Conocimientos comunes Calderas y quemadores
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tipos de calderas: 1ªsegun fluidocaloportador:calderade agua caliente.cuandoelmedio de transporte del calor es agua a una temperatra maxima de 110·c-caldera de agua sobre calentada.cuando el agua esta a mas de 110·c-calderas de vapor.si el medio de transporte del clor es por vapor.-caldera de fluido termico.cuando el medio de tranorte es un fluido diferente del agua(aceite,aire...) segun combustible empleado.-calderas para combustibles solidos (carbon,leña)-calderas paracombustibles liquido(gasoleo,fuel)-calderas agas-calderas policombustibles -calderaselectricassegun la disposicion de los fluidos.-calderas pirotubulares(cuando los humos circulan por el interior de los tubos.)tubos de humos-calderas acuotubulares(tubos de agua).cuando el agua circula por el interior de los tubos. segun su colocacion calderas de pie .calderas murales .segunla presion en el ogar.-calderas atmosfericas.-calderas de presion. -calderas presurizadas. segun el material de fabricacion calderas de fundicion calderas de chapa de acero segun su rendimiento --calderaestandar.definida como (la caldera cuya temperatura media de funcionamientopuede limitarse apartir de su diseño -calderas de baja temperatura.una caldera que puede funcionar continuamente con una temperatura de agua de alimentacion de 35a40·c y que en determinadas circunstancias puede producir condensacion,se incluyen las calderas de condensacion que utilizan combustibles liquidos.-caldera de gas de condensacion.una caldera diseñada para poder condensar de forma permanente una parte importante de los vapores de agua contenidos en los gases de combustion. -calderas de alto rendimiento las calderas de baja temperatura y de condensacion son denominadas de alto rendimiento en cualquier caso son aparatos que trabajan bajo presion y en su fabricacion deberan cumplir el reglamento de aparatos de presion y los requisitos de seguridad.caldera presurizada de chapa de acero para combustibles liquidos. son de tipo pirotubular son las mas empleadas. el hogar es el espacio donde se produce la combustion suele tener forma cilindrica soportada en sus estremos por la placa tubular trasera y la placa tubular delantera del hogar alas que se sueldan los tubos de humos por cuyo interior circulan los gases de la combustion.para mejorar la tranmision de calor en el interior de los tubos se colocan unas barras de acero con forma de espiral denominados turbuladores o retenedores que crean una turbulencia en los humos aumentando el coeficiente de trans mision por conveccion- existen dos tipos de hogar liso y ondulado. partes importantes de estas calderas -tubo de humos.los gases de la combustion abandonan la camra del hogar por el interior de un haz tubular en uno de los recorridos(llamados pasos) a lo largo de la caldera a traves de las apropiadas cajas de humos para cambiar su sentido de circulacion -cajas de humos.tiene por mision recolectar los gases de la combustion procedentes del haz tubular y reconducilos al siguiente o a la chimenea para su expulsion a la atmosfera. las cajas de humos disponen de una puerta frontal al haz para permitir su limpieza,asi como la sustitucion de los tubos.-puertas de registro:todas las partes de una caldera,tanto por el lado de humos como del agua,deben ser accesibles para su inspeccion,limpieza y reparacion.segun el tamaño de estas puertas se distinguen con la siguiente denominacion:boca de hombre de diametro superior a 420 cm agujeros de cabeza de diametro superior a 320mm agujero de mano diametro superior a 100mm. ademas para efectuar una inspeccion fundamentalmente de la llama existe una mirilla en la parte frontal o en la puerta de la caldera con una aberturade un minimo de 50mm -potencia termica.rendimiento debemos diferenciar entre la potencia nominal y la potencia util. - la potencia nominal es la cantidad de calor por unidad de tiempo pe se produce en la caldera en