Capitulo 4 Generadores de Vapor

5/27/2018 Capitulo 4 Generadores de Vapor

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GENERADORES DE VAPOR

UN GRUPO GENERADOR DE VAPOR ESTA CONFORMADO POR UNA GRAN

VARIEDAD DE ELEMENTOS; POR NOMBRAR ALGUNOS:

-CALDERA-HOGAR-EQUIPOPARA QUEMAR COMBUSTIBLE-DOMO-SOBRECALENTADOR-RECALENTADOR-ECONOMIZADOR-PRECALENTADORES DE AIRE-CALENTADORES DE AIRE-ETC.

CALDERAS.-LAS CALDERAS DE VAPOR SE CLASIFICAN EN:

1.- SEGUN LA POSICION RELATIVA DE LOS GASES CALIENTES Y EL AGUA:-PIROTUBULARES-ACUOTUBULARES

2.- SEGUN LA POSICION DE LOS TUBOS:-VERTICALES-HORIZONTALES

-INCLINADOS3.- SEGUN LA FORMA DE LOS TUBOS:

- RECTOS- CURVOS

4.- SEGUN LA NATURALEZA DEL SERVICIO:- FIJAS- PORTATILES- MARINAS- LOCOMOVILES


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LA ELECCION DE UNA CALDERA PARA UN DETERMINADO SERVICIO DEPENDE DE:

1.- COMBUSTIBLE DISPONIBLE2.- CAPACIDAD DE PRODUCCION DE VAPOR3.- DURACION DE LA INSTALACION4.- TIPO DE SERVICIO5.- FACTORES DE ORDEN ECONOMICO

CALDERAS PIROTUBULARES.-EN ESTE TIPO DE CALDERAS, LOS GASES PASAN POR EL INTERIOR DE LOS TUBOS,

LOS CUALES SE HALLAN RODEADOS DE AGUA.

LAS CALDERAS PIROTUBULARES GENERALMENTE TIENEN UN HOGAR INTEGRAL(DENOMINADO CAJA DE FUEGO). LIMITADO POR SUPERFICIES ENFRIADAS POR AGUA.

LAS CALDERAS DE ESTE TIPO SE CONSTRUYEN EN TAMAOS COMPRENDIDOSENTRE 15 Y 500 HP, CON PRESIONES DE 1 A 17 bar. NO PUEDEN CONSTRUIRSE PARAPRESIONES Y CAPACIDADES DE PRODUCCION MAYORES, PORQUE ENTONCES ELESPESOR DE SUS PLANCHAS RESULTARIA EXCESIVO.

EN SISTEMAS DE GENERACION ELECTRICA ESTE TIPO DE CALDERAS HA SIDODESPLAZADA EN SU MAYORIA POR LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA. EN LAACTUALIDAD ESTE TIPO DE CALDERAS SE UTILIZA EN INSTALACIONES DECALEFACCION.

CALDERAS ACUOTUBULARES.-EN ESTAS CALDERAS, EL AGUA O VAPOR PASAN POR EL INTERIOR DE LOS TUBOS,

EN TANTO LOS GASES CALIENTES SE HALLAN EN CONTACTO CON LA SUPERFICIE

EXTERNA DE ELLOS.EN CONTRASTE CON LAS DE TIPO PIROTUBULAR, LAS ACUOTUBULARES SON

EMPLEADAS PARA OBTENER ELEVADAS PRESIONES Y ALTOS RENDIMIENTOS, DEBIDOA QUE LOS ESFUERZOS DESARROLLADOS EN LOS TUBOS POR LAS ALTAS PRESIONESSON DE TRACCION Y NO DE COMPRESION COMO OCURRE EN LOS PIROTUBOS.

EN ESTE TIPO DE CALDERAS SE HAN LOGRADO PRESIONES DE TRABAJO DE 315 barY TEMPERATURAS DE 649 C, CON UNA CAPACIDAD DE PRODUCCION DE VAPOR DE 635ton-vapor/hora. LA TENDENCIA ACTUAL ES NO PASAR LOS 165 bar Y 592 C.


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ELEMENTOS COMPONENTES DE UN GENERADOR DE VAPOR.-

- COLECTOR SUPERIOR O PRINCIPAL (DOMO)

- COLECTOR INFERIOR O DOMO DE FANGO- COLECTORES INTERMEDIOS- TUBOS GENERADORES DE VAPOR- VALVULAS DE PURGA Y/O VENTEOS- NIVELES- MANOMETROS- CONTROL AGUA DE ALIMENTACION

COLECTOR SUPERIOR O PRINCIPAL (DOMO)ES UN CUERPO CILINDRICO UBICADO EN FORMA HORIZONTAL, QUE SE ENCUENTRA ENLA PARTE MAS ALTA DE LA CALDERA, SU FUNCION ES LA DE PROPORCIONAR UNACAMARA DE SEPARACION ENTRE EL VAPOR Y EL AGUA Y COMO FINAL DE TUBOS. EN

LAS CALDERAS DE ALTAS PRESIONES Y DEBIDO AL ESFUERZO QUE ESTOS DEBENSOPORTAR. EL ESPESOR DE LA PARED OSCILA ALREDEDOR DE 1500 mm.

EN LOS EXTREMOS DEL CUERPO CILINDRICO SE PROVEEN PUERTAS DE ACCESO(AGUJEROS DE HOMBRE) QUE PERMITEN INGRESAR AL INTERIOR DE EL, PARA FINESDE MONTAJE E INSPECCION. TAMBIEN, Y EN LA PARTE SUPERIOR DEL MANTO, SEUBICAN LAS VALVULAS DE SEGURIDAD, QUE PERMITEN ALIVIAR LA SOBREPRESION DEVAPOR.

