Atemperador en una caldera

Proceso: Dependerá d la aplicación industrial q estemos tratando. App habituales son: Esterilización: caso d calderas hospitalarias, Para calentar otros flui2, como x ejemplo en la industria del petróleo, donde el vapor es utilizado para calentar petróleos pesa2 y mejorar su fluidez. Similar en buque. Generación d electricidad a través del ciclo d Rankine, donde la caldera es un elemento fundamental d las centrales termoeléctricas.

Combustible: Material capaz d liberar energía cuando se oxida d forma violenta despendiendo calor.
Su energía procede lo q químicamente conocemos como sus enlaces.Infinidad d combustibles en el merc +opc q van a ir apare100do. Los requisitos d esta combustión definirán enormemente las carácterísticas d nuestra caldera, siendo completamente distinta la preparación del hogar para quemar gasoil q para quemar pellets. Parámetros principales d este combustible lo serán su poder calorífico, estado físico, posibilidades d alimentación, aportación d oxígeno necesaria, emisión d gases… No olvidar q cuando hacemos referencia a las calderas d recuperación d los motores, estas trabajan ya con los gases Fluido o medio d transporte Es decir, fluido al q transferiremos el calor obtenido del combustible para acercarlo y/o utilizarlo en el proceso Son flui2 hab,. Agua a Patm,100 ºC - Agua a P>ATM,líquida a 100 ºC (tablas d vapor) - Vapor (saturado, recalentado) - Aceites térmicos, líqui2 a temperaturas + altas 300-400ºC Las calderas q utilizan estos flui2 son + simples debido a q no hay cambios d fase. VAPOR ( d agua) El vapor es agua en fase gaseosa, q se forma cuando el agua hierve o se evapora. El vapor en si es invisible, pero cuando el vapor es húmedo, coexisten gotitas d agua, agua condensada q forman la niebla q vemos. El agua hierve a presión atmosférica a una temperatura d 100ºC. A bajas presiones (en lo alto d una montaña) el agua hierve a una temperatura inferior. X cada 300 m d altura, el punto d ebullición del agua se reduce en 1ºC.X el contrario, esta temperatura aumenta si la sometemos a altas presiones. Propiedad q aprovechamos con nuestras calderas para conseguir almacenar + cantidad d energía en este agua/vapor,  

FUMI:calderas donde los gases d combustión circulan x los tubos, normalmente corruga2, siendo el agua la rodea. VENTAJAS: construcción simple, compacta, fáciles d limpiar, con - mantenimiento o + sencillo. DESVENTAJAS: es necesaria + cantidad d agua, y + tiempo para alcanzar la temperatura. La resp. D las mismas es + lenta. El contenedor d agua/vapor pueden llegar hasta los 4 metros pero a mayor diámetro se necesita mayor espesor d chapa. App industriales, no P mayores a 18bar Evolución:las primeras están hechas d ladrillo refractario, material cerámico q resiste las altas temperaturas. Se usan formas cilíndricas sin tubos. Posteriormente, la cámara d combustión la constituye un tubo concéntrico a la envolvente, corrugado, q consigue minimizar las tensiones creadas x efecto d la dilatación d la cámara d combustión, aumentando además la superficie d transmisión d calor.

hogar arde el combustible (inicialmente carbón), el aire necesario le llega a través cenicero. Gases calientes resulta2 la combustión pasan a la caja d fuegos donde terminan d arder. Atraviesan el haz tubular y ceden el calor al agua pasando a la caja d humos y d allí chimenea. El calor d la combustión pasa al agua a través d las paredes del horno, el haz tubular y la caja d fuegos, dejando bajo& perdido en ATM- Horno: contiene el hogar y el cenicero o Hogar:
parte superior x encima d la parrilla donde se produce la combustión o Cenicero(bajo la parrilla) - Caja d fuegos: pieza q va a cont d la parrilla q tienea función d con ese hogar con los muchos tubos d humo (haz d tubos) - Tubos: x los q circulan los gases. A través d los mismos se cede el calor al agua - Haz tubular: conjunto d tubos - Caja d humos: conducto q conecta el haz tubular con la chimenea. Su función es conducir los gases q salen d la combustión y dirigirlos a la chimenea 1 d los problemas principales q presenta esta configuración son las formas planas d las cajas d fuegos y humos, las q tienden a deformarse. Soluciones podrían ser: - Aumentar el espesor, lo q aumenta el coste del equipo. - Utilizar formas esféricas q va en detrimento del flujo d los gases - Disponer Tirantes: Varillas d acero distribuidas x toda la caldera, rosca2 en las puntas trabajan a tracción e impiden la deformación. Para colocarlos se ha d taladrar la tapa y poner unas juntas q hacen la caldera estanca.

