máquinas y equipos
térmicos
Tema 2
Clasificación de los
Generadores de vapor
Objetivo

Describir la clasificación de los
Generadores de Vapor, sus componentes,
aplicar las relaciones fundamentales para
la solución de problemas en la generación
de vapor, elaborar un balance térmico de
un Generador de vapor.
Contenido
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Clasificación
Componentes de los generadores de vapor
Dispositivos auxiliares
Sistema de agua de alimentación
Sistema de combustible
Sistema de control de presión
Otros sistemas de control
Relaciones fundamentales en el generador de vapor
Superficie de calefacción
Capacidad de producción
Calor liberado en el horno
Calor absorbido (en la caldera, economizador y
sobrecalentador)
Eficiencia térmica
Porcentaje de carga
Balance térmico de un generador de vapor
Definición
Un generador de vapor es un conjunto de
aparatos y equipos auxiliares que se combinan
para generar vapor.(caldera, economizador,
sobrecalentador de vapor, precalentador de
aire, etc.)
 Una caldera de vapor es un recipiente cerrado
en el cual se genera vapor de agua, utilizando
el calor extraído de un combustible o por el uso
de electricidad o energía nuclear.

Clasificación de las calderas de
vapor
Por la posición relativa de los gases calientes y el agua
se clasifican en:


Acuotubulares: agua dentro de los tubos
Pirotubulares: gases dentro de los tubos
Por la posición de los tubos se clasifican en:

Verticales, horizontales e inclinados.
Por la forma de los tubos se clasifican en:

Tubos rectos y tubos curvados.
Por la naturaleza del servicio que prestan:

Fijas, portátiles, locomoviles y marinas
CALDERAS ACUOTUBULARES
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Las calderas Acuotubulares (el agua
está dentro de los tubos) eran usadas
en centrales eléctricas y otras
instalaciones industriales, logrando
con
un
menor
diámetro
y
dimensiones totales una presión de
trabajo mayor.
se emplean para aumentar la
superficie de calefacción, y están
inclinados para que el vapor a mayor
temperatura al salir por la parte más
alta, provoque un ingreso natural del
agua más fría por la parte más baja.
(también existen de forma horizontal)
La producción de vapor de estas
calderas es de unos 1500 kg/hora
cada una, a una presión de régimen
de 13 atm. absolutas y 300 °C de
temperatura.
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VENTAJAS
La Caldera de tubos de agua tiene la ventaja de poder trabajar a altas
presiones dependiendo del diseño hasta 350 psi.
Se fabrican en capacidades de 20 HP hasta 2,000 HP.
Por su fabricación de tubos de agua es una caldera "INEXPLOSIBLE".
La eficiencia térmica está por arriba de cualquier caldera de tubos de humo, ya
que se fabrican de 3, 4 y 6 pasos dependiendo de la capacidad.
El tiempo de arranque para producción de vapor a su presión de trabajo no
excede los 20 minutos.
Los equipos son fabricados con materiales que cumplen con los
requerimientos de normas.
Son equipos tipo paquete, con todos sus sistemas para su operación
automática.
Son utilizados quemadores ecológicos para combustóleo, gas y diesel.
Sistemas de modulación automática para control de admisión airecombustible a presión.
El vapor que produce una caldera de tubos de agua es un vapor seco, por lo
que en los sistemas de transmisión de calor existe un mayor
aprovechamiento. El vapor húmedo producido por una caldera de tubos de
humo contiene un porcentaje muy alto de agua, lo cual actúa en las paredes de
los sistemas de transmisión como aislante, aumentando el consumo de vapor
hasta en un 20%.
CALDERAS PIROTUBULARES

