Caldera Pirotubular, Fime Unac 4p2zg

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CALDERA PIROTUBULAR I. MARCO TEORICO ........................................................................................................................ 2 1. Concepto ............................................................................................................................... 2 2. funcionamiento ..................................................................................................................... 2 3. Componentes de una caldera ............................................................................................... 3 4. Configuración ........................................................................................................................ 4 4.1 Condiciones de operación y material de una caldera pirotubular industrial .................. 5 II. CALDERA PIROTUBULAR DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS TÉRMICAS – FIME .......................................................................................................................... 5 1. Componentes de la caldera pirotubular del laboratorio de mecánica de fluidos ................ 5 1.1 Caldera 40 BHP J&C SERMIN.S.A SERIE 040-98 ............................................................... 5 1.2 Quemador ....................................................................................................................... 6 1.3 Tanque de salmuera ........................................................................................................ 6 1.4 Ablandador de agua ........................................................................................................ 7 1.5 Tanque hidroneumático .................................................................................................. 7 1.6 Tanque de combustible ................................................................................................... 8 1.7 Bomba de alimentación de agua ..................................................................................... 8 2. vista superior de la caldera y sus componentes ................................................................... 9 III. APLICACIONES ........................................................................................................................ 10 IV. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 11 V. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 11

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TEMA: CALDERA PIROTUBULAR I. MARCO TEORICO 1. Concepto Son aquellas calderas en las que los gases de la combustión circulan por el interior de los tubos y el fluido caloportador por el exterior de los mismos [1]. Dentro de las ventajas de una caldera pirotubular encontramos que presentan menores costos iniciales, debido a la simplicidad de diseño en comparación con las acuotubulares, Mayor flexibilidad de operación, ya que el gran volumen de agua permite absorber fácilmente las fluctuaciones en la demanda, Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación porque las incrustaciones formadas en el exterior de los tubos son más fáciles de atacar y son eliminadas por las purgas y Facilidad de inspección, reparación y limpieza. [2]

2. funcionamiento Para general el vapor caliente que pasa por el interior de los tubo es necesario un proceso de combustión; el oxígeno, combustible y una chispa hacen posible este paso.

Funcionamiento de una caldera pirotubular

-la caldera debe estar llena hasta donde indica el visor de nivel, evitando una serie de pasos innecesarios dentro de la misma, pues si el nivel de agua no está correcto el control de nivel impedirá el encendido del quemador, abriendo las bombas de alimentación hasta alcanzar el nivel de agua requerido. -Si el nivel de agua está muy por debajo de los límites establecidos, el quemador se apagará.

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3. Componentes de una caldera Las calderas pirotubulares reciben el nombre por una estructura de tubos por los cuales pasan los gases calientes producto del proceso de combustión; además de los tubos una caldera presenta: -

Quemador: genera la llama que provoca la liberación de energía del combustible atomizado

-

El hogar o cámara de combustión: parte de la caldera en la cual se realiza el proceso de combustión.

-

Haz de tubos: múltiples tubos por los cuales pasaran los vapores que transfieren energía al agua.

-

La coraza: es básicamente un cilindro de acero en el cual se encuentran ubicados la cámara de combustión y el haz de tubos.

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Tapas: presenta una tapa frontal y una posterior para facilitar el mantenimiento y limpieza de los tubos de la caldera

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Chimenea: por donde sale a la atmosfera el CO2 producido en la combustión

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Bombas de alimentación: llevan el agua de los tanques de condensado a la caldera.

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Dispositivos de control y seguridad: garantizan el correcto funcionamiento del equipo, logrando un proceso óptimo y cuidando la integridad de los trabajadores.  Control del nivel de agua.  Control de nivel muy bajo de agua.  Control de presión.  Válvula de seguridad.  Detector de llama.

Partes de una caldera pirotubular

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4. Configuración Las calderas Pirotubulares presentan diferentes tipos de combinaciones de diseño que involucran el número de pasos que el calor de los humos provenientes de la quema del combustible en el hogar de la caldera, cede al agua antes de que estos sean descargados a la atmósfera. La Figura 1 muestra una configuración típica de caldera de dos pasos, donde muestra un primer paso al momento de la quema del combustible y la formación de los humos, en un conducto el cual está rodeado de agua y ceden calor al agua y luego en el segundo paso por el juego de tubos de que está constituida la caldera para transferir el calor al agua contenida en la carcasa; la diferencia entre los dos tipo de caldera que se presenta en la Figura, consiste en el movimiento de los gases entre los dos pasos en un caso se realiza a través de un conducto periférico externo y el otro a través de un conducto interno en la caldera

Configuración interna de una caldera Pirotubular

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4.1 Condiciones de operación y material de una caldera pirotubular industrial Generalmente, son diseñadas para operarse con presiones de 300 psig y capacidades de 50.000 lb/hr de vapor [4]. Es importante saber que los gases de combustión deben enfriarse antes de alcanzar la cámara de inversión como mínimo a 420°C para las calderas de acero normales y a 470°C para las calderas de aleaciones de acero. Temperaturas superiores a estas causaran sobrecalentamiento y grietas de las planchas en el extremo del hogar.