el proceso de combustion que tambien se denomina potencia consumida y es la que suministra el combustible. es igual al producto del caudal de combustible (en kg /s o en Nm3/s segun se trate de combustible solido liquido o gaseoso)por su poder calorifico Inferior(KJ /Kg o KJ /Nm3 res pectivamente). la potencia util es igual al produto del caudal masico del fluido portador agua habitual mente en Kg /s por su calor especifico (KJ /Kg ·K)y por el diferencial de temperatura entre salida y entrada del fluido portador. Mide portanto el calor realmente aprovechado. La diferenciaentre esas dos potencias seran las perdidas que se producen en la caldera.Estas son de tres tipos:perdida por calor sensibleen los humos , perdidas por inquemados y perdidas por radiacion y conveccion.Las dos primeras corresponden al proceso de la combustion. Las perdidas por radiacion y conveccion son aquellas que se producen hacia el aire ambiente de la sala de calderas.Como cualquier otra maquina,elrendimiento de una caldera es la relaccion entre la potencia util y la potencia consumida(la potencia nominal que hemos llamado en este caso) espresandose:
presion de trabajo:aquella a la que estara sometida la caldera en la instalacion
presion de diseño: la tomada como base para el calculo de la resistencia mecanica de los materiales constitutivos de la caldrea
presion de timbre:es la maxima de trabajo y a la que se regulara la valvula de seguridad.esta presion figurara en la placa identificativa del ministerio de industria. normalmente es 1,5 veces la de trabajo
Elementos de seguridad: son aquellos que protegeran el funcionamiento de la caldera impidiendo que pueda existir peligro para ls personas o los bienes. Toda caldera de agua caliente debera tener como minimo tres elementos de seguridad:valvula de seguridad , termostato de seguridad , vaso de expansion
Termostato de seguridad:Su tarado sula venir de fabrica y son de rearme manual. su conexionado es en serie conel termostato de trabajo, de tal forma que si la temperatura sobrepasa el valor del tarado el quemador permanecera parado hasta que no se rearme el termostato de seguridad.
Valvula de seguridad: realizara la conexion del circuito de aua de la caldera con la atmosfera si se sobrepasa su presion de tarado que debera corresponder con la presion de timbre de la caldera. El cierre de la valvula suele hacerse mediante la oresion ejercida por un muelle, que obtura el paso del agua si la presion dentro del circuito es inferior a la ejercida por el muelle. " es de especial importancia que no exita ningun elemento de corte ( valvula o cualquier otro) que pueda interrumpir la conexion entre la caldera y la valvula de seguridad porque si existiera podria dejar la caldera sin proteccion.la descarga ira a un desagüe pero sin ocultar la salida para ver si gotea.
Vaso de expansion: Tambien llamado deposito de expansion su mision es absorber las dilataciones producidas en el agua con tenida en la caldera y resto de la instalacion por efecto del aumento de la temperatura y evitar que se originen sobre oresiones peligrosas no debe haber ningun elemento de corte entre la caldera y el vaso de expansion escepto cuando haya varias caldera conectadas a un solo vaso de expansion.
QUEMADORES:
Existen tres tipos de quemadores: Quemadores de una llama- o de un solo escalon . su regulacion es todo o nada se utiliza para pequeños quemadores hasta una potencia de 70 KW.Quemadores de dos llamas.o dos escalones. la rgulacion que puede efectuarse es todo-parte-nada segun funcionen una o dos boquillas o segun la presion suministrada por el regulador de la bomba "Debe utilizarse para potencias superiores a 70KW" Quemadores de tres llamas. o de tres escalones .Cuando dispone de tres escalones de potencia Todo-mucho- poco -nada. Quemadores modulantes:para potencias del generador superiores a 800KW. La potencia se puede regular de forma continua, desde un minimo indispensable para su funcionamiento y el 100% o maxima potencia.
