1. Calderos:

Definición:

Las calderas son maquinas empleadas para calentar agua o generar vapor aplicando el calor de un combustible solido, liquido o gaseoso a una presión muy superior a la atmosférica; esto quiere decir que es una recipiente de presión constituido de acero laminado. Debido a las extensas aplicaciones que tiene el vapor, especialmente el agua, se utiliza mayormente en la industria, pero también son utilizadas en las viviendas como calefacción.

Tipos:

*Acuotubulares: son aquellas calderas en las que el

fluido de trabajo se desplaza por tubos durante su

calentamiento. Son las más utilizadas en las centrales

termoeléctricas, ya que permiten altas presiones a su

salida y tienen gran capacidad de generación.

*Pirotubulares: El agua se evapora al

contacto con los tubos calientes productos

a la circulación de los gases de escape. ,

las calderas pirotubulares son aquellas en

las que los gases de la combustióncirculan

a través de tubos que están rodeados por

agua. Muchas de las calderas pequeñas y

medianas de la industria son de este tipo.

Los gases de la combustión se enfrían a

medida que circulan por los tubos, transfiriendo su calor al agua. La transferencia de calor

es función de la conductividad del tubo, de la diferencia de temperatura entre el agua y los

gases, de la superficie de transferencia, del tiempo de contacto, etc... Las calderas

pirotubulares pueden diseñarse con diferentes pasos de los tubos de humos por

el recipiente con agua.

2. Esquemas

Esquema de caldero acutubular

Esquema caldero pirotubular

Diferencias

. Pirotubular : El vapor es producido pasando gases calientes por un conjunto de tubos que atraviesan un tanque de agua.. Acutubular: El vapor es producido pasando agua por un conjunto de tubos que atraviesan una cámara de combustión.

-Calidad del agua:

Calderas Pirotubulares menores exigencias, posible uncionamiento con salinidad del Agua

Calderas Acuotubulares: mayores exigencias, es necesario un bajo nivel de salinidad para su funcionamiento

-Mantenimiento

Calderas Pirotubulares: fácil de limpiar

Calderas Acuotubulares: más costoso

-Revisiones periódicas

Calderas Pirotubulares: Inspección ordinaria, seguida de una prueba hidrostática, raramente son necesarias otras pruebas de carácter no destructivo, como por ej. Las mediciones con ultrasonidos, enCaso contrario se efectúan en zonas muy reducidas.

Calderas Acuotubulares: Son necesarias mediciones con ultrasonidos además de prueba hidrata tica; es decir, pruebas costosas en tiempo y dinero.

-Rendimiento

Calderas Pirotubulares : mayor, fácil de mantener

Calderas Acuotubulares: menor; es más difícil mantener durante el funcionamiento.

- Contenido de agua

Calderas Pirotubulares : mayor, debido a su diseño

Calderas Acuotubulares: menor

-Capacidad de acumulación

Calderas Pirotubulares : debido al alto volumen de agua, no es susceptible a las fluctuaciones de presión y carga

Calderas Acuotubulares: susceptible a las fluctuaciones de susceptible a las fluctuaciones de proceso

-Necesidades de espacio

Calderas Pirotubulares : reducidas

Calderas Acuotubulares: elevadas

3. Combustibles F ó siles  

Definición: Es una biomasa que ha sufrido procesos de transformaciones hasta convertirse en un gran contenido energético durante millones de años. El Contenido Energético se refiere al carbón, petróleo, gas natural, etc. El combustible fósil no es considerada como un recurso renovable porque no es una energía de la biomasa y sólo se incluye entre las energías fósiles.

Los principales combustibles fósiles están conformados por :

Carbón : El carbón es un mineral que se forma a partir de los restos vegetales prehistóricos, principalmente de los helechos arborescentes. Los restos que se encuentran bajo tierra por el fango y el calor que genera el sol. También la falta de oxígeno y la presión, hacen que el carbón tome la estructura mineral que hoy presenta.

El carbon tiene mucha importancia en las industrias por su poder energético como combustible y por el hecho de formar la materia prima principal en la elaboración de un sin número de artículos. Las primeras maquinas de vapor, como barcos, trenes y maquinaria industrial se movieron gracias a la energía que suministraba a este material. Posteriormente fue desplazado por el petróleo; sin embargo, hoy en día el carbón parece recuperar su posición privilegiada, ya que esta materia prima es utilizada para elaboración de plástico, colorantes, perfumes y aceites

El Petr ó leo  : Esta sustancia está formada por carbono e hidrógeno  en proporciones distintas y se encuentra en un estado líquido oleoso. El petróleo se puede encontrar en profundidades entre 600 y los 5.000 metros. El petróleo es una sustancia que tiene multiples usos y es muy utilizado en las industrias. Como por ejemplo : caucho artificial, asfalto, caucho para la fabricación de neumáticos, etc.