EN SU INTERIOR Y A TODO SU LARGO SE ENCUENTRAN UBICADOS UNOSDISPOSITIVOS DENOMINADOS SEPARADORES, QUE TAL COMO SU NOMBRE LO INDICA,PERMITEN SEPARAR EL AGUA DEL VAPOR. LOS SEPARADORES, CONSISTEN EN TUBOSCILINDRICOS VERTICALES, LOS CUALES EN SU INTERIOR CUENTAN CON UNA ESPECIE

DE HELICE. LA MEZCLA VAPOR-AGUA INGRESA A ESTOS TANGENCIALMENTEPRODUCIENDOSE EN SU INTERIOR UN TORBELLINO, CON ESTO EL AGUA ESDESPLAZADA HACIA LAS PAREDES DEL SEPARADOR POR LA FUERZA CENTRIFUGA,ESCURRIENDO LUEGO POR ELLAS HACIA ABAJO, EN TANTO EL VAPOR SALE POR LAPARTE SUPERIOR DE ESTE.

SEPARADORES DE VAPOR.-A MEDIDA QUE EL VAPOR ASCIENDE DESDE LOS TUBOS MAS BAJOS DE LA CALDERA,ARRASTRA CONSIGO AGUA, ESPUMA Y MATERIAS SLIDAS EN SUSPENSION, LAS QUESON RETENIDAS EN LOS SEPARADORES DE VAPOR.

UN SEPARADOR DE VAPOR ESTA CONSTITUIDO POR LOS SIGUIENTES ELEMENTOS:- UN SEPARADOR CENTRIFUGO; QUE EXTRAE DEL VAPOR LAS PARTICULAS DE AGUAMAYORES DEVOLVIENDOLAS A LA CALDERA.- UN SECADOR;QUE CONSISTE EN PLACAS ONDULADAS QUE RETIENEN LASPARTICULAS DE AGUA MAS PEQUEAS DEVOLVIENDOLAS TAMBIEN A LA CALDERA.

DE ESTA FORMA SE IMPIDE QUE LAS PARTICULAS SLIDAS MANTENIDAS ENSUSPENSION ENTREN A LOS TUBOS DEL RECALENTADOR, EN DONDE LAEVAPORACION COMPLETA HARIA QUE SE DEPOSITASEN EN FORMA DEINCRUSTACIONES.

COLECTOR INFERIOR O DOMO DE FANGO


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ES UN CUERPO CILINDRICO UBICADO EN FORMA HORIZONTAL EN LA PARTE MAS BAJADE LA CALDERA, EL QUE TIENE COMO OBJETIVO, LA ACUMULACION DE IMPUREZAS

EXISTENTES EN EL AGUA. ESTE COLECTOR ESTA PROVISTO DE VALVULAS DEDRENAJE, QUE PERMITEN LA EVACUACION DE ESTAS IMPUREZAS CADA CIERTOPERIODO.

COLECTOR INTERMEDIOCUERPO CILINDRICO QUE PERMITE LA UNION EN EL, DE LAS DISTINTAS ETAPAS,PUEDE ENCONTRARSE EN VARIADAS POSICIONES Y ESTA TAMBIEN PROVISTO DEVALVULAS DE DRENAJE PARA SU PURGADO.

VALVULAS DE SEGURIDAD.-LAS VALVULAS DE SEGURIDAD SON MECANISMOS QUE IMPIDEN QUE EN LASCALDERAS SE DESARROLLEN PRESIONES EXCESIVAS, ABRIENDOSEAUTOMATICAMENTE EN UN VALOR PREDETERMINADO DEJANDO ESCAPAR EL VAPOR.

EL NUMERO Y TAMAO DE LAS VALVULAS DE SEGURIDAD PARA UNA DETERMINADACALDERA, ESTA GENERALMENTE ESPECIFICADO POR LA LEGISLACION VIGENTE O PORLAS COMPAIAS DE SEGUROS, DE MANERA TAL, QUE PERMITAN LA RAPIDAEVACUACION DE LA PRESION.

LAS CALDERAS, ESPECIALMENTE LAS DEL TIPO PIROTUBULARES, QUE TRABAJAN APRESIONES INFERIORES A 17 KG/CM, ESTAN POR LO REGULAR, PROTEGIDAS POR"TAPONES FUSIBLES". ESTOS CONSISTEN EN UNOS DISCOS DE ACERO O BRONCERELLENOS DE UNA ALEACION DE ESTAO QUE FUNDE APROXIMADAMENTE A 232 C, YSE INSERTAN EN EL CUERPO CILINDRICO DE LA CALDERA, A LA ALTURA DEL NIVEL DEAGUA MINIMO PERMISIBLE SEGUN EL REGLAMENTO DE CALDERAS. EL PUNTO DEFUSION DEL ESTAO ES SUPERIOR A LA TEMPERATURA DEL VAPOR E INFERIOR A LA

TEMPERATURA DE LOS GASES CALIENTES. EL EXTREMO DEL TAPON ESTA ENCONTACTO CON LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTION; CUANDO EL NIVEL DE AGUA ESLO SUFICIENTEMENTE BAJO PARA DEJAR DESCUBIERTO EL TAPON, LA ALEACION SEFUNDE Y EL VAPOR SE ESCAPA POR EL AGUJERO. DE ESTA MANERA SE IMPIDE QUELA PRESION DE LA CALDERA SE HAGA EXCESIVA.EN CALDERAS DE ALTA PRESION SE UTILIZAN VALVULAS DE SEGURIDAD DEL TIPO DERESORTE, EL CUAL ES CAPAZ DE VENCER LA PRESION DE LA CALDERA.ESTAS VALVULAS POSEEN UN MECANISMO DE AJUSTE QUE PERMITE REGULAR LATENSION DEL RESORTE.LAS VALVULAS DE ESTE TIPO TIENEN TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE SER OPERADAS ENFORMA MANUAL EN CASO DE FALLAS.

