Definiciones
¿Cuál es el equipo de transferencia de calor que utiliza como fluido caliente a los gases de combustión y como fluido frío a cualquier líquido?
El caldero.
Su potencia debe exceder los 5 BHP, caso contrario sería un calderín o calefón.
¿Cuáles son los tipos de calderos más conocidos de acuerdo con la disposición de los fluidos (2)?
Calderos Pirotubulares (Calderos de tubos de humo) y Calderos Acuatubulares (Calderos de tubos de agua)
¿Cuáles son los tipos de combustibles que son comúnmente usados en un caldero (3)?
Combustibles sólidos, combustibles líquidos y combustibles gaseosos.
¿Cuáles son ejemplos de combustibles líquidos (3)?
Gasolina, Diésel y búnker
La gasolina no se usa por su alto poder explosivo, el diésel es uno de los combustibles más usado junto con el GLP y el búnker que tiene el menor costo.
¿Qué tipo de gas contiene los componentes N2, CO2, O, CO, NOx, SO2, hollín, material particulado e hidrocarburos no reccionados?
El gas de combustión de un caldero
¿Cuál es el nombre de la potencia necesaria para evaporar una cantidad determinada de agua?
BHP (Boiling Horse Power)
1BHP=34,5 lbvapor/h
¿Cuáles son los calderos de acuerdo con el tipo de fluido (3)?
Calderos de vapor, calderos de agua caliente y calderos de fluído térmico.
Para los calderos de vapor y agua caliente necesito más combustible debido al cambio de fase y a la alta capacidad calórica del agua mientras que cuando se usa como fluído térmico al aceite puedo usar menos combustible y llegar a 500 °C sin descomponer el fluido.
¿Qué tipo de combustible (3) requiere la mayor cantidad de aire en exceso?
Los combustibles sólidos.
¿Cuál combustible a temperatura de Quito está en estado sólido y tiene un alto contenido de azufre?
El búnker
Su costo es menor al diésel, 60 ctvs el galón respecto a 1,05 del diésel.
¿Cuál es el límite de concentración de salida de CO considerando la seguridad industrial?
100 ppm
El CO es tóxico sobre los 750 ppm.
¿Cuáles son las partes de un caldero (4)?
Hogar, banco de tubos, coraza y chimenea.
El hogar es un recipiente que puede tener paredes lisas o corrugadas (mayor transferencia de calor). El banco de tubos es un intercambiador de calor. La coraza es la capa metálica que recubre todo y debe tener un aislamiento para que las pérdidas de calor sean menores al 5%, es de latón y acero inoxidable. La chimenea no viene con el caldero y debe dimensionarse de acuerdo a la velocidad de salida de los gases de combustión.
¿Cuál es la presión máxima de operación de los calderos pirotubulares?
250 psi
Son de baja capacidad, aproximadamente producen máximo 500 BHP.
¿Cuál combustible gaseoso es una mezcla de hidrocarburos (propano, butano también puede tener pentanos y hexanos) que pueden ser licuados a una determinada presión?
GLP
¿De los combustibles líquidos, cuál tiene el mayor contenido de azufre?
El búnker con 2,5 %
El diésel tiene menos del 0,7% de azúfre. El contenido de azufre influye en la contaminación que producen los gases de combustión.
¿Cuál es la temperatura de salida de los gases de combustión?
200 - 250 °C
A esta temperatura no se considera como contaminante.
¿Cuál es el problema de ingresar agua dura al caldero?
Las incrustaciones.
Se debe realizar un tratamiento al agua antes de ingresar al caldero, se puede usar fosfatos, quelantes o polímeros para precipitar o retener las sales. Las incrustaciones taponan las tuberías y producen puntos calientes.
¿Hasta que presión operan los calderos acuatubulares?
500 psi
Son de alta capacidad, aproximadamente producen hasta 10 000 BHP
¿Cuáles son ejemplos de combustibles gaseosos (3)?
GLP, Gas Natural y Biogas.
GLP es un producto de la destilación del petróleo, el gas natural es metano (99%) y puede ser obtenido como gas asociado (de la extracción de petróleo) y no asociado (pozo sin crudo). El biogas es producto de la digestión anaerobia de materia orgánica.
¿Qué combustible presenta la mayor cantidad de hidrocarburos no reaccionados?
Búnker, porque es difícil de quemar. Además, presenta la mayor cantidad de hollín, es decir el C no reaccionó en CO2.
¿Cuál es el porcentaje máximo de pérdidas permitidas?
15%
Existen pérdidas por convección y radiación. Se suelen dar producto de la rutura del refractario o de la lana de vidrio.
Al adquirir un caldero, ¿Qué parámetros se deben especificar (2)?
Presión y la Potencia
En un caldero pirotubular, ¿De cuántos pasos se prefiere la configuración del fluido caliente?
3 pasos (1 hogar y 2 por los tubos)
Con dos pasos, no hay suficiente tiempo de contacto por lo tanto disminuye la transferencia de calor mientras que con cuatro pasos, en el último paso ya está frio y podría enfriar al vapor.
¿En qué tipo de caldero (2) se prefieren los combustibles sólidos?
Acuatubular. Posee un hogar muy grande y tiene una alta capacidad.
¿Cuál es la eficiencia de la combustión en Quito?
80 - 82 %
A mayor altura disminuye la eficiencia, aproximadamente los equipos pierden un 5% de potencia por cada 1000 msnm. Se puede mejorar la eficiencia usando compresores pero solo hasta 82%.
¿Equipo de recuperación de calor que calienta el agua antes de ingresar al caldero?
Economizador.
El economizador permite ingresar agua a 70 °C, por cada 15°C de temperatura se ahorra 1% de combustible.