AISLAMIENTO DE CALDERAS INDUSTRIALES Las calderas de agua caliente y las calderas para producción de vapor de agua a alta presión se consideran generadores de vapor. El término genérico 'caldera' se utiliza para hacer referencia a generadores de vapor e instalaciones de agua caliente. En la industria se diferencian dos tipos de calderas: las calderas de máquina de vapor y las calderas con tuberías para humos.
Las calderas de máquinas de vapor se utilizan para generar vapor que hace funcionar turbinas de vapor. En las calderas de vapor de uso común se generan hasta 3.600 toneladas de vapor por hora, a una presión de 300 bars y temperaturas de vapor de 620 °C. Las calderas de tuberías para humos suelen utilizarse en plantas industriales de pequeñas y medianas dimensiones, por ejemplo en la industria papelera o alimentaria, donde suele necesitarse una mezcla de agua caliente o vapor de agua de pequeño o mediano volumen, a baja presión. Estas calderas también se instalan en edificios grandes y complejos, como hoteles, hospitales, etc.
Finalidad del aislamiento El aislamiento de calderas cumple los objetivos siguientes:
Reduce las pérdidas de calor e incrementa la eficiencia de la caldera
Garantiza la protección frente a posibles contactos, al minimizar la temperatura de superficie
Previene que se caliente el hogar de la caldera, lo que asegura un funcionamiento aceptable.
Productos La instalación de mantas que soporten carga, como ProRox MA 520 ALU, es una solución demostrada para el aislamiento de calderas con una temperatura de
superficie de hasta 300 ºC. Las mantas que soportan carga se montan fácilmente sobre la superficie horizontal cilíndrica de la caldera y se sujetan con bandas metálicas. Pueden omitirse los distanciadores de metal, que suelen causar puentes térmicos.
UNIONES DE EXPANSIONES Un vaso de expansión o depósito de expansión es un elemento utilizado en circuitos de calefacción de edificios para absorber al aumento de volumen que se produce al expandirse, por calentamiento, el fluido caloportador que contiene el circuito y devolverla cuando se enfría. Es el elemento de seguridad obligatorio en instalaciones de fluidos que trabajan a altas presiones. Como medida de seguridad, es fundamental que los vasos estén conectados a la caldera directamente y sin ninguna llave de paso que pueda cortar esta unión, salvo para poner la caldera en contacto con la atmósfera.
VASO DE EXPANSIÓN ABIERTO El vaso de expansión abierto es un recipiente que debe estar colocado en la parte más alta de la instalación. Es importante que el agua contenida en este depósito tenga el menor contacto posible con el aire, puesto que si se oxigena ayudaría a la oxidación de los componentes de la instalación al reintroducirse (es muy importante no renovar nunca o casi nunca el agua contenida en una instalación de calefacción). El vaso de expansión abierto debe tener, a menudo, algún dispositivo que evite que el agua contenida se hiele (sistema de recirculación), lo que puede ocurrir porque debe estar situado en la parte superior, por encima de la zona calefactada (en las instalaciones que tiene circulación por bomba, debe estar al menos cuatro metros por encima del emisor más alto, para evitar cavitaciones en la bomba).
UNIÓN DE EXPANSIONES CERRADAS
Esquema de vaso de expansión de membrana. El vaso de expansión cerrado está formado por dos zonas: una en contacto con el circuito primario de calefacción y por tanto llena de agua y una segunda zona llena de aire o gas nitrógeno en su caso. Estas zonas están separadas por una membrana impermeable. Cuando el agua se expande, aumentando de volumen, la membrana cede comprimiendo el aire y logrando una presión de funcionamiento estable. Este tipo de vaso produce una sobrepresión en el circuito, cuestión que debe estar prevista para que no dañe sus componentes. Su ventaja es que puede estar en el mismo local que las calderas y por lo tanto al abrigo de las heladas. Generalmente se identifica en las instalaciones de calefacción por estar pintado de color encarnado o naranja y tener forma de bombona, éste está colocado en la parte posterior o delantera de las calderas murales y formando parte de la instalación en las calderas de pie.
BOMBAS DE AGUA DE ALIMENTACIÓN PARA CALDERAS Soluciones optimizadas para activos críticos
Esenciales para mantener las centrales a pleno rendimiento, las bombas de agua de alimentación para calderas son unidades multi fase de gran tamaño que operan a presiones y temperaturas extremas. Al haber múltiples fases, también puede haber múltiples
formas
en
las
que
pueden
fallar
los
componentes.
