Válvulas de seguridad:

Son actuadas por la energía de la presión estática. Cuando en el recipiente o sistema protegido por la válvula se produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión de tarado, la fuerza ejercida por el muelle es equilibrada por la fuerza producida por la presión sobre el área del disco de cierre. A partir de aquí, un pequeño aumento de presión producirá el levantamiento del disco de cierre y permitirá la salida del fluido. Si se trata de una válvula de seguridad de apertura instantánea, el disco de cierre se separará repentina y totalmente, debido al incremento de la fuerza resultante del producto de la presión por el incremento del área del disco de cierre. Pero si se trata de una válvula de alivio de presión, la válvula abrirá proporcionalmente al incremento de presión producido.

Válvulas de interrupción:

una caldera debe tener instalada una válvula de interrupción. Esta aísla la caldera de vapor y su presión del proceso o planta. No se diseña como una válvula para proporcionar más o menos vapor, debe abrirse o cerrarse totalmente.

Válvula de retención:

Se instalan en la tubería del agua de alimentación de la caldera entre la bomba de alimentación y la caldera. La válvula de retención contiene un resorte que mantiene la válvula cerrada cuando no hay presión en la caldera aunque el tanque de alimentación tenga un nivel elevado, además previene que la caldera se inunde por la presión estática del agua de alimentación. Bajo condiciones normales de vapor, la válvula de retención funciona de una manera convencional para detener flujo del retorno de la caldera que entra en la línea de alimentación cuando la bomba de alimentación se para. Cuando la bomba de alimentación se pone en marcha, su presión vence al resorte para alimentar la caldera.

Válvulas de purga de fondo:

Estas válvulas deben accionarse con una llave y están diseñadas de tal manera que es imposible sacar la llave con la válvula abierta. Ahora están disponibles válvulas de purga de fondo automáticas que se controlan por temporizadores incorporados en los controles electrónicos que aseguran que una sola caldera puede purgarse a la vez. Con purga de fondo manualen una instalación de varias calderas, sólo se permite una llave en la sala de calderas. De esta manera es imposible que el contenido de la purga de fondo de una caldera pase a otra y que tenga que pararse para el mantenimiento.

Indicador de nivel a reflexión hasta 30bar

El principio de funcionamiento se basa en la diferencia del índice de refracción del agua y el vapor. La columna de líquido está contenida en el hueco de la pieza intermedia, detrás del cristal, y éste se encuentra atrapado dentro del cuerpo del indicador.

Al incidir un rayo de luz sobre una superficie serrada en ángulo conteniendo una zona de líquido, es casi totalmente absorbido. En cambio, es reflejado si la misma zona contiene vapor.

Indicador de nivel transparente hasta 120bar:

la columna de líquido está contenida entre dos cristales del indicador. El iluminador, cuando se necesita, se monta en la parte trasera del indicador: sus rayos son desviados por un tamiz de láminas en la parte alta de la columna de líquido. Los rayos que impactan sobre la superficie del líquido, son reflejados de nuevo hacia el ojo del observador; este ve en el indicador la superficie iluminada del líquido. La mejor indicación se obtiene cuando el ángulo entre la dirección del observador y la superficie del líquido es aprx. La misma que entre la fuente de luz y la superficie del líquido.

Indicador de nivel bicolor hasta 180bar:

La separación optima de las zonas de vapor y agua están, en este caso, basados en el diferente índice de refracción de la luz sobre el agua y el vapor. La indicación bi-color utiliza la diferencia en los coeficientes de rotura de luz del vapor y el agua: si el rayo de luz roja entra en el agua es desviado a un lado y absorbido. Si entra en la zona de vapor lo atravesara sin dificultad y aparecerá en la indicación en color rojo. Sin embargo, al atravesar el filtro del color verde es absorbido en la zona de vapor y pasara sin problemas a través de la zona de agua; por lo tanto, la columna de líquido tendrá una indicación de color verde.

