2.6. Calentadores del agua de alimentación Calentadores de tipo cerrado Los calentadores del tipo cerrado son usados frecuentemente entre la descarga de la bomba d alimentación y la caldera, para incrementar la temperatura del agua de alimentación y aproximarla a la temperatura de ebullición de la caldera.
El calor del vapor que es extraído de la turbina despus de una expansión parcial! es usado usado en el cale calent ntad ador or en luga lugarr de desp desper erdi dici ciar arse se en el cond conden ensad sador or,, increment"ndose así la eficiencia del ciclo. Las cabe#as o tapas de los calentadores así como las partes expuestas a la presión del agua de alimentación, deben ser de una construcción muy resistente a fin de soportar la presión del agua. Con el fin de evitar esfuer#os excesivos causados por la temperatura, se aconse$a poner los calentadores en servicio lentamente y sin la alimentación de vapor. %eneralmente, los calentadores est"n provistos de un bypass, así como de las v"lvulas necesarias en la línea de agua a cada lado del calentador. La v"lvu v"lvula la del del bypa bypass ss debe debe abrir abrirse se,, por por lo meno menos s con una de las las v"lvu v"lvulas las cerradas. &ara poner un calentador en servicio deben abrirse las dos v"lvulas gradualmente, despus de lo cual, la v"lvula de by'pass se cierra tambin (asta que el fluido comp comple leto to de agua agua pase pase a trav travs s del del cale calent ntad ador or,, el cual cual se cale calent ntar ar" " a la temperatura del agua de alimentación que pasa travs de l.
Cuando la presión del vapor extraído de la turbina es suficientemente alta, de modo tal que la temperatura de saturación correspondiente sea de algunos grados superior a la temperatura del agua e alimentación que llega al calentador, el vapor puede abrirse lentamente. La línea de vapor debe purgarse por completo y cuidadosamente calentada para evitar los golpes de aire (idr"ulico en la tubería. )i la presión de vapor es inferior a la atmosfrica, las purgas se regresan al condensador o alg*n otro punto de arde ba$a presión para evitar el paso de aire (acia dentro de la tubería. Los venteos del calentador deben abrirse y comunicarse a alg*n punto de presión menor para sacar el aire u otros gases no condensables del calentador. + medida que el vapor se condensa en el calentador, es necesario extraes continuamente el condensado a fin de mantener las superficies de calefacción libres. El condensado puede ser succionado por la bomba de purgas a cual regresa a la línea de alimentación, pero generalmente se descarga a travs de una v"lvula de control de flu$o a un calentador de ba$a presión. a$o algunas condiciones de carga puede ser que la diferencia de presión sea insuficiente para (acer fluir al condensado (acia el calentador de ba$a presión, y a no ser que se instale una conexión de purga alterna a un lado del sistema, aunque sea a m"s ba$a presión, el calentador puede inundarse temporalmente, y poco o ning*n incremento se obtendr" en la temperatura del agua de alimentación. + medida que la carga de la turbina aumenta y la diferencia de presión entre los puntos de extracción se incremente, generalmente los calentadores desalo$an por sí solos el condensado que los llenaba! pero esto puede ocurrir de una manera r"pida, con los cambios bruscos de temperatura que resultan en los calentadores, tubería y posible golpe (idr"ulico en la tubería de purgas. )i esto es posible, es me$or mantener los calentadores bien purgados continuamente. )i las conexiones de purga y venteo so adecuadas, los calentadores de agua de alimentación de tipo cerrado pueden de$arse en servicio durante una parada y arranque de la turbina. -e este modo, el arranque requeriría una atención menor del operador y comunicar" al calentador los cambios graduales de temperatura correspondientes a los cambios de carga de la turbina. -urante el arranque y mientras la turbina toma su carga, las v"lvulas de venteo se abren completamente, descargando a travs de un orificio de un octavo a tres octavos de pulgada de di"metro.
-espus que se (a que se (a operado a carga constante y se (a alcan#ado una presión de vapor de extracción superiora la atmosfrica, las v"lvulas de venteo pueden cerrarse y de$arse en esta posición. Las purgas del calentador pueden sr desviadas a un apunto de ba$a presión temporalmente, antes de parar y mantenerse descargando a ese punto (asta que la carga aumente y la conexión normal de purga pueda traba$ar satisfactoriamente. Especificaciones del calentador Los calentadores de agua de alimentación de tipo cerrado, se disean para un determinado cambio de calor por pie cuadrado de superficie de calefacción, por grados de diferencia de temperaturas. Esta especificación se expresa generalmente con un cierto n*mero de grados de diferencia terminal a plena carga. La diferencia entre la temperatura de vapor saturado correspondiente a la presión del vapor a la entrada del calentador y la temperatura del agua de alimentación que abandona el calentador, nos permite una expresión conveniente para $u#gar el traba$o efectuado por el calentador. )in embargo en posible que las condiciones del vapor y el diseo particular del calentador, afecten el valor absoluto del diseo. &or e$emplo, los calentadores que utili#an vapores de extracción con varios cientos de grados de sobrecalentamiento, est"n dotados, con frecuencia, de una sección sobrecalentadora, la cual calienta el agua durante su pasada a travs del calentador.
