Ciclo Combinado y HRSG's AMIME - Axel

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Presentada por:
CERREY, S.A. DE C.V.
“CICLOS COMBINADOS Y HRSG EN LA 
GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA”
XXVI TALLER INTERNACIONAL DE CAPACITACIÓN EN 
CALDERAS Y RECIPIENTES A PRESIÓN, TEMAS AFINES 
Y EXPOSICIÓN INDUSTRIAL.
Asociación Mexicana de Ingenieros Mecánicos y Electricistas A.C.
Morelia, Michoacán. Agosto 10 al 12 de 2005
El material aquí contenido fue recopilado de diversas fuentes coEl material aquí contenido fue recopilado de diversas fuentes con n 
la finalidad de exponerlo para este congreso. la finalidad de exponerlo para este congreso. 
Bajo ningún motivo es con finalidades de lucro ni la de divulgarBajo ningún motivo es con finalidades de lucro ni la de divulgar ó ó 
transferir tecnología, lo aquí contenido es totalmente informatitransferir tecnología, lo aquí contenido es totalmente informativo y vo y 
con fines netamente educativos.con fines netamente educativos.
Información sobre el contenido
1.1. Descripción General de Ciclo Combinado y HRSGDescripción General de Ciclo Combinado y HRSG
2.2. Descripción de Componentes del HRSGDescripción de Componentes del HRSG
3.3. Conceptos Básicos de Transferencia de Calor en HRSGConceptos Básicos de Transferencia de Calor en HRSG
4.4. Tratamiento Químico del Agua de AlimentaciónTratamiento Químico del Agua de Alimentación
5.5. Procedimientos de Operación y Curvas de Arranque (Típicas)Procedimientos de Operación y Curvas de Arranque (Típicas)
INDICE
1 Descripción General de Ciclo Combinado y HRSG
COGENERACIÓN Y CICLO COMBINADO
En el sentido más básico un ciclo combinado es también en sí una cogeneración, se trata de 
producir vapor a partir de aprovechar los gases de escape de una turbina de gas ó de un 
generador diesel, sin embargo existen las siguientes “diferencias” entre las 2 palabras:
COGENERACIÓN: Producción de energía eléctrica y vapor para proceso, utilizando un 
turbogas ó generador diesel y con los gases de combustión que van a un HRSG (Heat 
Recovery Steam Generator ó comúnmente llamada caldera de recuperación) se produce 
vapor para proceso.
CICLO COMBINADO: Se produce energía eléctrica en un turbogas ó generador diesel, los 
gases de combustión van a un HRSG, el vapor producido va a un turbovapor que a su vez 
produce energía eléctrica. Se le llama ciclo combinado porque son básicamente dos ciclos 
térmicos distintos para producir energía eléctrica.
Si se tuviera un generador diesel, un HRSG y un turbovapor se llamará ciclo DIESEL-
RANKINE.
Si se tuviera un turbogas, un HRSG y un turbovapor se llamará ciclo BRAYTON-RANKINE.
El ciclo BRAYTON-RANKINE es el mas usado en plantas generadoras de ciclo combinado.
CICLO COMBINADO
En un ciclo combinado se tiene generación de energía eléctrica por parte del turbogas 
(Ciclo Brayton), los gases de escape producen vapor en una caldera de recuperación 
(HRSG) y el vapor va a un turbovapor que genera energía eléctrica (Ciclo Rankine).
Las posibles configuraciones de un Ciclo Combinado son:
1) 1x1x1.- Se tiene un turbogas, un HRSG y un turbovapor. Aquí se tiene la opción de 1 
(single shaft) ó 2 generadores eléctricos (uno por cada turbina).
2) 2x2x1.- Se tienen 2 turbogases, 2 HRSG y un turbovapor común.
3) 3x3x1.- Se tienen 3 turbogases, 3 HRSG y un turbovapor común.
La configuración deseada depende de la capacidad de la planta y del tamaño de los equipos 
disponibles.
Turbina de 
Gas
100% Combustible
HRSG
Turbina de Vapor
CICLO COMBINADO
La eficiencia del ciclo combinado es mayor que la eficiencia del turbogas operando en 
ciclo simple ó termoeléctrica con el turbovapor operando en ciclo Rankine. La eficiencia 
del ciclo combinado varía entre 50 y 60%. Abajo podrá observar las pérdidas 
aproximadas de cada uno de los equipos. Del total de la energía eléctrica producida en 
un ciclo combinado aproximadamente de un 60 - 64% es producida por el turbogas 
(ciclo Brayton) y un 36 - 40% por el turbovapor (ciclo Rankine).
CICLO COMBINADO
Tabla comparativa entre diferentes tipos de plantas productoras de energía eléctrica.
CICLO COMBINADO
Distribución de Costos iniciales en una Planta de Ciclo Combinado
Costos Iniciales de una Planta de Ciclo Combinado
Obra Civil e 
Infraestructura
20%
Turbina de Gas
30%
HRSG
10%
Transformadores y 
Switches
12%
Controles
3%
Turbina de Vapor
10%
Sistemas Mecánicos
15%
CICLO COMBINADO
Costos de la Planta durante la vida útil
Costo de la Planta de Ciclo Combinado durante su vida útil
Costo del 
Combustible
75%
Costo de 
Mantenimiento
17%
Costo Inicial
8%
Viendo el costo del combustible durante la vida útil nos
damos cuenta de la importancia de la eficiencia del ciclo.
PLANTA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA DE CICLO COMBINADO
Una planta de Generación Eléctrica de Ciclo Combinado está integrada por los siguientes 6 
componentes principales:
1.- Turbina de Gas.
2.- Caldera Recuperadora de Calor (HRSG: Heat Recovery Steam Generator).
3.- Turbina de Vapor.
4.- Condensador.
5.- Generador(es) eléctrico(s).
6.- Sistema de Control Distribuido.
Obviamente existen diferentes equipos que forman parte o están contenidas dentro de estos 
cinco componentes mayores. 
TURBINA DE GAS
TURBINA DE GAS 
Continuación
Dispositivo que produce movimiento en una flecha como resultado del paso de gases de 
combustión presurizados a través de los alabes (comúnmente llamado turbina). Las turbinas 
de gas constan de tres partes principales:
1.- Compresor.- Su función es la de comprimir a una alta presión el aire entrante.
2.- Area de Combustión.- Quema el combustible y como resultado se obtienen 
gases de combustión de alta presión y alta velocidad.
3.- Turbina.- Extrae la energía de los gases de alta velocidad y alta presión
saliendo del área de combustión.
El calor generado en la combustión expande el aire y como resultado se eleva la velocidad, 
presión y temperatura de los gases y eso hace girar los alabes de la turbina. El combustible 
puede ser gas propano, gas natural, keroseno, jet fuel ó diesel.
La Flecha de la turbina de gas puede ir conectada a un generador eléctrico o algún otro 
dispositivo rotatorio a ser movido (ej.- compresor, hélices etc...) 
TURBINA DE GAS 
Continuación
Combustores
Compresor
Turbina
TURBINA DE GAS 
Continuación
Debido al diseño y la potencia generada, las turbinas de gas se clasifican en tres grupos:
1.- Turbinas Industriales.- Varían en un rango entre 500 a 15,000 kW, han sido 
utilizadas en muchas plantas petroquímicas como una fuente de poder remota, su eficiencia 
se encuentra en la parte baja de los 30’s por ciento.
2.- Turbinas Aeroderivativas.- Tienen su origen en la industria aeroespacial para 
impulsar aviones, se les elimina el ventilador de by-pass y se les agrega una turbina de 
potencia a la descarga. Generan una potencia eléctrica en un rango desde 2.5 hasta 50 MW. 
La eficiencia térmica varía desde el 35% hasta el 42%.
3.- Turbinas de “Armazón” (Frame).- Son grandes unidades para generación 
eléctrica, van desde 3 hasta 350 MW con eficiencias variando desde 30 a 43%.
Nota: Las eficiencias reportadas son para unidades operando en ciclo simple, es decir no 
existe ningún equipo de recuperación de calor conectado a ella.
TURBINA DE GAS 
Continuación
Las Turbinas de Gas trabajan regidas por el ciclo de BRAYTON, el cual consiste de 2 
procesos isobáricos (presión constante) en el combustor y a la descarga; 2 procesos 
isoentrópicos (entropía constante) en la compresión del aire (compresor) y en la expansión 
de gases (expansor de la turbina).
Compresor
Turbina
TURBINA DE GAS
Continuación
Las turbinas de gas tienen las siguientes características:
1.- Trabajan con un exceso de aire muy elevado, por ende el contenido de oxígeno en los 
gases de combustión es alto y por lo cual la cantidad de gases en el escape es grande.
2.- Las temperaturas de los gases de escape son muy elevadas (425 a 650 °C). La 
combinación de la cantidad de gases y la temperatura elevada hace atractivo el hecho de 
agregarle un HRSG para producir vapor de procesoy/o para producir energía eléctrica 
utilizando dichos gases de combustión como fuente de energía.
3.- La potencia generada se ve afectada por un incremento en la temperatura ambiente y por 
la altura sobre el nivel del mar, lo anterior viene por el cambio de densidad del aire, el trabajo 
realizado por el compresor y por mantener constante la relación aire-combustible. Entre 
más denso sea el aire mayor potencia generará la turbina debido a que se puede oxidar mas 
combustible.
4.- La potencia disminuye de acuerdo al incremento de la contrapresión en el lado gases, con 
lo que una turbina de gas operando en ciclo sencillo (sin HRSG) generará mas potencia 
eléctrica que una conectada a un HRSG. Estamos hablando comparando potencia del 
turbogas únicamente.
TURBINA DE GAS
Continuación
En e r g í a e n Ga s e s a S a l i d a d e Tu r b o g a s S W5 0 1F. 
P r o y e c t o e l S a úz : 6 , 3 0 6 Ft s o b r e N i v e l d e l Ma r . Ga s N a t u r a l
100
200
300
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700
800
900
0 20 40 60 80 100
P o r c e n t a je d e C a r g a Ge n e r a d o r 
El é c t r i c o d e l Tu r b o g a s
19° C Amb. T e mp.
3° C Amb. T e mp.
-1° C Amb. T e mp.
36. 5° C Amb. T e mp.
30° C Amb. T e mp.
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TURBINA DE GAS
Continuación
Fl u jo d e Ga s e s a l e s c a p e d e l Tu r b o g a s S W5 0 1F.
