Laboratorio de calderas

INTRODUCCIÓN

Una caldera de vapor es una unidad de proceso de gran importancia en todo tipo de industrias. En general, en una industria, el vapor se utiliza como:

- medio de calefacción directa o indirecta.
- materia prima.
- medio de obtención de energía eléctrica en procesos de cogeneración.

Controlar de forma eficaz las condiciones de operación de una caldera es una necesidad obviasi se tiene en cuenta que las condiciones de trabajo (presiones y temperaturas elevadas) constituyen la causa principal de peligros por riesgo de explosiones. También debe tenerse en cuenta el aspecto económico, considerando no sólo los costes de construcción, sino también los elevados costes de operación (grandes cantidades de combustibles quemados) y de mantenimiento relacionados con lascondiciones de operación ya mencionadas. La búsqueda de esas condiciones óptimas de operación y el control de las mismas no es una tarea sencilla, ya que una caldera de vapor es un sistema muy complejo en el que todas las variables están interrelacionadas. Además, la realización de pruebas de forma directa sobre una caldera es inviable, tanto desde el punto de vista técnico, (por los peligros derivadosde la manipulación de las condiciones de operación), como económico (tiempo y dinero necesario).

INFORME DE LABORATORIO # 1.
OPERACIÓN DE UNA CALDERA DE VAPOR

OBJETIVOS

• GENERAL
Estudiar la caldera como intercambiador de calor, su funcionamiento térmico y su rendimiento calórico.

• ESPECÍFICOS

1. Calcular la velocidad de salida del vapor.
2. Calcular el calor cedido por elcombustible, en la combustión y en el paso de los gases por el banco de tubos al fluido.
3. Calcular la eficiencia de la caldera.
4. Conocer el funcionamiento de una caldera del tipo Pirotubular.

MARCO TEÓRICO

COMBUSTION:

Oxidación rápida de una sustancia (combustible) acompañada por el calor

GENERADORES DE VAPOR:

Todo equipo que en virtud de la energía química de un combustible ouna reacción nuclear cambiar el estado de agregación de una sustancia de trabajo a un estado final de vapor saturado.

CALDERA

Una caldera es un equipo donde se realiza el proceso de generación de vapor,
mediante la transferencia de calor de los gases de combustión hacia un
fluido a través de superficies de calentamiento generalmente cilíndricas
(tubos y tanques).

Si el fluido querecibe el calor es agua entonces hablamos de las “calderas
de vapor de agua”. Otras calderas manejan otro tipo de fluido en lugar de
agua, como por ejemplo el Dowtherm y son las llamadas “Calderas de aceite
térmico”. En las primeras, las más usadas, el agua” líquida comprimida impulsada por
la bomba del “agua de alimentación” entra a la caldera a una temperatura
ambiente en algunos casos, o auna temperatura superior a esta, si proviene
de un “tanque de condensados” (Tanque donde llega y se almacenan
los “condensados” de la planta).

En el interior de la caldera el agua va ganando calor y por lo tanto va
incrementando su entalpía de líquido y su temperatura hasta alcanzar su
temperatura de saturación.

La temperatura a la cual se produce la ebullición depende de la presión delvapor, ajustada mediante el presóstato (suiche de presión de vapor) a un
valor requerido por el proceso donde se aplicará el vapor.

En el proceso de evaporación la caldera el agua gana un calor latente de
vaporización por unidad de masa (KJ/Kg), hfg. La
definimos como la cantidad de calor necesario para vaporizar una unidad de
masa de líquido a una temperatura constante, temperatura llamadade
saturación, fijada por la presión constante ajustada por control de presión
(presóstato), la cual, solo varía según el diferencial ajustado en dicho
control. A esta presión de saturación ocurre la evaporación de forma
continua en tanto la demanda (consumo del vapor que sale de la caldera) así
los requiera.

El vapor generado se denomina vapor saturado porque proviene del líquido...