CALDERA CILÍNDRICA d LLAMA EN RETORNO:Las llamas y los humos d la combustión realizan una ida y una vuelta x el sistema d haces tubulares. La caldera ha d ser d mayor diám, 3o4m, interior es similar al tipo d caldera d un solo paso d humos, básicamente se basa en la idea q los gases tienen sufi100te energía como para seguir cedíéndola al agua, usando este sistema, recuperamos parte d la energ. Los tubos q transportan el humo están sumergi2 y hay puentes d refuerzo para evitar deformaciones.  CALDERA HOWDEN JHONSON: caldera d fuego pasante, horno del frente al fondo, .Número d hornos 3. Una novedad en esta caldera es q aprovecha la diferencia d presiones a la q se encuentra el agua en la parte inferior d la caldera y en la parte superior, d manera q el agua d la parte inferior sube a la parte superior y la d la parte superior baja. El vapor saturado producido, es conducido, previo a su salida d la caldera a un ultimo serpentín donde recibe un aporte adicional d calor procedente d los gases, así se obtiene vapor recalentado.Diferencias respecto a las calderas d retorno anteriores:- La caja d fuegos está fuera d la caldera (no está en contacto con el agua) - Existencia d tubos d bajada d agua q comunica el agua d la parte superior con la d la parte inferior, favore100do así las corrientes d convección. - Si la caja d fuegos es grande puede contener un recalentador para producir vapor recalentado. CALDERA FUMITUBULAR ACTUALos gases hacen mucho + recorrido incluso hay tubos exteriores d retorno. La caja d fuegos puede estar fuera d la caldera o sujeta con virotillos, para su colocación existen 2 posibilidades. Calderas Wet Back: caldera q tiene la caja d fuegos totalmente rodeada x agua. Calderas grandes donde tener conectada la caja d fuegos con el exterior supondría una gran pérdida d calor x conducción y donde es posible entrar a reparar o substituir los tubos daña2 d la caldera desde dentro del hogar. Contienen mucha agua y x tanto son grandes y pesadas a la vez tardan mucho tiempo en secarse. Tienen gran cantidad d inercia térmica. Hay q encenderlas poco a poco se necesitan2e unas 24 horas para ponerlas en funcionamiento. Calderas Dry Back: fondo seco,calderas d menor tamaño, imposible acceder a la reparación d los tubos desde el hogar.Pdebajo d 15 bares. 

PARTES d LA CALDERA ACUOTUBULAR: alta presión y generar grandes caudales d vapor. Un primer diseño es el q nos presenta las calderas llamadas CALDERAS TIPO D, se trata d calderas Acuotubulares d circulación natural. Está constituida x: - Colector superior, q separa el vapor d la mezcla vapor/agua A - Colector inferior, - El hogar o cámara d combustión, constituidas sus paredes y techo x tubos d agua. - Deflector d gases, dirigen los gases, evitando q se dirija directamente a la salida. Obligándoles a hacer el recorrido q nos interese. - El recalentador d aire q se encuentra en la parte superior del escape, x el pasa el aire, comburente, mediante un ventilador hacia la cámara d combustión - El cabezal q es un tubo + grueso, d sección cuadrada o circular, q recibe los tubos. A, B, C - El combustible se pulveriza e inyecta a presión dentro del hogar, producíén2e su combustión directamente. - Los tubos del hogar enfrían la zona d combustión localmente debido al elevado coefi100te d transferencia x convección del agua evaporada. - Para compensar las diferencias d efi100cia en la convección, se disponen unas aletas. Problemas y soluciones: Tubos horizontales en los q la circulación o el flujo natural se dificulta debido a q se forman y permanecen fijas películas d gotas d vapor indeseables. Hay bombas d alimentación, pero no d circulación ya q esta es d circulación natural. Se soluciona ha100do el suelo + inclinado, no horizontal, lo cual dificulta las inspecciones. Se coloca una capa d ladrillo refractario encima para limitar la radiación d la llama. .  

