generacion de vapo

CALDERAS DE VAPOR
1.

Introducción

Una caldera o generador de vapor es un equipo que consta de diferentes elementos destinados
a la producción de vapor de agua o de cualquier otra clase de vapor a partir de su fase líquida. Estos
elementos son el hogar o cámara de combustión, la caldera, los sobrecalentadores de vapor, el
economizador y el calentador de aire.
En el hogar, se produce lacombustión de un combustible. La caldera es un intercambiador de
calor en el que los gases de la combustión calientan la fase líquida hasta su transformación en vapor.
El sobrecalentador calienta el vapor saturado por encima de su temperatura de saturación y,
opcionalmente, el economizador precalienta el agua de alimentación de la caldera. En ciertas
instalaciones de vapor, algunoscalentadores se encargan de recalentar el vapor de extracción de las
turbinas. Finalmente, el calentador de aire calienta el aire necesario para la combustión.

2.

Clasificación

Las calderas se clasifican en pirotubulares y acuotubulares. Las pirotubulares (Fig. 1) son
aquellas en las que los humos de la combustión circulan por el interior de los tubos y el agua, por el
exterior. En general, setrata de calderas pequeñas con presiones inferiores a 20 bar. Las acuotubulares
(Figs. 2 y 3) son aquellas en las que el agua circula por el interior de los tubos, son las más comunes.

Aparte de estos criterios de clasificación, existen otros que hacen innumerables las tipos de
calderas actualmente existentes. Por ejemplo:
a) Según el combustible utilizado: calderas de gas, de gasóleo o decarbón.
b) Según el medio de transporte de calor: calderas de fluido térmico (FT), de agua caliente,
de agua sobrecalentada (ASC), de vapor saturado o de vapor sobrecalentado.
c) Según la presión de trabajo: pueden ser:
a. Subcríticas: de baja presión (p ≤ 20 bar), de media presión (20 ≤ p ≤ 64 bar); de
alta presión (p ≥ 64 bar)
b. Supercríticas: p > 221 bar.
d) Según su posición, pueden serde pie o murales.
e) Según la recuperación entálpica de los humos, existen calderas con o sin recuperación
entálpica.
etc.
Información adicional puede encontrarse en las referencias [1, 2 y 3].

Figura 1. Caldera de vapor pirotubular [1].Los gases pasan por el interior de tubos sumergidos en
el interior de una masa de agua, todo ello rodeado por un cuerpo o carcasa exterior. Los gases alatravesar los tubos ceden su calor sensible al agua que los rodea produciéndose la vaporización en las
proximidades de los tubos. Los gases puede recorrer varias veces la longitud de la caldera, tal como se
muestra en las figuras superior (2 pasos) e inferior (3 pasos). El diseño está limitado por la presión del
vapor, ya que las presiones superiores a 25 bar obligarían a usar fuertes espesoresde virola. La
producción de vapor alcanza como máximo 35 t/h.

Figura 2. Esquema de una caldera acuotubular de vapor saturado y sobrecalentado mostrando
sus diferentes secciones. El agua líquida entra al economizador (1), donde se calienta hasta una
temperatura próxima a la de saturación (2), se introduce en el calderín y desciende por los tubos de
riego (3-3’) hasta el colector inferior,distribuyéndose hacia los tubos vaporizadores, donde se forman
las burbujas de vapor (4-5) que a su vez se separan en el calderín (6). El vapor saturado (7) puede
calentarse por encima de su temperatura de saturación en el sobrecalentador (8). La circulación del
agua por los tubos de bajada (riegos) y de subida (vaporizadores) puede ser por convección natural,
debido a la diferencia dedensidades (izquierda), o forzada mediante una bomba (derecha) [2].

CALDERÍN

SOBRECALENTADOR

TUBOS DE RIEGO

TUBOS VAPORIZADORES

Figura 3. Interior de una caldera acuotubular con combustión central [1]

Figura 4. Calderas de fluido térmico (FT) y agua sobrecalentada (ASC) [3]. Este tipo de calderas
básicamente consisten en un circuito en forma de serpentín o haz de tubos por donde...