II. CALDERA PIROTUBULAR DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS TÉRMICAS – FIME En el laboratorio de nuestra facultad actualmente contamos con la caldera 40 BHP J&C SERMIN.S.A SERIE 040-98 totalmente remodelada luego de las actividades realizadas para su mantenimiento, realizado del 19-Mayo-2018 al 12-Junio-2018 (25 días). Podemos decir que actualmente contamos con los siguientes equipos 

Caldera 40 BHP J&C SERMIN.S.A SERIE 040-98



Quemador



Tanque de Salmuera



Ablandador de agua



Sistema hidroneumático



Tanque de combustible (petróleo)



Bomba de alimentación de agua

1. Componentes de la caldera pirotubular del laboratorio de mecánica de fluidos 1.1 Caldera 40 BHP J&C SERMIN.S.A SERIE 040-98 Caldera remodelada de nuestra facultad

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1.2 Quemador El quemador es el principal componente para la combustión del petróleo y delgas natural. En los generadores industriales de vapor, el quemador hace ingresar combustible y aire a la cámara de combustión de una manera que asegure una combustión segura y eficiente mientras la caldera se encuentra en plena capacidad

1.3 Tanque de salmuera El tanque de salmuera es utilizado en la operación de los suavizadores. En estos tanques se coloca la sal que requiere la resina para recuperar su capacidad de intercambio iónico.

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1.4 Ablandador de agua Los ablandadores de agua funcionan bajo el principio de intercambio iónico. Una resina especial retiene los iones calcio y magnesio presentes en el agua con el objetivo de disminuir la dureza y así, prevenir las incrustaciones y fallas en los equipos que utilizan esta agua.

1.5 Tanque hidroneumático Se le llama hidroneumático porque es un equipo que funciona a base de agua y aire, se compone de un tanque y una bomba. La bomba es la responsable de suministrar el agua a presión dentro del tanque, siempre se debe trabajar con una bomba de alta presión, el tanque tiene un espacio hueco donde sólo tiene aire. Este aire es el que se encarga de expulsar el agua a presión cuando sale del hidroneumático al abrir una o varias llaves.

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1.6 Tanque de combustible Es el tanque donde se va almacenar el combustible que ira al quemador para la combustión

1.7 Bomba de alimentación de agua

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2. vista superior de la caldera y sus componentes Equipo

Diámetro (cm)

Tanque hidroneumático

60

Tanque de agua blanda

50

Ablandador

40

Condensador

50

Bomba de alimentación de agua

15

Caldera

120

Calentador de agua

110

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III. APLICACIONES La caldera pirotubular, es el tipo más utilizado en la industria, para aplicaciones que requieren moderadas presiones y demandas de vapor. En ella los gases producidos en la reacción de combustión circulan por el interior de los tubos y el agua se encuentra por fuera de ellos. Los tubos pueden estar dispuestos horizontal o verticalmente. Generalmente, son diseñadas para operarse con presiones de 300 psig y capacidades de 50.000 lb/hr de vapor. La aplicación de las calderas pirotubulares tiene un campo muy amplio ya que el vapor es necesario en la mayoría de los procesos térmicos entre los cuales tenemos los siguientes campos. 

Fábricas de concreto prefabricado: los concretos necesitan ser metidos en hornos para su procesamiento correcto, para tratar de mantenerlos a una temperatura entre 60°C y 70°C.



Industria alimenticia: los alimentos son cocidos usualmente en ollas con chaquetas de vapor a una presión de 60psi. Se deben alcanzar temperaturas de aproximadamente 106°C para lograr evaporar un 20% de su contenido de agua.

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Cremerías: las chaquetas de vapor para la elaboración de crema y queso requieren una presión de vapor de 100psi y un calentamiento aproximado de 15°C a 40°C.



Papeleras: en este proceso se requiere secar el papel en tambores rotativos calientes. La presión de vapor aproximada en estas máquinas es de 180 psi.



Plantas de asfalto: para calentar el asfalto de 149°C a 155°C generalmente se necesita vapor a una presión aproximada de 125 psi.



Equipos de hospitales: se utiliza vapor de alta presión para esterilizadores. También se la utiliza para obtener agua caliente.



Tintorerías: el vapor proveniente de la caldera debe fluir por el fondo de los tanques del tinte para calentar el mismo, también se debe agitarlo con el fin de mezclarlo.



Industria química: se utiliza vapor para la mayoría de los procesos en este campo, uno de ellos es la obtención de alimentos.

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IV. CONCLUSIONES 

La caldera es la parte principal de una fabrica la cual cuyo objetivo es generar vapor lo cual se utiliza mucho para la obtención de cualquier producto, también puede ser como medio de calefacción para grandes lugares y trabajan con varios tipos de combustibles ya sean líquidos o sólidos.



Como todo equipo industrial las calderas requieren mantenimiento e inspecciones periódicas para asegurar su correcto, seguro y eficiente funcionamiento, es por esto que tenemos que hacer un plan de mantenimiento anual en el que verán tareas de inspección de significativa importancia para detectar preventivamente la mayoría de las averías.

V. BIBLIOGRAFÍA 

https://vycindustrial.com/calderas-de-vapor-pirotubulares-y-acuotubulares/



https://www.sogecal.com/caldera-pirotubular/



http://www.achs.cl/portal/trabajadores/Capacitacion/CentrodeFichas/Documents/des cripcion-de-caldera-y-generadores-de-vapor.pdf



https://www.todoencalefaccion.com/calderas-pirotubulares/



http://www.generagas.com/index.php/es/servicios/vapor/calderas-derecuperacion/calderas-pirotubulares