Quemadores de combustibles liquidos: o de pulverizacion mecanica .Cualquier quemador de estos tiene tres circuitos:-hidraulico_neumatico_electrico
Componentes de estos circuitos:
Bomba de combustible: Que es del tipo de engranages y cumple una doble mision, aspirar el combustible des de el deposito y suministra la presion suficiente para la pulverizacion del combustible en la boquilla para realizar una combustion perfecta. Boquilla:tmbien llamado,chicler,tobera,inyector. Este es el ultimo elemento del cicuito hidraulico.se puede considerar parte del cabezal de combustion. Ventilador: Su mision es aportar la cantidad de aire necesario para la combustion,enfuncion del caudal de combustble.Es del tipo centrifugo pa vencer las perdidas de carga en el hogar de la caldera y en la chimenea y en el propio quemador,su ejees accionado por el motor,escepto en los grandes quemadores. Motor: su eje arrastra la boba y generalmente el ventilador la tension de utilizacion puede ser mono fasica o trifasica. Clapeta de Aire: Es la compuerta para regular el caudal de aire que se introduce en el circuito neumatico por la accion del ventilador,aveces es accionado por un piston hidraulico. Progrmador: o caja de control: realiza las funciones de automatismo del quemador,para la secuencia de puesta en marcha,vigilancia de la continuidad de la combustion y de la seguridad de su funcionamiento. Cabezal de combustion: Es la parte del quemador donde se realiza la mezcla de combustible+aire y se inicia la combustion,estecomponente tiene varios elementos:
Cono de llama: Su situacion relativa respecto al disco estabilizador variara las condiciones de turbulencia de la mezcla,frenando y comprimiendo el aire permitiendo una combustion perfecta con una llama estable. Disco Estbilizador: Tiene por mision darle un mobimiento giratorio al aire en el sentido inverso que tiene el combustible al salir por la boquilla,para asegurar una buena mezcla entre ambos.Asi mismo crea una diferencia de presiones entre sus caras para evitar los retornos de las llamas y la formacion de una combustion con pulsaciones. Electrodos de encendido: Son dos varillas de acero,aisladas sobre un soporte de porcelana.alimentados en alta tension(10KV) por el transformador de alta sirven para con la chispa en cender la mezcla van soportados por el porta electrodos pa ra guardar la distancia adecuada. Transformador de de encendido o alta: sirve para generar una alta tension para que salte el arco electrico entre lo electrodos Electro valvula: El control de paso de combustible a presion hacia la boquilla se realiza general mente con una electrovalvula de dos vias que sin tension permanecera cerrada,(denominada normalmente cerrada) cuando aplicamos tension se crea un campo magnetico que atrae un vastago metalico abriendo el paso. Fotocelula,o,celula foto electrica:Generalmente es una resitencia electrica sensible a la luz su funcion es detectar si hay combustion o rescoldos candentes. Progrmador,Caja de control o Centralita : componente que realiza el funcionamiento automatico del quemador. La mision principal es la puesta en marcha o paro en fun cion de la demanda,indicada por el termostato de trabajo vigilando en todo momento la seguridad del sistema ( Realiza las siguietes tareas ).Conectar la alimentacion del quemador para hacer girar la bomba y el ventilador._Dar tension al transformador de encendido para que salte la chispa entre los electrodos_,Dar tension a la electrovalvula para su apertura,_vigilar el proceso de encendido_En caso de producirse alguna anomalia durante el encendido,o plen marcha para el funcionamienta de quemador"interrumpiendo el paso de combustible,parando el motor) Fases de la caja de control: fase1ª: prebarrido cuando el termostato de trabajo se cierra porque se demanda calor,se pone en marcha el motor y entra aire en el hogar para limpiar de gases de la anterior combustion,con el motor tambien se pone en