GENERADORES DE VAPOR

CALDEROS

Ahorro de energa en elcircuito del vapor

Fundamentos

Casa de calderas

Distribucin

Usuarios

Recuperacin de condensado

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La energa del vapor(calor sensible)

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0C

100C

El agua absorbe calor observndose un

cambio en la temperatura.

La energa del vapor(calor latente)

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100C 100C

Lquido

saturado

Vapor

saturado

La temperatura se mantiene igual.

El calor es utilizado en el cambio de estado fsico.

Las tablas de vapor

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Presin(bar m)

Temperatura(C) hf (kJ/kg) hfg(kJ/kg) hg(kJ/kg)

Vol. esp.(m3/kg)

0.0 100.00 419.0 2257.0 2676 1.673

1.0 120.42 505.6 2201.1 2706.7 0.881

2.0 133.69 562.2 2163.3 2725.5 0.603

5.0 158.92 670.9 2086.0 2756.9 0.315

10.0 184.13 781.6 2000.1 2781.7 0.177

15.0 201.45 859.0 1935.0 2794.0 0.124

21.0 217.35 931.3 1870.1 2801.4 0.0906

Entalpa especfica

El ciclo del vapor (ideal)

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DISTRIBUCIN

USUARIO

FINAL

RETORNO

DEL

CONDENSADO

GENERACIN

DE

VAPOR

El ciclo del vapor (real)

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DISTRIBUCIN

USUARIO

FINAL

RETORNO

DEL

CONDENSADO

GENERACIN

DE

VAPOR

EN

ER

GIA

UT

IL 7

4 %

Purga

de fondo

de

caldera

3 %

Prdidas en

combustin

18 %

Prdida en

distribucin

5 % REVAPORIZADO

10 %

Condensado no

recuperado

Agua de

reposicin

No puedes controlar aquello que no puedes medir

Lord Kelvin

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Por qu medir el vapor ?

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Eficiencia de la planta

Eficiencia en el uso de la energa

Control de procesos

Costos y facturacin

Transferencia de custodia

Proceso

n

Proceso

1

Proceso

2

Proceso

3Casa decalderas

Medidor = M

M

Estrategias de medicin I

10

Estrategias de medicin II

11

Proceso

n

Proceso

1

Proceso

2

Proceso

3Casa de

calderas

Medidor = M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

CALDERO ACUOTUBULAR

Ahorro de energa en el ciclo del vapor

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CALDERO PIROTUBULAR

CALDEROS INDUSTRIALES

Son equipos diseados para transferir calor producido por combustion, mediante electricidad, o un fluido determinado

Se emplean para producir agua caliente, vapor saturado, vapor sobrecalentado

CALENTAMIENTO DE EQUIPOS DEL PROCESO

Uno o mas calderos proporcionan el vapor necesario para usarlo en las maquinas y equipos de la planta en el proceso de calentamiento

La combustion siempre produce material de desecho hollin ,cenisas, humo

Las trampas de vapor son dispositivos que se colocan despues de un equipo para separar el vapor humedo del vapor saturado esta agua caliente se denomina condensado el mismo retorna alcaldero.

MANERAS DE CALENTAR CON VAPOR SATURADO

A) Vapor directo.-Inyeccion directa del vapor al material

Se emplea en lugares donde el condensado no es objecionable

El condensado aumenta de volumen

Uso: limpieza de paredes, maquinas

B) Vapor indirecto: Se realiza pormedio de chaquetas, serpentines intercambiadores

Trasmite calor por las paredes del recipiente al fluido

El vapor forma el condensado

El vapor y el condensado no entrn en contacto con el material a calentar

APLICACIONES DEL VAPOR SATURADO

El vapor de agua generado por un caldero tiene multiples aplicaciones, dependiendo de su presion ,temperatura y caudal so:

1.- Calentamiento de maquinari y equipos del proceso

2.-Generacion de fuerza motriz mecanica, por maquinas a vapor

APLICACIONES DEL VAPOR SATURADO

3.- Generacion de fuerza motriz mecanica por turbinas

4.- Generacion de energia elctrica por turbinas

Otros usos menores

OTROS USOS MENORES

Sacar manchas en la lavandera

Limpiar fachadas de edificios

Limpieza de piezas de maquinas

Calentamiento de las zona de lavado

Calentamiento de soluciones o concentracion

Aire acondicionado climatizado

VAPORADORES

COMBUSTION COMPLETA ESTEQUIMETRICA

COMBUSTION COMPLETA CON EXESO DE AIRE

PARTES DEL CALDERO

A) Quemados: Aporta el combustible y el aire de combustin, la mezcla produce la combustin

B) Cmara de combustin: Tambin llamado hogar, es el espacio donde se aloja la llama, es decir , se produce la combustin y se trasfiere calor por radiacin

PARTES DEL CALDERO

C) Seccin de convecino: Zona donde se transfiere calor de los gases de combustin al fluido a trabes de la superficie de calefaccin (tubos).

D) Chimenea: Por donde se eliminan los gases de combustin despus de trasferir calor al fluido, permitiendo regular el tiro

PARTES DEL CALDERO

E) Ventiladores de aire: Proporcionan el aire de combustin y lo impulsan a trabes del caldero

F) Instrumentaciones y controles: Permiten efectuar la operacin con la mayor seguridad y alcanzar mayores niveles de eficiencia

DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS

La cantidad de vapor requerido para producir en determinadas maquinas en horas poder de potencia

Un PH. es equivalente, en tales trminos, a 34,5 lb. de vapor por hora, producido desde el agua a 100C hasta vapor a la misma temperatura o aproximadamente 33,475 BTU/hr , considerando que el calor de vaporizacion es de 970,3 BTU/ Lb

DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS

Un hp o bhp resulta equivalente a una produccion de 34,5 Lb/hr de vapor a 100 C

W= (34,5)(BHP)(970,3)

(hg-hf)

o W = (34,5)(BHP)(C.F.)

DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS

Donde:

W : Flujo de vapor (lb/hr)

Bhp : Boiler horse power = 33,475 BTU/hr

ho : Entalpia del vapor saturado a presion absoluta BTU/ Lb

hf : Entalpia del agua de alimentacion a las condiciones de operacin BTU/ lb

C.F. : 970,37/(ho-hf)

CALCULO DEL CALDERO

Para calcular el fluido de vapor de un caldero de 500 bhp, cuando la tempertura del agua de alimentacion es 180F, y la presion del vapor es 150 Psi, en el monograma alinear

CLASIFICACION DE LOS CALDEROS

a ) Por la disposicion de los fluidos

- De tubos de agua (acuotubulares)

- De tubos de humo (pirotubulares)

b) Por la circulacion de agua

- Circulacion natural

-Circulacion asistida

- Circulacion forzada

CLASIFICACION DE LOS CALDEROS

c) Por el mecanismo de trasmisor de calor- De conveccion- De radiacion- De radiacion y conveccion

d) Por el combustible empleado- De carbon mineral-De combustible liquido- De combustible gaseoso-Nucleares

CLASIFICACION DE LOS CALDEROS

Por la presion de trabajo:

-Subcritico

- De baja presion p< 20 Kg /cm2

- De alta presion p> 64 Kg/ cm2

Supercritico

Por el tiro: Tiro natural. Tiro forzado, tiro inducido

Caldero pirotubular

Es el mas popular y es utilizada en la mayoria de las pequeas plantas

Ventajas:

- Requiere bajo costo

-Alcanza elevadas eficiencias > 80 %

CONSUMO DE COMBUSTIBLE APROXIMADO EN FUNCION DE LA POTENCIA hP