Download - Generadores de Vapo
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GENERADORES DE VAPOR
CALDEROS
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Ahorro de energa en elcircuito del vapor
Fundamentos
Casa de calderas
Distribucin
Usuarios
Recuperacin de condensado
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 2
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La energa del vapor(calor sensible)
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 3
0C
100C
El agua absorbe calor observndose un
cambio en la temperatura.
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La energa del vapor(calor latente)
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 4
100C 100C
Lquido
saturado
Vapor
saturado
La temperatura se mantiene igual.
El calor es utilizado en el cambio de estado fsico.
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Las tablas de vapor
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 5
Presin(bar m)
Temperatura(C) hf (kJ/kg) hfg(kJ/kg) hg(kJ/kg)
Vol. esp.(m3/kg)
0.0 100.00 419.0 2257.0 2676 1.673
1.0 120.42 505.6 2201.1 2706.7 0.881
2.0 133.69 562.2 2163.3 2725.5 0.603
5.0 158.92 670.9 2086.0 2756.9 0.315
10.0 184.13 781.6 2000.1 2781.7 0.177
15.0 201.45 859.0 1935.0 2794.0 0.124
21.0 217.35 931.3 1870.1 2801.4 0.0906
Entalpa especfica
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El ciclo del vapor (ideal)
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 6
DISTRIBUCIN
USUARIO
FINAL
RETORNO
DEL
CONDENSADO
GENERACIN
DE
VAPOR
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El ciclo del vapor (real)
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 7
DISTRIBUCIN
USUARIO
FINAL
RETORNO
DEL
CONDENSADO
GENERACIN
DE
VAPOR
EN
ER
GIA
UT
IL 7
4 %
Purga
de fondo
de
caldera
3 %
Prdidas en
combustin
18 %
Prdida en
distribucin
5 % REVAPORIZADO
10 %
Condensado no
recuperado
Agua de
reposicin
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No puedes controlar aquello que no puedes medir
Lord Kelvin
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 8
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Por qu medir el vapor ?
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 9
Eficiencia de la planta
Eficiencia en el uso de la energa
Control de procesos
Costos y facturacin
Transferencia de custodia
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Proceso
n
Proceso
1
Proceso
2
Proceso
3Casa decalderas
Medidor = M
M
Estrategias de medicin I
10
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Estrategias de medicin II
11
Proceso
n
Proceso
1
Proceso
2
Proceso
3Casa de
calderas
Medidor = M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
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CALDERO ACUOTUBULAR
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Ahorro de energa en el ciclo del vapor
Ingeniero Rolardi Valencia Becerra 19
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CALDERO PIROTUBULAR
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CALDEROS INDUSTRIALES
Son equipos diseados para transferir calor producido por combustion, mediante electricidad, o un fluido determinado
Se emplean para producir agua caliente, vapor saturado, vapor sobrecalentado
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CALENTAMIENTO DE EQUIPOS DEL PROCESO
Uno o mas calderos proporcionan el vapor necesario para usarlo en las maquinas y equipos de la planta en el proceso de calentamiento
La combustion siempre produce material de desecho hollin ,cenisas, humo
Las trampas de vapor son dispositivos que se colocan despues de un equipo para separar el vapor humedo del vapor saturado esta agua caliente se denomina condensado el mismo retorna alcaldero.
