que se puede suministrar combustible a la caldera sin que aparezca la llama
Tiempo de postencendido: es el periodo en el que se mantiene el sistema de encendido después de haber provocado la aparición de la llama
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