2.7. Condiciones de operación del equipo de bombeo &ara que las condiciones de operación de cada sistema en particular, sean adecuadas, se debe contar con los equipos y accesorios, acordes con los arreglos seleccionados. La operación del sistema de agua de servicio debe ser completamente autom"tica. Los diferentes sistemas a ser considerados, deben contar con tanques elevados, tinacos y/o c"rcamos, que garanticen el suministro de agua por lo menos 01 (oras! en caso de falta de suministro de agua.
&ara el caso de que el suministro de agua sea tomado de la tubería de presión, el sistema debe estar dotado de un filtro de doble canasta, de operación manual, que permita la operación ininterrumpida de ste. +sí tambin, debe preverse una v"lvula reguladora de presión, para absorber las fluctuaciones de presión que se presenten en el embalse. +dicionalmente, el arreglo debe contar con una línea de by'pass, en caso de falla del filtro y accesorios en la línea de alimentación de la tubería de presión, todo lo anterior, ubicado en un lugar cercano y seguro para su operación manual en caso de falla.
En el caso de requerirse un sistema de bombeo, la operación del sistema de suministro de agua, debe ser reali#ada en forma autom"tica! contando con los dispositivos e instrumentación necesaria para tal fin. 3na bomba (idr"ulica es una m"quina generadora que transforma la energía 4generalmente energía mec"nica5 con la que es accionada en energía del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una me#cla de líquidos. En general, una bomba se utili#a para incrementar la presión de un líquido aadiendo energía al sistema (idr"ulico, para mover el fluido de una #ona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.
Bombas de alimentación Las bombas de agua de alimentación al tren de generación de vapor son bombas de alta presión, capaces de elevar sta por encima de 27 bar. Como el vapor generado en el evaporador puede alcan#ar los 77 bares de presión es necesario que las bombas levanten algo m"s, para poder introducirlo en la caldera. +dem"s, tienen que vencer la resistencia que ofrecen los precalentadores de alta presión y el economi#ador, adem"s de las tuberías, v"lvulas y accesorios del circuito.
El caudal que deben suministrar es variable. &ara una central termosolar de 87 9: de potencia elctrica, los caudales (abituales rondan los 88 ;g/s de agua suministrada por estas bombas, caudal que transportar" los aproximadamente <7 9: trmicos necesarios para producir en el turbogenerador 87 9: elctricos. La variación del caudal se reali#a con variadores electrónicos de frecuencia, que act*an sobre la velocidad de giro de la bomba. Caudal Requerido: El caudal o la cantidad de agua que se requiere bombear a la caldera depender" de la ta#a de evaporación de la misma. Cantidad de Bombas: )i el sistema de vapor opera cerca a su m"xima capacidad, con poca o ninguna variación, podría emplearse una sola estación de bombeo para alimentar varias calderas, pero si las cargas de vapor son variables, lo m"s apropiado es tener varias bombas, al menos una bomba para cada caldera y una bomba adicional como reserva en casos de que el sistema de vapor sea crítico para el proceso. Tipo de Operación: =ntermitente o Continua. El flu$o intermitente resulta de arrancar la bomba si el nivel es ba$o en la caldera y detener la misma a un nivel alto, se trata del típico control on'off. En el caso de operación continua, la alimentación de agua a la caldera es controlada por una v"lvula modulante que se abre y cierra seg*n la demanda a fin de mantener fi$o el nivel de agua en la caldera. Presión Requerida: Cuando se bombea agua directamente a la caldera, se requiere superar la presión en la misma, para ello la presión entregada por la bomba debe ser superior a la que (ay en la caldera, algunos fabricantes recomiendan adicionar 7> al valor de presión para usarla en la elección de la bomba, sin embargo, es muy recomendable reali#ar un c"lculo de la altura din"mica total. Temperatura del agua que se bombea: Es muy importante conocer la temperatura del agua que ingresa a la bomba. Erróneamente se suele tomar la temperatura del agua en la caldera, pero esto lleva sólo a sobredimensionar la bomba, lo
recomendable es medir la temperatura del agua al ingreso de la bomba, la mayoría de las bombas pueden lidiar con temperaturas del orden de 7?C. y (ay otras que soportan mayores temperaturas, pero requieren sistemas auxiliares de refrigeración, lo cual (ace m"s costosa a la bomba.
Bombas de Condensado Las bombas de condensado son bombas especiales con las que puede extraerse el agua de condensación en caso de que sta no pueda salir por el desnivel natural. &or lo general, las bombas est"n compuestas por el cuerpo de la bomba propiamente dic(o y una unidad de sensores o bien integrada en el cuerpo de la bomba o bien suministrada por separado.
El agua condensada es bombeada con la ayuda de las bombas de condensado a un tanque pulmón de alimentación del tren de generación de vapor llamado tanque de agua alimentación. La bomba empleada debe aumentar la presión del agua lo suficiente como para alcan#ar el tanque de agua de alimentación, situado a gran altura, y para superar la prdida de carga que produce atravesar diversos equipos.
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