P r o y e c t o El S a úz . A l t i t u d d e 6 , 3 0 6 f t s o b r e e l N i v e l d e l Ma r . 
Ga s N a t u r a l
1, 900, 000
2, 100, 000
2, 300, 000
2, 500, 000
2, 700, 000
2, 900, 000
3, 100, 000
0 20 40 60 80 100
P o r c e n t a j e d e C a r g a d e l G e n e r a d o r E l é c t r i c o 
d e l T u r b o g a s
19° C Amb. T e mp.
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TURBINA DE GAS
Continuación
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P r o y e c t o El S a úz . A l t i t u d d e 6 , 3 0 6 Ft s o b r e N i v e l d e l Ma r . 
Ga s N a t u r a l
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1, 000
1, 100
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
P o r c e n t a j e d e c a r g a e n e l g e n e r a d o r e l é c t r i c o 
d e l T u r b o g a s
19° C Amb. T e mp.
3° C Amb. T e mp.
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TURBINA DE GAS
Continuación
En e r g í a El é c t r i c a e n s a l i d a d e l Ge n e r a d o r d e l Tu r b o g a s 
S W5 0 1F.
P r o y e c t o El S a úz , A l t i t u d d e 6 , 3 0 6 Ft s o b r e N i v e l d e l Ma r . 
Ga s N a t u r a l
0. 00
20. 00
40. 00
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140. 00
160. 00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
P o r c e n t a j e d e c a r g a e l é c t r i c a d e l g e n e r a d o r 
d e l t u r b o g a s
19° C Amb. T e mp.
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TURBINA DE GAS
Continuación
C o n s u m o d e C o m b u s t i b l e d e l Tu r b o g a s S W5 0 1F. 
P r o y e c t o El S a úz . A l t i t u d d e 6 , 3 0 6 Ft s o b r e e l n i v e l d e l m a r . 
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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
P o r c e n t a j e d e c a r g a e n e l g e n e r a d o r e l é c t r i c o 
d e l t u r b o g a s
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TURBINA DE GAS
Continuación
He a t R a t e ( LHV b a s i s , Fu e l LHV = 2 0 , 8 2 6 B TU / Lb ) d e l 
Tu r b o g a s S W5 0 1F.
P r o y e c t o El S a úz . A l t i t u d d e 6 , 3 0 6 Ft s o b r e e l N i v e l d e l Ma r . 
Ga s N a t u r a l
9, 000
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11, 000
12, 000
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P o r c e n t a j e d e c a r g a d e l g e n e r a d o r e l é c t r i c o 
d e l T u r b o g a s
19° C Amb. T e mp
3° C Amb. T e mp.
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CALDERA DE RECUPERACIÓN
HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (HRSG)
Es un intercambiador que Es un intercambiador que 
absorbe calor de una corriente de absorbe calor de una corriente de 
gases para generar vapor y ser gases para generar vapor y ser 
utilizado en la producción de energía utilizado en la producción de energía 
eléctrica y/o en diferentes procesos.eléctrica y/o en diferentes procesos.
CALDERA DE RECUPERACIÓN
HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (HRSG)
Continuación
Una caldera de recuperación puede trabajar en un sistema multi-presiones, es decir puede tener 
mas de una presión de operación, cada sistema de presión trabaja independiente del otro.
Debido al número de presiones en que un HRSG trabaja podemos clasificarlas como:
1.- Presión Sencilla.- Trabaja sólo una presión, es muy común utilizarla en plantas de cogeneración 
en donde el vapor generado va a proceso y no para la producción eléctrica.
2.- Presión Dual.- Normalmente manejan alta presión y presión intermedia, son utilizadas en 
cogeneración y en ciclos combinados. Incrementa la eficiencia del ciclo cerca de 4% mas 
comparado con un HRSG de presión sencilla.
3.- Presión Triple.- Se tienen tres sistemas de presión, alta, intermedia y baja. El sistema de 
presión intermedia normalmente cuenta con vapor recalentado a la misma temperatura que el 
vapor de alta presión. Esta caldera sería la de más alta eficiencia térmica de las tres mencionadas 
y se debe a que al tener 3 sistemas se tienen entalpías bajas en todos los sistemas y por eso es 
posible aprovechar al máximo el calor de los gases. Incrementa la eficiencia del ciclo cerca de 1% 
más comparado con un HRSG de presión dual.
Obviamente el HRSG mas caro es el de 3 presiones con recalentado
CALDERA DE RECUPERACIÓN
HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR (HRSG)
Continuación
Para el diseño de un HRSG se deben de tener en cuenta los siguientes parámetros:
1.- Flujos, Presiones y Temperaturas en cada uno de los niveles de presión. Estos datos nos 
los proporciona quien diseña toda la planta, los valores de flujos serán aproximados y 
finalmente corregidos con la garantía que podamos ofrecerles. Obviamente tuvo que haber 
una interacción con el fabricante de la turbina de vapor.
2.- Caída de presión en el lado gases, lo anterior es debido a que el turbogas se ve afectado 
por el “back-pressure” que impone el HRSG en el lado gases. Como regla de dedo se tiene 
que por cada 4 pulgadas de columna de agua de caída de presión, el turbogas pierde un 1% 
de eficiencia (esto no es oficial y varía con cada modelo, el fabricante del equipo tendrá la 
información correcta para cada equipo).
3.- Características del flujo de gases saliendo del turbogas, condiciones ambientales, altitud 
del lugar, caída de presión permitida en el lado agua-vapor, nivel de ruido.
4.- Reglas de diseño propias de un fabricante de HRSG’s, tales como tipo de arreglo, tamaño 
de aletas, tamaño de tubos, velocidades de gases, velocidades de agua etc...
5.- En caso de existir especificaciones sobre el diseño propio del HRSG se toman en cuenta 
para conciliarlas con las reglas propias de diseño y se utiliza la peor situación.
TURBINA DE VAPOR
TURBINA DE VAPOR 
Continuación
Las turbinas de vapor están regidas por el ciclo de RANKINE. La eficiencia térmica de un 
ciclo RANKINE oscila entre un 30 y 40%.
TURBINA DE VAPOR
Continuación
Dispositivo capaz de mover una flecha cuando a través de sus internos se le hace pasar 
vapor que hace girar los alabes montados sobre el rotor, al conjunto de ello se le llama“turbina”.
Las partes principales de una turbina de vapor son:
1.- El rotor.- Es el que tiene montados los alabes.
2.- El estator.- consiste de un cilindro y la carcaza, el rotor se encuentra adentro.
3.- Las toberas ó pasajes de flujo para el vapor, generalmente fijos en el interior del cilindro.
4.- La armazón ó base para soportar el rotor y el estator.
TURBINA DE VAPOR
Continuación
Las turbinas de vapor utilizadas en plantas de ciclo combinado generalmente son de 2 ó 3 
presiones. Una turbina de 3 presiones es mas eficiente y produce mas energía eléctrica, sin 
embargo su costo es mas elevado.
HP
CRH
HP Steam
LPIP G
LP steam
HRH Steam
CONDENSADOR
Es usado para condensar el vapor proveniente de la turbina. Los condensadores trabajan a 
presiones de bajo vacío, cerca de 3 pulgadas de Hg ó 1.5 psia. El vapor entrante al 
condensador tiene una calidad entre el 92 y 94%, lo que significa que tiene de un 8 a un 4% 
de líquido en el vapor. También debe ser capaz de aceptar todo el vapor hacia la turbina en 
caso estar by-paseada.
Los condensadores pueden ser del tipo:
1.- Condensadores enfriados por agua.- Son enfriados por agua proveniente del mar ó un 
lago, normalmente el agua es puesta en un lugar determinado antes de ser re-introducida al 
mar ó lago. Una variante de este sistema es la que utiliza una torre de enfriamiento, en ella el 
agua del condensador va a “enfriarse” en la torre por medio de aire y luego regresa al 
condensador con una temperatura menor. En ambos casos el vapor de descarga de la 
turbina es enfriado por el intercambio de calor con el agua en un intercambiador tipo “tubo y 
coraza”.
2.- Condensadores enfriados por aire (aerocondensador).- Típicamente utilizados donde no 
se cuenta con suficiente agua, constan de tubos aletados por los que en el interior pasa el 
vapor, en la parte externa unos ventiladores mueven aire necesario para condensar el vapor.
El costo del aerocondensador es mayor que el del enfriado por agua.
Torre de Enfriamiento
Turbina de Vapor
Condensador
Condensador enfriado por agua proveniente de la torre de enfriamiento
Condensador enfriado por agua proveniente del mar.
Entrada de agua del mar
Turbina de Vapor
Condensador
Retorno de agua al mar
AERO-CONDENSADOR
El vapor es envíado desde la descarga de la turbina hacia el intercambiador de tubos aletados que por medio del
movimiento de aire a través de los ventiladores consiguen que se condense el vapor para luego regresarlo al ciclo
Ventiladores
Superficie aletada
ordenada en forma de “A”
GENERADORES ELÉCTRICOS
El generador eléctrico es utilizado para convertir la energía mecánica del giro del rotor de la 
turbina (llamese turbogas, turbovapor ó de ambos como en el caso del diseño “single shaft”) 
en energía eléctrica. 
En algunas plantas, el generador eléctrico del turbogas es usado como motor de arranque 
del turbogas, es decir inicialmente funciona proporcionando giro al turbogas hasta que 
alcanza de un 40 a 60 % de la velocidad de giro nominal, para posteriormente 
“desembragarse” del rotor y convertirse en un generador una vez que el turbogas es capaz 
de producir la energía mecánica necesaria.
Dependiendo del tipo de sistema de enfriamiento de los generadores eléctricos, se dividen 
en:
1.- Generador enfriado por aire.- Se tiene la variante de circuito de aire abierto (este diseño 
es de bajo costo, pero tiene problemas con ambientes corrosivos y ruido) ó circuito de aire 
cerrado ó enfriamiento agua a aire totalmente cerrado. Estos generadores son de costo 
razonable y proveen una excelente confiabilidad. Usado en capacidades hasta 480 MVA.
