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.
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:
Generadores de Vapor
Central termoeléctrica Planta Centro. Generador de vapor
de la unidad Nº 1
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
Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Papin la mejoró en 1965, diseñando un
horno y un generador de
Reseña Histórica:
Generadores de Vapor
Newcomen, hizo las primeras mejoras en la máquina y luego mas
tarde Smeaton mejoró el tamaño de los cilindros
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
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
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.
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.
Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
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:
Clasificación de los Generadores de vapor
Generadores de Vapor
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.
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.
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.
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.
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:
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
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.
