¿QUE ES UNA CALDERA?
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Una caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería que está diseñado para generar vapor saturado. Éste vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado liquido, se calienta y cambia de estado.
Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato a presión en donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.
Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un cambio de fase. Además son recipientes a presión, por lo cual son construidas en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas.
Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, las calderas son muy utilizadas en la industria para generarlo para aplicaciones como:
Esterilización (tindarización), es común encontrar calderas en los hospitales, las cuales generan vapor para esterilizar los instrumentos médicos, también en los comedores con capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los cubiertos.
Calentar otros fluidos, por ejemplo, en la industria petrolera se calienta a los petroles pesados para mejorar su fluidez y el vapor es muy utilizado.
Generar electricidad a través de de un ciclo Rankine.
Las calderas son parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo genera vapor sobrecalentado.
Tipos de caldera
Acuotubulares: son aquellas en las que el fluido de trabajo se desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las más utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas presiones a su salida, y gran capacidad de generación.
Pirotubulares: en este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un recipiente, y es atravesado por tubos por los cuales circula fuego y gases producto de un proceso de combustión.
Elementos, términos y componentes de una caldera
Agua de alimentación:
Es el agua de entrada que alimenta el sistema, generalmente agua de pozo o agua de red.
Agua de condensado:
Es el agua que proviene del estanque condensador y que representa la calidad del vapor.
Vapor seco:
Vapor de óptimas condiciones.
Vapor húmedo:
Vapor con arrastre de espuma proveniente de una agua de alcalinidad elevada.
Condensador:
Sistema que permite condensar el vapor.
Estanque de acumulación:
Es el estanque de acumulación y distribución de vapor.
Desaireador:
es el sistema que expulsa los gases a la atmósfera.
Purga de fondo:
Evacuación de lodos y concentrado del fondo de la caldera.
Purga de superficie:
Evacuación de sólidos disueltos desde el nivel de agua de la caldera.
Fogón:
Alma de combustión del sistema.
Combustible:
Comburente que se transforma en energía calórica que permite la vaporización.
Agua de calderas:
Agua de circuito interior de la caldera cuyas características dependen de los ciclos y del agua de entrada.
Ciclos de concentración:
Número de veces que se concentra el agua de caldera respecto del agua de alimentación.
Alcalinidad:
Nivel de salinidad expresada en ppm de CaCO3 que confiere una concentración de iones carbonatos e hidróxilos que determina el valor de pH de funcionamiento de una caldera, generalmente desde 10,5 a 11.5.
Desoxigenación:
Tratamiento químico que elimina el oxígeno del agua de calderas.
Incrustación:
Sedimentación de sólidos con formación de núcleos cirtalinos o amorfos de sulfatos, carbonatos o silicatos de magnesio que merman la eficiencia de funcionamiento de la caldera.
Dispersante:
Sistema químico que mantiene los sólidos descohesionados ante un evento de incrustación.
Antiincrustante:
Sistema químico que permite permanecer a los sólidos incrustantes en solución.
Anticorrosivo:
Sistema químico que brinda protección por formación de films protectivos ante iones corrosivos presentes en el agua.
Corrosión:
Véase Corrosión
Indice de vapor/combustible: Indice de eficiencia de producción de vapor de la caldera
Todas las calderas de gasoil deben llevar unos elementos de seguridad
que garantizan su funcionamiento y que son los siguientes:
• Termómetro
Mide la temperatura de salida de agua caliente para calefacción.
• Medidor de presión
Controla el correcto funcionamiento de la caldera frente a posibles
roturas, fugas u obturaciones del circuito.
Cada caldera trabaja a una presión determinada.
Generalmente, entre 0.8 y 1.2 kg/cm2.
• Regulador/limitador de temperatura
Te permite seleccionar la temperatura
de la caldera y regularla en función de
tus necesidades.
Estos tres elementos normalmente están situados en la consola
principal de la caldera para facilitar su manejo y utilización.
• Vaso de expansión
Dispositivo encargado de soportar las variaciones de
presión producidas por el aumento de la temperatura,
protege el circuito de roturas o fisuras por sobrepresión.
Se suele instalar en la parte posterior de la caldera, de
forma que esté accesible para realizar el mantenimiento.
• Válvula de seguridad por sobrepresión
Mecanismo que permite la descarga de agua siempre que la presión
sea superior a la de trabajo de la caldera.
Algunas calderas vienen taradas a un máximo de 3 kg/cm2. Si por
cualquier causa la presión del circuito de tu calefacción supera este
máximo, u otro establecido por el fabricante, la válvula se encargará
de expulsar la suficiente cantidad de agua y garantizar una presión de trabajo adecuada.
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