GENERADORES ELÉCTRICOS
2.- Enfriado por Hidrógeno.- Utilizado para 
unidades grandes, proveen mayor eficiencia a 
cargas parciales, al tener menor densidad y alta 
conductividad térmica pueden hacer mayor 
eficiencia en un menor tamaño de unidad, sin 
embargo requieren equipos auxiliares, de 
monitoreo y además su diseño es mas complejo 
con lo que resulta en un diseño mas caro y 
generalmente no alcanzan la alta confiabilidad de 
un generador enfriado por circuito cerrado de aire.
3.- Enfriados por Agua.- Disponibles para 
capacidades arriba de 300 MVA. Estos 
generadores requieren sistemas de enfriamiento 
mas efectivos ya que se basan en el enfriamiento 
del hidrógeno apoyado en el enfriamiento directo 
por medio de agua hacia la ventilación del estator.
Estas máquinas demandan mas aislamiento 
mecánico y eléctrico comparado con los dos tipos 
antes mencionados. La idea detrás de ello es el 
reto es mantener alta confiabilidad y eficiencia. 
SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO
Sistema Computacional con Software y Hardware especializado para el control de los 
distintos procesos de operación de la planta. Las posibilidades de control pueden ser tan 
caras y complejas a como se deseen, los sistemas pueden crecer casi a voluntad de lo 
que se requiera, sin embargo las diferencias en costos suelen ser muy marcadas.
El sistema de Control Distribuido se encuentra en el cuarto de control, que viene siendo el 
“cerebro” de la planta.
Turbinas de Gas
HRSG’s
Turbovapor
Condensador
Torre Enfriamiento
Generadores
Eléctricos
Ciclo combinado, 2 TG x 2 HRSG x 1TV
2 Descripción de Componentes del HRSG
Los recuperadores de calor (HRSG´s) comúnmente utilizados son aqLos recuperadores de calor (HRSG´s) comúnmente utilizados son aquellos que uellos que 
operan con un sistema de presiones múltiples para la optimizacióoperan con un sistema de presiones múltiples para la optimización de recuperación n de recuperación 
de energía emitida por la descarga de gases de la Turbina. de energía emitida por la descarga de gases de la Turbina. 
HRSG CON TRES SISTEMAS DE PRESIÓNHRSG CON TRES SISTEMAS DE PRESIÓN
Cada color describe un sistema independiente de presión. Los componentes son 
ordenados en contra-flujo (entre el flujo de gases y el flujo de agua), para optimizar 
la transferencia de calor. El orden de los sistemas es diseñado para tener una 
mínima diferencia de temperaturas entre la temperatura de gases a un determinado 
componente y la salida del fluido de trabajo (agua ó vapor) en casa de ese mismo 
componente.
HRSG CON TRES SISTEMAS DE PRESIÓNHRSG CON TRES SISTEMAS DE PRESIÓN
SISTEMA SISTEMA 
DE ALTA DE ALTA 
PRESIÓNPRESIÓN
SISTEMA DE SISTEMA DE 
PRESIÓN PRESIÓN 
INTERMEDIAINTERMEDIA
SISTEMA SISTEMA 
DE BAJA DE BAJA 
PRESIÓNPRESIÓN
H.R.S.G. H.R.S.G. -- Sistemas de Recuperación y Generación de Vapor. Sus siglas en Sistemas de Recuperación y Generación de Vapor. Sus siglas en 
InglésInglés: “: “HHeat eat RRecovery ecovery SSteam team GGenerator”enerator”
Si vemos desde el punto de vista del vapor producido, el funcionSi vemos desde el punto de vista del vapor producido, el funcionamiento amiento 
sería el siguiente:sería el siguiente:
El agua de alimentación al ciclo y que viene proveniente del conEl agua de alimentación al ciclo y que viene proveniente del condensador es densador es 
suministrada al HRSG y entrará por el Precalentador y/o Economizsuministrada al HRSG y entrará por el Precalentador y/o Economizador (de una ador (de una 
determinada presión) dependiendo del diseño. Aquí el agua es predeterminada presión) dependiendo del diseño. Aquí el agua es precalentada calentada 
antes de introducirla al domo.antes de introducirla al domo.
Ya en el domo, el agua se calentará y se le cambiará la fase porYa en el domo, el agua se calentará y se le cambiará la fase por la de aguala de agua--
vapor, posteriormente los internos del domo separarán el agua devapor, posteriormente los internos del domo separarán el agua del vapor saliendo l vapor saliendo 
del domo sólo vapor saturado.del domo sólo vapor saturado.
El vapor saturado será introducido al sobrecalentador donde se lEl vapor saturado será introducido al sobrecalentador donde se le elevará la e elevará la 
temperatura hasta el punto solicitado por el clientetemperatura hasta el punto solicitado por el cliente
Se localiza corriente abajodel evaporador (en el sentido del flSe localiza corriente abajo del evaporador (en el sentido del flujo de los ujo de los 
gases). Aquí el agua es pregases). Aquí el agua es pre--calentada antes de ser enviada al domo, con calentada antes de ser enviada al domo, con 
el fin de incrementar la salida de vapor en el mismo. Existen el fin de incrementar la salida de vapor en el mismo. Existen 
economizadores en todos los sistemas de presión, el número de economizadores en todos los sistemas de presión, el número de 
economizadores varía de acuerdo con las características de diseñeconomizadores varía de acuerdo con las características de diseño de la o de la 
caldera, generalmente el sistema de alta presión es el que tienecaldera, generalmente el sistema de alta presión es el que tiene un mayor un mayor 
número de economizadores. Se debe de tener cuidado de que el número de economizadores. Se debe de tener cuidado de que el 
economizador no evapore ó sea mínima la evaporación, es decir eleconomizador no evapore ó sea mínima la evaporación, es decir el
“approach” no debe de ser cero.“approach” no debe de ser cero.
Existe una variante de economizador que se le llama “preExiste una variante de economizador que se le llama “pre--calentador” calentador” 
(pre(pre--heater), es exactamente lo mismo que un economizador sin embargoheater), es exactamente lo mismo que un economizador sin embargo
cuando la configuración del HRSG es tal que toda el agua del HRScuando la configuración del HRSG es tal que toda el agua del HRSG llega G llega 
al domo de baja presión y de allí se extrae agua para intermediaal domo de baja presión y de allí se extrae agua para intermedia y alta y alta 
presión, eso significa es una especie de economizador para los 3presión, eso significa es una especie de economizador para los 3
sistemas, aunque en realidad es un economizador de baja presión,sistemas, aunque en realidad es un economizador de baja presión, la la 
diferencia es meramente semántica. Aquí se debe de tener cuidadodiferencia es meramente semántica. Aquí se debe de tener cuidado con el con el 
punto de rocío de gases y el punto de condensación de gases.punto de rocío de gases y el punto de condensación de gases.
ECONOMIZADOR
Economizador Economizador ––
ContinuaciónContinuación
El Economizador / Precalentador cuenta con tubos de aleta El Economizador / Precalentador cuenta con tubos de aleta 
serrateada (también puede ser aleta continua ó tubos lisos) y serrateada (también puede ser aleta continua ó tubos lisos) y 
cabezales, conexiones a domo y drenajes.cabezales, conexiones a domo y drenajes.
Debido a la baja temperatura de metal que manejan los Debido a la baja temperatura de metal que manejan los 
economizadores es que normalmente los tubos son de acero economizadores es que normalmente los tubos son de acero 
al carbón así como la aleta.al carbón así como la aleta.
Normalmente se localiza corriente abajo en referencia a los Normalmente se localiza corriente abajo en referencia a los 
sobrecalentadores y/o recalentadores. Su función principal es lasobrecalentadores y/o recalentadores. Su función principal es la de de 
generar vapor. Se separa el agua del vapor en el domo, para generar vapor. Se separa el agua del vapor en el domo, para 
posteriormente ser enviado a los sobrecalentadores. posteriormente ser enviado a los sobrecalentadores. 
Es totalmente drenable, del tipo vertical. El agua es suministraEs totalmente drenable, del tipo vertical. El agua es suministrada por da por 
el bajante del domo al evaporador. Después del intercambio de cael bajante del domo al evaporador. Después del intercambio de calor, lor, 
la mezcla de agua incluyendo el vapor generado, es regresado al la mezcla de agua incluyendo el vapor generado, es regresado al 
domo por los subientes. La circulación natural de la mezcla de adomo por los subientes. La circulación natural de la mezcla de aguagua--
vapor en el Evaporador se logra por la diferencias de densidadesvapor en el Evaporador se logra por la diferencias de densidades del del 
fluido dentro de los tubos.fluido dentro de los tubos.
Un punto importante a considerar en el diseño de los evaporadoreUn punto importante a considerar en el diseño de los evaporadores s 
es el “pinch” que significa la diferencia entre la temperatura des el “pinch” que significa la diferencia entre la temperatura de los e los 
gases saliendo del evaporador y la temperatura de saturación delgases saliendo del evaporador y la temperatura de saturación del
líquido.líquido.
El evaporador es frecuentemente llamado “banco de convección”.El evaporador es frecuentemente llamado “banco de convección”.
EVAPORADOR
Evaporador Evaporador ––
(Evap)(Evap)
Normalmente son construidos con tubos y aletas de acero al carbóNormalmente son construidos con tubos y aletas de acero al carbón, n, 
con la excepción del evaporador de AP en donde es posible con la excepción del evaporador de AP en donde es posible 
encontrarse algunas filas de tubos de acero al carbón con aleta encontrarse algunas filas de tubos de acero al carbón con aleta de de 
acero inoxidable, lo anterior es en casos en donde se cuenta conacero inoxidable, lo anterior es en casos en donde se cuenta con un un 
quemador de ducto y la capacidad del quemador es tal que hace ququemador de ducto y la capacidad del quemador es tal que hace que e 
la temperatura de la aleta exceda el límite del acero al carbón,la temperatura de la aleta exceda el límite del acero al carbón, el el 
tubo como es enfriado por agua / vapor normalmente no excede el tubo como es enfriado por agua / vapor normalmente no excede el 
límite del acero al carbón para el tubo.límite del acero al carbón para el tubo.
DOMO DE VAPOR
Comúnmente se localizan en la parte exterior del recuperador de Comúnmente se localizan en la parte exterior del recuperador de calor. Es calor. Es 
aquí en donde se separa el agua del vapor, para posteriormente eaquí en donde se separa el agua del vapor, para posteriormente enviar el nviar el 
vapor seco a los sobrecalentadores. vapor seco a los sobrecalentadores. 