NIVELES.-SON ELEMENTOS DE VITAL IMPORTANCIA PARA LA VIDA DE LA CALDERA, EL OBJETIVODE ELLOS ES ENTREGAR UNA INFORMACION SEGURA Y CONFIABLE.EXISTEN DOS TIPOS DE NIVELES; LOS DE LECTURA DIRECTA E INDIRECTA.NIVELES DE LECTURA DIRECTA: SE ENCUENTRAN UBICADOS EN EL COLECTORSUPERIOR, LA PARTE ALTA DEL NIVEL ESTA EN CONTACTO CON EL VAPOR, EN TANTOLA INFERIOR SE ENCUENTRA EN EL LADO DE AGUA. EN ALGUNOS CASOS, ESTOSNIVELES TIENEN LA PARTICULARIDAD DE CAMBIAR DE COLOR, INDICANDO ROJO LAPARTE EN CONTACTO CON EL VAPOR Y VERDE LA QUE SE ENCUENTRA EN CONTACTOCON EL AGUA.


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NIVELES DE LECTURA INDIRECTA: GENERALMENTE ESTAN COMPUESTOS POR UNFLOTADOR, EL CUAL, MEDIANTE UN SISTEMA DE PALANCAS TRANSMITE ELMOVIMIENTO HACIA EL EXTERIOR, REGISTRANDO SU INDICACION SOBRE UNA ESCALA

GRADUADA.

CONTROL AGUA DE ALIMENTACION.-EL OBJETIVO DEL CONTROL DE AGUA DE ALIMENTACION ES SUMINISTRARAUTOMATICAMENTE A LA CALDERA LA MISMA CANTIDAD DE AGUA QUE SETRANSFORMA EN VAPOR, Y COMO CONSECUENCIA, MANTENER CASI CONSTANTE ELNIVEL DE AGUA.EN LA PRACTICA SE UTILIZAN DIVERSOS TIPOS DE REGULADORES. EN ESTA OCASIONDESCRIBIREMOS LA OPERACION DE DOS DE ELLOS.

PALANCA FLOTADOR:ESTA COMPUESTO POR UN ELEMENTO ACTIVO QUE ES UN FLOTADORHUECO, EL CUAL SUBE Y BAJA CON EL NIVEL DE AGUA. CUANDO EL NIVEL

DEL AGUA DESCIENDE DEMASIADO, EL FLOTADOR ABRE LA VALVULA DECONTROL DE AGUA DE ALIMENTACION POR MEDIO DE UNA COMBINACION DEPALANCAS. ESTE TIPO DE REGULADOR RESPONDE RAPIDAMENTE A LASFLUCTUACIONES DEL NIVEL DEL AGUA Y SE CONSTRUYE PARA PRESIONESHASTA 52 KG/CM.

UN SISTEMA MAS COMPLEJO RESULTA SER EL DEL "CONTROL DE CAUDALEQUILIBRADO"; ESTE TIPO DE CONTROL ESTA REGULADO POR TRESFACTORES: CAUDAL DE VAPOR

CAUDAL DE AGUA A LA CALDERANIVEL

EL CAUDAL DE VAPOR ES MEDIDO MEDIANTE LA CAIDA DE PRESION

PRODUCIDA ENTRE EL COLECTOR SUPERIOR O DOMO Y LA SALIDA DELVAPOR RECALENTADO POR MEDIO DE PRESOSTATOS. LA INTERACCIONDE ESTOS TRES ELEMENTOS GENERARA UNA SEAL NEUMATICA QUEACTUARA SOBRE LA VALVULA DE CONTROL DE AGUA DE ALIMENTACION.

CIRCULACION DEL AGUA EN LAS CALDERASUN ADECUADO FLUJO DE AGUA Y UNA MEZCLA DE VAPOR-AGUA, SON NECESARIOSPARA LA GENERACION DE VAPOR Y EL CONTROL DE TEMPERATURA DEL METAL DELOS TUBOS EN TODOS LOS CIRCUITOS DE UNA UNIDAD GENERADORA DE VAPOR.

EN CALDERAS QUE TRABAJAN A PRESIONES MAYORES QUE 218 KG/CM (PRESIONESSUBCRITICAS), LA CIRCULACION ES PRODUCIDA YA SEA NATURALMENTE POR MEDIODE LA ACCION DE LA FUERZA DE GRAVEDAD, POR BOMBAS O POR UNA COMBINACIONDE AMBAS.EN CALDERAS DE CIRCULACION NATURAL, LA FUERZA DE GRAVEDAD INDUCE UNSENTIDO DE FLUJO CREADO POR LA DIFERENCIA DE DENSIDADES PRODUCIDA EN ELAGUA. EL AGUA FRIA ES MAS PESADA QUE EL AGUA CALIENTE, POR LO TANTO,PERMANENTEMENTE EL AGUA FRIA ESTA BAJANDO Y EL AGUA CALIENTE SUBIENDO.

LAS CALDERAS DE CIRCULACION FORZADA UTILIZAN UNA BOMBA PARA ELMOVIMIENTO DEL AGUA O DEL VAPOR. ESTAS CALDERAS SE DIFERENCIAN DE LASANTERIORES EN LOS SIGUIENTES ASPECTOS:


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- NO NECESITAN COLECTOR SUPERIOR O DOMO- EL DIAMETRO DE LOS TUBOS ES MENOR- EL CIRCUITO DE TUBOS PUEDE ALARGARSE

- EL ESPESOR DE PARED DE LOS TUBOS PUEDE DISMINUIRSE DE ACUERDO A LAPRESION

EN CALDERAS DE CIRCULACION FORZADA EL AGUA ENTRA POR UN EXTREMO DE LOSTUBOS Y SALE EN FORMA DE VAPOR POR EL OTRO EXTREMO. REQUIEREN DEAPARATOS DE CONTROL SENSIBLES Y EXACTOS PARA REGULAR LA COMBUSTION YLA CIRCULACION DE AGUA, CON EL FIN DE OBTENER EL VAPOR DE LASCARACTERISTICAS DESEADAS.

