UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL COMPLEJO … · Existen varias características que dan lugar a...
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ING. CARACCIOLO GÓMEZ. MSc
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO
PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
UNIDAD CURRICULAR: EQUIPOS MÁQUINAS E
INSTALACIONES INDUSTRIALES
TEMA 1: Generadores de Vapor.
•Definición
•Reseña Histórica
•Clasificación.
• Componentes Principales.
• Sistema de Protección, Medición y Seguridad.
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Definición: Son unidades que se utilizan para colocar a disponibilidad de un fluido, el calor de un combustible (fuel-oil, carbón, gas) y todos los elementos necesarios para transferir tanto calor como sea comercialmente factible. Objetivo: Suministrar tanta energía al fluido de trabajo (agua), para la obtención de vapor. Accesorios de los Generadores de vapor: El generador de vapor, consiste de una caldera o hervidor, un hogar y puede incluir equipos de recuperación de calor como: Sobrecalentadores, Sistema de Tiro, Economizadores, Precalentadores de Aire, Sistema de refrigeración de agua por aire y agua por agua. Caldera o Hervidor: Área donde se transfiere calor al agua para transformarlo en vapor.
Generadores de Vapor
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Generadores de Vapor
Central termoeléctrica Planta
Centro. Generador de vapor
de la unidad Nº 1
Corte longitudinal del
generador de vapor
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Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
La primera máquina de vapor fue inventada por Jerónimo de Ayanz y Beaumont, militar español que
registraron la primera patente en 1606
Fue Eduard Somerset, quien en 1663 atribuye su creación con el propósito de elevar agua a los pisos
superiores de su castillo.
A finales del siglo XVII fue la de Thomas Savery, le dio a su aplicación el achicar agua de las galerías
mineras.
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Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Papin la mejoró en 1965,
diseñando un horno y un
generador de vapor.
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Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Newcomen, hizo las primeras
mejoras en la máquina y luego mas
tarde Smeaton mejoró el
tamaño de los cilindros
de esta máquina
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Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Primera máquina de vapor creada por James Watt en 1755, que tuvo aceptación en la industria mecánica,
metalúrgica, alimenticia, textil.
Creación de los buques de vapor para el transporte
Realizó estudios del vapor y su comportamiento, evaluación de propiedades.
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Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Diseñó cámara de condensación independiente del generador, disminuyendo pérdidas de vapor en el cilindro.
Inventó el motor rotativo para
impulsar cualquier tipo de máquina.
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Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
Existen varias características que dan lugar a varias agrupaciones de las calderas, entre ellas están: a) En función relativa del fluido a calentar y los gases de combustión. Tubos de Humo o Pirotubulares. Tubos de agua o Acuotubulares. b) En función del número de pasos. De un paso de recorrido de los gases. De varios pasos.
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Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
c) Tipo de tiro Natural Forzado Enducido
d) En función de las necesidades energéticas del proceso: Calderas de agua caliente. Calderas de agua sobrecalentada. Calderas de vapor saturado. Calderas de vapor sobrecalentado. Calderas de fluido térmico.
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Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
Calderas de Tubos de Humo o Pirotubulares: En esta caldera circulan los gases calientes de la combustión a través de los tubos y el líquido del cual se desea obtener vapor circula en la parte exterior de los mismos.
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Calderas de Tubos de Humo o Pirotubulares:
Generadores de Vapor
Tipos: Tubos Horizontales Tubos Verticales De Barco De Locomotora Compactas
Ventajas: Costos relativamente bajos. Ocupa poco espacio Facilidad de transporte
Desventajas: Lenta circulación Contenido de agua pequeño en relación a la producción de vapor. Debe operarse con precaución para evitar explosiones
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Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
Calderas de Tubo de agua o Acuotubulares: En esta caldera el líquido del cual se desea obtener vapor circula a través de una gran cantidad de tubos y rodeando a estos se encuentra los gases calientes de combustión.
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Calderas de Tubo de agua o Acuotubulares:
Generadores de Vapor
Tipos: Tubos Rectos Tubos Doblados Tubos Rectos (Ventajas): Son simples, idénticos y fáciles de quitar Facilidad de mantenimiento por métodos mecánicos Mayor área de trasmisión de calor a una altura dada Puede tener varios tambores
Tubos Doblados(Ventajas) Mayor economía, en cuanto a fabricación, debido a soldaduras, aceros mejorados
y nuevas técnicas de fabricación. Mayor accesibilidad, para inspección, limpieza y mantenimiento. Adaptabilidad para operar a mayores tasas de evaporación y producir vapor más
seco.
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Componentes principales de los Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
Hogar: Área donde se quema el combustible y se generan los gases calientes de la combustión.
El hogar de una unidad generadora de vapor, tiene como finalidad proporcionar: •Un lugar para que funcione los quemadores y para alimentar el aire. •Un lugar para que se complete el proceso de combustión. •Los medios para utilizar la energía dentro del mismo. •Una salida para descargar los productos de la combustión. •El medio para eliminar los residuos
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Componentes principales de los Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
Las consideraciones principales que influyen en el diseño de un hogar: 1. La clase, condición, preparación y características del combustible. 2. Las propiedades de las cenizas o escorias que puedan formarse. 3. Las cargas normales, mínimas y máximas que se mantendrán y sus respectivas duraciones. 4. El tamaño y la relación del hogar respecto a la caldera. 5. El tipo de parrilla o quemadores a usarse y el método de encendido. 6. El coeficiente de exceso de aire que se desea usar. 7. El arrastre permisible de carbón en las cenizas volantes y los depósitos. 8. Los costos iniciales. 9. Los costos de operación
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Componentes principales de los Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
Sobrecalentador: Formado de tubos a través de los cuales se hace pasar vapor saturado, que sale del domo de vapor, para que se calienten con los gases de escape que pasan sobre su superficie.
Tipos de Sobrecalentadores: Separados: requieren de una mampostería especial, espacio adicional y atención frecuente. Integrales: se instalan dentro de la mampostería del generador de vapor, no requieren atención especial y son los que generalmente se usan en centrales termoeléctricas. Los sobrecalentadores integrales se dividen en dos grandes grupos: de convección y de radiación. • Por Convección • Por Radiación • Combinado o Compensado
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Componentes principales de los Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
ECONOMIZADOR Formado por tubos que se colocan en la trayectoria de los gases de escape y a través de los cuales se hace pasar el agua de alimentación que va hacia la caldera. El calor recuperado reduce la cantidad requerida de combustible para convertir el agua de alimentación en vapor, aumentando así la eficiencia de la unidad. PRECALENTADORES: Función: En tales aparatos el aire que se usa para la combustión se calienta por contacto con las paredes de tubos o láminas. El calor así devuelto al hogar reduce la cantidad de combustible quemado.
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Componentes principales de los Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
SISTEMA DE TIRO: Tiro natural Tiro forzado: • Tipo axial (de hélice, de tubo
axial, deflector axial.) • De flujo radial o centrífugos • De flujo mixto y de flujo
transversal
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Sistema de seguridad en Generadores de Vapor
Generadores de Vapor
Válvula de seguridad: se abren para alcanzar cierta presión y evitar explosiones.
Nivel de agua: controla el paso del agua, evitando derrames.
Tapones de dispersión de agua y tapones de presión: estos actúan cuando la válvula de seguridad deja de funcionar, ellos se disparan automaticamente, liberando el agua acumulada y permitiendo la pérdida de presión.
Sistemas de medición y protección en Generadores de Vapor.