Se puede definir una caldera de vapor, como un equipo a presión en donde el calor, procedente generalmente de equipos de combustión, es transformado en utilizable en forma de calorías, transmitidas a un fluido, normalmente agua, que es transformada en vapor o no (según la presión de diseño y la temperatura).
La calidad del agua de alimentación es de gran importancia para el rendimiento, la seguridad y el mantenimiento del generador de vapor.
Las calderas son clasificadas según su sistema de salidas de humos de combustión y el agua: Calderas de tubos de humos o pirotubulares y calderas de tubos de agua o acuotubulares.
Tabla de contenido
Pirotubulares (o de tubos de humos)
La forma de los hogares de las calderas pirotubulares pueden variar según el combustible utilizado, pero en ambos tipos, los gases de combustión pasarán por el interior de los tubos rodeados de agua, que se calentará y parte de su contenido será transformado en vapor.
El gran volumen de agua de estos generadores de vapor actúa como un almacén de energía proporcionan do una respuesta adecuada para demandas puntuales y una mayor calidad del vapor.
Acuotubulares (o de tubos de agua)
En el caso de las calderas acuotubulares, en la industria normalmente funcionan a presiones inferiores a 64kg/cm2 y temperaturas inferiores a 450 ºC y el agua está en parte o casi toda contenida en haces de tubos de acero rodeados por la llama y los gases calientes de la combustión. Teniendo en cuenta el elevado número de tubos que pueden instalarse, la superficie de calefacción puede ser muy grande para dimensiones relativamente reducidas. Por esta razón, su puesta a régimen es muy rápida, teniendo la posibilidad de producir vapor a elevadas presiones.
La principal diferencia entre las calderas acuotubulares y las pirotubulares es el modo en que circulan los fluidos por el interior. En este caso, es el agua o la mezcla de agua-vapor la que circula por el interior de los tubos, circulando los gases entre éstos y la carcasa exterior. Al contrario de lo que ocurre en las calderas pirotubulares.
En algunas ocasiones suele encontrarse calderas de vapor instantáneo, utilizables en ciertas aplicaciones industriales o alimentarias en donde es necesario disponer de vapor a mediana presión de forma intermitente. Son muy compactas y de poco volumen de agua.
Componentes de una caldera
La estructura de una caldera podrás variar según el tipo. Sin embargo, podemos describir los siguientes componentes:
- Equipo de combustión: sirve para quemar la mezcla de combustible con el aire.
- Hogar: alberga el quemador y la generación de los gases calientes.
- Tubos para el intercambio de calor: el flujo de calor desde los gases hasta el agua tiene lugar a través de su superficie. También en ella se generan las burbujas de vapor.
- Separador: es necesario para separar las gotas de agua líquida en suspensión en la corriente de vapor.
- Economizador: es un equipo de intercambio de calor para precalentar el agua líquida con los gases aún calientes, antes de alimentarla a la caldera.
- Chimenea: es la vía de escape de los humos y gases de combustión después de haber cedido calor al fluido
- Carcasa: todo el conjunto de agua y los tubos están envueltos en una carcasa exterior.
Medidas para mejorar la eficiencia de las calderas de vapor
Recomendaciones para optimización energética de las calderas de vapor en plantas industriales:
– Las pérdidas de calor: Pueden ser provocadas por defectos en el aislamiento térmico, fugas por bridas, en válvulas etc.
Revisar el correcto funcionamiento del sistema de recuperación de condensados, para mejorar el rendimiento:
– Hollín: residuos producidos en combustiones incompletas. Periódicamente los hollines depositados en la base de la chimenea, pueden obstruir parcialmente la salida de humos, influyendo negativamente en el tiro y, por tanto, en la combustión. Además, el hollín contiene restos de azufre que en contacto con el agua de lluvia puede producir ácido sulfúrico que corroe las paredes metálicas. Ajustar quemadores, y realizar labores de limpieza es la mejor opción para evitar problemas.
– Detectar problemas de estanqueidad producidas por entradas incorrectas de aire y fugas de humos.
– Condensaciones en los humos: Impedir que las temperaturas de entrada de los fluidos a los economizadores o recuperadores de calor descienda por debajo del punto de rocío del anhídrido sulfuroso/sulfúrico de los humos (aprox. 130ºC), para impedir su condensación y formación de ácido sulfúrico.
– Incrustaciones en las superficies de intercambio de calor: Verificar sistemáticamente la buena calidad del agua de alimentación y, sobre todo, del agua de caldera. Las incrustaciones en estas superficies dificultan la transmisión de calor a través de ellas disminuyendo sensiblemente el rendimiento. Puede llegar incluso, a formarse una capa tan gruesa, que impida la refrigeración de los tubos o, lo que es peor, del hogar ondulado en las calderas pirotubulares, originando su rotura o aplastamiento