ELEMENTOS AUXILIARES DE LOS GENERADORES DE VAPOR HOGAR DE UNA CALDERA: ES EL LUGAR EN DONDE SE PRODUCE LA

COMBUSTION.

LAS CALDERAS CUYA SUPERFICIE DE TRANSFERENCIA DE CALOR ES MAYOR QUE 93M2, SUELEN DESCANSAR SOBRE ESTRUCTURAS CONSTRUIDAS CON PERFILES DEFIERRO INDEPENDIENTES DE LA OBRA DE ALBAILERIA, DEBIDO AL PESO DEAQUELLAS Y AL MISMO TIEMPO PARA SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS QUE PRESENTANLAS DILATACIONES.

LAS PAREDES DE LOS HOGARES PUEDEN SER DE TRES CLASES:

- DE REFRACTARIO MACIZO- DE REFRACTARIO COLGANTE O SOSTENIDO- DE CAMISA DE AGUA

LAS PAREDES DE REFRACTARIO MACIZO, SE EMPLEAN EN CALDERAS PEQUEAS DE

BAJA PRODUCCION DE VAPOR.LAS PAREDES DE REFRACTARIOS COLGANTES O SOSTENIDAS, DESCANSAN EN UNARMAZON DE PERFILES DE FIERRO, A LA CUAL SE ADAPTAN REFRACTARIOS DE FORMAESPECIAL. LA ESTRUCTURA DE FIERRO ES REFRIGERADA POR AIRE QUE PASA ENTRELA OBRA DE ALBAILERIA Y LA ENVOLVENTE METALICA EXTERNA; ESTE AIRE A SU VEZSE CALIENTA Y SE EMPLEA COMO AIRE SECUNDARIO EN LA COMBUSTION.

LAS CAMISAS DE AGUA, CONSISTEN EN UNA HILERA CONTINUA DE TUBOS ADOSADOSA UNA PARED DE REFRACTARIO. ESTOS TUBOS PROTEGEN LAS PAREDES DE LAEROSION Y SON ALTAMENTE EFICIENTES EN LA ABSORCION DE ENERGIA,PUDIENDOSE CONSEGUIR CON ELLOS ELEVADAS PRODUCCIONES DE VAPOR.

ES CORRIENTE QUE EL HOGAR SE CONSTRUYA DENTRO DE LA ESTRUCTURA DETUBOS. PARA REDUCIR A UN MINIMO LA OBRA DE ALBAILERIA. A ESTA DISPOSICIONSE LE DNOMINA CALDERA DE HOGAR INTEGRAL.

PARRILLAS.-ESTRUCTURA METALICA DESTINADA A SOSTENER EL COMBUSTIBLE EN EL HOGARY QUE A SU VEZ PERMITE DAR PASO AL AIRE PRIMARIO DE LA COMBUSTION.LA MAYORIA DE LAS PARRILLAS ESTAN FORMADAS POR BARROTES DEFUNDICIONES ESPECIALES, DEBIDO A SU BAJO COSTO Y A QUE SOPORTAN MUYBIEN LAS ALTAS TEMPERATURAS. EL AREA TOTAL DE LAS ABERTURAS DEL


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EMPARRILLADO VARIA ENTRE UN 20 A 40% DE LA SUPERFICIE DE LA PARRILLA YDEPENDE DE LA CLASE DE COMBUSTIBLE EMPLEADO.

HOGAR MECANICO.-ES UNA COMBINACION DE PARRILLA Y ALGUN DISPOSITIVO ALIMENTADOR DECOMBUSTIBLE MOVIDO MECANICAMENTE, CUYA MISION ES SUMINISTRAR ELCOMBUSTIBLE SLIDO AL HOGAR Y ADMITIR EL AIRE NECESARIO PARA LACOMBUSTION.UTILIZANDO HOGARES MECANICOS SE PUEDEN QUEMAR COMBUSTIBLES DEMENOR CALIDAD Y POR ENDE MS BARATOS, CONSIGUIENDO UN RENDIMIENTOMS ELEVADO Y UNA MAYOR FLEXIBILIDAD DE FUNCIONAMIENTO.

LOS HOGARES MECANICOS PUEDEN SER:- DE PARRILLA DESLIZANTE- DE ALIMENTACION SUPERIOR- DE PROYECCION

- DE ALIMENTACION INFERIOR

PARRILLA DESLIZANTE.-TAMBIEN DENOMINADO PARRILLA DE CADENA, Y CONSISTE EN UN CINTURON DEESLABONES ARTICULADOS, APOYADOS EN AMBOS EXTREMOS SOBRE EJES YMOVIDOS POR UN MOTOR ELECTRICO. DEBIDO A SU FORMA SOSTIENEN ELCARBON TRITURADO PROCEDENTE DE UNA TOLVA SITUADA EN EL EXTREMOANTERIOR DEL HOGAR Y AL MISMO TIEMPO DEJAN PASAR EL AIRE PRIMARIO PARLA COMBUSTION.LA VELOCIDAD DE LA CADENA SINFIN, PUEDE SER REGULADA DE ACUERDO A LAPRODUCCION DE VAPOR REQUERIDO. EL ESPESOR DE LA CAPA DE CARBONSOBRE LA PARRILLA, TAMBIEN PUEDE SER CONTROLADO POR MEDIO DE UNREGISTRO QUE SE EXTIENDE A TODO LO ANCHO DE LA CADENA Y QUE PUEDE

DESPLAZARSE VERTICALMENTE.EL CAUDAL DE AIRE QUE SE INTRODUCE AL HOGAR SE CONTROLA MEDIANTEREGISTROS SITUADOS DEBAJO DE LA PARRILLA.A MEDIDA QUE LA PARRILLA AVANZA LA COMBUSTION VA PROGRESANDO Y DEBEHABERSE TERMINADO ANTES DE ALCANZAR EL OTRO EXTREMO.EN LOS HOGARES DE PARRILLAS DE CADENA, SE EMPLEAN CARBONESBITUMINOSOS. LOS CUALES TIENEN MUCHAS MATERIAS VOLATILES.