El HRSG cuenta con un domo de vapor por cada sistema de presión.El HRSG cuenta con un domo de vapor por cada sistema de presión. El El 
tamaño del domo depende de la evaporación, tiempo de retención dtamaño del domo depende de la evaporación, tiempo de retención deseado, eseado, 
presión de operación y la estructura del HRSG limita el largo.presión de operación y la estructura del HRSG limita el largo.
El agua procedente del precalentador y economizadores es descargEl agua procedente del precalentador y economizadores es descargada ada 
dentro de cada domo y comienza a ser vaporizada por los tubos dedentro de cada domo y comienza a ser vaporizada por los tubos del l 
evaporador conectados a cada domo.evaporador conectados a cada domo.
El material de los domos es acero al carbón.El material de los domos es acero al carbón.
Domo Domo --
ContinuaciónContinuación
Cada domo incluye un indicador y transmisor de nivel al igual Cada domo incluye un indicador y transmisor de nivel al igual 
que una línea de:que una línea de:
••VenteoVenteo
••Dosificador de químicosDosificador de químicos
••MuestreosMuestreos
••Purga continua e intermitentePurga continua e intermitente
Bajante Bajante -- Un bajante es una sección de tubería la cuál lleva agua saturadaUn bajante es una sección de tubería la cuál lleva agua saturada
del domo de vapor a la parte inferior del evaporador.del domo de vapor a la parte inferior del evaporador.
Subiente Subiente -- Es una sección de tubería en la parte superior del evaporador elEs una sección de tubería en la parte superior del evaporador el
cual lleva vapor saturado a la sección de los separadores primarcual lleva vapor saturado a la sección de los separadores primarios ios 
del domo de vapor.del domo de vapor.
Se lleva a cabo a través de un Bafle, también llamado Placas Se lleva a cabo a través de un Bafle, también llamado Placas 
Belly, que es una placa formandoun radio con una separación Belly, que es una placa formando un radio con una separación 
diseñada para conducir la mezcla aguadiseñada para conducir la mezcla agua--vapor al interior del domo. vapor al interior del domo. 
Esta mezcla de agua vapor es llevada al Bafle a través de los Esta mezcla de agua vapor es llevada al Bafle a través de los 
subientes.subientes.
Son elementos mecánicos localizados en el interior de los Son elementos mecánicos localizados en el interior de los 
domos, necesarios para la distribución de agua de domos, necesarios para la distribución de agua de 
alimentación y químicos, además de llevar a cabo la alimentación y químicos, además de llevar a cabo la 
separación de aguaseparación de agua--vapor. vapor. 
Internos de Domos.Internos de Domos.--
Dos etapas de separación aguaDos etapas de separación agua--vapor son utilizadas en los domos :vapor son utilizadas en los domos :
Primer etapa.Primer etapa.--
--Segunda etapa.Segunda etapa.-- Esta es llevada a cabo mediante Chevrones que son un Esta es llevada a cabo mediante Chevrones que son un 
elemento separador que utiliza placas para cambiar la elemento separador que utiliza placas para cambiar la 
dirección de la mezcla aguadirección de la mezcla agua--vapor y por efecto de la gravedad vapor y por efecto de la gravedad 
se logra separar las gotas de agua del vapor.se logra separar las gotas de agua del vapor.
Los chevrones son distribuidos longitudinalmente en la parte Los chevrones son distribuidos longitudinalmente en la parte 
superior del domo.superior del domo.
DOMO DE BAJA PRESIÓN Y DEAREADOR INTEGRAL
En cierto tipo de diseños el domo de baja presión es usado, 
además de producir el vapor de baja presión, como “tanque” 
de almacenamiento para el agua de alta e intermedia presión, 
bajo estas condiciones tenemos que antes de ello se tiene un 
precalentador de agua por donde pasa toda el agua del 
HRSG.
También existe la posibilidad de que el domo de baja presión 
sea utilizado como tanque de almacenamiento y se le coloque 
una cabeza deareadora en la parte superior, el propósito de lo 
anterior es el de evitar comprar un deareador externo, lo cual 
tiene ventajas económicas.
HRSG DE CIRCULACION NATURAL
DEBIDO AL TIPO DE CIRCULACION DEL FLUIDO AGUA-VAPOR EN EL EVAPORADOR, LOS 
HRSG’S SE CLASIFICAN EN:
1.- HRSG’S DE CIRCULACION NATURAL.- Son HRSG’s de construcción horizontal en donde 
la circulación se lleva a cabo debido a la diferencia de densidades entre el agua y el vapor. 
Este fenómeno es práctico con presiones hasta de 2400 – 2500 psig. No requiere de bombas 
auxiliares para asistir la circulación.
2.- HRSG’S DE CIRCULACION FORZADA.- Son HRSG’s verticales (es decir los tubos están 
arreglados horizontalmente) ó son HRSG’s que operan a presiones supercríticas (arriba de 
2700 psig) en donde la diferencia de densidades entre agua y vapor es casi nula. Para su 
funcionamiento se requiere una bomba auxiliar que asista la circulación en el evaporador. 
Por lo mismo de contar con una bomba extra su operación y mantenimiento es mas 
complicado.
HRSG DE CIRCULACION NATURAL
El fenómeno de circulación natural que se lleva a cabo en el evaporador se describiría 
como:
1.- El agua proveniente del economizador entra al domo por la parte central y es 
distribuida a lo largo del domo, posteriormente bajará por los “downcomers” 
(bajantes) para ser llevada a la parte inferior del HRSG.
2.- Por medio de tubos alimentadores dicha agua se distribuirá a los diferentes 
circuitos del evaporador. 
3.- Conforme al agua sube por los tubos, ésta se va evaporando, se tendrá entonces 
un fluido de dos fases (mezcla agua-vapor) y debido a que la densidad del agua-vapor 
es menor que la del agua, ésta última empuja hacia arriba la mezcla. Lo anterior se 
explica por vasos comunicantes, el agua tenderá a subir hasta alcanzar la misma 
altura que tiene en la entrada al domo, con lo anterior el agua empezará a desplazar la 
mezcla agua-vapor hacia arriba y al mismo dicha agua se empezará a evaporar,
estableciéndose así una circulación “natural”. 
4.- Posteriormente la mezcla agua vapor pasa por los subientes (risers) y entra en los 
separadores de vapor adentro del domo donde se elimina la humedad del vapor y se 
envía vapor saturado hacia el sobrecalentador. 
5.- La circualción es lo mas importante para proteger los tubos del HRSG.
HRSG DE CIRCULACION NATURAL
Salidas de Vapor Saturado
Subientes
(risers)
Domo de vapor
Bajantes
(downcomers)
Alimentadores ó circuladores
Sobrecalentadores
SOBRECALENTADOR
La función principal del sobrecalentador es incrementar la tempeLa función principal del sobrecalentador es incrementar la temperatura de ratura de 
vapor saturado proveniente del domo a la requerida por el clientvapor saturado proveniente del domo a la requerida por el cliente.e.
Dependiendo de las condiciones de operación la caldera tendrá ó Dependiendo de las condiciones de operación la caldera tendrá ó no un no un 
sistema de sobrecalentamiento por cada sistema de presión de opesistema de sobrecalentamiento por cada sistema de presión de operación.ración.
Normalmente en el sistema de alta presión, el sistema de Normalmente en el sistema de alta presión, el sistema de 
sobrecalentamiento está compuesto por 2 ó mas sobrecalentadores;sobrecalentamiento está compuesto por 2 ó mas sobrecalentadores; los los 
sistemas de presión intermedia y baja pueden ó no llevar uno ó msistemas de presión intermedia y baja pueden ó no llevar uno ó mas as 
sobrecalentadores según el diseño.sobrecalentadores según el diseño.
En esta parte es muy importante la velocidad del vapor dentro deEn esta parte es muy importante la velocidad del vapor dentro de los tubos los tubos 
así como la caída de presión lado vapor.así como la caída de presión lado vapor.
RECALENTADOR
La función principal del Recalentador es incrementar la temperatLa función principal del Recalentador es incrementar la temperatura de ura de 
vapor extraído del sistema de alta presión de la turbina de vapovapor extraído del sistema de alta presión de la turbina de vapor r 
(Recalentado Frío) a la temperatura de vapor recalentado especif(Recalentado Frío) a la temperatura de vapor recalentado especificada por icada por 
el cliente (Recalentado Caliente).el cliente (Recalentado Caliente).
El Recalentador puede ser visto como un sobrecalentador de altaEl Recalentador puede ser visto como un sobrecalentador de alta
temperaturatemperatura--presión intermedia. En medio de los dos recalentadores hay presión intermedia. En medio de los dos recalentadores hay 
un atemperador para regular la temperatura del vapor a la entradun atemperador para regular la temperatura del vapor a la entrada del a del 
recalentador secundario.recalentador secundario.
A la salida del recalentador secundario, el vapor es transportadA la salida del recalentador secundario, el vapor es transportado a la o a la 
etapa de recalentado caliente de la turbina de vapor.etapa de recalentado caliente de la turbina de vapor.
SOBRECALENTADOR / RECALENTADOR
Los materiales de los sobrecalentadores / recalentadores son 
normalmente:
1.- Alta presión.- Debido a la alta presión y alta temperatura 
de metal, normalmente los tubos son de acero aleado (incluso 
de inoxidable) y la aleta es normalmente de acero inoxidable.
2.- Recalentadores.- Debido a la alta temperatura de metal, 
normalmente los tubos son de acero aleado (incluso de 
inoxidable) y la aleta es normalmente de acero inoxidable.
3.- Intermedia y Baja presión.- Aquí normalmente la 
temperatura de metal y la presión son bajas por lo que tanto 
tubos como aletas son de acero al carbón.
ATEMPERADOR Ó DESOBRECALENTADOR
La función del atemperador (también llamado 
desobrecalentador) es la de bajar la temperatura del vapor 
sobrecalentado hasta el nivel solicitado por el cliente. El tipo
mas común de atemperador es el de inyección de agua en el 
sentido de flujo del vapor.
Si se tiene un solo paso de sobrecalentamiento, forzosamenteel atemperador va después del sobrecalentador. Pero si se 
tienen varios pasos de sobrecalentamiento, entonces el 
sobrecalentador puede ir intermedio entre los pasos de 
sobrecalentamiento, con lo anterior se logra que la 
temperatura de metal sea menor en el paso de 
sobrecalentamiento posterior al atemperador.
