� Clasificación

� Tipos

� Cuerpo, cámaras de combustión y retorno

� Cámara de agua y de vapor

� Superficie de calefacción y de vaporización

� Domos

� Tubos

� Sobrecalentadores

� Economizadores

� Precalentadores

CAPITULO 1

CALDERAS

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Podemos clasificar las calderas básicamente según los siguientes criterios:

P ≤ 20 kg/cm²

20 ≤ P ≤ 64 kg/cm²

P ≥ 64 kg/cm²

Se utilizan en grandes centralestermoeléctricas.Aplicación muy limitada.

* Esta clasificación es genérica y convencional, por lo que puede aceptar variantes.

Automáticas

* Presión y temperatura

Circulación interna de agua natural por diferencia de densidades y temperaturas.

Gas solamente, combustión automática. Otros combustibles como opción.

Circulación provocada por bomba. Generalmente se usa en diseños especiales de calderas acuotubulares.

Asistida / Forzada

Radiantes

Radiantes y convectivas

Media presión

Alta presión

Combustibles sólidos y líquidos.

El agua circula por el interior de los tubos.

Los gases circulan por el interior de los tubos.

Operación

Combustibles sólidos, leña y líquidos.

Humotubulares

Manuales

Semiautomáticas

Con predominio de transferencia térmica por convección.

Con predominio de transferencia térmica por radiación.

Calderas mixtas ó combinadas con ambas transferencias térmicas.

Convectivas

Superiores o hipercríticas

Circulación

Transmisión de calor

Baja presión

CLASIFICACION

Disposición de fluidos

Acuotubulares

Natural

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De uso más difundido en pequeñas y medianas industrias. Su diseño se basa en un cuerpo o tambor de agua que es atravesado por tubos de fuego. Las variantes constructivas son extensas:verticales, horizontales, horno exterior o interior, cantidad de pasos de gases, etc. Existen además, calderas de 2 pasos con tiraje forzado o inducido, para determinados combustibles.Las calderas de 2 o 3 pasos, permiten además, la incorporación de antehogares para la combustión decombustibles sólidos y/o especiales.

Nos referiremos a las más comunes y actualmente en uso en plaza.

Cámara inferior y Tintorerías1 paso tubular. tambos,etc.Actualmente con Leña ypoca aplicación. líquidos.

Tipo marino, hogar1 retorno tubular. Fondo seco.

2 pasos humos Rendim. térmico Apta parainferior al 75%. quemar leña,Chimenea delantera. rezagos, etc.

Tiraje forzado con hogar y 2 retornos Fondo de gases por tubos semihúmedoHasta 25 tn/h y húmedo.

3 pasos humos 1 ó 2 hogares Todo tipo deRendim. térmico combustible.superiores al 84/87 % Antehogares Chimenea trasera. para sólidos.

Tiro forzado con hogar y 3 retornos Fondode gases por tubos. húmedo.

4 pasos humos Rend. térmico Todo tipo desuperiores al 84/87% combustible,Chimenea delantera. salvo sólidos.

Diseño moderno.El primer y segundo Fondo paso de la combus- húmedo.tión retorna dentro de Solamenteun hogar "ciego" y el para quemartercero paso tubular. combustiblesRendim.térmico líquidos y del 80 al 88 % gaseosos.Chimenea trasera.

retorno de llama

Horizontales

Horizontales

Hogar con

TIPOS

Calderas Humotubulares

Horizontales

Verticales1 paso humos

Horizontales

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Basadas en un domo de vapor como elemento superior, del que salen y al que llegan tubos y colectores que conforman el conjunto o cuerpo que contiene el volumen del agua a calentar.El diseño de esa estructura o "jaula" tubular (por darle un nombre) es muy variado y permite, con parrillas y tabiques, conformar el hogar donde se quema el combustible y los pasajes de gases convectivos que direccionan el recorrido de la circulación interna de los gases de combustión antes de salir por la chimenea.En la actualidad, las paredes de los tubos son del tipo tangente o membrana, lo que permite evitar el uso de refractarios en tabiques y colectores.Su uso es más restringido que las humotubulares y salvo expresas condiciones de instalación, susegmento de aplicación está en los requerimientos de más de 15 a 20 tn de producción y presiones superiores a los 20/25 kg./cm² . Son generalmente más costosas que los calderas humotubulares, pero tiene la ventaja de ser más seguras ante una rotura o pinchadura de un tubo, dado su escaso volumen de agua y practicamen- te, no tiene límite en cuanto a producción y presión de trabajo.