HOGARES MECANICOS DE ALIMENTACION SUPERIOR.EN LOS HOGARES MECANICOS DE ESTE TIPO, EL CARBON ES EMPUJADO ENFORMA AUTOMATICA AL HOGAR EN LA PARTE ALTA DE UNA PARRILLA INCLINADAPOR DONDE VA DESCENDIENDO GRACIAS AL MOVIMIENTO OSCILANTE DE ESTA YCON LA AYUDA DE LA FUERZA DE GRAVEDAD. EN ESTOS HOGARES SE EMPLEANCARBONES BITUMINOSOS SIN VOLATILES.


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HOGAR MECANICO DE PROYECCION.TAMBIEN DENOMINADO DE PALETEO CONTINUO, CONSISTE EN QUE EL CARBON ESLANZADO AL HOGAR POR LA ACCION DE UN IMPULSOR ROTATIVO,

CONTROLANDOSE LA CANTIDAD DE CARBON AUTOMATICAMENTE POR MEDIO DEUNA COMPUERTA, ESTE TIPO DE HOGAR PUEDE SER DE PARRILLA FIJA O PARRILLAMOVIL.

HOGAR MECANICO DE ALIMENTACION INFERIOR.EN LOS HOGARES DE ESTE TIPO, EL CARBON ES INTRODUCIDO POR DEBAJO DELLECHO DE COMBUSTIBLE, DE ESTA FORMA LAS MATERIAS VOLATILES DESTILANDEBAJO DE LA ZONA DE COMBUSTION ACTIVA, PASAN A TRAVES DEL LECHO DECOMBUSTIBLE INCANDESCENTE Y ARDEN EN UNA REGION DE ELEVADATEMPERATURA, EN CONDICIONES FAVORABLES PARA UNA COMBUSTION RAPIDA YCOMPLETA.EL CARBON PROVENIENTE DE UNA TOLVA ES EMPUJADO HACIA LA PARRILLA FIJAPOR MEDIO DE UN PISTON DE MOVIMIENTO ALTERNATIVO, OBLIGANDO AL CARBON

NUEVO A SALIR A LA SUPERFICIE GRADUALMENTE ENTRANDO EN COMBUSTION.

EQUIPOS PARA CARBON PULVERIZADO.-EL EMPLEO DEL CARBON PULVERIZADO EN LAS CENTRALES TERMICAS HAAUMENTADO RAPIDAMENTE Y EN LA ACTUALIDAD MS DE LA MITAD DEL VAPORGENERADO EN HOGARES DE CARBON ES PRODUCIDO CON COMBUSTIBLEPULVERIZADO.

EXISTEN DOS SISTEMAS UTILIZADOS PARA PREPARAR Y QUEMAR COMBUSTIBLEPULVERIZADO:1. SISTEMA CENTRAL O DE ALMACENAMIENTO, EL CUAL CONSISTE EN QUE ELCOMBUSTIBLE PULVERIZADO SE ALMACENA EN UNA TOLVA PARA QUEMARLOLUEGO SEGUN LAS NECESIDADES, CUENTA CON INSTALACIONES DE

PREPARACION, TRANSPORTE, ALMACENAMIENTO Y ALIMENTACION.2. SISTEMA INDIVIDUAL O DE COMBUSTION DIRECTA,EN EL CUAL UNO O MASPULVERIZADORES PREPARAN Y ENTREGAN EL COMBUSTIBLE AL HOGAR, CONSUFICIENTE CANTIDAD DE AIRE PAR MANTENER EN SUSPENSION EL POLVO YQUEMAR LAS MATERIAS VOLATILES.

HOY DIA SE UTILIZA CASI UNIVERSALMENTE LA COMBUSTION DIRECTA DESDE ELPULVERIZADOR DEBIDO A SU BAJO COSTO, SENCILLEZ Y FLEXIBILIDAD DEFUNCIONAMIENTO.CERCA DE CADA CALDERA SE INSTALA UN APARATO PULVERIZADOR DE CARBON, ATRAVES DEL CUAL SE HACE PASAR AIRE PRECALENTADO. PRIMERAMENTE ELCARBON SE TRITURA, DEJANDOLO EN TROZOS DE UNOS 18 mm. Y ACONTINUACION SE HACE PASAR POR UN SEPARADOR MAGNETICO PARA QUITARLE

LOS POSIBLES TROZOS DE FIERRO QUE PUEDA CONTENER, LUEGO DE ESTO, PASAA LOS MOLINOS PULVERIZADORES Y DE ELLOS DIRECTAMENTE AL HOGAR.

LOS MOLINOS PULVERIZADORES PUEDEN SER DE CUATRO TIPOS:DE ANILLO DE BOLAS

DE BATEA MOVIL

DE IMPACTO

DE BOLAS


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MOLINO PULVERIZADOR DE ANILLO DE BOLAS

UNA HILERA DE BOLAS DE ACERO PESADAS, ES ARRASTRADA RODANDO ENTRE ELANILLO TRITURADOR INFERIOR QUE ES MOVIL Y OTRO ANILLO TRITURADOR

SUPERIOR FIJO. UNOS RESORTES MANTIENEN LA PRESION DE LOS ANILLOSSOBRE LAS BOLAS.EL CARBON ENTRA POR LA PARTE SUPERIOR DEL MOLINO CAYENDO SOBRE ELANILLO INFERIOR, SIENDO MOLIDO POR LAS BOLAS. UNA CORRIENTE DE AIRECALIENTE ARRASTRA LAS PARTICULAS DE CARBON CHOCANDO ESTAS CON UNSEPARADOR, EL CUAL PERMITE QUE LAS PARTICULAS MAS FINAS CONTINUEN SUVIAJE HACIA LOS QUEMADORES, EN TANTO LAS MAS GRUESAS CAEN NUEVAMENTEAL ANILLO INFERIOR PARA SER MOLIDA.