Gas natural : Es un compuesto quimico formado principalmente por el metano, también compuesto por átomos de carbono e hidrógeno. Normalmente, el gas natural se puede encontrar a profundidades similares al del petróleo y usualmente se encuentra acompañado del petróleo.El gas natural por naturaleza es extraído incoloro e inoloro, pero al extraerlo se mezcla con un olor desagradable para que las personas puedan reconocer si es que hay una fuga de gas.

4. Composiciones:

Gas Natural: La composición del gas natural incluye diversos hidrocarburos gaseosos, con predominio del metano, por sobre el 90%, y en proporciones menores etano, propano, butano, pentano y pequeñas proporciones de gases inertes como dióxido de carbono y nitrógeno.

Gas Licuado de Petróleo (GLP) : El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refinado de petróleo . Es la mezcla de gases licuados presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de licuar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.

Gasolina 90: La gasolina se obtiene del petróleo en una refinería. En general se obtiene a partir de la nafta de destilación directa, que es la fracción líquida más ligera del petróleo (exceptuando los gases). La nafta también se obtiene a partir de la conversión de fracciones pesadas del petróleo (gasoil de vacío) en unidades de proceso denominadas FCC (craqueo catalítico fluidizado) o hidrocraqueo. La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarburos individuales desde C4 (butanos y butenos) hasta C1.

Carbón: Al examinar un trozo de carbón se observa una masa heterogénea; algunas fajas de aspecto mate y otras brillantes, separadas a la vez por venas de estéril.

Los componentes principales del carbón son: vitreno, clareno, dureno y fuseno.

a) Vitreno: Es la parte negra, brillante y quebradiza del carbón.

b) Clareno: Es negro y brillante, pero en menor cantidad que el vitreno.

c) Dureno: Es el componente mate, gris oscuro, duro y resistente.

d) Fuseno: Es la parte negra, blanda y polvorosa que tiende a romperse. No es coquizable, por lo cual perjudica el poder aglomerante del carbón.

5. Combustiones Completas   :

Gas natural(GN ) : Reacciones de Combustión del gas natural Se propone el sistema de reacciones linealmente independientes siguiente, que se llevan a cabo en la cámara de combustión:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O 2 CH4 + 3 O2 → 2 CO + 4 H2O 2 C2H6 + 7 O2 → 4 CO2 + 6 H2O C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O El nitrógeno contenido en el gas natural se comporta como inerte en el proceso de combustión, ya que la formación de óxidos de nitrógeno no afecta la cantidad de aire necesario para la combustión ni la cantidad de gases de combustión producidos. Sin embargo desde el punto de vista ambiental es importante considerar la formación de dichos óxidos por la contaminación que producen los mismos.

Gas Licuado de Petrolo(GLP) : El glp esta compuesto en su mayoría por propano y butano. El valor calorífico del GLP por unidad de masa es más alto que el de la gasolina o el gasoil. Sin embargo, debido a su baja densidad (casi dos veces más liviana que el agua) en base a volumen tiene un valor calorífico menor , lo cual es una desventaja. El GLP consiste casi en su totalidad de carbono e hidrógeno e impurezas no significativas. Para el propano comercial el total de aire requerido es alrededor de 24 volúmenes por volumen de gas y el contenido de dióxido de carbono resultante del proceso de combustión es de 13.8%. Para el butano el requerimiento de aire es alrededor de 30 volúmenes por volumen de gas y el dióxido de carbono resultante es de 14.1%..

Gasolina de 90 :

2 C8H18 +25 O2 -> 16 CO2 +18 H2O + energía

Es una reacción exotérmica, que libera energía en forma de calor y luz, que se puede ver en la llama

Carbón: En la combustión se van a formar una serie de compuestos (humos y gases de combustión), que se suelen expulsar a la atmósfera, ya que suelen ser desechos. El problema radica en la composición de estos gases y en sus cantidades. Los gases de combustión suelen tener los siguientes compuestos, cuando la combustión es buena. CO2, H2, SO2, N2, O2

Si queremos que se realice una combustión completa no llega en la práctica con aportar el aire primario requerido teóricamente para quemar el carbono fijo del carbón (transformando este en CO2). Si el lecho de carbón es poco profundo, no habrá un buen contacto con el aire. Si aumentamos el espesor del lecho de carbón, no habrá entonces

suficiente aire para realizar completamente la reacción. Es por todo esto que necesitamos del aporte del aire secundario. Esteaire secundario se aporta normalmente por encima de la parrilla. De este modo conseguimos que se produzcan las siguientes reacciones:

C + ½ O2   CO 

CO + O2   CO2

C + O2   CO2