Clasificación y Funcionamiento Detallado de Calderas Pirotubulares y Acuotubulares

Características y Estructura de las Calderas Pirotubulares

Las calderas piro-tubulares (o humotubulares) se caracterizan porque los gases calientes procedentes de la combustión pasan por el interior de unos tubos, cediendo su calor a una masa de agua que los rodea.

Esta caldera básicamente consiste en un cilindro con tres zonas:

1. El hogar: La zona inferior, donde se quema el combustible. La parte baja del hogar se suele denominar cenicero.
2. Circuito de gases: De la caja de humos arrancan unos tubos horizontales por los que circulan los gases calientes, para finalmente salir por la chimenea tras completar el circuito.
3. Zona de calentamiento: La tercera zona está situada encima del hogar, y en ella los tubos de humos están rodeados de la masa de agua a la cual calientan.

Calderas Acuotubulares

Calderas Acuotubulares Compactas

Estas calderas se caracterizan por:

• Son de baja producción de vapor, aunque pueden alcanzar presiones altas.
• Requieren un espacio menor de instalación para una misma superficie de calefacción.
• Presentan un peso más reducido, lo cual facilita su transporte e instalación.
• Poseen un reducido volumen de agua y un pequeño poder acumulativo. Para subsanar esto, se incorporan varios tambores colectores.
• Si se quema más combustible, aumenta el número de tubos que actúan como elevadores, con la correspondiente disminución de los tubos de bajada.

Todas estas calderas tienen en común que el espacio del hogar está limitado por superficies refrigerantes calentadas por radiación, las cuales son mucho más eficaces que las superficies de calefacción por convección.

Estructura General de las Calderas Acuotubulares

En las calderas acuotubulares, de forma global, también podemos distinguir tres zonas principales:

1. El hogar o cámara de combustión.
2. La zona de agua y vapor: Formada por los distintos tubos y colectores por donde circulan el agua y el vapor.
3. Conductos de gases: Incluyen la doble envuelta para el aire de entrada y la caja de humos.

Control Operacional de Plantas Generadoras de Vapor

El control de las plantas generadoras de vapor exige la regulación de varios parámetros clave: las calorías cedidas por los gases de escape, el caudal del combustible a quemar y el nivel de agua en el calderín o colector de vapor.

Los métodos de regulación incluyen:

1. Mediante bypass de los gases de escape.
2. Variando la superficie efectiva de intercambio de calor.
3. Variando la presión de trabajo del vapor.
4. Variando la temperatura del agua de circulación.
5. Variando el caudal del agua de circulación.
6. Condensando el exceso de vapor en un condensador auxiliar.

Clasificación de Calderas Industriales

B. Según la Transmisión de Calor

• Calderas de convección.
• Calderas de radiación.
• Calderas de radiación y convección.

C. Según el Combustible Utilizado

• Calderas de carbón (parrilla mecánica, carbón pulverizado y lecho fluidificado).
• Calderas de combustibles líquidos.
• Calderas de combustibles gaseosos.
• Calderas para combustibles especiales (licor negro, bagazo, desperdicios de maderas, combustibles vegetales, etc.).
• Calderas de recuperación de calor de gases (con o sin post combustión).

D. Según el Tipo de Tiro

• Calderas de hogar presurizado.
• Calderas de hogar equilibrado.

E. Según el Sistema de Soporte

• Calderas apoyadas.
• Calderas suspendidas.

F. Según el Lugar de Montaje

• Calderas montadas en taller.
• Calderas montadas en campo.

G. Según su Implantación

• Calderas terrestres.
• Calderas marinas.

H. Según su Ubicación

• Calderas a la intemperie (outdoor).
• Calderas protegidas contra intemperie (indoor).

I. Según su Operación

• Calderas automáticas.
• Calderas semiautomáticas (automáticas de encendido manual).
• Calderas de operación manual.

J. Según la Presión de Trabajo

• Calderas subcríticas:
  • De baja presión: p ≤ 20 kg/cm²
  • De media presión: 20 ≤ p ≤ 64 kg/cm²
  • De alta presión: p ≥ 64 kg/cm²
• Calderas supercríticas.

K. Según el Medio de Transporte del Calor

• Calderas de vapor.
• Calderas de agua caliente.
• Calderas de agua sobrecalentada.