MOLINO DE BATEA MOVIL

EL CARBON SE TRITURA ENTRE LA CARA INTERNA DE UNA BATEA, QUE GIRA AALTA VELOCIDAD, Y RODILLOS MONTADOS EN PIVOTES.EL CARBON ENTRA POR EL CENTRO Y ES LANZADO POR LA FUERZA CENTRIFUGA

CONTRA LAS PAREDES DE LA BATEA, EN DONDE SE PULVERIZA ENTRE LOSRODILLOS Y EL ANILLO TRITURADOR. POR MEDIO DE AIRE LAS PARTICULAS SONARRASTRADAS HACIA UN CLASIFICADOR, DEJANDO PASAR ESTE SOLO LAS MASFINAS, DEVOLVIENDO LAS GRUESAS AL MOLINO.

MOLINO DE IMPACTO

ESTOS EMPLEAN PALETAS O ANILLOS QUE GIRAN DENTRO DE UNA CARCAZA A UNAVELOCIDAD DE 1000 A 2000 rpm. EL CHOQUE DE LAS PALETAS Y LA ATRACCION DELAS PARTICULAS DE COMBUSTIBLE ENTRE SI, PRODUCEN LA FINURA DESEADA.

MOLINO DE BOLAS

CONSISTEN EN UN TAMBOR HORIZONTAL EL CUAL EN SU INTERIOR CONTIENE UNGRAN NUMERO DE BOLAS DE ACERO DE DISTINTOS TAMAOS.

EL CARBON ENTRA POR UN EXTREMO Y ES PULVERIZADO POR LAS BOLAS QUEESTAN CAMBIANDO CONTINUAMENTE DE POSICION AL GIRAR EL TAMBOR. ELCARBON YA PULVERIZADO ES EXTRAIDO POR UNA CORRIENTE DE AIRE CALIENTE,GENERADA POR UN VENTILADOR QUE LO LLEVARA HACIA LOS QUEMADORESPASANDO PREVIAMENTE POR UN CLASIFICADOR EL CUAL RETENDRA LASPARTICULAS MAS GRANDES DEVOLVIENDOLAS AL MOLINO.


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QUEMADORES.-

EL QUEMADOR ES EL COMPONENTE PRINCIPAL DEL EQUIPO DESTINADO A LA

IGNICION DE PETROLEO, CARBON O GAS.LOS QUEMADORES INTRODUCEN EL COMBUSTIBLE Y EL AIRE AL INTERIOR DELHOGAR, PRODUCIENDOSE UNA REACCION QUIMICA EXOTERMICA, PARA LA MASEFECTIVA LIBERACION DE CALOR.LOS QUEMADORES, CONJUNTAMENTE CON EL HOGAR, EN EL CUAL ELLOS SONINSTALADOS, DEBEN SER DISEADOS DE ACUERDO AL TIPO DE COMBUSTIBLE AUTILIZAR.LOS QUEMADORES NORMALMENTE SE UBICAN EN LAS PAREDES VERTICALES DELHOGAR, Y SE PUEDEN ENCONTRAR DISPUESTOS DE VARIADAS FORMAS:

1. DISTRIBUIDOS UNIFORMEMENTEEN UNA DE LAS PAREDES.2. INSTALADOS EN PAREDES OPUESTASDEL HOGAR, UNO ENFRENTE DEL

OTRO, PRODUCEN UNA MEZCLA MAS INTIMA ENTRE EL AIRE Y ELCOMBUSTIBLE.

3. "FUEGOS CRUZADOS" ES UNA COMBINACION DE QUEMADORESVERTICALES Y HORIZONTALES EN LOS QUE LAS CORRIENTES DE AIRE YCOMBUSTIBLE SE CORTAN.

4. "FUEGO TANGENCIAL", ES EL OBTENIDO CON QUEMADORES COLOCADOSUNO ENCIMA DEL OTRO EN LOS CUATRO ANGULOS DEL HOGAR Y QUEENVIAN EN SENTIDO HORIZONTAL CORRIENTES DE COMBUSTIBLE YCARBON TANGENTES A UN CIRCULO DE 60 A 120 cm. DE DIAMETRO.

QUEMADORES PARA CARBON.-

EXISTEN DOS TIPOS DE QUEMADORES PARA LA COMBUSTION CON CARBON:a.- PARA CARBON PULVERIZADO;EL QUE CONSISTE EN UN TUBO CILINDRICOHUECO, EL CUAL EN EL EXTREMO MAS CERCANO AL HOGAR TIENE ADOSADO UN

DIFUSOR, QUE PERMITE UNA DISTRIBUCION HOMOGENEA DE LA MEZCLA AIRE-CARBON PARA UNA MEJOR COMBUSTION.b.- HOGAR CICLON; EN DONDE EL AIRE Y EL CARBON DE FINA GRANULOMETRIASON INTRODUCIDOS TANGENCIALMENTE EN EL QUEMADOR CIRCULAR EN UNAFORMA TAL QUE SE DESARROLLA UNA VIOLENTA ROTACION Y MEZCLADO DEAMBOS. EL CARBON ES LANZADO HACIA LA PERIFERIA DE ESTA MASA QUE GIRA AELEVADA VELOCIDAD Y CHOCA CONTRA UNA DELGADA CAPA DE ESCORIA FUNDIDAEN DONDE SE QUEMA AL SER BARRIDO POR EL AIRE SECUNDARIO A ELEVADAVELOCIDAD. A MEDIDA QUE LA ESCORIA SE VA FUNDIENDO, ESCURRE HACIA UNDEPOSITO DE AGUA EN DONDE SE ENFRIA Y EXTRAE POSTERIORMENTE.