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MANERAS DE CALENTAR CON VAPOR SATURADO
A) Vapor directo.-Inyeccion directa del vapor al material
Se emplea en lugares donde el condensado no es objecionable
El condensado aumenta de volumen
Uso: limpieza de paredes, maquinas
B) Vapor indirecto: Se realiza pormedio de chaquetas, serpentines intercambiadores
Trasmite calor por las paredes del recipiente al fluido
El vapor forma el condensado
El vapor y el condensado no entrn en contacto con el material a calentar
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APLICACIONES DEL VAPOR SATURADO
El vapor de agua generado por un caldero tiene multiples aplicaciones, dependiendo de su presion ,temperatura y caudal so:
1.- Calentamiento de maquinari y equipos del proceso
2.-Generacion de fuerza motriz mecanica, por maquinas a vapor
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APLICACIONES DEL VAPOR SATURADO
3.- Generacion de fuerza motriz mecanica por turbinas
4.- Generacion de energia elctrica por turbinas
Otros usos menores
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OTROS USOS MENORES
Sacar manchas en la lavandera
Limpiar fachadas de edificios
Limpieza de piezas de maquinas
Calentamiento de las zona de lavado
Calentamiento de soluciones o concentracion
Aire acondicionado climatizado
VAPORADORES
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COMBUSTION COMPLETA ESTEQUIMETRICA
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COMBUSTION COMPLETA CON EXESO DE AIRE
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PARTES DEL CALDERO
A) Quemados: Aporta el combustible y el aire de combustin, la mezcla produce la combustin
B) Cmara de combustin: Tambin llamado hogar, es el espacio donde se aloja la llama, es decir , se produce la combustin y se trasfiere calor por radiacin
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PARTES DEL CALDERO
C) Seccin de convecino: Zona donde se transfiere calor de los gases de combustin al fluido a trabes de la superficie de calefaccin (tubos).
D) Chimenea: Por donde se eliminan los gases de combustin despus de trasferir calor al fluido, permitiendo regular el tiro
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PARTES DEL CALDERO
E) Ventiladores de aire: Proporcionan el aire de combustin y lo impulsan a trabes del caldero
F) Instrumentaciones y controles: Permiten efectuar la operacin con la mayor seguridad y alcanzar mayores niveles de eficiencia
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DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS
La cantidad de vapor requerido para producir en determinadas maquinas en horas poder de potencia
Un PH. es equivalente, en tales trminos, a 34,5 lb. de vapor por hora, producido desde el agua a 100C hasta vapor a la misma temperatura o aproximadamente 33,475 BTU/hr , considerando que el calor de vaporizacion es de 970,3 BTU/ Lb
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DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS
Un hp o bhp resulta equivalente a una produccion de 34,5 Lb/hr de vapor a 100 C
W= (34,5)(BHP)(970,3)
(hg-hf)
o W = (34,5)(BHP)(C.F.)
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DESIGNACION DE LA CAPACIDAD DE LOS CALDEROS
Donde:
W : Flujo de vapor (lb/hr)
Bhp : Boiler horse power = 33,475 BTU/hr
ho : Entalpia del vapor saturado a presion absoluta BTU/ Lb
hf : Entalpia del agua de alimentacion a las condiciones de operacin BTU/ lb
C.F. : 970,37/(ho-hf)
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CALCULO DEL CALDERO
Para calcular el fluido de vapor de un caldero de 500 bhp, cuando la tempertura del agua de alimentacion es 180F, y la presion del vapor es 150 Psi, en el monograma alinear
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CLASIFICACION DE LOS CALDEROS
a ) Por la disposicion de los fluidos
- De tubos de agua (acuotubulares)
- De tubos de humo (pirotubulares)
b) Por la circulacion de agua
- Circulacion natural
-Circulacion asistida
- Circulacion forzada
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CLASIFICACION DE LOS CALDEROS
c) Por el mecanismo de trasmisor de calor- De conveccion- De radiacion- De radiacion y conveccion
d) Por el combustible empleado- De carbon mineral-De combustible liquido- De combustible gaseoso-Nucleares
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CLASIFICACION DE LOS CALDEROS
Por la presion de trabajo:
-Subcritico
- De baja presion p< 20 Kg /cm2
- De alta presion p> 64 Kg/ cm2
Supercritico
Por el tiro: Tiro natural. Tiro forzado, tiro inducido
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Caldero pirotubular
Es el mas popular y es utilizada en la mayoria de las pequeas plantas
Ventajas:
- Requiere bajo costo
-Alcanza elevadas eficiencias > 80 %
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CONSUMO DE COMBUSTIBLE APROXIMADO EN FUNCION DE LA POTENCIA hP