Controles de nivel On-Off

Muestra si el agua está en un nivel alto o bajo, aunque no marca niveles intermedios. Este tipo de señal está pensada para un control directo sobre la bomba de alimentación de agua, encendíéndola (cuando el nivel es bajo) o apagándola (cuando el nivel está alto). Es un control sencillo y directo. Sensores ampliamente utilizados para este tipo de control, son las sondas conductivas. Se basa en una varilla metálica que, en contacto con agua, cierra el circuito eléctrico con la caldera, generando una tensión que puede ser medida por un controlador. Es un sistema directo que manda señal sólo cuando se cierra el circuito. El largo de las varillas de esta sonda corresponde al nivel indicado por cada una de ellas.

Controles de nivel Modulados:

las sondas de tipo capacitivo entregan un control tipo proporcional (modulado), con el cual se puede controlar eficientemente, y en todo momento, el nivel de agua. El funcionamiento de esta sonda trabaja como un capacitor (el famoso acumulador de los circuitos eléctricos), el cual se forma por la existencia de un material dieléctrico (mal conductor de electricidad), encerrado entre dos materiales conductores de electricidad (a modo de sándwich). A medida que la –>

Válvulas de seguridad:

Son actuadas por la energía de la presión estática. Cuando en el recipiente o sistema protegido por la válvula se produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión de tarado, la fuerza ejercida por el muelle es equilibrada por la fuerza producida por la presión sobre el área del disco de cierre. A partir de aquí, un pequeño aumento de presión producirá el levantamiento del disco de cierre y permitirá la salida del fluido. Si se trata de una válvula de seguridad de apertura instantánea, el disco de cierre se separará repentina y totalmente, debido al incremento de la fuerza resultante del producto de la presión por el incremento del área del disco de cierre. Pero si se trata de una válvula de alivio de presión, la válvula abrirá proporcionalmente al incremento de presión producido.

Válvulas de interrupción:

una caldera debe tener instalada una válvula de interrupción. Esta aísla la caldera de vapor y su presión del proceso o planta. No se diseña como una válvula para proporcionar más o menos vapor, debe abrirse o cerrarse totalmente.

Válvula de retención:

Se instalan en la tubería del agua de alimentación de la caldera entre la bomba de alimentación y la caldera. La válvula de retención contiene un resorte que mantiene la válvula cerrada cuando no hay presión en la caldera aunque el tanque de alimentación tenga un nivel elevado, además previene que la caldera se inunde por la presión estática del agua de alimentación. Bajo condiciones normales de vapor, la válvula de retención funciona de una manera convencional para detener flujo del retorno de la caldera que entra en la línea de alimentación cuando la bomba de alimentación se para. Cuando la bomba de alimentación se pone en marcha, su presión vence al resorte para alimentar la caldera.

Sopladores de hollín retractiles:

Este tipo de soplador dirige chorros de vapor en forma de abanico en dirección al haz de tubos. Cuando no trabaja, el tubo del soplador descansa sobre un engranaje y cuando se le da la vuelta a una rueda se le obliga a extenderse hacia el interior de la caldera, y al llegar al final de su recorrido los orificios quedan alineados con la admisión de vapor, fluyendo éste a través de la tobera sobre la pantalla de agua y los haces de tubos de recalentador.

Regulación del tiro aspirado:

Se da el nombre de tiro al conjunto de cusas naturales o artificiales que provocan la circulación de los gases a través de la caldera.

Tiro natural:

Toda caldera está dotada de una chimenea, que es un conducto natural destinado a la evacuación de humos, y suele ser vertical. Su misión es doble: crear una aspiración natural (tiro natural) y permitir que los humos se dispersen a la atmósfera sin incomodar la proximidad inmediata (y respetando la legislación vigente sobre contaminantes). Esta aspiración se produce por la diferencia de densidades entre los gases calientes en el interior y los más fríos en el exterior, lo cual se traduce en diferencias de presiones que son las que crean el flujo del tiro.