QUEMADORES PARA PETROLEO Y GAS.-

LOS QUEMADORES DE PETROLEO ATOMIZAN EL COMBUSTIBLE Y LO MEZCLANINTIMAMENTE CON EL AIRE SUMINISTRADO PARA LA COMBUSTION. LAATOMIZACION PUEDE LLEVARSE A CABO CON AIRE, GAS O VAPOR DE AGUA APRESIONES DE 1,75 A 7,0 kg/cm, O POR MEDIOS MECANICOS. SI BIEN EL AIRECOMPRIMIDO PUEDE SERVIR PARA ATOMIZAR Y PARA LA COMBUSTION, SUEMPLEO SE HALLA CIRCUNSCRITO A APARATOS PEQUEOS DEBIDO AL ELEVADOCOSTO DEL AIRE COMPRIMIDO. ALGUNAS VECES SE UTILIZAN COMO AGENTESATOMIZADORES EL GAS NATURAL Y LOS GASES SUBPRODUCTOS A PRESIONES DE


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3,5 kg/ cm O MAS. EL GAS EMPLEADO PARA LA ATOMIZACION AYUDA AL MISMOTIEMPO A MANTENER LA IGNICION AL QUEMAR COMBUSTIBLES ESPECIALES.

EL VAPOR DE AGUA ES UN AGENTE ATOMIZADOR EFICAZ PEROANTIECONOMICO. EN CONDICIONES MUY FAVORABLES EL CONSUMO DEVAPOR ES DE 0,1 A 0,2 kg POR kg. DE PETROLEO QUEMADO. EL VAPOR PUEDETOMARSE DIRECTAMENTE DE LA CALDERA CALENTADA POR EL QUEMADOR,PERO EN ESTE CASO DEBE CONTARSE CON OTRO MEDIO PARA LA PUESTA ENSERVICIO DE ESTA. OTRAS DESVENTAJAS DEL VAPOR DE AGUA EN LAATOMIZACION SON:

o PERDIDA DE AGUA DE LA CALDERAo LIMPIEZA FRECUENTE DE LOS QUEMADORESo FUNCIONAMIENTO RUIDOSOo PERDIDAS CALORIFICAS EXTRAS Y AUMENTO DE LA HUMEDAD DE LOS

GASES HACIA LA CHIMENEA.

LOS ATOMIZADORES A BASE DE VAPOR DE AGUA SE SUELEN CONSTRUIR PARAMAS DE 3,8 TON/H DE PETROLEO.

LA ATOMIZACION MECANICA SE EFECTUA COMPRIMIENDO EL PETROLEO CONBOMBAS Y SE DENOMINA "QUEMADOR DE CAON",

EL PETROLEO ENTRA EN EL QUEMADOR A UNA PRESION DE 14 A 60 Kg/cm, YUNA TUBERIA DE RETORNO DEVUELVE EL EXCESO DE COMBUSTIBLE. ESTOSQUEMADORES MECANICOS PUEDEN CONSUMIR HASTA 18,9 TON/H DEPETROLEO.LOS QUEMADORES PARA GASES, ESTAN CONSTRUIDOS PARA TRABAJAR ABAJAS PRESIONES, ENTRE 0,35 Y 1,75 Kg/cm.

CALENTADORES DE AIRE.-

ESTE ELEMENTO, COMO SU NOMBRE LO INDICA, SIRVE PARA CALENTAR EL AIRERECUPERANDO PARTE DEL CALOR DE LOS GASES QUE VAN CAMINO A LACHIMENEA. LAS VENTAJAS QUE SE DERIVAN DEL EMPLEO DEL AIREPRECALENTADO EN LA COMBUSTION SON:

- CONSERVACION DE LA ENERGIA- COMBUSTION MEJORADA- PERMITE QUEMAR COMBUSTIBLES DE MENOR CALIDAD- AUMENTO DE RENDIMIENTO.

EL AIRE CALIENTE, AL SER INTRODUCIDO EN EL HOGAR, AUMENTA LATEMPERATURA DE ESTE Y, COMO CONSECUENCIA, AUMENTA LA TRANSMISION DECALOR RADIANTE A LA CALDERA.

CALENTADOR DE AIRE TIPO CONVECCION TUBULAR.-EN EL, SE ESTABLECE EL PRINCIPIO DE CONTRACORRIENTE EN DONDE LOS GASESCALIENTES PASAN POR EL INTERIOR DE LOS TUBOS DESDE ARRIBA HACIA ABAJO.EN TANTO EL AIRE FRIO ENTRA POR EL FONDO, Y FLUYE LAMIENDO LA SUPERFICIEEXTERNA DE LOS TUBOS SALIENDO POR EL EXTREMO SUPERIOR.


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DEFLECTORES UBICADOS HORIZONTALMENTE DIRIGEN EL CURSO DEL AIRE PARACONSEGUIR LA MAXIMA TRANSMISION DE CALOR, ESTOS ESTAN DISPUESTOS DEMANERA TAL QUE PERMITEN QUE LA VELOCIDAD DEL AIRE SE MANTENGA LO MAS

CONSTANTE POSIBLE.

CALENTADOR DE AIRE TIPO CONVECCION DE PLACA.-EN ESTE TIPO DE CALENTADOR EL GAS Y EL AIRE PASAN POR CONDUCTOSALTERNADOS SITUADOS ENTRE LAS PLACAS Y EN SENTIDOS OPUESTOS.