ls ileras d tubos vaporizadores reciben directam. La radiación d la yama, l resto d ls ileras reciben menor radiación. S importante la colocación del recalentador tras ls 3 o 4 primeras ileras xa evitar así 1a radiación excesiva. L coefi100te d convección del vapor q pasa x l recalentador s pequeño y x tanto s calienta muxo l tubo x efecto d la yama. S deben evitar aquí temperaturas superiores a 800ª ya q l acero pierde propiedades mecánicas. Este problema no lo tenemos en ls tubos x ls q circula agua en evaporación ya q aquí si q existe 1 elevado coefi100te d convección. Disposición d la caldera marina: - ls colectores están inclina2 - l economizador esta formado x tubos aletea2 formando serpentines - En 1 buque, la caldera va colocada x encima d ls turbinas, condensadores, etc. En 1a cubierta + alta. - xa su sujeción s emplean apoyos deslizantes xa permitir así cierto movimiento producido x ls contracciones y dilataciones d la estructura. Foster Weeler s caracteriza xq l recalentador esta dividido en 2 fases y esta situado en l conducto d salida d ls gases. Entre ls 2 fases d recalentamiento l vapor s yevado al Atemperador. Formado x 1 conjunto d aces tubulares q permiten l intercambio térmico. L Atemperador esta situado en l conducto d alimentación d aire d la caldera. L conducto esta dividido en 2 partes q s alimentan del mismo aire d entrada y en 1a d eyas esta situado l Atemperador. Unas válvulas sincronizadas en la entrada d cada 1a d ls partes controlan l paso d aire acia 1a o la otra, d manera q s puede regular la cantidad d calor q s cede del atemperador al aire. Cabe decir q l calor q pasa del vapor al aire no s pierde puesto q aumenta la temperatura d este aire, q posteriormente s utiliza xa la combustión y s transforma en gases térmicos. Ls 2 fases d recalentado s podrían reducir a 1a. S ace en 2 xa evitar la disminución excesiva d la temperatura y l condensado del agua q podría dañar ls componentes d la turbina, obteniendo así vapor seco d manera segura. DISEÑO CALDERA ESDII. Evolución natural del ESDI, tratando d evitar ls costes, aumento d espacio q l atemperador d aire suponía. En esta nueva configuración, en lugar d enfriar l recalentado, s regular l recalentado en función d lo requerido. L primer modelo s realizar controlando este, con l paso d gases. 1 damper, d manera manual o mediante 1a termostatica, dirige l paso d ls gases o acia l economizador o acia l recalentador, según s precise. En este sistema d atemperado, controlamos l paso d ls gases d la combustión xa regular la tª final. 