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El cuerpo de caldera, está formado
por un cuerpo cilíndrico de
disposición horizontal, incorpora
interiormente
un
paquete
multitubular de transmisión de calor
y una cámara superior de formación
y acumulación de vapor.
La circulación de gases se
realiza desde una cámara frontal
dotada de brida de adaptación,
hasta la zona posterior donde
termina su recorrido en otra cámara
de salida de humos.
POWER MASTER
POWER MASTER
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En 1989 se sustituye el marco refractario por una cámara de retorno de
gases totalmente enfriada por agua "Wet-Back" en calderas de 80 HP
en adelante. Elevando el aprovechamiento de calor de la caldera y
eliminando el lado débil de la caldera de tubos de humo. Permitiendo el
d is eño y la fabr icac ió n de ca l deras d e ma yor ca paci d ad .
POWER MASTER 10 A 25 HP
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Capacidad: 10 a 25 HP.
Presión: Hasta 21 kg/cm2 (300 psi).
Temperatura: Hasta 216°C.
Servicio: Vapor saturado seco.
Combustible: Diesel, Gas L.P., Gas Natural o
Duales.
Operación automática con 1 o 2 flamas.
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Características:
Caldera de tubos de humo de dos pasos.
Diseñada y fabricada con estricto apego al código
ASME.
Tubo cañón diseñado para bajos coeficientes de
fatiga por calor (Larga vida útil).
Unidad tipo paquete con tanque de condensados y
bomba de alimentación de agua montados en
fábrica.
Panel de control integrado.
Operación automática con una o dos flamas.
Puertas delantera y trasera embisagradas para fácil
acceso a las cámaras de humo.
Base de acero estructural.
Quemadores ecológicos marca Weishaupt con
aprobaciones DIN o CE y Powerflame con
aprobaciones UL, IRI o FM. Ambas unidades
cumplen ampliamente con la NOM-085-ECOL1994.
POWER MASTER 80 A 1200 HP
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Capacidad: 80 a 1200 HP.
Alta presión: Hasta 21 kg/cm2 (300
psi) ASME sección I.
Temperatura: Hasta 216°C.
Servicio: Vapor saturado seco.
Combustible: Diesel, Gasóleo,
Combustóleo, Gas L.P., Gas Natural o
Duales.
Baja presión: vapor 15 psi y hot water
por ASME sección IV.
CORTE ESQUEMATICO
CLEAVER BROOKS 15 HP
CALDERAS VERTICALES
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Capacidad: 20 y 40 HP (C.C.)
Presión: 85 PSI = 6.0 kg/cm2
(Hasta 250 PSI = 17.5 kg/cm2)
Servicio: Vapor saturado seco.
Combustible: Gas L.P. o Gas Natural.
Alimentación eléctrica requerida: 115 V monofásica.
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Características:
Caldera de tubos de humo de cuatro pasos.
Diseñada y fabricada con estricto apego al código ASME, sección I.
Operación automática.
Base de acero estructural.
Quemadores ecológicos marca Powerflame con aprobaciones UL
que cumple ampliamente con la NOM-085-ECOL-1994.
CALDERAS VERTICALES POWER MASTER
GENERADORES CLAYTON
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Un Generador de Vapor Clayton es una caldera de circulación
forzada, monotubular utilizando un intercambiador de calor en forma
de serpentín helicoidal espiral construido con tubo de acero.
Cuando el Generador de Vapor opera, la bomba suministra agua
constantemente al intercambiador de serpentín helicoidal, donde el
calor es trasmitido de los productos de la combustión al agua de
alimentación - un factor que contribuye a incrementar la eficiencia
de los Generadores de Vapor Clayton. Un separador mecánico a la
salida del serpentín intercambiador realiza una separación positiva
del líquido y vapor para asegurar vapor de alta calidad para
procesos de hasta 99.5% en la mayoría de los casos. Un hecho
muy significativo es que los Generadores de Vapor Clayton no
requieren de un gran recipiente lleno de agua, este hecho conlleva
a las muchas ventajas que ofrece el equipo Clayton.
SIMULACIÓN
CONOCIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE UNA
CALDERA
Entre los diversos datos debemos conocer:
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La Potencia de la Caldera
El Tipo de Combustible que esta Necesita para
Trabajar
La Demanda de Vapor que se Requiere, etc.
Podemos decir que en realidad existen varios factores
importantes al momento de elegir una caldera, tales
como:
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Capacidad de Consumo de la Empresa
Capacidad de la Caldera
Capacidad de Turbina / Generador.
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CLASIF GENERADORES