Tiro forzado:

El tiro forzado propiamente dicho es el que se logra aumentando la presión del aire antes de entrar en la caldera. Cuando se cargaba el carbón a mano, o incluso en parrillas automáticas, la presión del hogar era igual a la presión atmosférica ambiente de la cámara de calderas, es decir, si se quería que el tiro fuese forzado la cámara de calderas debía estar presurizada. La opción de presurizar solamente la cámara de combustión resultó muy peligrosa por los retrocesos de llama que se pueden producir hacia el lugar donde pueden estar los fogoneros.

Quemadores:

Mezclan adecuadamente el combustible y el aire en las proporciones correctas para obtener una combustión completa y determinan la forma y dirección de la llama.

Quemadores para Combustibles Sólidos:

El carbón pulverizado es arrastrado por aire caliente hasta el quemador.
El aire que arrastra el carbón se llama Aire Primario. Los quemadores se disponen de modo que la corriente de carbón pulverizado y el aire primario adquieran un movimiento tipo torbellino, pues así se renueva constantemente el aire alrededor de cada partícula de carbón y prosigue la combustión en forma norma.

Quemadores para Combustibles Líquidos

-Quemadores de Pulverización Mecánica:

Son los más utilizados en la industria. Para que se produzca la pulverización del combustible, el mismo debe tener baja viscosidad (El Gas Oíl posee baja viscosidad a baja temperatura, en cambio el Fuel Oíl debe calentarse para disminuir su viscosidad). En este tipo de quemadores, la pulverización se realiza por medio de una tobera o chicler a la que llega el combustible a presión (del orden de 16-20 Bar) impulsado por una bomba de engranajes.

-Quemadores de Pulverización Asistida:

Estos quemadores se utilizan para quemar combustibles pesados como el Fuel Oíl. La diferencia con los quemadores de pulverización mecánica es que a través de la tobera se conduce un fluido auxiliar que se inyecta para formar una mezcla con el combustible que se pulveriza más fácilmente a presión un poco más baja que en el caso de los quemadores anteriores.

-Quemadores Rotativos de Pulverización Centrífuga

: En este tipo de quemadores se queman combustibles líquidos, tanto ligeros como el Gas Oíl como pesados como el Fuel Oíl. Una copa que gira a gran velocidad pulveriza el combustible y lo lanza perimetralmente hacia delante en forma de tronco de cono.

Quemadores para Combustibles Gaseosos:

– Quemadores Atmosféricos:

La presión del gas provoca la aspiración del aire primario para la combustión. Este tipo de quemadores son simples y de bajo costo, pero se tienen combustiones con altos índices de exceso de aire.

– Quemadores de Pre-mezcla

: En estos quemadores, el aire se mezcla con el combustible gaseoso antes de entrar al quemador, no existiendo en este caso aire secundario.

– Quemadores de Flujo Paralelo con Mezcla por Turbulencia:

El aire llega paralelo al eje del quemador y se lo hace rotar por la acción de la roseta (Dispositivo con aletas).

Quemadores Mixtos

Se utilizan en grandes calderas para asegurar servicio continuo. Sirven para operar simultáneamente o por separado más de un combustible.

Calderas:

recipiente metálico, grande y más o menos redondeado y cilíndrico que sirve para hervir un líquido y generar vapor que será empleado para producir energía o como sistema de calefacción.

Calderas pirotubulares:

Se caracterizan porque la llama de la combustión se forma dentro de cada hogar cilíndrico de la caldera, pasando los humos generados por el interior de los tubos de los pasos siguientes (normalmente dos), para ser conducidos a la chimenea de evacuación. De ello, su otro nombre de calderas de tubos de humo. En estas calderas, tanto los hogares, como los tubos de humo están en el interior de la virola, completamente rodeados de agua. Para generar vapor, se regula el nivel medio del agua en su interior, de forma que varíe dentro de una banda prevista, sirviendo su cámara superior de separador del vapor generado, desde donde sale al consumo por la tubuladura de salida.

