Generador de vapor
Páginas: 5 (1205 palabras)
Publicado: 21 de febrero de 2011
1.1 GENERADOR DE VAPOR
Un generador de vapor es una máquina o dispositivo de ingeniería, donde la energía química, se transforma en energía térmica. Generalmente es utilizado en las turbinas de vapor para generar vapor, habitualmente vapor de agua, con energía suficiente como para hacer funcionar una turbina en un ciclo de Rankine modificado.
Los generadores de vapor se diferencian de lascalderas por ser mucho más grandes y complicados.
En ellos se efectúa le transferencia de calor (calor entregado Qe) desde la fuente caliente, constituida en este caso por los gases de combustión generados en el hogar (o en otra máquina*), al fluido de trabajo (vapor de agua).
Son entonces, esencialmente intercambiadores de calor de superficie, por lo cual en ellos la transferencia de calor debeefectuarse con el mejor rendimiento posible, compatible con los costos de la instalación. El esquema funcional se puede sintetizar de la siguiente manera:
Como sistema, se deben considerar las pérdidas, que en general se pueden considerar:
* Pérdidas por los gases de escape (Máximo de 13%)
* Evaporación del agua formada en la combustión (Hasta 4%)
* Pérdidas por deficiencias en elrendimiento de combustión (Hasta 0,2%)
* Pérdidas por radiación, fugas de calor en general (Hasta 2,5%)
Desde luego, estos valores son solamente indicativos y corresponden a valores de instalaciones comunes. En general, el valor porcentual de las pérdidas en general, y de cada tipo en particular, se trata de disminuir a medida que aumenta la escala de la generación de vapor; es decir que esde esperar que en los mayores generadores, correspondientes a las mayores potencias, las pérdidas totales lleguen casi a la mitad de los valores anteriores.
1.2 ELEMENTOS DE UN GENERADOR DE VAPOR
* Economizador
* Sobrecalentador
* Recalentador
* Precalentador de aire regenerativo
* Hogar (caldera)
1.3 HOGAR
Dado que los generadores de vapor son esencialmenteintercambiadores, y que el calor a transferir proviene de la energía del combustible, se puede inferir que el conjunto hogar-quemadores constituye el transductor primario de la energía en los procesos de generación eléctrica.
Por ello la gran influencia de este conjunto en el rendimiento global de una instalación. En primer término se debe considerar el rendimiento de combustión como larelación entre la fracción de energía realmente liberada en el proceso, y el total teórico disponible, que dá una idea del grado de aprovechamiento del combustible, para las condiciones de trabajo dadas.
Como se vio en el capítulo correspondiente a combustión, el factor que tiende a disminuir dicho rendimiento es el escaso tiempo disponible para el proceso.
Para controlar ese factor se debe aumentarel tiempo o “estadía” de los gases en el hogar, para lo cual se puede aumentar el recorrido de los gases aumentando las dimensiones, o bien, aumentar dicho recorrido sin aumentar las dimensiones físicas del hogar, pero modificando la circulación en forma de flujo helicoidal (hogares ciclónicos).
De esta forma se pueden utilizar combustibles residuales sin riesgo de emisiones peligrosas niproblemas operativos.
Los parámetros de diseño en general son:
1. Clase de combustible a utilizar
2. Cantidad de energía a transferir por unidad de tiempo (flujo)
3. Ritmo y porcentaje de variación de dicho flujo (capacidad de regulación)
4. Grado de recuperación térmica deseado.
El tipo de combustible no solamente determina la configuración fídisca de los quemadores y el hogar, sino quetambién determina el flujo de aire requerido, como por ejemplo:
* Carbón y combustibles sólidos en general: 20 a 30% de exceso de aire
* Combustibles líquidos: 15%
* Combustibles gaseosos: 10 a 15%
Donde se entiende por exceso toda cantidad por encima de los valores estequiométricos. El flujo de calor viene dado, a más de una constante, por el requerimiento de máxima...
Un generador de vapor es una máquina o dispositivo de ingeniería, donde la energía química, se transforma en energía térmica. Generalmente es utilizado en las turbinas de vapor para generar vapor, habitualmente vapor de agua, con energía suficiente como para hacer funcionar una turbina en un ciclo de Rankine modificado.
Los generadores de vapor se diferencian de lascalderas por ser mucho más grandes y complicados.
En ellos se efectúa le transferencia de calor (calor entregado Qe) desde la fuente caliente, constituida en este caso por los gases de combustión generados en el hogar (o en otra máquina*), al fluido de trabajo (vapor de agua).
Son entonces, esencialmente intercambiadores de calor de superficie, por lo cual en ellos la transferencia de calor debeefectuarse con el mejor rendimiento posible, compatible con los costos de la instalación. El esquema funcional se puede sintetizar de la siguiente manera:
Como sistema, se deben considerar las pérdidas, que en general se pueden considerar:
* Pérdidas por los gases de escape (Máximo de 13%)
* Evaporación del agua formada en la combustión (Hasta 4%)
* Pérdidas por deficiencias en elrendimiento de combustión (Hasta 0,2%)
* Pérdidas por radiación, fugas de calor en general (Hasta 2,5%)
Desde luego, estos valores son solamente indicativos y corresponden a valores de instalaciones comunes. En general, el valor porcentual de las pérdidas en general, y de cada tipo en particular, se trata de disminuir a medida que aumenta la escala de la generación de vapor; es decir que esde esperar que en los mayores generadores, correspondientes a las mayores potencias, las pérdidas totales lleguen casi a la mitad de los valores anteriores.
1.2 ELEMENTOS DE UN GENERADOR DE VAPOR
* Economizador
* Sobrecalentador
* Recalentador
* Precalentador de aire regenerativo
* Hogar (caldera)
1.3 HOGAR
Dado que los generadores de vapor son esencialmenteintercambiadores, y que el calor a transferir proviene de la energía del combustible, se puede inferir que el conjunto hogar-quemadores constituye el transductor primario de la energía en los procesos de generación eléctrica.
Por ello la gran influencia de este conjunto en el rendimiento global de una instalación. En primer término se debe considerar el rendimiento de combustión como larelación entre la fracción de energía realmente liberada en el proceso, y el total teórico disponible, que dá una idea del grado de aprovechamiento del combustible, para las condiciones de trabajo dadas.
Como se vio en el capítulo correspondiente a combustión, el factor que tiende a disminuir dicho rendimiento es el escaso tiempo disponible para el proceso.
Para controlar ese factor se debe aumentarel tiempo o “estadía” de los gases en el hogar, para lo cual se puede aumentar el recorrido de los gases aumentando las dimensiones, o bien, aumentar dicho recorrido sin aumentar las dimensiones físicas del hogar, pero modificando la circulación en forma de flujo helicoidal (hogares ciclónicos).
De esta forma se pueden utilizar combustibles residuales sin riesgo de emisiones peligrosas niproblemas operativos.
Los parámetros de diseño en general son:
1. Clase de combustible a utilizar
2. Cantidad de energía a transferir por unidad de tiempo (flujo)
3. Ritmo y porcentaje de variación de dicho flujo (capacidad de regulación)
4. Grado de recuperación térmica deseado.
El tipo de combustible no solamente determina la configuración fídisca de los quemadores y el hogar, sino quetambién determina el flujo de aire requerido, como por ejemplo:
* Carbón y combustibles sólidos en general: 20 a 30% de exceso de aire
* Combustibles líquidos: 15%
* Combustibles gaseosos: 10 a 15%
Donde se entiende por exceso toda cantidad por encima de los valores estequiométricos. El flujo de calor viene dado, a más de una constante, por el requerimiento de máxima...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.