En ocasiones, las bombas de agua de alimentación para calderas están impulsadas por grandes motores eléctricos que operan con rodamientos hidrodinámicos y obturaciones mecánicas. Las altas presiones y temperaturas hacen que reducir los costes
de
mantenimiento
y
operativos
resulte
un
desafío
habitual.
SKF puede ofrecer los equipos optimizados y las soluciones de mantenimiento que necesitan las bombas y los motores de agua de alimentación para funcionar de forma fiable y rentable.
INTERCAMBIADORES DE CALOR
El desarrollo de los intercambiadores es variado y de una amplia gama de tamaños y tecnología como plantas de potencia de vapor, plantas de procesamiento químico, calefacción y acondicionamiento de aire de edificios, refrigeradores domésticos, radiadores de automóviles, radiadores de vehículos especiales, etc.
En los tipos comunes, tales como intercambiadores de coraza y tubos y los radiadores de automóvil, la transferencia de calor se realiza fundamentalmente por conducción y convección desde un fluido caliente a otro frío que está separado por una pared metálica. En las calderas y los condensadores, es de fundamental importancia la transferencia de calor por ebullición y condensación. En ciertos tipos de intercambiadores de calor, como las torres de enfriamiento, el flujo caliente (es decir, el agua) se enfría mezclándola directamente con el fluido frío (es decir, el aire) o sea que el agua se enfría por convección y vaporización al pulverizarla o dejarla caer en una corriente (o tiro) inducida de aire. En los radiadores de las aplicaciones especiales, el calor sobrante, transportado por el líquido refrigerante, es transmitido por convección y conducción a la superficie de las aletas y de allí por radiación térmica al vacío. En consecuencia el diseño térmico de los intercambiadores es un área en donde tienen numerosas aplicaciones los principios de transferencia de calor. El diseño real de un intercambiador de calor es un problema mucho más complicado que el análisis de la transferencia de calor porque en la selección del diseño final
juegan un papel muy importante los costos, el peso, el tamaño y las condiciones económicas. Así por ejemplo, aunque las consideraciones de costos son muy importantes en instalaciones grandes, tales como plantas de fuerza y plantas de proceso químico las consideraciones de peso y de tamaño constituyen el factor predominante en la selección del diseño en el caso de aplicaciones especiales y aeronáuticas. Por lo tanto en este trabajo es importante hacer un tratamiento completo del diseño de intercambiadores de calor.
Se pueden clasificar de acuerdo a tres categorías:
Regeneradores
Intercambiadores tipo abierto
Intercambiadores tipo cerrado
REGENERADORES
Los regeneradores son intercambiadores en donde un fluido caliente fluye a través del mismo espacio seguido de uno frío en forma alternada, con tan poca mezcla física como sea posible entre las dos corrientes. La superficie, que alternativamente recibe y luego libera la energía térmica, es muy importante en este dispositivo. Las propiedades del material superficial, junto con las propiedades de flujo y del fluido de las corrientes fluidas, y con la geometría del sistema, son cantidades que deben conocer para analizar o diseñar los regeneradores.
INTERCAMBIADORES DE TIPO ABIERTO. Como su nombre lo indica, los intercambiadores de calor de tipo abierto son dispositivos en los que las corrientes de fluido de entrada fluyen hacia una cámara abierta, y ocurre una mezcla física completa de las corrientes. Las corrientes caliente y fría que entran por separado a este intercambiador salen mezcladas en una sola. El análisis de los intercambiadores de tipo abierto involucra la ley de la conservación de la masa y la primera ley de la termodinámica; no se necesitan ecuaciones de relación para el análisis o diseño de este tipo de intercambiador.
INTERCAMBIADORES DE TIPO CERRADO O RECUPERADORES. Los intercambiadores de tipo cerrado son aquellos en los cuales ocurre transferencia de calor entre dos corrientes fluidas que no se mezclan o que no tienen contacto entre sí. Las corrientes de fluido que están involucradas en esa forma están separadas entre sí por una pared de tubo, o por cualquier otra superficie que por estar involucrada en el camino de la transferencia de calor. En consecuencia, la transferencia de calor ocurre por la convección desde el fluido más cliente a la superficie sólida, por conducción a través del sólido y de ahí por convección desde la superficie sólida al fluido más frío.
