Calderas con tubos curvados
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Calderas con tubos curvados . Se muestran las ventajas de este tipo de calderas frente a las de tubos rectos, así como características de su diseño y producción.
Sumario
Ventajas
Mayor economía en su fabricación y operación debido al uso de soldadura, acero mejorado, construcción de paredes de agua, nuevas técnicas de agua y nuevas técnicas de fabricación. Mejor acero para inspección, limpieza y servicio de mantenimiento. Trabaja con mayor capacidad de evaporación y entrega vapor más seco.
Los elementos primordiales de que se compone la caldera acuotubular con tubos curvados (y diseños que se derivan de la misma), están formados esencialmente por domos (o domos y cabezales), interconectados por medio de tubos curvados. Dotada de un fogón con enfriamiento de agua, los tubos curvados se colocan de manera que circunden el hogar, incorporándolo como una parte integral de la caldera. Muchos de los diseños importantes de las calderas modernas, están comprendidos dentro de estas calificaciones, incluyendo todas las calderas destinadas a las grandes centrales termoeléctricas para servicios públicos.
Evolución
En la actualidad se fabrican también muchas calderas más chicas, de tipo paquete, con tubos curvados, para la generación de fuerza. Las primeras calderas fabricadas con tubos curvados, eran de tipo de cuatro domos. Sin embargo, muchos operadores prefieren unidades de dos domos o de tres domos y hay una decidida tendencia a usar este tipo de construcción. En las unidades modernas de tubos curvados, la capacidad se mantiene en una proporción menos de 29 756 kg de vapor por hora, por metro de ancho de la caldera (20 000 lb/h por pie de anchote caldera, considerando exclusivamente la superficie que absorbe el calor radiante). Las calderas pequeñas de tubos de agua curvados han sido bastante bien estandarizadas reduciéndolas a un número relativamente escaso.
La caldera es de paredes refractarias o enfriadas por agua, las que en algunas ocasiones se construyen de acero, a manera de caja para operarse sin presión. Su ensamble tiene que hacerse en la obra (las unidades más pequeñas se embargan ya armadas). Las calderas más popularizadas son las de dos y tres domos, de altura reducida, las inclinadas de dos domos. El domo estandarizado, de amplia aplicación en instalaciones industriales, se obtiene en el mercado en capacidades hasta de 45 360 kg/h (100 000 lb/h) de vapor. Las presiones de diseño varían de 11.25 a 58.4 kg/cm2 (160 a 825 lb/plg2) con temperatura de 4500 C (8500 F).
Inicios
En sus etapas iniciales de desarrollo, la caldera de tubos curvados se montaba sobre un fogón de mampostería o también refractario, de manera que todas las superficies de absorción de calos, quedaban dentro de la caldera misma. Al aumentar el tamaño del fogón y las temperaturas, el costo de mantenimiento del material refractario resultaba excesivo, especialmente si se quemaba carbón pulverizado. Las altas temperaturas de los gases, requemaban o destruían las superficies de la caldera. Los fogones ser fueron modificando recubriéndolos, primeramente en forma parcial y después totalmente con paredes enfriadas por agua, para vencer estas dificultades. Aparte de que las paredes de agua aminoraron los costos de mantenimiento; y evitan el acostamiento de las calderas, generan también vapor, proporcionan una excelente circulación y ayuda a obtener mayores capacidades. También se alcanzan mayor eficiencia, debido al alto porcentaje de superficie de calefacción directa (calor radiante). Las paredes de agua en los hogares, fueron instaladas primero en las calderas ya que en servicio, siendo su circulación más o menos independiente de la circulación más o menos independiente de la circulación en la caldera. Más tarde, se integraron las superficies de las paredes de agua con las de las calderas. Con la aparición de carbón pulverizado, se hizo necesario evitar que las cenizas se acostaran en el fondo del fogón. Esto se logro con la instalación de una parrilla de agua, que consiste en un armazón de tubos cruzados, que protegen el piso del fogón (y también las cenizas).
Diseño
Con excepción de los modelos de diseño articulado o los de muy reciente desarrollo, tales como las calderas de circulación forzada, la caldera de tubos curvados, es por excelencia una unidad de domos múltiples. Puede tener dos, tres o cuatro; usualmente, tiene un domo abajo y el resto en la parte superior de la caldera.
Una excepción la constituye la que tiene dos domos bajos y uno en la parte superior. Los superiores son agua y vapor, aunque reciben el nombre de vapor, en un momento ellos pueden estar llenos de agua. Los tubos pueden estar inclinados o dispuestos en secciones verticales dentro de la cámara de combustión (espacio de combustión). Las unidades de gran capacidad con superalentadores con superficie extremadamente grande, suelen tener una sección pequeña de superficie de convención que protege al superalentador contra la temperatura del hogar. Esta construcción da origen a la denominación caldera de paso abierto, refiriéndose a la forma que influye los gases de la combustión. Las mamparas]para la deflexión de los gases se disponen en muchas formas diferentes, conduciendo el flujo de los mismos, transversales o longitudinales, a través o a lo largo de los tubos, la tendencia a las adherencias de escorias se aminoran colocando los tubos vertical o casi verticalmente.
Combustibles y combustión de las mismas
La caldera de tubo curvado se puede adaptar para su operación con aceites, combustibles, gas, carbón, bagazos o leña. Los métodos de combustión empleados incluyen quemadores de aceite y gas, así como alimentadores mecánicos de combustible sólido. Para las capacidades de 45 360 kg/h (100 000 lb/h) de vapor, se emplea carbón pulverizado o triturado (fogón de ciclón) como material de combustión. El fuego es controlado manual o semiautomáticamente por lo general (las unidades de paquete se controlan automáticamente).
Ver además
Fuentes
- Carl D. SHIELDS CALDERAS Tipos, características y sus funciones. ed: Revolucionaria 1975.
- www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdf
- www.buenastareas.com