ATEMPERADOR Ó DESOBRECALENTADOR
Serpentín. Serpentín. -- Refiérase a un conjunto especifico de tubos como: Refiérase a un conjunto especifico de tubos como: 
Sobrecalentador ó Evaporador.Sobrecalentador ó Evaporador.
Bundle Bundle -- Conjunto de tubos localizados en la misma sección de ducto.Conjunto de tubos localizados en la misma sección de ducto.
Módulo Módulo -- Conjunto de tubos localizados en la misma sección de un Conjunto de tubos localizados en la misma sección de un 
ducto, así como la estructura que lo rodea.ducto, así como la estructura que lo rodea.
Filas Filas -- Las filas, son tubos perpendiculares a la corriente de los gasesLas filas, son tubos perpendiculares a la corriente de los gases
y se enumeran en dirección del flujo de los gases.y se enumeran en dirección del flujo de los gases.
NOMENCLATURA TÍPICA EN HRSG’S
CircuitosCircuitos -- Se defineSe define como circuitoscomo circuitos alal arreglo quearreglo que se lese le dada alal sistema sistema 
aguaagua--vapor.vapor.
X Flujo ascendenteFlujo ascendente
Flujo descendienteFlujo descendiente
half circuithalf circuit X
XX
X
full circuit full circuit 
X X X X
double circuitdouble circuit
X X X X
X X X X
Ducto de entrada.Ducto de entrada.-- Es el ducto de transición entre la brida de salida de la Es el ducto de transición entre la brida de salida de la 
Turbina de Gas y el primer serpentín en el Recuperador Turbina de Gas y el primer serpentín en el Recuperador 
de calor.de calor.
CUBIERTA EXTERIOR, AISLAMIENTO Y CUBIERTA INTERIOR
El diseño de la cubierta del recuperador es del tipo “cubierta fría” (cold 
casing), lo que significa que se tiene una cubierta interior expuesta al 
flujo de los gases protegida por capas de aislamiento y en la parte externa 
se tiene otra cubierta, la cual será la cubierta fría.
La temperatura de “cara fría” es importante para la protección personal, 
pero es mas importante para evitar el desperdiciar el calor por las 
paredes, es de notarse que la superficie de las paredes es grande.
Las condiciones de velocidad de viento, temperatura ambiente y 
temperatura de cara fría deseada las impone el cliente, si el requerimiento 
es mas estricto que el estándar de nosotros entonces lo adoptamos, de lo 
contrario usamos el estándar.
CUBIERTA EXTERIOR, AISLAMIENTO Y CUBIERTA INTERIOR
Cubierta interior ó “liner”: Hecha con lámina de calibre 12 ó calibre 16 
de material acero inoxidable para las zonas mas calientes y de acero al 
carbón para las zonas frías. 
Aislamiento : Normalmente se utiliza Fibra Cerámica para las zonas de 
temperatura alta y lana mineral para las zonas de temperatura bajas. Es 
muy común encontrar paredes que tienen combinación de ambos 
materiales, en donde hacia la cara mas caliente se encuentra fibra 
cerámica y hacia la cara mas fría se encuentra lana mineral. 
Cubierta exterior: Consta de placa de acero al carbón de 0.25” de espesor.
En caso de existir algún requerimiento especial de materiales se puede 
evaluar el uso de otro material y/o espesor.
Diseño de cubierta fría
Anclajes
Angulos de Soporte
Aislamiento de Fibra Cerámica
Clips de Acero
Liner Interno
Aislamiento de Lana Mineral
CHIMENEA DE BY-PASS
Esta chimenea se encuentra localizada 
montada sobre el ducto de entrada al 
HRSG, su función es la de enviar los 
gases provenientes del turbogas hacia 
la atmósfera cuando el HRSG no está 
en funcionamiento.
Cabe aclarar que para lograr desviar 
los gases hacia y la atmósfera y evitar 
que entren en el HRSG se requiere el 
uso de un diverter damper.
Este tipo de diseño se usa bajo 
especificación del cliente.
Chimenea de By-pass
DIVERTER DAMPER
Dispositivo diseñado para desviar los gases hacia la chimenea de by-pass y 
evitar que entren en el HRSG.
Pueden estar formados de una (diverter) ó varias piezas (louver damper) de 
acero inoxidable.
La operación del diverter puede ser automática ó manual, cuando es automática 
puede ser movida por un motor eléctrico ó por un pistón pneumático, cuando es 
manual se tiene que quitar los tornillos y hacer los movimientos. La operación 
automática se puede efectuar el cambio con la turbina en operación, en la 
operación manual se tienen que para los equipos.
Especial cuidado se debe de tener cuando en operación automática se desea 
regresar los gases hacia el HRSG debido a la elevada temperatura de los 
mismos.
DIVERTER DAMPER
CHIMENEA
Sirve para enviar el flujo de 
gases a la atmósfera, cuando se 
diseña se debe de cuidar la 
velocidad del flujo de gases, así 
como la caída de presión. 
Normalmente esta fabricada de 
acero al carbón con espesor de 
0.25 pulgadas.
CHIMENEA
COMPUERTA DE AISLAMIENTO PARA LA CHIMENEA
Esta compuerta se cierra cuando el HRSG está fuera de servicio, su función es la 
de evitar que el “tiro” inducido en la chimenea haga que circule aire a través del 
HRSG y con ello se lleve el calor de los tubos lo que provocaría que se cayera 
mas rápidamente la presión en el HRSG.
En otras palabras se utiliza para mantener el HRSG caliente durante mas rato de 
lo que normalmente estaría si se induciera “tiro” en la chimenea, lo anterior 
tiene su ventaja ya que estando caliente la unidad su re-arranque es mas rápido.
Provoca una caída de presión de aproximadamente de 0.25 “ columna de agua.
SILENCIADOR EN CHIMENEA
Cuando el nivel de ruido solicitado por el cliente para el “far field” (a la 
distancia) no es posible cumplirlo, una opción para ello es instalar un 
silenciador en la chimenea, su función es la de atenuar ciertas octavas del 
nivel de ruido, tal que su resultado implique una disminución en el nivel 
de ruido total. Este dispositivo crea una caída de presión de alrededor de 
0.50” columna de agua.
Silenciador en Chimenea
BARRERAS ACÚSTICAS
Cuando el nivel de ruido solicitado por el cliente para el “near field” 
(generalmente a 1 metro del equipo) no es posible cumplirlo, se tiene la 
opción de incrementar el espesor de la cubierta exterior ó la instalación 
de barreras acústicas exteriores, normalmente ésto sólo es necesario en el 
ducto de entrada que es en donde se propaga el ruido inducido por la 
turbina de gas. Su uso no tiene consecuencias en el comportamiento de 
los equipos.
DISTRIBUTION GRID
Dispositivo diseñado a partir de un modelo físico a escala o un estudio CFD de 
flujos de gases en la caldera. Su objetivo es el de uniformizar la distribución de 
gases en un mismo plano con la finalidad de que el oxígeno se distribuya 
uniformemente y con ello la flama del quemador de ducto sea lo mas simétrica 
posible. Este dispositivo crea una caída de presión de alrededor de 0.75” 
columna de agua.
Modelo a escala del HRSG utilizado para diseñar el distribution grid
DISTRIBUTION GRID
QUEMADOR DE DUCTO
Normalmente opera con gas natural (aunque ya hay algunos que operan con 
diesel), su función es la de elevar la temperatura de los gases para con ello 
lograr una generación mayor de vapor. Dependiendo de la capacidad deseada 
del ciclo se puede utilizar ó no dicho dispositivo, en algunos casos se usa sólo 
para compensar el efecto de la temperatura ambiente sobre el turbogas, en 
otros casos su contribución es realmente significativa en el ciclo. En cuanto a 
las emisiones contaminantes, éstas deberán de sumarse a las producidas por el 
turbogas, si el HRSG no tiene quemador de ducto entonces las emisiones a la 
atmósfera son responsabilidad del turbogas. Este dispositivo crea una caída de 
presión de alrededor de 0.25” columna de agua.
El uso de quemador de ducto hace que se incremente la razón de recuperación 
del HRSG, lo anterior es debido a las diferencias de temperaturas entre la 
saturación del vapory la temperatura de gases que se verá elevada.
QUEMADOR DE DUCTO
QUEMADOR DE DUCTO
QUEMADOR DE DUCTO
QUEMADOR DE DUCTO
SCR (Selective Catalytic Reactor)
Su función es la de “atrapar” las 
partículas de NOx , para ello lleva a cabo 
una reacción catalítica en donde los gases 
de combustión interactúan con el 
amoniaco.
Para que la reacción se lleve a cabo se 
requiere una temperatura mínima de 
gases. Su inversión inicial y el 
mantenimiento son elevados, además 
causan una caída de presión en el lado 
gases de aproximadamente 2.5” w.c.
CO Catalyst
Este dispositivo es capaz de reducir el nivel de CO, para lograrlo, hace 
reaccionar el CO con ½ O2. Lo importante en este dispositivo al igual 
que con SCR es la velocidad con la que se debe de realizar la reacción, 
para lo cual lleva catalizadores.
Su costo inicial y mantenimiento son elevados, causan una caída de 
presión de entre 1 y 1.5” de columna de agua.
Es muy importante monitorear la caída de presión a través del 
dispositivo ya que un incremento en la misma significa que se tiene 
algún tipo de problema y se deberá de disparar la turbina de gas.
El aceite del turbogas que llevan los gases de combustión es perjudicial 
para este tipo de dispositivos, se debe de tener cuidado. Cada fabricante 
deberá de especificar cuál es la máxima tolerancia. Como referencia, un 
valor proporcionado por un fabricante indica 0.0016 Lb / millón de 
SCFH.
Emisiones de NOx y CO (Típicas)Emisiones de NOx y CO (Típicas)
Nota: Estas emisiones están referenciadas a 15% ONota: Estas emisiones están referenciadas a 15% O22 a volumen secoa volumen seco
-9 ppmSalida de la Turbina de Gas:Salida de la Turbina de Gas:
18.6 ppm-Entrada CO:Entrada CO:
4 ppm-Salida CO:Salida CO:
-14.15 ppmEntrada SCR:Entrada SCR:
-2.5 ppmSalida SCR:Salida SCR:
CONOx
Fotografías de la instalación de SCR y COFotografías de la instalación de SCR y CO
Fotografías de la Instalación del SCRFotografías de la Instalación del SCR
BOMBAS DE AGUA DE ALIMENTACIÓN
Bombas utilizadas para proveer agua a los diferentes circuitos de presión de 
la caldera. Generalmente se tienen 2 bombas por cada sistema de presión y 
por cada caldera, lo anterior no es regla ya que en partes en donde se tienen2 
HRSG puede ser factibles que se tengan 3 bombas de cada sistema pero 
alimentando a las 2 calderas y con sólo una bomba de respaldo.