Las clasificamos en:

Se entregan totalmente montadas o paquetizadas.

No Compactas Prefabricadas por sectores en taller y luego se ensamblan en obra.

Para cualquier tipo de combustible: líquido, sólido, o gaseoso.

Convectivas Para aprovechamiento de gases de escape de motores y procesos.

Curvos

Tranversales

Compactas o Paquetes

Radiantes / Convectivas

3 domos o más1 domo 2 domos

Longitudinales

Calderas Acuotubulares

Tubos

Domos

Rectos

Diseños para combustibles sólidos de diverso tipo

Corte y vista Interna

COMPACTA

ACUOTUBULARES

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En las calderas humotubulares se denomina así al tambor compuesto por la envuelta externa y las placas que contiene además del hogar y los tubos, el volumen de agua y el de vapor.

La cámara de combustión es el lugar donde se desarrolla la llama del combustible que se utiliza, constituyendo la zona radiante de la caldera.

Las cámaras de retorno son las zonas donde los gases de combustión sedesvían cambiando de un pasaje a otro (zona convectiva).Están normalmente ubicadas en los extremos trasero y delantero de las calderas humotubulares.

Se denomina cámara al contenedor del volumen de agua y vapor donde se produce la separación de ambos estados del agua.En las calderas humotubulares, la cámara es el cuerpo ó tambor.En las acuotubulares, la cámara es el domo superior.

Es la suma total de las superficies de intercambio,ya sea radiante comoconvectiva y se refiere a todas las partes metálicas que están sometidas alcalor de combustión de una de sus caras y la otra con el agua.Ejemplo: Superficie de hogar + Superficie de tubos + Superficie de placas.

Es la superficie del espejo del nivel normal del agua en contacto con la cámara superior de vapor.

Constituyen en la mayoría de las calderas humotubulares los distintos pasos sucesivos de los gases calientes luego de la combustión del hogar.En las calderas acuotubulares conforman las paredes del hogar y zonas convectivas. Podemos apreciar la evolución de diseños constructivos:

Al igual que en las humotubulares, son los recipientes (generalmente Domos ubicados en la parte superior) donde se almacena parte del volumen de

agua que contiene la caldera y el volumen o cámara de vapor acumulado.

En las calderas acuotubulares las paredes de tubos se conectan a caños colectores de mayor diámetro que alimentan o evacuan la circulación de

Colectores agua o vapor. Pueden prestar la función también de unir dos paredes detubos o bien evacuar al domo el vapor que se va desprendiendo del agua en ebullición.

Superficie de vaporización

Superficie de calefacción

Tubos

Salvo expresos párrafos, nos basaremos para ejemplos en las calderas humotubulares, por ser su usomás común y difundido.

Cámara de retorno

Cámara de agua y vapor

GENERALIDADES

Cuerpo

Cámara de combustión

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Las calderas, en su salida de gases de combustión, dejan escapar una cantidad muy importante de calor ó energía.Existen para el aprovechamiento de esta energía equipos que se intercalan en las chimeneas que permiten aprovecharla antes de su evacuación a la atmósfera.Tanto los economizadores como los precalentadores permiten un ahorro importanteen combustible y una mejora en el rendimiento del generador.

Intercambiador de calor que permite precalentar el agua de alimentación, utilizando parte del calor que escapa por la chimenea.

Al igual que los economizadores, es un intercambiador que permite precalentar el aire que luego se utiliza en la combustión.

Ejemplos de instalación de equipos recuperadores de calor:

Intercambiador de calor que colocado en un sector de la caldera(ya sea acuotubular o humotubular). sobrecalienta el vapor saturado a temperaturas superiores a las normales.Pueden ser convectivos, de radiación o combinados.

Sobrecalentadores

Economizadores

Precalentadores

Equipos para la recuperación de calor de gases de e scape

Otros equipos intercambiadores de calor aplicables

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