Generadores de vapor y calderas

Laboratorio de Ingeniería de Alimentos II Práctica No. 2

GENERADORES DE VAPOR Y CALDERAS

RESUMEN

Esta práctica consistió en identificar los sistemas generadores de vapor asistiendo al área donde se ubica una de las calderas de la universidad que suministra agua caliente y vapor tanto a diferentes sectores de la Universidad de las Américas. El fin de conocer estosequipos es identificar las características bajo las cuales es necesario que operen, tales como el flujo de agua, la presión, el tratamiento previo del agua debido al alto contenido de sales, entre otras. Además de identificar dichas características, también se explicó el funcionamiento de la caldera. Se realizó una búsqueda bibliográfica de los diferentes tipos de calderas que existen en la industria,identificando sus usos y condiciones de operación. Pudo observarse que los tipos de calderas dependen de variables como diseño, potencia y condiciones de operación. La importancia de las calderas reside en que son los equipos encargados de generar el vapor requerido para el funcionamiento de otros equipos.

INTRODUCCIÓN

Las calderas o generadores de vapor son instalaciones industriales que,aplicando el calor de un combustible sólido, líquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en la industria.
Hasta principios del siglo XIX se usaron calderas para teñir ropas, producir vapor para limpieza. Fueta Dionisio Papin quien creó una pequeña caldera llamada “marmita”. Se usó vapor para intentar mover la primera máquina de homónima; la cual, no funcionaba durante mucho tiempoya que utilizaban vapor húmedo (de baja temperatura) y al calentarse ésta dejaba de producir trabajo útil.
La máquina elemental de vapor fue inventada por Dionisio Papin en 1769 y desarrollada posteriormente por James Watt en 1776.

Inicialmente fueron empleadas como máquinas para accionar bombas de agua, de cilindros verticales. Esta máquina fue la impulsora de la revoluciónindustrial, quel comenzó en ese siglo y continúa en el nuestro.
Máquinas alternativas de variada construcción han sido usadas durante muchos años como agente motor, pero han ido perdiendo gradualmente terreno frente a las turbinas. Entre sus desventajas encontramos la baja velocidad y el mayor peso por kW de potencia; así como la necesidad de un mayor espacio para su instalación einadaptabilidad para usar vapor a alta temperatura.
Dentro de los diferentes tipos de calderas se han construido calderas para tracción, utilizadas en locomotoras para trenes tanto de carga como de pasajeros.

Las calderas de vapor, básicamente constan de 2 partes:

1. Cámara de Agua.

Este es el espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera. El nivel de agua se fija en su fabricación,de tal manera que sobrepase en unos 15 cm a los tubos o conductos de humo superiores.
Con esto, a toda caldera le corresponde una cierta capacidad de agua; lo cual, forma la cámara de agua.
Según la razón que existe entre la capacidad de la cámara de agua y la superficie de calefacción, se distinguen calderas de gran volumen, mediano y pequeño volumen de agua.

2. Cámara de VaporEs el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera. En ella debe separarse el vapor del agua que lleve una suspensión. Cuanto más variable sea el consumo de vapor, mayor será el volumen de esta cámara; de manera que aumente también la distancia entre el nivel del agua y la toma de vapor.

Tipos de calderas:

• Calderas Sencillas

Estas calderas se componen de un cilindrode planchas de acero con fondos combados. En la parte superior se instala una cúpula cilíndrica llamada domo, donde se encuentra el vapor más seco de la caldera, que se conduce por cañerías a las máquinas.

• Calderas con Hervidores

Este tipo de calderas surgieron bajo la necesidad de producir mayor cantidad de vapor. Los hervidores son unos tubos que se montan bajo el cuerpo cilíndrico...