: Quemador, fuente de calor, basado en la combustión de combustibles, sólidos, líquidos o gaseosos. Entrada/ calentador de aire por el que se aportará el comburente para la reacción de combustión. Cámara de combustión o fógon; parte de la caldera en el que se lleva a cabo la combustión. Se clasifican de acuerdo a su ubicación/tipo dcomb:s sol, líqu ogas/tipo de construcción en lisos o corrugados. Puerta, constituida por una pieza de metal, con bisagras, usualmente revestida con doble pared o ladrillo refractario. Este elemento solo lo incluyen las calderas que se alimentan de combustibles sólidos como carbón, leña o pellet Emparrillado, presente en las calderas que utilizan combustibles sólidos. Está constituido por piezas de metal de buena calidad y gran durabilidad, dispuesto a manera de rejillas, que permiten el paso del aire necesario para realizar la combustión de los combustibles sólidos. Es requisito primordial del enrejillado que permita el paso del aire de manera continua, que facilite el paso de las cenizas hasta el cenicero, que sea de fácil limpieza y que impida la acumulación de la escoria. Las parillas pueden ser fijas, estacionarias, móviles o rotativas y pueden estar presente de manera horizontal, inclinada o escalonadas. Cenicero: Las calderas que utilizan combustible sólido incluyen un recipiente denominado cenicero, que como su nombre lo indica recoge las cenizas. Los ceniceros deben limpiarse periódicamente para permitir el paso del aire que necesita el proceso de combustión. En algunos modelos el cenicero está constituido por un depósito de agua. Este elemento incluye una “puerta” que es lo que permite la extracción del cenicero para su limpieza. Asimismo, sirve para regular la entrada de aire al interior de la caldera. Es recomendable mantener la puerta del cenicero cerrado en el momento de realizar la limpieza o la carga de combustible. Altar; un muro de ladrillo refractario, que sobrepasa unos 30 cm a la parrilla, ubicado en el extremo contrario a la puerta del hogar, cuya función es impedir que al cargar combustible o atizar el fuego, partículas de escoria o del combustible sólido salgan al exterior. También se constituye en el cierre interno del cenicero. Asimismo favorece una distribución uniforme del aire de la combustión y evita la salida de gases calientes, permitiendo una combustión completa.

Mampostería construcción realizada con ladrillos comunes o refractarios que cubre la caldera para evitar la pérdida del calor hacía el exterior. También es el elemento encargado de canalizar los gases y humos en su recorrido. Con frecuencia, se dejan espacios huecos entre sus paredes, para evitar el paso del calor al exterior. Algunos modelos de calderas, utilizan lana de vidrio y planchas metálicas. En los modelos más recientes de calderas que utilizan combustible sólido se ha eliminado este elemento y se ha sustituido por aislamientos térmicos en las cajas de humo y en el cuerpo de la caldera. Conductos de Humos que permiten la circulación de los humos y gases calientes producto de la combustión. En su interior se realiza la transmisión del calor al agua de la caldera Caja de Humo,espacio existente al interior de la caldera en la cual se produce la fusión de los humos y los gases, posteriores a la entrega del calor y antes de su evacuación por la chimenea. Las chimeneas son los elementos de las calderas que se encargan de conducir los gases y humos al exterior. Su altura debe ser lo suficientemente elevada para evitar perjudicar la visibilidad, al personal. Su función es producir la evacuación necesaria para una adecuada combustión. Templador o Regulador de Tiro de forma básica es una compuerta de metal que se instala en el conducto de humo y que comunica con la chimenea o forma parte de la misma. Su objetivo es permitir un mayor o menor flujo de los gases y humos de la combustión. Originariamente, este regulador lo accionaba el operador de la caldera para regular el flujo de aire de la combustión. Puertas de Inspección o Tapas de Registro, son aperturas que permiten inspeccionar el interior de las calderas, limpiarlas y repararlas. Dependiendo de su tamaño pueden ser de hombre o de registro. Las puertas de inspección de hombre, son lo suficientemente grandes para que un hombre pueda realizar la inspección y trabajar en ella. Por su parte las de registro, permiten inspeccionar el interior de las calderas o lavarlas, generalmente las calderas tienen varias tapas de registro ubicadas estratégicamente para permitir un mejor acceso al interior de las calderas, incluso permite extraer de manera manual o mecánica el lodo que puede acumularse en el interior y que no se evacue mediante las purgas. Generalmente son ovaladas e incluyen sellos que permiten un ajuste hermético y un perno para apretarlas. En algunos modelos, los orificios son cilíndricos y se sellan con tornillos.