Balances Caldera

UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA LABORATORIO DE BALANCES Y TERMODINAMICA
GENERADOR DE VAPOR
I. OBJETIVOS: • Conocer las partes de un generador de vapor, sus usos y clasificación. • Operar el equipo del laboratorio y calcular el exceso de aire suministrado a la caldera, a partir balances de materia y energía.

de los

II. INTRODUCCION: A) Antecedentes Las necesidades energéticas de los procesosindustriales son cubiertas, en su mayor parte, mediante vapor de agua. E1 inicio de la Era Industrial se fincó en el uso masivo del vapor, mismo que hasta hoy no ha decaído. Ya sea que se necesite calentar, aumentar presión, generar energía eléctrica o mover equipos, se usa el vapor. B) Definición E1 generador de vapor o caldera, como su nombre lo indica, es un equipo que produce vapor para suutilización en la planta industrial, mediante la evaporación de agua y utilizando como fuente de calor algún combustible. C) Clasificación Los generadores de vapor industriales se clasifican comúnmente según el tipo de equipo y según la presión de vapor que producen. Según la presión de vapor se clasifican en: Alta presión ⇒ Más de 30 atm. Media presión ⇒ Entre 30 y 10 atm. Baja presión ⇒ Menos de 10atm. Según el tipo de equipo se clasifican en: Pirotubulares . - Los gases de combustión fluyen por el interior de los tubos, mientras que el agua a evaporarse se encuentra alrededor de los mismos, según el diseño que se muestra a continuación.

Estos equipos comúnmente se encuentran para flujos hasta de 20,000 kg/hr de evaporación y presiones de alrededor de 20 atm. 0

Acuotubulares .- A1contrario del tipo anterior, el agua fluye por los tubos, mientras que el combustible los rodea; por lo que sus paredes internas son de material refractario. Generalmente utilizan combustible líquido o gaseoso. Un esquema de este tipo de equipos se muestra a continuación.

Estos equipos se utilizan para generar presiones más altas, hasta de 40 atm. y manejan flujos de hasta 220,000 kg/hr de aguaevaporada.

III. EQUIPO: E1 generador de vapor del laboratorio es del tipo de tubos de humo de un paso, es decir, los gases pasan una sola vez por el interior de los tubos. E1 combustible, una mezcla de 40 % en volumen de propano y 60 % de butano, pasa através de un medidor de flujo, y entra al hogar, donde es inyectado aire en exceso mediante un ventilador. Los gases de combustión pasan por lostubos y salen por la chimenea, donde se mide su temperatura y la concentración de oxígeno, monóxido de carbono y por cálculo electrónico la de bióxido de carbono en los mismos. E1 agua se alimenta mediante una bomba de alta presión, y para evitar que después de alimentar regrese o entre vapor a la tubería debido a la mayor presión que existe en el interior de la caldera, hay instalada una válvulasolenoide y una válvula de retención (válvula Check). E1 nivel de agua en la caldera se puede conocer mediante el tubo de nivel de vidrio, este nivel se mantiene dentro de ciertos límites por medio de control de nivel de la propia caldera, también cuenta con regulador e indicador de presión y una válvula de seguridad que se abre en caso de que la presión por accidente pudiera exceder el valormáximo de presión de trabajo de la caldera. El vapor producido pasa por un condensador en el que, mediante agua fría, se condensa.

FIGURA 3. EQUIPO DE LABORATORIO

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IV. TEORIA: A) LA COMBUSTION

Definición: Es el proceso que se caracteriza por la combinación violenta del oxígeno del aire con el carbón, el hidrógeno y el azufre, que constituyen los elementos activos de los combustibles;produciendo un desprendimiento sensible de calor y en la mayoría de los casos de luz.

Características: Existen cuatro conceptos básicos que se derivan de la observación del proceso de la combustión: 1.2.3.4.5.Para poderse quemar, el combustible debe de estar en suspensión o estado gaseoso. Debe estar presente la proporción adecuada de oxígeno (aire), mezclado con el combustible. Debe disponerse...