Calderas

CALDERAS

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INDICE

CALDERAS
1.- CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.- BALANCE DE ENERGÍA EN UNA CALDERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.1.- Balance energético en una caldera de vapor de gas natural . . . . .7 3. RENDIMIENTO DE UNA CALDERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 3.1.- Cálculo derendimiento en una caldera (método directo) . . . . . .11 3.2.- Cálculo del rendimiento de una caldera (método indirecto) . . . .12 4.- MEJORAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

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Calderas

La caldera es un equipo donde se transfiere la energía obtenida en la combustión de un combustible a un fluido de trabajo.

1. CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERASLas calderas pueden clasificarse atendiendo a varios criterios: Atendiendo a las necesidades energéticas del proceso: - Calderas de agua caliente - Calderas de agua sobrecalentada - Calderas de vapor saturado - Calderas de vapor sobrecalentado - Calderas de fluido térmico Atendiendo a la posición relativa entre el fluido a calentar y los gases de combustión: - Calderas Pirotubulares: Los humoscalientes circulan por el interior de los tubos sumergidos en el fluido. - Calderas Acuotubulares: El fluido circula por el interior de los tubos sumergidos en una masa de humos.

2. BALANCE DE ENERGÍA EN UNA CALDERA
En el balance de calor de una caldera se estable la siguiente igualdad: CALOR ENTRANTE = CALOR SALIENTE Para realizar el balance deberemos: - Establecer una temperatura de referencia(normalmente la temperatura ambiente) - Realizar un balance de masa
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MEJORAS HORIZONTALES DE AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA SECTOR INDUSTRIAL. ENERGÍA TÉRMICA. EJEMPLOS PRÁCTICOS

- Considerar el PCI del combustible A continuación se describen los calores que toman parte en el balance de una caldera de vapor. Los cálculos se refieren a la unidad de combustible: Calor entrante
1. Calorsensible del combustible (Qc) T Qc = c c · t c c Donde: cc = Calor específico del combustible [kcal/Ud. de combustible] Tc = Temperatura de precalentamiento del combustible [ºC] 2. Calor de combustión (Qco) Qco = PCI [kcal/Ud. de combustible] 3. Calor del aire de combustión (Qa) Qa = Ga · cpa · Δ t Donde:
Diferencia de temperaturas del del de entrada a la frío [ºC] Δ t = Diferencia de temperaturasaire aire caliente ycaldera y de referencia (ºC)

[1]

[2]

cpa = Calor específico del aire [kcal/kg aire ºC] Se obtiene en la Tabla 23 Ga = [kg aire/ Ud. de combustible] Se obtiene de las Tablas de 1 a 5 4. Calor del fluido de entrada (Qfe)
Qfe ==hh x Ca Qfe fefe b

Donde hfe = Entalpía del fluido de entrada [kcal/kg]
Ca = caudal del agua de alimentación a caldera (kg/h) b = consumohorario de combustible

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Calor saliente
1. Calor del fluido de salida (Qfs)
Qfe == fs x Pv Qfs hhfs b

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Donde hfs = Producción defluido de salida [kcal/kg] = Entalpía del vapor (kg / h) Pv
b= consumo horario de combustible hfs = Entalpía del fluido de salida (kcal/kg)

2. Calor de los humos (QH) Qgc = x [kg. humos/Ud. de combustible] · y [kcal/kg humos] [3]

El calor delos gases de combustión se muestra en las Tablas 11 y 12. Con el % de O2 y CO2 se obtiene el caudal de humos (x) expresado en kg de humos/Ud. de combustible. Con la temperatura de los humos, y en las mismas tablas, se encuentra la entalpía específica de los humos (y) en kcal/kg humos. 3. Calor por inquemados gaseosos (Qig) Qig =

CO CH 21 ⎛ [ ] [ ]⎞ + ⎜ ⎟ O 21 − [ 2 ]⎝ 3.100 1.000 ⎠

[% depérdidas sobre el PCI del combustible] [4]

Donde: [O2] = Concentración de O 2 en los humos (%) [CO] = Concentración de CO en los humos (ppm) [CH] = Concentración de CH en los humos (ppm) 4. Inquemados sólidos (Qis) Se calcula midiendo la opacidad mediante la escala Bacharach

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