Características del agua y equipos de calderas

Recalentado y expansionado

El recalentado viene de una máquina a la que ha dado parte de su energía y se vuelve a calentar. Expansionado: se obtiene al aumentar el volumen saturado sin darle calor.

Tabla de características del agua

Esta tabla nos da las características de agua en diversas condiciones de presión.

Humedad absoluta, humedad relativa y punto de rocío

Humedad absoluta: relación entre la masa del vapor y la masa del gas contenido en una determinada masa gaseosa. Humedad relativa: cociente entre la presión parcial del vapor en el aire y la presión de vapor saturado a la temperatura del gas. Punto de rocío: temperatura que alcanza la masa del gas húmedo en la saturación por enfriamiento a presión constante.

Calor sensible y calor latente

Calor sensible es el calor necesario para pasar agua de 0 a 100°C. Calor latente es el calor necesario para pasar agua líquida a vapor.

Título de vapor y calderas de vapor

El título de vapor es el número de kg de vapor seco por cada kg de vapor húmedo. Calor total = calor sensible + calor latente. Las calderas de vapor son equipos para producir vapor calentando agua líquida y produciendo vapor saturado.

Tipos de calderas

Pirotubulares

Los gases de la combustión discurren por el interior de unos tubos sumergidos en la masa. Todo el conjunto de tubos y agua se encuentra rodeado por una carcasa exterior. Los gases circulan por los tubos al tiempo que la parte del agua más próxima a los tubos se vaporiza.

Ventajas:

• Capacidad de aguantar fluctuaciones de carga y grandes produciéndose solo ligeras variaciones en la presión debido a la gran cantidad de agua almacenada.
• Bajo coste inicial, bajo coste de mantenimiento, simplicidad de instalación.

Inconvenientes:

• Limitación en tamaño por resistencia de la carcasa, tensiones térmicas y peligro de explosión.

Acuotubulares

Tubos de pequeño diámetro por los que circula agua y quedan envueltos exteriormente por las llamas del hogar. Los tubos tienen una pequeña inclinación para la circulación de agua y el desprendimiento de vapor.

Ventajas:

• Pueden variar desde pequeñas vaporizaciones hasta grandes.
• Funcionan en condiciones supercríticas del vapor, funcionan a presiones de 64 kg/cm2 y temperaturas inferiores a los 450°C.

Ventiladores y chimeneas

Los ventiladores pueden usarse como aspiradores para extraer los gases de hogar o como impulsores; los primeros producen una depresión en el interior del hogar y los segundos, por el contrario, una sobrepresión. Las chimeneas expulsan los productos de la combustión de la caldera y su altura varía según las características de la caldera.

Economizadores y recuperadores

Los economizadores son cambiadores de calor que toman calor de los humos antes de la salida de estos y lo ceden al agua de alimentación. Los recuperadores son cambiadores de calor que aprovechan una cierta cantidad de calor contenido en los humos para calentar el aire utilizado en la combustión, aumentando así la temperatura del hogar y produciendo más cantidad de vapor.

Instrumentos medidores y manuales

Los instrumentos medidores incluyen válvulas de seguridad, manómetros e indicadores de nivel. Los manuales incluyen el manual de instrucciones del equipo de combustión y del tratamiento del agua.

Causas de rotura o explosión de una caldera

Corrosiones o incrustaciones, agarrotamiento de las válvulas de seguridad.

Tiros de una caldera

Existen dos tipos de tiro: el tiro natural, obtenido por el diseño de la caldera al aprovechar el fenómeno físico de que los gases calientes, por su menor densidad, tienden a desplazarse hacia arriba dentro de la atmósfera; y el tiro forzado, obtenido a través de un medio mecánico como un ventilador de vapor en la chimenea.

Hogares en depresión, en sobrepresión y equilibrados

Los hogares en depresión son aquellos en los que la presión en el hogar es inferior a la presión atmosférica. Los hogares en sobrepresión son aquellos en los que la presión atmosférica es ligeramente inferior a la presión atmosférica. Los hogares equilibrados son aquellos en los que el hogar permanece a la presión atmosférica o ligeramente inferior.

Tratamiento del agua de alimentación de la caldera

El agua que se introduce en la caldera, para ser convertida en vapor, recibe el nombre de alimentación. Se deben tratar aspectos como la dureza, la alcalinidad total, la turbidez y el pH del agua.

Descalcificadores y desmineralizadores

Los descalcificadores son aparatos que transforman el agua dura en blanda, permitiendo sustituir los iones minerales incrustantes por iones solubles en el agua. Los desmineralizadores eliminan las sales que existen en el agua mediante columnas llenas de resinas plásticas que tienen la propiedad de absorber tanto los aniones como los cationes, dejando un agua prácticamente pura.