fbpx

LA CALDERA COMO EJE CENTRAL DE CADA PROCESO INDUSTRIAL.

Desde inicios de la revolución industrial, la obligación del transporte masivo de grandes cantidades de mercancía, creo uno de los equipos que hasta la actualidad ha hecho o alivianado los diferentes procesos de la industria actual.

Las calderas de vapor en términos simplificados son aparatos en los que se por medio de transferencia de calor se hace hervir agua pasando de estala liquido a gaseoso (vapor). El calor necesario para calentar y vaporizar el agua puede ser suministrado por un hogar o cámara de fuego suministrado por quemadores teniendo como materia prima de combustión el combustible tal como ACPM o Querosene o puede ser debido a gases calientes recuperados de la salida de otro industrial.[1]

La forma de estos equipos de vapor ha evolucionado considerablemente y, sobre todo, se ha diversificado, incluso si nos limitamos a considerar las calderas humo o piro tubulares. En sus inicios, las calderas consistían principalmente en recipientes cerrados, cuya parte inferior, llena de agua, se someta a irradiación de calor.

Las calderas de vapor son calderas especialmente diseñadas para trabajar en instalaciones donde se necesite una gran transferencia de energía calorífica, como son procesos industriales (por ejemplo, la esterilización de las botellas antes del envasado), district-heating, lavanderías, hospitales, etc., así como para generar electricidad en centrales termoeléctricas.

Por ende, estos equipos como es bien especificado anteriormente tienen procesos de un alto uso dentro de la industria nacional iniciando en el sector hotelero, pasando por el alimentario y llegando hasta la fabricación de nuevos productos.

Sabiendo la variedad de aplicaciones en las que se usa estos equipos de generación térmica, es importante identificar y entender cada una de las partes que conforman este equipo.

El hogar o cámara de combustión, lugar en el cual se origina y se desarrolla el proceso de generación de la llama. Esta cámara de combustión es el elementos de más y de gran importancia en las calderas piro tubulares, debido que aquí se transfiere la mayor parte de calor hacia el agua. Por medio de los siguientes métodos:

  • Calor indirecto, es decir que el vapor no entra en contacto con el fluido a procesar, más bien lo realiza a través de serpentines, intercambiadores de calor y chaquetas de vapor (marmitas, tanques de combustible residual, etc.).
  • Calor directo por el cual las aplicaciones del vapor son directamente sobre el fluido a procesar (proceso de cocción del pescado).
  • Calentamiento de aire por medio de radiadores que calienta aire para sistemas de calefacción de ambientes o para secado de productos (equipos de lavandería).

Respecto a la configuración de la cámara de combustión horizontal, según el código ASME PFT-15; puede ser de los siguientes tipos:

Cilindro liso: Conformado por las planchas roladas y soldadas en sus extremos a las placas tubos y superficie exterior lisa.

Tipo Adamson: Conformado por tramos cilíndricos, pero unidos entre sí en forma de bridas[2] soldadas.

Cilindro reforzado con anillos: Es un cilindro liso, pero con anillos soladados a lo largo de la superficie del Flue.

Cilindro corrugado: El tipo de cámara de combustión que se adopta mejor a estos requerimientos es el tipo corrugado, siendo la tendencia industrial actual de emplear este tipo de diseño en calderas de mayor capacidad, por su mayor superficie calefactora y en calderas de mayor capacidad, por su mayor superficie calefactora y en calderas de mayor presiòn, debido a que las ondulaciones sirven de refuerzo, permitiendo al flue[3] sea de mayor diámetro y estas ondulaciones absorben esfuerzos térmicos de dilatación.[4]

El flue del tipo corrugado tiene el inconveniente respecto al Flue liso de tener un proceso de fabricación mas complicado más complicado y costoso.

La caldera propiamente dicha, conformada por un cuerpo cilíndrico de chapa de acero con dos tapas planas, denominados placa-espejo. Dicho cilindro contiene un determinado volumen de agua y vapor llamado Cámara de Agua y Vapor, que recibe calor que le ceden los productos de la combustión a través de las placas, tubos y cámara de combustión o de fuego.

El agua que se vaporiza ocupa la parte superior del cuerpo cilíndrico de la caldera. La unión entre las fases estado líquido y el vapor, denominadas “Superficie de desenganche”.

La altura a la que se ubica esta superficie de desenganche constituye el nivel del agua de la caldera, como dato importante, el agua nunca debe dejar al descubierto las partes que se encuentran en contacto con la llama o con los gases calientes por el peligro que ello entraña, llevando al recalentamiento de las chapas[5] con posibilidad de rotura y su consiguiente explosión, ocasionando daños de alto material.

El nivel de agua también determina la cámara de vapor, el cual constituye el volumen de almacenamiento de vapor en la caldera y teniendo como marco de referencia el diseño del equipo. Un volumen alto tiene como significado el poder responder mejor a las fluctuaciones de demanda de vapor, que teniendo una cámara de menor capacidad. Así también, al tener una cámara de vapor pequeña, está produce arrastre de líquido hacia la línea de salida de vapor, teniendo un vapor contaminado por residuos de agua.

El conductor de humos o tubos de fuego es por donde los productos de la combustión salen del último paso de tubos para pasar a la chimenea. Dichos productos se mueven impulsados por el tiro que crea la chimenea (tiro natural) o por medio de ventiladores (tiro forzado).

El quemador, la cual produce la combustión con el aire, que libera la energía correspondiente, estos existen para un solo tipo de combustible o duales.

[1]  Descripción de Calderas y Generadores de vapor, Absorsistem (2011) https://www.absorsistem.com/tecnologia/calderas/descripci%C3%B3n-de-calderas-y-generadores-de-vapor

[2] Reborde circula en el extremo de los tubos de metal que sirve para ajustarlo unos con otros.

[3] Cámara de combustión.

[4] Tomado de: Partes Principales Que Componen Una Caldera, admin (2015) https://estrucplan.com.ar/partes-principales-que-componen-una-caldera/

[5] Hoja, lámina, placa o plancha de madera, metal, etc.

Share This