EFICIENCIA TERMICA EN UN CALDERO PIROTUBULAR CUESTIONARIO 5

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EFICIENCIA TERMICA EN UN 
CALDERO PIROTUBULAR 
PRACTICA #5 
NOMBRE: ANDREA CALDERON LAGOS 
CARRERA: INGENIERIA PETROQUIMICA 
6 DE OCTUBRE DE 2021 
P5 EFICIENCIA TERMICA EN 
UN CALDERO PIROTUBULAR 
CUESTIONARIO 
 
1. DESCRIPCIÓN DE CALDERAS Y GENERADORES DE VAPOR 
 
a) Definición de caldera y generador de vapor 
 
Caldera 
 
La caldera es una máquina generada por la ingeniería, que fue diseñada para producir vapor. 
Este vapor se forma a través de la transferencia de calor a presión constante, en el cual el fluido 
entra o es originalmente un líquido que luego se calienta y cambia de fase. 
Es un recipiente que debe soportar presiones, por lo cual es construido con acero laminado. 
 
Generador de vapor 
 
Un generador de vapor es un recipiente cerrado en el cual, por medio del calor producido por 
un proceso de combustión de un combustible al quemarse, se transforma el agua líquida que hay 
en su interior en vapor a una presión mayor que la atmosférica, para usarse en procesos 
industriales de todo tipo. 
 
2. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 
 
Todo cuerpo capaz de calentar a otro es considerado como una fuente de calor. El calor se 
trasmite de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura mediante tres 
mecanismos: CONDUCCIÓN, CONVECCIÓN Y RADIACIÓN. Investigue bibliográficamente 
COMO y DONDE se produce cada mecanismo de calor en un caldero PIROTUBULAR. 
 
Principio de funcionamiento 
 
En este tipo de equipos los gases calientes procedentes de la combustión del quemador circulan 
por la parte interior del hogar y luego por los diferentes circuitos de tubos de humos. Es el calor 
por tanto que circula por los tubos de humos lo que genera el calentamiento del agua hasta 
alcanzar la temperatura de saturación y por tanto el vapor. 
 
El gran volumen de agua almacenada a presión, favorece la capacidad de absorción de las posibles 
fluctuaciones en las demandas de vapor de los diferentes procesos, minimizando las variaciones 
en el nivel agua de alimentación, el consumo de combustible, la temperatura, y lo que es más 
importante, la carga y presión de vapor (siendo estas constantes en todo momento). 
 
Ventajas de las calderas de vapor pirotubulares 
 
• Intercambio de calor optimizado por radiación y convección. 
• Eficiencia constante que puede superar el 97 % en el intervalo del 30 al 100 % de la 
carga. 
• Compatibilidad con grandes variaciones de potencia. 
• Vapor de alta calidad (sequedad por encima del 99,5 %) gracias al separador de vapor 
integrado. 
 
El calor se generará a partir del combustible en una caldera con transferencia básicamente por 
radiación en su cámara de combustión y por convección en serpentines o tubos de humos. 
3. ACCESORIOS DE LAS CALDERAS 
 
a) Que accesorios de observación tiene una caldera pirotubular 
 
Accesorios de Observación 
 
• Indicadores de nivel de agua: Toda caldera deberá estar provista, a lo Menos, de dos 
indicadores de nivel de agua, independientes entre sí. Uno de ellos deberá ser de 
observación directa del nivel de agua, del tipo tubo de vidrio (figura 1), pudiendo ser el 
otro formato por una serie de tres Grifos o llaves de prueba figura 2. 
 
• Indicadores de presión: Toda caldera deberá estar provista de uno o más manómetros, 
que se conectarán a la cámara de vapor de la caldera Mediante un tubo que forme un 
sello de agua. 
 
• Analizadores de gases: Son aparatos que sirven para controlar la calidad de la 
combustión dentro del hogar, a través del análisis de los gases que salen por la chimenea 
(figura 4) 
 
• Indicadores de temperatura: Son instrumentos destinados a medir la temperatura, ya sea 
del agua de alimentación, del vapor, de los gases de la combustión del petróleo, etc. 
 
b) Que accesorios de seguridad tiene una caldera 
 
Accesorios de Seguridad 
 
• Válvulas de seguridad: Tiene por objeto dar salida al vapor de la caldera cuando ésta 
sobrepasa a la presión máxima de trabajo 
 
• Tapón fusible: El tapón fusible, es un elemento que permite el paso de vapor y agua hacia 
el hogar, cuando el nivel de agua en la caldera baja más allá del mínimo permitido (figura 
6) 
 
• Alarmas: Toda caldera dispondrá de un sistema de alarma, acústica o visual, que funcione 
cuando el nivel de agua alcance el mínimo o el máximo, deteniendo a la vez, el 
funcionamiento del sistema de combustión, cuando se alcance el nivel mínimo de agua. 
 
c) Indique y describa los accesorios de alimentación de agua y de limpieza 
 
Accesorios de Alimentación de Agua 
 
• Bombas: Este accesorio al igual que el inyector, nos permite reponer el agua que se ha 
vaporizado en el interior de la caldera. Entre éstas, tenemos las Bombas Centrífugas y las 
de émbolo. 
 
• Inyectores: Los inyectores, son dispositivos que funcionan con el mismo vapor que 
produce la caldera y son capaces de descargar agua a una presión mayor que la presión 
interna de la caldera. 
 
Accesorios de Limpieza 
 
• Puertas de inspección: Según sus dimensiones se llaman puertas de hombre o tapas de 
registro. Éstas últimas sólo permiten el paso de un brazo. Ambas puertas sirven para 
efectuar limpiezas o inspecciones en el interior de los colectores principales o de los 
tubos según sea su ubicación. 
 
• Llaves de purga: Entre las llaves de purga, se pueden distinguir las válvulas de extracción 
de fondo y las de extracción de superficie. La primera de ellas va ubicada en las partes 
más bajas de la caldera y sirven para extraer los lodos o barros provenientes de la 
vaporización de las aguas duras y acción del uso de los desincrustantes. 
 
d) Clasifique y Describa brevemente los quemadores de combustibles gaseosos 
 
En general, los combustibles gaseosos se queman y regulan con mayor facilidad, ya que la 
combustión se realiza en una sola fase y no existen problemas de pulverización como en los 
combustibles sólidos y líquidos. 
 
Los gases son generalmente limpios y por consiguiente no forman atascos ni ensucian las cámaras 
de combustión. 
 
Las reacciones de combustión del gas y del oxígeno van estrechamente unidas a los métodos de 
adición y de mezcla de aire con el gas. 
 
Según el método de introducción del gas y del aire en la cámara de combustión, se clasifican 
como sigue: 
 
• Quemadores con llamas de difusión, en los que el gas y el aire penetran sin mezclar en la 
cámara, y la mezcla se efectúa por difusión turbulenta en el lugar de la combustión. 
• Quemadores con premezclado parcial, en los que se mezcla previamente el gas con una 
parte de aire, y el resto necesario para la combustión se aspira más adelante, ya en el 
homo. 
• Quemadores con llamas y premezclado total, en los que el gas y todo el aire necesario 
para la combustión se mezclan antes de que tenga lugar la combustión. 
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