En algunos casos se tiene que la bomba de agua de alimentación de alta 
presión es de 2 pasos y el primer paso es la descarga para presión 
intermedia.
BOMBAS DE RECIRCULACIÓN
Su función es la de recircular agua de la salida del precalentador (pre-
heater) hacia la entrada del mismo, lo anterior es con la finalidad de 
mantener una cierta temperatura de agua a la entrada del precalentador 
y evitar con ello el punto de rocío de los gases.
33 Conceptos Básicos de Transferencia deConceptos Básicos de Transferencia de
Calor en HRSGCalor en HRSG
TRANSFERENCIA DE CALOR
La transferencia de calor entre los gases de escape de la TurbinLa transferencia de calor entre los gases de escape de la Turbina de a de 
Gas y el fluido (agua / vapor) es función de:Gas y el fluido (agua / vapor) es función de:
-- Superficie de CalefacciónSuperficie de Calefacción
-- Arreglo de SuperficieArreglo de Superficie
-- Tubos y Material de aletasTubos y Material de aletas
-- Diferencial de Temperatura entre el Fluido y el GasDiferencial de Temperatura entre el Fluido y el Gas
-- Arreglo de FlujoArreglo de Flujo
-- Factores de ensuciamientoFactores de ensuciamiento
TRANSFERENCIA DE CALOR
SUPERFICIE DE CALEFACCIONSUPERFICIE DE CALEFACCION
-- Es obvio pensar que entre mas superficie tenga un sistema entoncEs obvio pensar que entre mas superficie tenga un sistema entonces es 
mayor será la absorción de calor que tendrá, lo anterior abedecemayor será la absorción de calor que tendrá, lo anterior abedece a la a la 
ecuación Q = R*S*LMTD, en donde “S” representa la superficie.ecuación Q = R*S*LMTD, en donde “S” representa la superficie.
-- Sin embargo debemos de hacer notar que al incrementar la superfiSin embargo debemos de hacer notar que al incrementar la superficie cie 
también estamos incrementando el área de contacto con los gases también estamos incrementando el área de contacto con los gases y y 
por ende estamos incrementando la caída de presión lado gases y por ende estamos incrementando la caída de presión lado gases y 
eso afectará al turbogas.eso afectará al turbogas.
-- También hay que tener en mente donde es el punto en el que cada También hay que tener en mente donde es el punto en el que cada 
sistema debe de dejar de absorber calor, de no ser así podemos esistema debe de dejar de absorber calor, de no ser así podemos estar star 
agregando superficie que básicamente ya no está absorbiendo caloagregando superficie que básicamente ya no está absorbiendo calor r 
pero que si me está causando mucha caída de presión y costo de pero que si me está causando mucha caída de presión y costo de 
material. Llega un momento en que la diferencia de temperaturas material. Llega un momento en que la diferencia de temperaturas 
entre gases y agua/vapor se vuelve muy poca y por ende la entre gases y agua/vapor se vuelve muy poca y por ende la 
transferencia de calor hace que la superficie de calefacción reqtransferencia de calor hace que la superficie de calefacción requerida uerida 
se vuelva asintótica.se vuelva asintótica.
TRANSFERENCIA DE CALOR
SUPERFICIE DE CALEFACCIÓNSUPERFICIE DE CALEFACCIÓN
-- Si incrementamos la superficie en un determinado sistema, el Si incrementamos la superficie en un determinado sistema, el 
siguiente sistema atrás tendrá una baja en la producción de vaposiguiente sistema atrás tendrá una baja en la producción de vapor, lo r, lo 
cual es entendible desde el punto de vista que el sistema antericual es entendible desde el punto de vista que el sistema anterior or 
“absorbió mas calor” por lo que ahora tienes menos calor disponi“absorbió mas calor” por lo que ahora tienes menos calor disponible ble 
para ser aprovechado, lo cual conllevará a utilizar mas superficpara ser aprovechado, lo cual conllevará a utilizar mas superficie.ie.
-- Por lo anterior la cantidad y ordenamiento de la superficie en cPor lo anterior la cantidad y ordenamiento de la superficie en cada uno ada uno 
de los sistemas es un punto crucial en el diseño del HRSG.de los sistemas es un punto crucial en el diseño del HRSG.
TRANSFERENCIA DE CALOR
ARREGLO DE SUPERFICIEARREGLO DE SUPERFICIE
-- Las geometrías de los tubos pueden ser ordenados de dos formas Las geometrías de los tubos pueden ser ordenados de dos formas 
distintas:distintas:
-- Arreglo en línea (InArreglo en línea (In--line).line).-- significa que los tubos están ordenados en significa que los tubos están ordenados en 
línea con respecto al flujo de gases.línea con respecto al flujo de gases.
-- Arreglo en tresbolillo (staggered).Arreglo en tresbolillo (staggered).-- significa que los tubos están significa que los tubos están 
ordenados en tresbolillo con respecto al flujo de gases.ordenados en tresbolillo con respecto al flujo de gases.
-- Para una misma cantidad de calor absorbido se requiere más Para una misma cantidad de calor absorbido se requiere más 
superficie de calefacción si es arreglo es en línea comparado cosuperficie de calefacción si es arreglo es en línea comparado con el n el 
arreglo en tresbolillo.arreglo en tresbolillo.
TRANSFERENCIA DE CALOR
ARREGLO DE SUPERFICIEARREGLO DE SUPERFICIE
-- Para una misma cantidad de superficie de calefacción el arreglo Para una misma cantidad de superficie de calefacción el arreglo en en 
tresbolillo causará mas caída de presión lado gases que lo que tresbolillo causará mas caída de presión lado gases que lo que 
causará un arreglo en línea.causará un arreglo en línea.
-- Un arreglo en línea pemitiría una mejor limpieza de la superficiUn arreglo en línea pemitiría una mejor limpieza de la superficie, en e, en 
caso de ser necesario,sin embargo la combustión y el tipo de caso de ser necesario, sin embargo la combustión y el tipo de 
combustibles utilizados en un turbogas normalmente son muy limpicombustibles utilizados en un turbogas normalmente son muy limpios os 
que no es necesario el limpiar las superficies durante los años que no es necesario el limpiar las superficies durante los años de de 
operación. Cabe aclarar que es probable que en algún futuro se operación. Cabe aclarar que es probable que en algún futuro se 
quemen combustibles alternos que sean “sucios” y para ellos habrquemen combustibles alternos que sean “sucios” y para ellos habrá á 
que diseñar algún tipo de sopladores de hollín, esto es sólo cueque diseñar algún tipo de sopladores de hollín, esto es sólo cuestión stión 
de diseñarlo.de diseñarlo.
-- Como puede verse existe un fenómeno a favor y otro en contra parComo puede verse existe un fenómeno a favor y otro en contra para a 
cada uno de los tipos de arreglo, poniendo en la balanza ambos cada uno de los tipos de arreglo, poniendo en la balanza ambos 
efectos el arreglo en tresbolillo tiene todavía ventaja económicefectos el arreglo en tresbolillo tiene todavía ventaja económica sobre a sobre 
el arreglo en línea.el arreglo en línea.
TRANSFERENCIA DE CALOR
TUBOS Y MATERIALES DE ALETASTUBOS Y MATERIALES DE ALETAS
-- Los materiales utilizados para los tubos están seleccionados de Los materiales utilizados para los tubos están seleccionados de 
acuerdo a los esfuerzos permisibles dictados por el código ASME acuerdo a los esfuerzos permisibles dictados por el código ASME 
Secc I según las presiones y temperaturas de trabajo de cada Secc I según las presiones y temperaturas de trabajo de cada 
componente.componente.
-- Básicamente se utilizan tubos de acero inoxidable (SSBásicamente se utilizan tubos de acero inoxidable (SS--409), tubos de 409), tubos de 
acero austenítico (SAacero austenítico (SA--213213--T91), acero ferrítico (SAT91), acero ferrítico (SA--213213--T22) ó tubos T22) ó tubos 
de acero al carbón (SAde acero al carbón (SA--178, 192 ó 210 en sus diferentes grados).178, 192 ó 210 en sus diferentes grados).
-- El acero inoxidable soporta mas temperatura y presión que el aceEl acero inoxidable soporta mas temperatura y presión que el acero al ro al 
carbón, sin embargo el coeficiente de transferencia del acero alcarbón, sin embargo el coeficiente de transferencia del acero al
carbón es mayor que el acero inoxidable.carbón es mayor que el acero inoxidable.
-- También se debe de tener en mente que bajo ciertas condiciones uTambién se debe de tener en mente que bajo ciertas condiciones un n 
tubo con mejor material requiere menor espesor que otro con “peotubo con mejor material requiere menor espesor que otro con “peor” r” 
material, hay que comparar el precio por kilo y los kilos resultmaterial, hay que comparar el precio por kilo y los kilos resultantes en antes en 
cada caso para poder evaluar al igual que la transferencia de cacada caso para poder evaluar al igual que la transferencia de calor.lor.
TRANSFERENCIA DE CALOR
TUBOS Y MATERIALES DE ALETASTUBOS Y MATERIALES DE ALETAS
-- Al igual que los tubos, los materiales de las aletas son de acerAl igual que los tubos, los materiales de las aletas son de acero al o al 
carbón ó de acero inoxidable (SScarbón ó de acero inoxidable (SS--409 y 309) dependiendo de su 409 y 309) dependiendo de su 
temperatura de trabajo. Igualmente el coeficiente de transferenctemperatura de trabajo. Igualmente el coeficiente de transferencia del ia del 
acero al carbón es mayor que el acero inoxidable.acero al carbón es mayor que el acero inoxidable.
-- Los tubos, originalmente lisos, son aletados con la finalidad deLos tubos, originalmente lisos, son aletados con la finalidad de
aumentar la superficie de transferencia de calor por unidad de laumentar la superficie de transferencia de calor por unidad de longitud ongitud 
de tubo. Con lo anterior se reduce la cantidad de tubos a instalde tubo. Con lo anterior se reduce la cantidad de tubos a instalar en el ar en el 
HRSG y se mejora la velocidad de los fluidos conllevando a una mHRSG y se mejora la velocidad de los fluidos conllevando a una mejor ejor 
transferencian de calor.transferencian de calor.
