Aproximación a la evaluación de caldera de un hospital

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Sistema de generación de vapor en el HUV




Resumen—En el trabajo presentado a continuación, se muestra el desarrollo y los resultados obtenidos a partir del análisis realizado al proceso termodinámico efectuado en las calderas del hospital universitario del Valle. Este análisis, tuvo como principal objetivo el afianzar los conocimientos de los mismos dentro del hospital y análisisdel sistema de generación de vapor en pro de la eficiencia para otros sistemas.



Índice de Términos—



INTRODUCCIÓN

Para cualquier hospital es importante contar con un buen sistema de generación de vapor. En nuestro caso, el Hospital Universitario del Valle cuenta con un sistema de generación de vapor q consta de una caldera y una autoclave.
 En este trabajo daremos prioridad al análisis de una de las calderas, realizando un detallado análisis de su funcionamiento abarcando su estructura, las áreas del hospital que se benefician del vapor producido por esta, las diferencias entre los tipos de combustibles que utilizan en cuanto a eficiencia, poder calorífico y rendimiento energético.
Se mostrara, además como todos los procesos dentro del hospital se ven afectados,directa e indirectamente por el proceso de las calderas, por lo cual se entrara a analizar el ciclo de vapor para el cual puede ser empleado para distintas funciones, como lavandería, restaurante, esterilización de materiales, y hasta procesos generales como la generación de energía para el hospital.
Uno de los procesos fundamentales dentro de un hospital es la autoclave, el  es un aparatohermético que permite la relación de vapor húmedo bajo presión, a temperaturas superiores al punto de ebullición del agua. Este proceso es muy importante ya que permite la eliminación completa de toda forma de vida microbiana.

2. MARCO TEORICO


2.1 Caldera


2.1.1 Definición: Dispositivo o maquina de ingeniería  diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de unatransferencia de calor a presión constante en el cual un fluido, principalmente agua,  cambia de estado liquido a gaseoso al someterse a altas temperaturas. Se puede decir, además, que las calderas son tipos de  intercambiadores de calor, construidos por acero laminado, de tal forma que sean capaces de soportar grandes temperaturas.

Existen muchos tipos de calderas, pero en este caso el hospital cuentacon una caldera de tipo pirotubular, a continuación se describirá este tipo de calderas:

Calderas Pirotubulares (tubos de humo):
Son aquellas en las que los gases de la combustión circulan a través de tubos que están rodeados por agua. es decir funcionan como un dispositivo de transmisión de calor, en donde los gases de la combustión ceden  su calor al agua. Además se puede decir que estetipo de calderas son de alta presión, debido a que operan a presión superior a 1 bar. Este tipo de calderas tienen una serie de ventajas que radican en su tamaño, ya que  son más pequeñas pero conservan la misma capacidad de transporte de calor, debido a que en estas se aumenta la densidad del vapor con la presión. Esto facilita la operación cuando las maquinas consumidoras de este vapor seencuentran  a una  distancia  considerable de la caldera
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Figura No.1 Esquema caldera pirotubular


2.1.2 Ciclo Rankine: Ciclo ideal para los ciclos de potencia de vapor

Es un proceso ideal, porque no incluye ninguna irreversibilidad interna. Presenta 4 procesos:
• 1-2: Compresión isoentrópica en una bomba.
• 2-3: Adición de calor a presión constante en una caldera.
•3-4: Expansión isoentrópica en una turbina.
• 4-1: Rechazo de calor a presión constante en un condensador.
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Figura No.2 Ciclo Rankine ideal simple

• El agua entra en la bomba en el estado 1 como líquido saturado y se condensa isentrópicamente hasta la presión de operación de la caldera. La temperatura del agua aumenta un poco durante este proceso de compresión iséntropica...