marcha la bomna pero al estar la electrovalvula cerrada este no pasa hacia la boquilla. En esta fase tambien se puede conectar el tranformador de encendido,con lo que empieza a saltar la chispa entre los electrodos "la fase es de 15seg aprox Fase2ª: Encendido: El programador envia tension a la electrovavula para abrirla a partir de ese instante sale combustible pulverizado por la boquilla se mezcla con el aire y la chispa lo enciende. Fase3ª Seguridad.Mediante la informacion recibida por la foto celula el programador detecta si se ha producido la combustion y si asi es ,desconecta el tranformador y continua su funcionamiento con el motor en marcha y la electrovalvula abierta hasta que el termostato de trabajo llegue a la temperatura establecida de corte en cuyo momento se para el quemador,cerrandose la electrovalvula y parando el motor Otras seguridades: ademas de la secuencia de arranque y paro el programador controla otras anomalias de funcionamiento como son: luz parasita,extincion de la llama,falta de tension. formulas: caudal nominal: Caudal de combustible(Kg /h)=
presion de trabajo:aquella a la que estara sometida la caldera en la instalacion
presion de diseño: la tomada como base para el calculo de la resistencia mecanica de los materiales constitutivos de la caldrea
presion de timbre:es la maxima de trabajo y a la que se regulara la valvula de seguridad.esta presion figurara en la placa identificativa del ministerio de industria. normalmente es 1,5 veces la de trabajo
Elementos de seguridad: son aquellos que protegeran el funcionamiento de la caldera impidiendo que pueda existir peligro para ls personas o los bienes. Toda caldera de agua caliente debera tener como minimo tres elementos de seguridad:valvula de seguridad , termostato de seguridad , vaso de expansion
Termostato de seguridad:Su tarado sula venir de fabrica y son de rearme manual. su conexionado es en serie conel termostato de trabajo, de tal forma que si la temperatura sobrepasa el valor del tarado el quemador permanecera parado hasta que no se rearme el termostato de seguridad.
Valvula de seguridad: realizara la conexion del circuito de aua de la caldera con la atmosfera si se sobrepasa su presion de tarado que debera corresponder con la presion de timbre de la caldera. El cierre de la valvula suele hacerse mediante la oresion ejercida por un muelle, que obtura el paso del agua si la presion dentro del circuito es inferior a la ejercida por el muelle. " es de especial importancia que no exita ningun elemento de corte ( valvula o cualquier otro) que pueda interrumpir la conexion entre la caldera y la valvula de seguridad porque si existiera podria dejar la caldera sin proteccion.la descarga ira a un desagüe pero sin ocultar la salida para ver si gotea.
Vaso de expansion: Tambien llamado deposito de expansion su mision es absorber las dilataciones producidas en el agua con tenida en la caldera y resto de la instalacion por efecto del aumento de la temperatura y evitar que se originen sobre oresiones peligrosas no debe haber ningun elemento de corte entre la caldera y el vaso de expansion escepto cuando haya varias caldera conectadas a un solo vaso de expansion.
QUEMADORES:
Existen tres tipos de quemadores: Quemadores de una llama- o de un solo escalon . su regulacion es todo o nada se utiliza para pequeños quemadores hasta una potencia de 70 KW.Quemadores de dos llamas.o dos escalones. la rgulacion que puede efectuarse es todo-parte-nada segun funcionen una o dos boquillas o segun la presion suministrada por el regulador de la bomba "Debe utilizarse para potencias superiores a 70KW" Quemadores de tres llamas. o de tres escalones .Cuando dispone de tres escalones de potencia Todo-mucho- poco -nada. Quemadores modulantes:para potencias del generador superiores a 800KW. La potencia se puede regular de forma continua, desde un minimo indispensable para su funcionamiento y el 100% o maxima potencia.
