Calderas, Características, Clasificación

Caldera de tubos de humos:
Una caldera de tubos de humos o pirotubular (tubos de fuego), la que más prevalece y se utiliza para aplicaciones de calentamiento de proceso e industriales y comerciales. Sus características son:
Las configuraciones de este tipo de caldera, están influidas por las necesidades de transferencia térmica. Las calderas pirotubulares tienen superficies planas querequieren arriostramientos consistentes en tirantes transversales o diagonales, por la placa plana tendría que tener un gran espesor para resistir la presión de trabajo impuesta.
 
TIPOS Y DISPOSICIÓN:
Las calderas pirotubulares se clasifican en tubulares horizontales (HRT) (de retorno horizontal), económicas o de tipo de caja de humos, de caja de fuego tipo locomotora, tipo marina escocesa, tubularvertical y caldera vertical sin tubos. La caldera horizontal (HRT) ahora representa solo alrededor del 5% de las calderas en servicio del total de las del tipo de tubos de humos que están operativas.
 
DETALLES GENERALES CONSTRUCTIVOS:
La caldera pirotubular tiene los finales de los tubos expuestos a los productos de la combustión y tiene otras superficies planas que requieren arriostramientoscon acero estructural para evitar un espesor de chapa excesivo.
 
CARACTERÍSTICAS DE LOS TUBOS:
Los tubos en todas las calderas pirotubulares deben ser laminados y mandrilados (achanflanado) o laminados y soldados. Cuando los tubos son mandrilados o achanflanado en sus bordes extremos, es para evitar que los finales del tubo sean quemados por los gases calientes en esta zona. Si son laminados ysoldados, en calderas de alta presión, tiene que estar bajo las normativas del código de ASME.
 
FIJACIONES:
El mandrilado también incrementa la transferencia de calor cerca de la chapa final del tubo y la unión de éste. Las pestañas o rebordes del extremo del tubo son achaflanadas en aproximadamente 1/16” (1.6mm) sobre el diámetro de los taladros de forma que no haya rasgaduras o cortes en eltubo cuando se expansiona.
CODIGO DE ASMEes el acrçonimo de American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos). Es una asociación profesional, que además ha generado un código de diseño, construcción, inspección y pruebas para equipos, entre otros, calderas y recipientes a presión. Este código tiene aceptación mundial y es usado en todo el mundo. Hasta el2006, ASME tenía 120.000 miembros.

 
PROBLEMAS DE MANTENIMIENTO:
En calderas pirotubulares, existen problemas de la corrosión en el lado de fuego, cuando se utilizan combustibles con contenidos de azufre. La corrosión puede ocurrir cuando las temperaturas de la chapa o tubo caen por debajo del punto de rocío ácido. El apagado y encendido del quemador, requiere normalmente el barrido del hogar, y estopuede también producir gradientes térmicos en la caldera que pueden originar roturas por efectos de dilatación y contracción. Los diseños compactos tienden  a hacer menos accesibles a las superficies para la inspección y limpieza. Así las tasas de transferencia térmica pueden fácilmente producir recalentamiento, especialmente si la transferencia está forzada. Esto da como resultado pérdidas detubos en las placas tubulares, roturas o grietas por las soldaduras en las uniones placa- tubo, grietas en las soldaduras en las zonas de alta densidad térmica, hogares con ampolla en la chapa de bajada del nivel de agua.
 
ESPESORES DE CHAPA:
El mínimo espesor de chapa que debe cumplir una caldera pirotubular de 60” de diámetro interior (152.4 mm) :
Según el Código. 3/8” para la virola (9.53mm) y ½” (12.7 mm) para la chapa de tubos de humos.
 
(SM) CALDERA MARINA ESCOCESA:
La caldera de diseño Marina Escocesa de hogar interior, es del tipo pirotubular dominante para ambos tipos de procesos, industriales y de calefacción, hasta alrededor de 22.5 T/H de capacidad. Por encima de esta capacidad de producción generalmente se utilizan las calderas de tubos de agua.

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