-- En HRSG en donde se utiliza quemador de ducto, es probable que lEn HRSG en donde se utiliza quemador de ducto, es probable que la a 
fila inmediata después del quemador sea de tubo liso (sin aleta)fila inmediata después del quemador sea de tubo liso (sin aleta)
debido a la temperatura de gases saliendo del quemador de ducto,debido a la temperatura de gases saliendo del quemador de ducto,
esto no es una regla, es sólo en caso de que se rebase el límiteesto no es una regla, es sólo en caso de que se rebase el límite de de 
temperatura de la punta de la aleta.temperatura de la punta de la aleta.
TRANSFERENCIA DE CALOR
TUBOS Y MATERIALES DE ALETASTUBOS Y MATERIALES DE ALETAS
-- Las características de las aletas a Las características de las aletas a 
instalarse son: material, longitud de instalarse son: material, longitud de 
aleta, espesor de aleta, densidad de la aleta, espesor de aleta, densidad de la 
aleta y tipo de aleta.aleta y tipo de aleta.
-- Material de la aleta: acero al carbón ó Material de la aleta: acero al carbón ó 
acero inoxidable, el acero al carbón acero inoxidable, el acero al carbón 
transmite mejor que el acero transmite mejor que el acero 
inoxidable, su resistencia es inversa.inoxidable, su resistencia es inversa.
-- Longitud de la aleta : Se refiere a que Longitud de la aleta : Se refiere a que 
tan larga será a partir de la pared del tan larga será a partir de la pared del 
tubo hacia fuera, normalmente la tubo hacia fuera, normalmente la 
longitud va desde 0.25” hasta 1”. Entre longitud va desde 0.25” hasta 1”. Entre 
mas larga sea la aleta mayor será la mas larga sea la aleta mayor será la 
transferencia de calor, la caida de transferencia de calor, la caida de 
presión lado gases y mayor será la presión lado gases y mayor será la 
temperatura de la punta de la aleta, temperatura de la punta de la aleta, 
esto último ocasionaría que se tuviese esto último ocasionaría que se tuviese 
que cambiar de material.que cambiar de material.
TRANSFERENCIA DE CALOR
TUBOS Y MATERIALES DE ALETASTUBOS Y MATERIALES DE ALETAS
-- El espesor de la aleta varia entre 0.039” a El espesor de la aleta varia entre 0.039” a 
0.059”. Entre mayor sea el espesor de la 0.059”. Entre mayor sea el espesor de la 
aleta mayor será la transferecia hacia el aleta mayor será la transferecia hacia el 
tubo debido al área de contacto con el tubo debido al área de contacto con el 
tubo, sin embargo el peso de la aleta será tubo, sin embargo el peso de la aleta será 
mayor y la caida de presion lado gases mayor y la caida de presion lado gases 
también.también.
-- La densidad de aleta se refiere al número La densidad de aleta se refiere al número 
de aletas completas por unidad de de aletas completas por unidad de 
longitud de tubo. Normalmente la longitud de tubo. Normalmente la 
frecuencia va de 2 hasta 7 aletas por frecuencia va de 2 hasta 7 aletas por 
pulgada. Básicamente entre mas aletas pulgada. Básicamente entre mas aletas 
por unidad de longitud mayor será el por unidad de longitud mayor será el 
peso, costo, transferencia de calor y caida peso, costo, transferencia de calor y caida 
de presión lado gases.de presión lado gases.
-- No todas las combinaciones de espesor No todas las combinaciones de espesor 
de aleta y densidad pueden ser de aleta y densidad pueden ser 
fabricadas, entre mas aumente el espesor fabricadas, entre mas aumente el espesor 
de la aleta menor será la densidad que se de la aleta menor será la densidad que se 
pueda aletar.pueda aletar.
TRANSFERENCIA DE CALOR
TUBOS Y MATERIALES DE ALETASTUBOS Y MATERIALES DE ALETAS
-- El tipo de aleta: Principalmente se usan 2 tipos de aletas:El tipo de aleta: Principalmente se usan 2 tipos de aletas:
-- Aletas contínuas.Aletas contínuas.--son fabricadas con material continuo, van desde 0.25” de alturason fabricadas con material continuo, van desde 0.25” de altura hasta 1”. hasta 1”. 
Producen menos caida de presión que las aletas serrateadas, paraProducen menos caida de presión que las aletas serrateadas, para una misma cantidad de una misma cantidad de 
superficie transfieren menos el calor que las aletas serrateadassuperficie transfieren menos el calor que las aletas serrateadas..
-- Aletas Serrateadas.Aletas Serrateadas.-- van desde 0.5 “ hasta 1”, no pueden ser fabricadas debajo de 0.van desde 0.5 “ hasta 1”, no pueden ser fabricadas debajo de 0.5” 5” 
debido a la longitud que necesitan para “pegarla al tubo”. Transdebido a la longitud que necesitan para “pegarla al tubo”. Transfieren mejor el calor que las fieren mejor el calor que las 
aletas continuas, principalmente por la disminución del efecto daletas continuas, principalmente por la disminución del efecto de la capa límite.e la capa límite.
Aleta continua
Aleta
Serrateada
ARREGLO DE FLUJOSARREGLO DE FLUJOS
(Paralelo, Contraflujo, & Cross)(Paralelo, Contraflujo, & Cross)
Debido al sentido en que circulan los flujos de vapor ó agua (dependiendo del circuito) 
comparado contra el sentido en que fluyen los gases de combustión, los arreglos de flujos 
se denominan como:
1.- Flujos paralelos.- El sentido del agua ó vapor es igual al sentido de flujo de los gases de 
combustión. En este tipo de arreglo la parte mas fría del flujo de agua ó vapor enfrenta a la 
parte mas caliente del flujo de gases de combustión y al final de dicho circuito la parte mas 
caliente del fluido agua ó vapor enfrenta la parte mas fría del flujo de gases.
2.- Contraflujo.- El sentido del agua ó vapor es contrario al sentido de flujo de los gases de 
combustión. En este tipo de arreglo la parte mas caliente del flujo de agua ó vapor enfrenta 
a la parte mas caliente del flujo de gases de combustión y al inicio de dicho circuito la 
parte mas fría del fluido agua ó vapor enfrenta la parte mas fría del flujo de gases.
3.- Flujo transversal.- Cuando el agua ó vapor van en sentido ascendente ó descendente y 
los gases de combustión van en sentido transversal a ello. Aquí la temperatura de vapor ó 
agua aumentará en su propio sentido del flujo y siempre enfrentará la misma temperatura 
de gases. Este tipo de transferencia se presenta cuando tenemos tubos en paralelo como en 
los evaporadores y ciertos tipos de diseño de sobrecalentadores y recalentadores de 
ensambles múltiples. 
Los arreglos en contraflujo y transversal aprovechan mejor la transferencia de calor por 
unidad de superficie que el arreglo en paralelo, sin embargo las temperaturas de metal 
resultantes son mayores y en algunos casos es necesario elevar la calidad del material.
TRANSFERENCIA 
DE CALOR
ARREGLO DE FLUJOARREGLO DE FLUJO
(Paralelo, Contraflujo, & Cross)(Paralelo, Contraflujo, & Cross)
TRANSFERENCIA 
DE CALOR
DIFERENCIALES DE TEMPERATURAS ENTRE FLUIDO Y GASES DE COMBUSTIÓNDIFERENCIALES DE TEMPERATURAS ENTRE FLUIDO Y GASES DE COMBUSTIÓN
TRANSFERENCIA DE CALOR
-- Entre mayor sea la diferencia de temperaturas entre la del fluidEntre mayor sea la diferencia de temperaturas entre la del fluido (agua o (agua 
ó vapor) con respecto a la de gases de combustión, entonces mayoó vapor) con respecto a la de gases de combustión, entonces mayor r 
será la transferencia de calor por unidad de superficie.será la transferencia de calor por unidad de superficie.
-- Conforme las temperaturas de fluido y gases se acercan entonces Conforme las temperaturas de fluido y gases se acercan entonces se se 
empieza a requerir mayor superficie para lograr la misma empieza a requerir mayor superficie para lograr la misma 
transferencia de calor.transferencia de calor.
-- También hay que tener en mente donde es el punto en el que cada También hay que tener en mente donde es el punto en el que cada 
sistema debe de dejar de absorber calor, de no ser así podemos esistema debe de dejar de absorber calor, de no ser así podemos estar star 
agregando superficie que básicamente ya no está absorbiendo caloagregando superficie que básicamente ya no está absorbiendo calor r 
pero que si está causando mucha caída de presión y costo de pero que si está causando mucha caída de presión y costo de 
material. Llega un momento en que la diferencia de temperaturas material. Llega un momento en que la diferencia de temperaturas 
entre gases y agua/vapor se vuelve muy poca y por ende la entre gases y agua/vapor se vuelve muy poca y por ende la 
transferencia de calor hace que la superficie de calefacción reqtransferencia de calor hace que la superficie de calefacción requerida uerida 
se vuelva asintótica.se vuelva asintótica.
Efectos del uso de quemador de ducto en la evaporación de HP
Efectos del uso de quemador de ducto en la evaporación de IP y LP
DIFERENCIALES DE TEMPERATURAS ENTRE FLUIDO Y GASES DE COMBUSTIÓNDIFERENCIALES DE TEMPERATURAS ENTRE FLUIDO Y GASES DE COMBUSTIÓN
TRANSFERENCIA DE CALOR
-- Existen 2 conceptos que son muy importantes cuando se habla sobrExisten 2 conceptos que son muy importantes cuando se habla sobre e 
los diferenciales de temperatura entre el fluido y los gases:los diferenciales de temperatura entre el fluido y los gases:
-- “Pinch Point” .“Pinch Point” .-- Se refiere a la diferencial de temperatura entre el fluido Se refiere a la diferencial de temperatura entre el fluido 
y los gases de combustión. Tiene particular importancia en el y los gases de combustión. Tiene particular importancia en el 
evaporador ya que tenemos flujos cruzados y todos los tubos del evaporador ya que tenemos flujos cruzados y todos los tubos del 
evaporador llevan fluido a temperatura de saturación, mientras qevaporador llevan fluido a temperatura de saturación, mientras que los ue los 
gases van disminuyendo su temperatura através del haz de tubos. gases van disminuyendo su temperatura através del haz de tubos. 
