Caldera de Tubos de Fuego: Una Guía Completa
Una caldera de tubos de fuego es un tipo de caldera que utiliza gases calientes de un fuego para calentar el agua dentro de una serie de tubos. Los tubos están rodeados de agua en un contenedor sellado. El calor de los gases se transfiere a través de las paredes de los tubos por conducción térmica, creando vapor que puede usarse para diversos fines.
Las calderas de tubos de fuego son uno de los tipos más antiguos y básicos de calderas. Se utilizaron ampliamente en los siglos XVIII y XIX, especialmente para locomotoras de vapor y otras máquinas de vapor. Hoy en día, las calderas de tubos de fuego todavía se utilizan para algunas aplicaciones industriales y comerciales, como calefacción, generación de energía y vapor de proceso.
En este artículo, explicaremos la definición, tipos, ventajas, desventajas y aplicaciones de las calderas de tubos de fuego. También incorporaremos contenido de las 5 páginas relacionadas principales de Bing sobre el tema y añadiremos enlaces externos a fuentes relevantes.
¿Qué es una caldera de tubos de fuego?
Una caldera de tubos de fuego se define como una caldera que consta de un contenedor sellado lleno de agua y una serie de tubos que atraviesan. Los tubos llevan gases calientes de un fuego (generalmente alimentado por carbón, aceite o gas) que calientan el agua y generan vapor.
Los componentes principales de una caldera de tubos de fuego son:
Horno: La cámara donde se quema el combustible para producir gases calientes.
Tubos de fuego: Los tubos que llevan los gases calientes desde el horno hasta la caja de humos.
Caja de humos: La cámara donde se recogen los gases calientes y se evacuan a través de la chimenea.
Domo de vapor: La parte superior de la caldera donde se recoge y distribuye el vapor a las salidas.
Supercalefactor: Un dispositivo opcional que calienta aún más el vapor para hacerlo seco y supercalentado.
Reja: La plataforma donde se coloca el combustible para quemarlo.
Ingreso de agua de alimentación: La tubería que suministra agua a la caldera.
Salida de vapor: La tubería que entrega vapor al lugar deseado.
El funcionamiento de una caldera de tubos de fuego es simple y directo. El combustible se quema en el horno, creando gases calientes que pasan a través de los tubos de fuego. El calor de los gases se transfiere al agua que rodea los tubos, elevando su temperatura y presión. El vapor luego asciende al domo de vapor, donde se puede extraer para diversos propósitos. El agua se rellena a través del ingreso de agua de alimentación.
La presión y la temperatura del vapor dependen del tamaño y diseño de la caldera, así como de la calidad y cantidad del combustible. Generalmente, las calderas de tubos de fuego pueden producir vapor de baja a media presión (hasta 17,5 bar) y de baja a media capacidad (hasta 9 toneladas métricas por hora).
Uno de los principales inconvenientes de las calderas de tubos de fuego es que tienen una capacidad limitada para producir vapor de alta presión y alta capacidad. Esto se debe a que tienen un solo recipiente grande que contiene tanto agua como vapor, lo que dificulta controlar su presión y temperatura. Además, las calderas de tubos de fuego son propensas a explotar si su recipiente se rompe debido a una presión excesiva o daños.
Tipos de calderas de tubos de fuego
Existen diferentes tipos de calderas de tubos de fuego basados en varios criterios, como:
Ubicación del horno: Hay dos categorías principales de calderas de tubos de fuego según la ubicación de su horno: horno externo e interno. Las calderas con horno externo tienen su horno fuera del recipiente principal, mientras que las calderas con horno interno tienen su horno dentro o adjunto a él.
Orientación del eje de la caldera: Hay dos categorías principales de calderas de tubos de fuego según su orientación: horizontal y vertical. Las calderas horizontales tienen su eje paralelo al suelo, mientras que las verticales tienen su eje perpendicular a él.
Número y forma de los tubos de fuego: Existen varios tipos de calderas de tubos de fuego según el número y la forma de sus tubos de fuego, como un solo tubo, múltiples tubos, tubos rectos, tubos curvos, etc.
Algunos de los tipos más comunes de calderas de tubos de fuego son:
Caldera Cochran
Una caldera Cochran es un tipo de caldera de tubos de fuego vertical que tiene una carcasa cilíndrica con una parte superior en forma de cúpula. Tiene uno o más tubos de fuego que corren a lo largo de su longitud. También tiene un horno externo que puede ser alimentado por carbón o aceite.
Una caldera Cochran puede producir vapor de baja presión (hasta 10,5 bar) y baja capacidad (hasta 3500 kg por hora). Es compacta y fácil de operar. Se usa principalmente para aplicaciones industriales a pequeña escala, como calefacción, generación de energía y vapor de proceso.
Caldera Cornish
Una caldera Cornish es un tipo de caldera de tubos de fuego horizontal que tiene una carcasa cilíndrica larga con un solo gran conducto que contiene el fuego. Tiene un diseño simple y un bajo costo de mantenimiento. Puede producir vapor de presión media (hasta 12 bar) y capacidad media (hasta 6500 kg por hora).
La caldera Cornish fue desarrollada por Richard Trevithick en 1812 y se utilizó ampliamente para motores de vapor en la industria minera. Es similar a una caldera Lancashire pero tiene solo un conducto en lugar de dos.
Caldera de locomotora
Una caldera de locomotora es un tipo de caldera de tubos de fuego horizontal que tiene un horno interno y un gran número de tubos de fuego. También tiene una extensión en un extremo llamada caja de fuego, que alberga la reja y proporciona un área adicional de superficie de calefacción. También tiene un supercalefactor que aumenta la temperatura y la sequedad del vapor.
Una caldera de locomotora puede producir vapor de alta presión (hasta 25 bar) y alta capacidad (hasta 9000 kg por hora). Es rápida en generar vapor y receptiva a los cambios de carga. Se utilizaba principalmente para alimentar locomotoras de vapor hasta que fueron reemplazadas por motores diésel o eléctricos.
Caldera Escocesa Marina
Una caldera Escocesa Marina es un tipo de caldera de tubos de fuego horizontal que tiene uno o más grandes cascos cilíndricos que contienen dos o más hornos y varios tubos de fuego. También tiene una cámara de respaldo húmeda externa que mejora su eficiencia y reduce su peso.
Una caldera Escocesa Marina puede producir vapor de alta presión (hasta 30 bar) y alta capacidad (hasta 27000 kg por hora). Es robusta en su construcción y adecuada para aplicaciones marítimas, como calefacción, generación de energía y propulsión.
Ventajas de la caldera de tubos de fuego
Algunas de las ventajas de las calderas de tubos de fuego son:
