Caldera de vapor: Principio de funcionamiento y tipos de caldera
¿Qué es una caldera de vapor?
Una caldera (también conocida como caldera de vapor) es un recipiente cerrado en el que se calienta un fluido (generalmente agua). El fluido no necesariamente hierve. El fluido calentado o vaporizado sale de la caldera para su uso en diversos procesos o aplicaciones de calefacción, como la cocción, el agua caliente o la calefacción central, o la generación de energía basada en calderas. Las calderas (o más específicamente las calderas de vapor) son una parte esencial de las centrales térmicas.
Principio de funcionamiento de la caldera
El principio de funcionamiento básico de la caldera es muy simple y fácil de entender. La caldera es esencialmente un recipiente cerrado en el que se almacena agua. El combustible (generalmente carbón) se quema en un horno y se producen gases calientes.
Estos gases calientes entran en contacto con el recipiente de agua, donde el calor de estos gases calientes se transfiere al agua, y, en consecuencia, se produce vapor en la caldera.
Luego, este vapor se canaliza hacia la turbina de la central térmica. Existen muchos tipos de calderas utilizados para diferentes propósitos, como el funcionamiento de una unidad de producción, la desinfección de un área, la esterilización de equipos, para calentar los alrededores, etc.
Eficiencia de la caldera de vapor
El porcentaje del calor total exportado por el vapor de salida en el calor total suministrado por el combustible (carbón) se llama eficiencia de la caldera de vapor.
Incluye la eficiencia térmica, la eficiencia de combustión y la eficiencia de conversión de combustible a vapor. La eficiencia de la caldera de vapor depende del tamaño de la caldera utilizada. Una eficiencia típica de la caldera de vapor es del 80% al 88%.
En realidad, ocurren algunas pérdidas, como la combustión incompleta, la pérdida por radiación desde las paredes de la caldera de vapor, gases de combustión defectuosos, etc. Por lo tanto, la eficiencia de la caldera de vapor da este resultado.
Tipos de calderas
Existen principalmente dos tipos de calderas – caldera de tubos de agua y caldera de tubos de fuego.
En la caldera de tubos de fuego, hay varios tubos a través de los cuales pasan los gases calientes, y el agua rodea estos tubos.
La caldera de tubos de agua es lo contrario de la caldera de tubos de fuego. En la caldera de tubos de agua, el agua se calienta dentro de los tubos y los gases calientes rodean estos tubos.
Estos son los dos tipos principales de calderas, pero cada uno de estos tipos puede subdividirse en muchos otros, que discutiremos más adelante.
Caldera de tubos de fuego
Como indica su nombre, la caldera de tubos de fuego consta de varios tubos a través de los cuales pasan los gases calientes. Estos tubos de gas caliente están inmersos en agua, en un recipiente cerrado.
En realidad, en la caldera de tubos de fuego, un recipiente cerrado o carcasa contiene agua, a través de la cual pasan los tubos calientes.
Estos tubos de fuego o tubos de gas caliente calientan el agua y la convierten en vapor, y el vapor permanece en el mismo recipiente.
Dado que el agua y el vapor están en el mismo recipiente, una caldera de tubos de fuego no puede producir vapor a una presión muy alta.
Generalmente, puede producir un máximo de 17.5 kg/cm2 y con una capacidad de 9 toneladas métricas de vapor por hora.
Tipos de caldera de tubos de fuego
Existen diferentes tipos de calderas de tubos de fuego, como la caldera de horno externo e interno. La caldera de horno externo se puede volver a categorizar en tres tipos diferentes-
Caldera de tubos de retorno horizontal.
Caldera de caja de fuego corta.
Caldera compacta.
Además, la caldera de horno interno de tubos de fuego también tiene dos categorías principales, como la caldera de tubos horizontales y la caldera de tubos verticales.
Normalmente, la caldera de tubos de retorno horizontal se utiliza en centrales térmicas de baja capacidad. Consiste en un tambor horizontal en el que hay varios tubos horizontales. Estos tubos están sumergidos en agua.
El combustible (normalmente carbón) se quema debajo de este tambor horizontal y los gases combustibles se mueven hacia la parte trasera, desde donde entran en los tubos de fuego y viajan hacia la parte frontal hasta la caja de humos.
Durante este viaje de los gases en los tubos, transfieren su calor al agua y aparecen burbujas de vapor. A medida que se produce vapor, se desarrolla la presión de la caldera en ese recipiente cerrado.
Ventajas de la caldera de tubos de fuego
Las ventajas de las calderas de tubos de fuego incluyen—
Es bastante compacta en su construcción.
Puede satisfacer fácilmente las fluctuaciones de la demanda de vapor.
También es bastante barata.
Desventajas de la caldera de tubos de fuego
Las desventajas de las calderas de tubos de fuego incluyen—