CALENTADOR DE AIRE TIPO REGENERATIVO.-CONSISTE EN UN LABERINTO METALICO EN FORMA DE TAMBOR QUE GIRALENTAMENTE, DE MANERA QUE ALTERNATIVAMENTE ES CALENTADO POR LOSGASES Y ENFRIADO POR EL AIRE.LOS GASES QUE VAN HACIA LA CHIMENEA FLUYEN EN SENTIDO DESCENDENTE ATRAVES DE LA MITAD DEL LABERINTO, Y EL AIRE INYECTADO POR UN VENTILADOR,ASCIENDE A TRAVES DE LA OTRA MITAD, UNA JUNTA DIVISORIA EVITA TODO LO

POSIBLE QUE EL AIRE Y LOS GASES SE MEZCLEN. EL LABERINTO METALICO ESTADISEADO EN FORMA PARA PRESENTAR LA MAXIMA SUPERFICIE Y OFRECER LAMINIMA RESISTENCIA AL PASO DEL AIRE Y DE LOS GASES.


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RECALENTADORES.-SON SIMPLES INTERCAMBIADORES DE CALOR DESTINADOS A ENTREGAR ENERGIAADICIONAL AL VAPOR, ADEMAS DE LA QUE POSEE EN EL ESTADO DE SATURACION

A UNA PRESION DADA. LAS CALDERAS MODERNAS DE ALTA PRESIONSUMINISTRAN VAPOR RECALENTADO A TEMPERATURAS DEL ORDEN DE LOS 620 C.

LOS RECALENTADORES QUE TOMAN SU ENERGIA DE LOS GASES QUE VAN HACIALA CHIMENEA SE DENOMINAN DE "CONVECCION"; Y LOS QUE QUEDAN EXPUESTOSA LA ENERGIA RADIANTE DE LAS LLAMAS SE CONOCEN CON EL NOMBRE DERECALENTADORES DE "RADIACION".

CAPTACION DE MATERIAL PARTICULADO

EL MATERIAL PARTICULADO PRODUCTO DE LA COMBUSTIN DEL CARBN DEBESER RETENIDO ANTES DE QUE LOS GASES ABANDONEN LA CHIMENEA.

PARA LO ANTERIOR SE UTILIZAN BASICAMENTE TRES METODOS ;

- SEPARADOR CICLONICO- PRECIPITADOR ELECTROESTATICO- FILTROS DE MANGA

SEPARADOR CICLONICO

EN EL FLUJO DE LOS GASES SE INSTALAN UNA CANTIDAD ADECUADA DESEPARADORES CICLONICOS, SON ELEMENTOS ESTATICOS QUE IMPRIMEN AL GASUN MOVIMIENTO CIRCULAR DE TORBELLINO, SEPARANDO POR ENERGIACENTRIFUGA LAS PARTICULAS MAS GRUESAS, QUE CAEN A UNA TOLVA, DE DONDESON RETIRADAS. LA EFICIENCIA DE ESTOS ES DEL ORDEN DE UN 80% DERETENCION DEL MATERIAL PARTICULADO.


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PRECIPITADOR ELECTROESTATICO

EL PRECIPITADOR ELECTROESTATICO ES UN SISTEMA ELECTRICO PARA LACAPTACION DE PARTICULAS SLIDAS EN SUSPENSION EN LOS GASES, USANDOLAS PROPIEDADES DEL CAMPO ELECTRICO.AL APLICAR UN VOLTAJE ENTRE DOS ELECTRODOS, SE ESTABLECE ENTRE ESTOSUN CAMPO ELECTRICO. EL ELECTRODO CON EL POLO POSITIVO, SE LLAMARAELECTRODO DE CAPTACION Y EL POLO NEGATIVO ELECTRODO DE EMISION.EL VOLTAJE QUE SE APLICA A ESTOS, ES CONTINUO Y PROVIENE DE UNRECTIFICADOR.CON LA ENERGIZACION DE LOS ELECTRODOS, LAS PARTICULAS SE IONIZAN Y SONATRAIDAS POR EL ELECTRODO DE CAPTACION.LA EFICIENCIA DE CAPTACION DE ESTOS ES SOBRE EL 90% DEPENDIENDO DELDISEO.

FILTRO DE MANGA (FABRIC FILTER)LOS FILTROS DE MANGA RETIENEN LAS PARTICULAS SLIDAS EN SUSPENSION ENLOS GASES DE SALIDA FILTRANDO EL GAS.EN EL MERCADO EXISTEN FILTROS DE DIFERENTES MATERIALES SINTETICOS QUESOPORTAN TEMPERATURAS HASTA DE 130 C.SE CONOCEN BASICAMENTE DOS TIPOS DE INSTALACIONES, SEGUN LA FORMA DELIMPIAR EL FILTRO.

POR SACUDIDA MECANICA:EN ESTE SISTEMA EL GAS CON MATERIAL PARTICULADO INGRESA A LA BOLSA POREL INTERIOR, UNA VEZ QUE LA BOLSA ESTA SATURADA DE POLVO ES SACUDIDA ENFORMA MECANICA DESDE LA PARTE SUPERIOR, ACUMULANDOSE EL POLVO ENUNA TOLVA DE DONDE ES RETIRADO.

EN ESTE SISTEMA DE LIMPIEZA SE DEBE DISPONER DE DOS CAMARAS CONBOLSAS, YA QUE HAY QUE DETENER EL FLUJO DE GASE MIENTRAS SE EFECTUA ELLIMPIADO DE ELLA.

POR SOPLADO CON AIRE A PRESION:EN ESTE SISTEMA, EL GAS CON MATERIAL PARTICULADO SE ENCUENTRA POR ELLADO EXTERIOR DE LA BOLSA, Y ES SOPLADA POR UN CHORRO DE AIRE A PRESIONPOR EL INTERIOR DE ELLA, PARA PRECIPITAR EL POLVO HACIA EL FONDO DE LATOLVA, DE DONDE ES RETIRADO POSTERIORMENTE.EL SOPLADO ES EN LINEA, POR LO QUE NO SE REQUIERE DE DOS CAMARAS DEMANGAS.LA EFICIENCIA DE CAPTACION DE LOS FILTROS DE MANGA ES SOBRE EL 98%DEPENDIENDO DEL TIPO DE MANGAS.

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Capitulo 4 Generadores de Vapor