RECALENTADORES Y SOBRECALENTADORES Los componentes de un generador de vapor moderno se disponen para absorber eficientemente el calor de los productos de la combustión y para suministrar vapor a la presión, temperatura y gasto másico especificados; comprenden la caldera, sobrecalentador, recalentador, economizador economizador y calentador de aire; éstos equipos se complementan con sistemas separadores agua-vapor y para el control de la temperatura de salida del vapor. El conunto de la caldera se divide en dos partes! El Hogar y el paso de
convección: •
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El "ogar es un amplio volumen abierto en el que tiene lugar la combustión, con paredes de cerramiento refrigeradas por agua y vapor, y donde se refrigeran los productos obtenidos en el proceso, "asta lograr la temperatura adecuada de los "umos a la salida del "ogar El paso de convección está conformado por bancos de "aces de tubos que configuran el sobrecalentador, el recalentador, el banco de caldera y el economizador
#e esta manera $e la llama SOBRECALENTAMENTO a la producción de vapor a temperaturas mayores a las de saturación y la temperatura agregada se llama grado de sobrecalentamiento. El vapor sobrecalentado no tiene arrastre de "umedad; en consecuencia es menos abrasivo y corrosivo que el vapor saturado "%medo, que contiene gotitas y neblinas de agua. &ara el impulso de una turbina la condición de sequedad es obligatoria. 's( el $obrecalentador es un elemento en donde por intercambio calor(fico, se eleva la temperatura del vapor saturado procedente de la caldera. Los RECALENTADORES son elementos en donde por intercambio calor(fico, se eleva la temperatura del vapor parcialmente e)pansionado. *ambién *ambién es un dispositivo instalado en una caldera que recibe vapor s%per calentado que "a sido parcialmente e)pandido a través de la turbina. La función del recalentador en la caldera es la de volver a s%per calentar este vapor a una temperatura deseada sin embargo, la presión del vapor regresado a la turbina es muc"o más baa.
!ENTA"AS DEL SOBRECALENTAMENTO Y RECALENTAMENTO +uando en una turbina se utiliza vapor saturado, el trabao realizado está limitado por la "umedad que puede manipular la turbina sin un e)cesivo desgaste de sus álabes; este grado de "umedad se sit%a entre el - /. $e puede aumentar el trabao realizado e)trayendo la "umedad entre escalones de la turbina, situación que no es económica salvo en casos especiales; la energ(a total que la turbina puede transformar en trabao es peque0a comparada con la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura del agua del ciclo "asta la de saturación y posterior vaporización; el contenido de "umedad constituye una limitación fundamental en el dise0o de la turbina. En general, una turbina transforma la energ(a del vapor sobrecalentado en trabao sin formación de "umedad, por lo que esa energ(a se recupera en la turbina. Esto no es aplicable cuando la presión del vapor sea igual o superior a la cr(tica 1.23 psi 422 bar5; para presiones superiores a ésta, el calor aplicado a temperaturas superiores a 6/78 41697+5 se recupera en su totalidad por la turbina de vapor. La ventaa del sobrecalentamiento se pone de manifiesto por la reducción del consumo de calor del ciclo, cuando la temperatura del vapor que entra en la turbina se eleva
+onfiguración del compresor
T#OS DE SOBRECALENTADORES: E)isten dos tipos básicos de $obrecalentadores, de convección y de radiación, que se caracterizan por la forma en que realizan la transferencia de calor desde los gases.
EL SOBRECALENTADOR DE CON!ECC$N: son los que toman su energ(a de los gases de combustión que se dirigen a las c"imeneas, se emplean cuando la temperatura de los gases es peque0a. En una unidad generadora de vapor que utilice este dise0o, la temperatura del vapor que sale del sobrecalentador aumenta con la producción de la caldera. +omo el régimen de transferencia de calor por convección es casi proporcional al régimen de gases y, por tanto, a la producción de la caldera, la absorción total en el sobrecalentador de convección y la temperatura del vapor, aumentan con la producción de la caldera. Este efecto se acent%a tanto más, cuanto más aleado del "ogar se ubique el sobrecalentador de convección y cuanto menor sea la temperatura de los gases que entran en el mismo.
EL SOBRECALENTADOR DE RADAC$N! son los que están directamente e)puestos a la energ(a radiante de las llamas del "ogar, recibe la energ(a desde el "ogar por radiación, y muy poca convección. :ormalmente tiene una configuración de pantallas 4paredes divisorias5 o de placas colgadas formadas por tubos refrigerados por vapor, ampliamente espaciadas en la dirección perpendicular al fluo de gases. ' veces, este sobrecalentador se incorpora a las paredes del cerramiento del "ogar. +omo el calor absorbido por las paredes del "ogar no aumenta tan rápidamente como la producción de la caldera, la temperatura de salida del sobrecalentador radiante disminuye al aumentar la producción de la caldera. En ciertos casos, las dos curvas de variación de la temperatura, que tienen pendientes opuestas, correspondientes a los sobrecalentadores de convección y radiación, se pueden compensar combinando en serie ambos tipos de sobrecalentadores, obteniéndose para la temperatura del sobrecalentador una curva plana, en amplios márgenes de carga. *ambién se puede obtener una curva de temperatura plana para el vapor sobrecalentado, mediante un sobrecalentador que tenga fuego independiente del que e)iste en el "ogar.
La siguiente imagen muestra una representación gráfica de estos dos tipos!
*emperatura final del vapor sobre calentado 4convección - radiación5
La mayor ca(da de presión, asociada a velocidades mayores, meora la distribución del fluo de vapor entre ambos lados del sobrecalentador. Las condiciones para el dise0o del sobrecalentador se aplican también al dise0o del recalentador. $in embargo, la ca(da de presión en un recalentador es cr(tica, porque la meora en el consumo de calor del ciclo se puede anular por una pérdida de presión demasiado grande en el recalentador; por lo tanto, el fluo másico de vapor en el recalentador suele ser algo menor que en el sobrecalentador.