Generadores de Vapor: Definición y Componentes
Un generador de vapor es una máquina o dispositivo de ingeniería donde la energía química se transforma en energía térmica. Generalmente, es utilizado en las turbinas de vapor para generar vapor.
Los generadores de vapor se diferencian de las calderas por ser mucho más grandes y complicados.
Partes de un Generador de Vapor
- Economizador
- Sobrecalentador
- Calentador de aire
- Recalentador
- Precalentador de combustible
Economizador
Un economizador es un dispositivo mecánico de transferencia de calor que calienta un fluido hasta su punto de ebullición, sin pasar de él. Puede ayudar a ahorrar energía en edificios utilizando el aire exterior como medio de enfriamiento.
Sobrecalentador
Sobrecalentador: Intercambiador de calor en el que se da el sobrecalentamiento deseado al vapor.
Calentador de Aire
Calentador de aire: Intercambiador de calor donde los gases, producto de la combustión después de haber cedido parte de su energía a la caldera, calientan el aire para hacer más eficiente la combustión.
Recalentador
Un recalentador es un dispositivo instalado en una caldera que recibe vapor sobrecalentado que ha sido parcialmente expandido a través de la turbina.
Precalentador de Combustible
Precalentador de combustible: Cuando se quema combustóleo o aceite combustible, se disminuye su viscosidad por medio de un calorímetro previo al quemador. Se usa un serpentín de vapor o una resistencia eléctrica.
Clasificación de Calderas
Según la Presión de Trabajo
- Baja presión: de 0 a 2.5 [Kg/cm2]
- Media presión: de 2.5 a 10 [Kg/cm2]
- Alta presión: de 10 a 220 [Kg/cm2]
- Supercríticas: más de 220 [Kg/cm2]
Según su Generación
- De agua caliente
- De vapor:
- Saturado (húmedo o seco)
- Recalentado
Según la Circulación de Agua Dentro de la Caldera
- Circulación natural: el agua se mueve por efecto térmico.
- Circulación forzada: el agua se hace circular mediante bombas.
Según la Circulación del Agua y los Gases Calientes en la Zona de Tubos
- Pirotubulares o de tubos de humo: En estas calderas, los humos pasan por dentro de los tubos cediendo su calor al agua que los rodea.
- Acuotubulares o de tubos de agua: El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases calientes que pasan por el exterior.
Características Principales de las Calderas
Calderas Pirotubulares
- Sencillez de construcción.
- Facilidad de inspección, reparación y limpieza.
- Gran peso.
- Lenta puesta en marcha.
- Gran peligro en caso de explosión o ruptura debido al gran volumen de agua almacenada.
Calderas Acuotubulares
Se componen por uno o más cilindros que almacenan el agua y vapor (colectores) unidos por tubos de pequeño diámetro por cuyo interior circula el agua.
Partes Principales que Componen una Caldera
- Hogar: Fogón o caja de fuego, y corresponde a la parte en que se quema el combustible.
- Emparrillado: Tiene por objeto servir de sostén al lecho de combustible y permitir el paso del aire para la combustión.
- Altar: Es un muro de ladrillo refractario que descansa en una estructura metálica que va a continuación de la parrilla.
- Conductos de humo: Es aquella parte de la caldera por donde circulan los humos o los gases calientes que se han producido en la combustión.
- Cajas de humo: Corresponde al espacio de la caldera que desempeña la función de caja colectora de los humos después de haber pasado por todos los conductos antes de salir por la chimenea.
- Chimenea: Sirve para dar salida a los gases de la combustión, los cuales deben ser evacuados a una altura suficiente para evitar perjuicios y molestias al vecindario. También para producir el tiro necesario para que la combustión se efectúe en buenas condiciones y en modo continuo.
- Mampostería: Construcción de ladrillo refractario y ladrillos comunes que tienen como objeto cubrir la caldera para evitar desprendimiento de calor al exterior.
- Cámara de agua: Volumen de la caldera que está ocupada por el agua y tiene como límite inferior un cierto nivel mínimo, del que no debe descender nunca el agua durante su funcionamiento.
- Cámara de vapor: Es aquella parte de la caldera que queda sobre el nivel superior del agua (volumen ocupado por el vapor considerando el nivel máximo admisible de agua).
- Cámara de alimentación de agua: Es el espacio comprendido entre los niveles máximos y mínimos del agua.
- Tapas de registro de inspección o lavado: Tapas que tienen por objeto permitir inspeccionar ocularmente el interior de las calderas o lavarlas si es necesario para extraer, en forma mecánica o manual, los lodos que se hayan acumulado y que no hayan salido por las purgas.
- Puertas de hombre: Puertas cuyo tamaño es suficiente para permitir el paso de un hombre para inspeccionar interiormente una caldera y limpiarla si es necesario (pueden tener una o más puertas de hombre según su tamaño y del equipo).
Calorímetros
Calorímetro: Instrumento para medir la variación de energía interna o la entalpía que se produce en un fenómeno físico, químico o biológico.
¿Para qué sirve el calorímetro?
El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.
Tipos de Calorímetros
- Estáticos
- No estáticos permanentes
- Pretérmicos
Calorímetros comúnmente usados
- Dry load calorimeter
- Microcalorímetro
- Calorímetro de flujo
- Calorímetro adiabático
- Calorímetro de cambio de estado