Cálculo y diseño de un generador de vapor de 1000kg/h

RESUMEN DEL PROYECTO
• GENERALIDADES
Todo sucede gracias a la energía; sin ella no habría vida en la tierra. Todos los tipos de energía se pueden transformar en otros, lo cual implica siempre un trabajo.
Una caldera de vapor es un recipiente a presión en el cual se produce la vaporización de una masa de agua a alta temperatura a través de una aportación de calor. El gran incremento de volumenque se produce en el cambio de estado junto a la presión de trabajo y la temperatura, hacen que presenten una apreciable peligrosidad hacia personas y bienes.
Un generador de vapor es el conjunto o sistema formado por una caldera y sus accesorios. Funciona mediante la transferencia de calor, producido generalmente al quemarse un combustible que circula dentro del recipiente metálico.
Lascalderas de vapor, son máquinas muy peligrosas cuando no son supervisadas cercanamente, es por eso que el control automático debe ser muy confiable y se debe tener un conocimiento real del equipo.
En las calderas pirotubulares es el gas caliente producto de la combustión el que viaja por unos tubos, calentando el agua de la cámara y transformándola a estado gaseoso. El vapor es acumulado y dirigido poruna cámara superior. El calor de la combustión es aprovechado al hacer circular el gas caliente por varios tubos de diámetro pequeño, pues se genera una mayor superficie de calefacción y una distribución más uniforme del calor en la masa de agua.
• CALIDAD DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN
El sistema de generación de vapor debe ser alimentado con agua debidamente tratada y purificada para evitar que lasimpurezas se acumulen en la caldera, dañando a largo plazo el sistema.
Para todas las calderas de vapor se considerará imprescindible la adopción de un tratamiento de agua eficiente, según las Normas UNE-EN 12953-10 y 12952-12 que asegure la calidad de la misma, así como de un régimen adecuado de controles, purgas y extracciones.
• OBJETO DEL PROYECTO
Se presenta este proyecto con el objetode describir el diseño y fabricación de la totalidad de los componentes que forman parte en el ensamblaje de una caldera pirotubular de hogar interior liso. Así mismo se establecerá la justificación de cálculos de las partes a presión de una caldera de vapor para una producción de 1.000 kg/h a una presión de diseño de 9 kg/cm2, entendiendo como presión máxima de servicio de 8 kg/cm2.
Según lareglamentación vigente, la caldera se clasifica dentro de la categoría de Clase primera, anteriormente llamada categoría C.
Con todas las indicaciones contempladas anteriormente, este proyecto pretende establecer las condiciones de trabajo necesarias, recorriendo todos aquellos puntos que influyen directamente en el proceso de fabricación de un generador de vapor con las condiciones siguientes:
•Producción de 1.000 kg/h de vapor.
• Presión de diseño de 9 kg/cm2.
• Presión de servicio de 8 kg/cm2.
• Calefacción con un tubo hogar liso.
• Circulación de gases en dos pasos con inversión de llama.
• Tubos múltiples de humo (pirotubular).
La secuencia establecida desde la manufactura del material, hasta su total terminación, se llevará a cabo en óptimas condiciones en una nave preparada alefecto de no más de 600 m2.
Concretamente el generador objeto del proyecto, se construirá en SAINMO (Servicios Auxiliares de Ingeniería y Montajes), en la localidad de Sabiñánigo (Huesca), que cuenta con una plantilla de 15 trabajadores, de los cuales 4 de ellos se dedican exclusivamente a la construcción de calderas de vapor.
• DESCRIPCIÓN DE LA CALDERA
La caldera objeto de este proyecto esde conformación pirotubular horizontal, de hogar interior liso, de dos pasos de gases con inversión de llama, de ubicación fija y vigilancia indirecta.
El cuerpo de la caldera está constituido por una envolvente cilíndrica de chapa de acero, cerrada en sus extremos por dos placas planas soldadas a la envolvente.
Interiormente posee un hogar cilíndrico, liso, que comunica por el extremo opuesto...