Llega un momento en que el evaporador ya no podrá “evaporar ó Llega un momento en que el evaporador ya no podrá “evaporar ó 
cambiarle la fase al agua” debido a que la diferencial de tempercambiarle la fase al agua” debido a que la diferencial de temperatura atura 
no es suficiente para absorber el calor necesario. Este punto deno es suficiente para absorber el calor necesario. Este punto debe de be de 
cuidarse en el diseño.cuidarse en el diseño.
-- “Approach”.“Approach”.-- Se refiere a la diferencial de temperatura entre la salida Se refiere a la diferencial de temperatura entre la salida 
del fluido con respecto a la temperatura de saturación, conformedel fluido con respecto a la temperatura de saturación, conforme el el 
“approach” se acerca a cero significa que la salida de dicho cir“approach” se acerca a cero significa que la salida de dicho circuito cuito 
estará cercano a evaporar, lo cual es algo que se trata de evitaestará cercano a evaporar, lo cual es algo que se trata de evitar en los r en los 
economizadores (es decir antes del evaporador). Es posible que eeconomizadores (es decir antes del evaporador). Es posible que el l 
economizador evapore una pequeña porción sin tener problemas.economizador evapore una pequeña porción sin tener problemas.
Efecto de la diferencial de temperaturas y pinch en un evaporador
TRANSFERENCIA DE CALOR
FACTORES DE ENSUCIAMIENTOFACTORES DE ENSUCIAMIENTO
-- Se consideran 2 tipos de factores de ensuciamiento, uno en el laSe consideran 2 tipos de factores de ensuciamiento, uno en el lado do 
aguaagua--vapor y otro en el lado gases. vapor y otro en el lado gases. 
-- Cada fabricante de calderas considera como propietaria la maneraCada fabricante de calderas considera como propietaria la manera de de 
considerar que factores usará.considerar que factores usará.
Es recomendable que la temperatura de entrada al Precalentador Es recomendable que la temperatura de entrada al Precalentador 
esté por encima del punto de rocío del ácido sulfúrico del gas desté por encima del puntode rocío del ácido sulfúrico del gas de salida, e salida, 
esto con el fin de prevenir corrosión de la superficie de calefaesto con el fin de prevenir corrosión de la superficie de calefacción debido a cción debido a 
la presencia de azufre en el gas. Para combustibles de las turbila presencia de azufre en el gas. Para combustibles de las turbinas de gas nas de gas 
como el gas natural que contienen pequeñas cantidades de azufre como el gas natural que contienen pequeñas cantidades de azufre 
(digamos 300 ppb de SO2 en los gases de combustión), la temperat(digamos 300 ppb de SO2 en los gases de combustión), la temperatura ura 
entrando al Precalentador deberá ser mayor o igual a 140°F (60°Centrando al Precalentador deberá ser mayor o igual a 140°F (60°C). ). 
El punto de rocío del ácido sulfúrico de otros combustibles de lEl punto de rocío del ácido sulfúrico de otros combustibles de las turbinas as turbinas 
de gas pueden ser calculados basándose en la concentración de Hde gas pueden ser calculados basándose en la concentración de H22O/SOO/SO33
en el gas de salida.en el gas de salida.
PPUNTOUNTO DDEE RROCÍOOCÍO
Otro punto importante a considerarse será el punto de Otro punto importante a considerarse será el punto de 
condensación de los gases de combustión, dicho punto está por decondensación de los gases de combustión, dicho punto está por debajo del bajo del 
punto de rocío de los gases. A esta temperatura la humedad contepunto de rocío de los gases. A esta temperatura la humedad contenida en nida en 
el flujo de gases se condensa y pasa a estado líquido.el flujo de gases se condensa y pasa a estado líquido.
Normalmente está cercana a los 100 °F (38 °F), existen Normalmente está cercana a los 100 °F (38 °F), existen 
ecuaciones para su cálculo, esto significaría que en el caso hipecuaciones para su cálculo, esto significaría que en el caso hipotético en otético en 
que el combustible no tuviese nada de azufre, nuestra limitante que el combustible no tuviese nada de azufre, nuestra limitante térmica para térmica para 
la temperatura de entrada del agua de alimentación sería el puntla temperatura de entrada del agua de alimentación sería el punto de o de 
condensación de los gases.condensación de los gases.
PPUNTOUNTO DDE CONDENSACION DE GASESE CONDENSACION DE GASES
44 Tratamiento Químico del Agua de AlimentaciónTratamiento Químico del Agua de Alimentación
La responsabilidad del tratamiento de agua de alimentación así 
como el tipo de sustancias químicas usadas es solo responsabilidad 
del Químico de la planta. Se deberán de seguir los lineamientos 
que marca el ABMA sobre la calidad mínima del agua en la 
caldera.
El fabricante del turbovapor solicita ciertas características en el 
vapor entrante, dichas características están directamente 
relacionadas con la eficiencia del separador y de la calidad del
agua en el domo.
La calidad del agua en el domo depende directamente de la 
cantidad de purga utilizada y de la calidad del agua de 
alimentación.
El agua en el domo debe de tener un oxígeno disuelto menor a 7 
ppb.
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
En muchos de los casos los requerimientos de vapor para la 
turbina son mayores que los requerimientos del ABMA.
Muy frecuentemente se utilizan los criterios de vapor que requiere 
la turbina, la implementación de como llegar a ello esta fuera de la 
responsabilidad del fabricante del HRSG, por lo que sólo podemos
aportar opiniones, pero no podemos responsabilizarnos por la 
implementación ni por el método utilizado.
Las impurezas acarreadas hacia el sobrecalentador son 
generalmente disueltas en gotas de agua, con la excepción de los
vapores de sílica lo cual es una preocupación sólo a presiones muy 
elevadas.
La planta deberá de consultar a un especialista calificado en 
tratamiento de agua para recomendaciones específicas.
Impurezas Comúnmente encontradas en el agua de alimentación.Impurezas Comúnmente encontradas en el agua de alimentación.
-- Sólidos DisueltosSólidos Disueltos
a. a. Carbonato de CalcioCarbonato de Calcio (Lime)(Lime)
b. b. Carbonato de MagnesioCarbonato de Magnesio ((DolomitaDolomita))
c. Calcium Sulfate (Gypsum)c. Calcium Sulfate (Gypsum)
d. d. Sulfato de MagnesioSulfato de Magnesio (Epsom Salts)(Epsom Salts)
e. Se. Síliceílice (Sand)(Sand)
f. f. Especies iónicasEspecies iónicas (Ca+, Mg+, OH(Ca+, Mg+, OH--))
-- Gases DisueltosGases Disueltos
a. Oxa. Oxígenoígeno ((debido a fugas de airedebido a fugas de aire))
b. b. NitrógenNitrógenoo ((debido a fugas de airedebido a fugas de aire))
c. c. Dióxido de CarbonoDióxido de Carbono ((de fugas de airede fugas de aire y Decaimiento Vegetaly Decaimiento Vegetal))
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Impurezas Comúnmente encontradas en el agua de alimentación.Impurezas Comúnmente encontradas en el agua de alimentación.
-- Materia SuspendidaMateria Suspendida
a. a. TurbiaTurbia
b. b. ColorColor
c. c. VegetaciónVegetación
d. d. PolvoPolvo
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Técnicas Utilizadas para minimizar las impurezasTécnicas Utilizadas para minimizar las impurezas
-- Sólidos DisueltosSólidos Disueltos
a. a. FiltrosFiltros
b. b. Osmosis InversaOsmosis Inversa ((FiltFiltroro))
c. c. Intercambiadores IónicosIntercambiadores Iónicos ((FiltFiltroro))
d. Coagulad. Coagulaciónción & & FloculaFloculacciióónn
e.e. Purga ContinuaPurga Continua (TDS(TDS en agua de alimentación en agua de alimentación / TDS/ TDS
permisibles en domopermisibles en domo))
-- Gases DisueltosGases Disueltos
a. a. DeareaciónDeareación
b. b. QuímicosQuímicos (H(Hiidracindracinaa, , Sulfato de SodioSulfato de Sodio))
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
-- Sólidos SuspendidosSólidos Suspendidos
a. Coagulaa. Coagulacciióón & n & FloculaFloculacciióón (n (ClarifiClarificadorescadores))
b. b. FiltFiltrosros ((RestrictoresRestrictores, , Filtros de Carbón ActivadoFiltros de Carbón Activado))
c. c. Acondicionadores de lodosAcondicionadores de lodos ((no los remueven pero protegenno los remueven pero protegen))
d. d. Purga IntermitentePurga Intermitente ((Frecuentemente establecida por el Frecuentemente establecida por el 
Químico de la plantaQuímico de la planta))
Inspecciones frecuentes y monitoreo en línea ayudan a eliminar Inspecciones frecuentes y monitoreo en línea ayudan a eliminar 
problemas como depósitos y corrosión.problemas como depósitos y corrosión.
Técnicas Utilizadas para minimizar las impurezasTécnicas Utilizadas para minimizar las impurezas
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
Corrosión en la Caldera es el resultado de muchos factores entreCorrosión en la Caldera es el resultado de muchos factores entre ellosellos::
-- OxOxígenoígeno
-- pH pH 
-- AlAlcalinidadcalinidad
-- Niveles de Dióxido de CarbonoNiveles de Dióxido de Carbono ((despreciabledespreciable))
-- Depósitos en las paredes de los TubosDepósitos en las paredes de los Tubos ((eliminar todos los eliminar todos los 
depósitosdepósitos))
-- Niveles de Sólidos Totales DisueltosNiveles de Sólidos Totales Disueltos ((por por ABMA)ABMA)
Conceptos Básicos del Control de Parámetros Químicos
La evaporación en la caldera provoca que las impurezas se La evaporación en la caldera provoca que las impurezas se 
concentren.concentren.
Los depósitos en las calderas son resultado de impurezas adheridLos depósitos en las calderas son resultado de impurezas adheridas as 
a las paredes de los tubos. a las paredes de los tubos. 
Algunos depósitos comunes en las calderas son:Algunos depósitos comunes en las calderas son:
-- Depósitos de FosfatosDepósitos de Fosfatos
Fácilmente removibles por métodos normales