Quemadores de combustibles liquidos: o de pulverizacion mecanica .Cualquier quemador de estos tiene tres circuitos:-hidraulico_neumatico_electrico
Componentes de estos circuitos:
Bomba de combustible: Que es del tipo de engranages y cumple una doble mision, aspirar el combustible des de el deposito y suministra la presion suficiente para la pulverizacion del combustible en la boquilla para realizar una combustion perfecta. Boquilla:tmbien llamado,chicler,tobera,inyector. Este es el ultimo elemento del cicuito hidraulico.se puede considerar parte del cabezal de combustion. Ventilador: Su mision es aportar la cantidad de aire necesario para la combustion,enfuncion del caudal de combustble.Es del tipo centrifugo pa vencer las perdidas de carga en el hogar de la caldera y en la chimenea y en el propio quemador,su ejees accionado por el motor,escepto en los grandes quemadores. Motor: su eje arrastra la boba y generalmente el ventilador la tension de utilizacion puede ser mono fasica o trifasica. Clapeta de Aire: Es la compuerta para regular el caudal de aire que se introduce en el circuito neumatico por la accion del ventilador,aveces es accionado por un piston hidraulico. Progrmador: o caja de control: realiza las funciones de automatismo del quemador,para la secuencia de puesta en marcha,vigilancia de la continuidad de la combustion y de la seguridad de su funcionamiento. Cabezal de combustion: Es la parte del quemador donde se realiza la mezcla de combustible+aire y se inicia la combustion,estecomponente tiene varios elementos:
Cono de llama: Su situacion relativa respecto al disco estabilizador variara las condiciones de turbulencia de la mezcla,frenando y comprimiendo el aire permitiendo una combustion perfecta con una llama estable. Disco Estbilizador: Tiene por mision darle un mobimiento giratorio al aire en el sentido inverso que tiene el combustible al salir por la boquilla,para asegurar una buena mezcla entre ambos.Asi mismo crea una diferencia de presiones entre sus caras para evitar los retornos de las llamas y la formacion de una combustion con pulsaciones. Electrodos de encendido: Son dos varillas de acero,aisladas sobre un soporte de porcelana.alimentados en alta tension(10KV) por el transformador de alta sirven para con la chispa en cender la mezcla van soportados por el porta electrodos pa ra guardar la distancia adecuada. Transformador de de encendido o alta: sirve para generar una alta tension para que salte el arco electrico entre lo electrodos Electro valvula: El control de paso de combustible a presion hacia la boquilla se realiza general mente con una electrovalvula de dos vias que sin tension permanecera cerrada,(denominada normalmente cerrada) cuando aplicamos tension se crea un campo magnetico que atrae un vastago metalico abriendo el paso. Fotocelula,o,celula foto electrica:Generalmente es una resitencia electrica sensible a la luz su funcion es detectar si hay combustion o rescoldos candentes. Progrmador,Caja de control o Centralita : componente que realiza el funcionamiento automatico del quemador. La mision principal es la puesta en marcha o paro en fun cion de la demanda,indicada por el termostato de trabajo vigilando en todo momento la seguridad del sistema ( Realiza las siguietes tareas ).Conectar la alimentacion del quemador para hacer girar la bomba y el ventilador._Dar tension al transformador de encendido para que salte la chispa entre los electrodos_,Dar tension a la electrovalvula para su apertura,_vigilar el proceso de encendido_En caso de producirse alguna anomalia durante el encendido,o plen marcha para el funcionamienta de quemador"interrumpiendo el paso de combustible,parando el motor) Fases de la caja de control: fase1ª: prebarrido cuando el termostato de trabajo se cierra porque se demanda calor,se pone en marcha el motor y entra aire en el hogar para limpiar de gases de la anterior combustion,con el motor tambien se pone en marcha la bomna pero al estar la electrovalvula cerrada este no pasa hacia la boquilla. En esta fase tambien se puede conectar el tranformador de encendido,con lo que empieza a saltar la chispa entre los electrodos "la fase es de 15seg aprox Fase2ª: Encendido: El programador envia tension a la electrovavula para abrirla a partir de ese instante sale combustible pulverizado por la boquilla se mezcla con el aire y la chispa lo enciende. Fase3ª Seguridad.Mediante la informacion recibida por la foto celula el programador detecta si se ha producido la combustion y si asi es ,desconecta el tranformador y continua su funcionamiento con el motor en marcha y la electrovalvula abierta hasta que el termostato de trabajo llegue a la temperatura establecida de corte en cuyo momento se para el quemador,cerrandose la electrovalvula y parando el motor Otras seguridades: ademas de la secuencia de arranque y paro el programador controla otras anomalias de funcionamiento como son: luz parasita,extincion de la llama,falta de tension. formulas: caudal nominal: Caudal de combustible(Kg /h)=