Calderas acuotubulares:

Debido a los grandes inconvenientes de las calderas pirotubulares se construyen este otro tipo de calderas. Las calderas acuotubulares se caracterizan porque la llama de los quemadores se forma dentro de un recinto formado por paredes tubulares en todo su entorno, que configuran la llamada cámara de combustión (hogar), pasando los humos generados por el interior de los pasos siguientes, cuyos sucesivos recintos están también formados por paredes tubulares en su mayoría. La cualidad que diferencia a estas calderas es, que todos los tubos que integran su cuerpo están llenos de agua o, al menos, llenos de mezcla agua-vapor en los tubos hervidores, en los que se transforma parte de agua en vapor cuando generan vapor como fluido final de consumo.

En las calderas acuotubulares la circulación del agua por su interior es forzada por medio de las bombas de circulación. En las calderas de generación de vapor se regula el nivel medio de agua en el calderín superior, de forma que varíe dentro de una banda prevista, sirviendo la cámara superior de separador del vapor generado, desde donde sale al consumo por la tubuladura de salida.

Hogar

Un hogar es una cámara donde se efectúa la combustión. La cámara confina los productos de la combustión y debe resistir las altas temperaturas que se presentan y las presiones que se utilizan. Sus dimensiones y geometría se adaptan a la velocidad de liberación de calor, al tipo de combustible y al método de combustión, de tal manera que se haga lo posible por tener una combustión completa y se proporcione un medio apropiado para eliminar las cenizas.

Sobrecalentador y Recalentador:

La adición de calor al vapor después de la evaporación o el cambio de estado, viene por un aumento en la temperatura y la entalpía del fluido. El calor se agrega al vapor en componentes de la caldera llamados sobrecalentadores y recalentadores, los cuales se componen de elementos tubulares expuestos a los productos gaseosos a alta temperatura de la combustión.

– Sobrecalentadores Radiantes:

Por lo general se disponen para expansión directa a los gases del hogar y, en algunos diseños, forman parte de la cubierta de éste. En otros diseños, la superficie se dispone en forma de espiras tubulares o planchas, con amplio espaciamiento lateral extendíéndose hacia el hogar. Esta superficie se expone a los gases a alta temperatura del hogar que se mueve a velocidades relativamente bajas, así que la transferencia de calor se hace por radiación.

– Sobrecalentadores de Convección:

Se instalan más allá de la salida del hogar, donde la temperatura del gas son más bajas que las de las zonas en las que se usan los sobrecalentadores de tipo radiante. Por lo común, los tubos se disponen en la forma de elementos paralelos, con poco espaciamiento lateral y en bancos de tubos que se extienden parcial o completamente a través de la corriente de gas, con el gas fluyendo a través de los espacios relativamente angostos entre los tubos. Se obtienen gastos elevados de gas y en consecuencia velocidades altas de transferencia de calor por convección a expensas de la caída de presión de gas a través del banco de tubos.

Economizador o precalentador:

Los economizadores eliminan el calor de los gases de combustión con temperaturas moderadamente bajas, después de que salen de las secciones de generación de vapor y del sobrecalentamiento y/o recalentamiento. Los economizadores son en realidad calentadores de agua de alimentación que las reciben de las bombas de alimentación y la descargan a una temperatura más alta al generador de vapor. Los economizadores se usan en lugar de incrementar la superficie generadora de vapor, ya que el agua de alimentación y en consecuencia la superficie que recibe calor están a temperatura más bajas que las del vapor saturado, por tanto los gases pueden enfriarse hasta temperaturas aún más bajas para lograr mayor recuperación de calor y mejorar la economía.

Atemperadores:

reducirlatemperaturadesalidadelvaporprimario(paraasegurarqueabsorberáelcalorsuficienteenelsiguientepaso).

1. Atemperador de inyección: introducen agua de alimentación o vapor saturado del calderín

2. Atemperador de superficie: colocación dentro de tambor inferior (antes de pasar el vapor al segundo sobrecalentador). 

Calentadores de aire:

Sirvenparaprecalentarelairedelacombustiónyconseguirtemperaturasmáselevadasenelhogar.

Separación del vapor:

Laseparaciónserealizaeneltamborsuperiorendospasos:1 Seretiraelaguadelamezclavapor-agua.2 Eliminacióndeloscontaminantesdelvapor(lavadodevapor).