INTEGRANTES:

CRUZ VALDERRAMA, Marcos

RAMOS CORALES, Jorge

RIVERA LUCANO, Luis

**Es una máquina diseñada para generar vapor saturado.

Éste vapor se genera a través de una transferencia de

calor a presión constante, en la cual el fluido,

originalmente en estado líquido, se calienta y cambia de

estado (a vapor).

* ACUOTUBULARES:

Son aquellas calderas en las que el fluido de trabajo se

desplaza a través de tubos durante su calentamiento. Son las

más utilizadas en las centrales termoeléctricas, ya que

permiten altas presiones a su salida, y gran capacidad de

generación.

Ventajas:

• Pueden ser puestas en marcha rápidamente y trabajan a 300 o mas psi.

Inconvenientes:

• Mayor tamaño y peso, mayor costo.

• Debe ser alimentada con agua de gran pureza.

*

PIROTUBULARES:

En este tipo el fluido en estado líquido se encuentra en un

recipiente, y es atravesado por tubos por los cuales circula

gases a alta temperatura producto de un proceso de

combustión.

Ventajas:

•Menor costo inicial debido a su simplicidad de diseño.

Inconvenientes:

•Mayor tamaño y peso

•Mayor tiempo para subir presión y entrar en

funcionamiento.

•No son empleables para altas presiones.

•Mayor flexibilidad de operación

•Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.

PROBLEMAS DERIVADOS DE LA UTILIZACIÓN DEL

AGUA EN CALDERAS:

Los problemas más frecuentes presentados en

calderas pueden dividirse en dos grandes grupos:

*Problemas de corrosión.

*Problemas de incrustación.

*Problemas de ensuciamiento y/o contaminación.

*Problemas de formación de espuma.

Aparece en presencia de agua en forma líquida. El vapor secocon presencia de oxígeno, no es corrosivo, pero loscondensados formados en un sistema de esta naturaleza sonmuy corrosivos.

El oxígeno disuelto ataca las tuberías de acero formando

montículos, bajo los cuales se encuentra una cavidad o celda

de corrosión activa: esto suele tener una coloración negra,

formada por un óxido ferroso- férrico hidratado.

Una forma de corrosión que suele presentarse con cierta

frecuencia en calderas, corresponde a una reacción de este

tipo:

3 Fe + 4 H2O ----------> Fe3O4 + 4 H2

Esta reacción se debe a la acción del metal sobre calentado

con el vapor.

Para evitar la corrosión por oxigeno libre se suele emplear

un desgasificador externo que nos reduce el nivel de

oxigeno a 0.005 cc/litro.

prevención de la corrosión:

Presencia de agentes químicos para absorber el oxígeno

(sulfito de sodio, hidracina).

Los gases más corrosivos son el O2 y CO2. En menor

medida son corrosivos NH3 y SH2.

El O2 es cinco veces más corrosivo

que el CO2

Se origina por las sales presentes en las

aguas. Las incrustaciones formadas son

inconvenientes debido a que poseen una

conductividad térmica muy baja y se

forman con mucha rapidez en los puntos

de mayor transferencia de temperatura.

Origen de las incrustaciones

• Sales de calcio (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos).

• Sales de magnesio (carbonatos, bicarbonatos,

sulfatos).• Dureza es la cantidad de calcio y magnesio disueltas en

el agua.

*Se consideran en este rubro como contaminante,

distintas grasas, aceites y algunos hidrocarburos, ya que

este tipo de contaminación son las más frecuentes vistas

en la industria.

*La contaminación por hidrocarburos agrega a lo visto la

formación de un aislante dificultando la transferencia

térmica entre los tubos y el agua del interior de la

unidad, agravándose esto con las características

adherentes de esta capa que facilita y promueve la

formación de incrustaciones y la formación de corrosión

bajo depósito, proceso que generalmente sigue al de

formación de depósitos sobre las partes metálicas de una

caldera.

* Es muy frecuente la formación de espumas cuando el agua hierve en la

caldera, y esto se debe a que los gases disueltos que tiene el agua, como O2,

CO2, etc.

* Si el agua contiene restos de materia orgánica, así como grasas y aceites, se

presentan películas en la interfase agua-vapor que impiden que los gases

escapen libremente y esto disminuye la eficiencia de la caldera y causa

problemas con el agua de proceso que se encuentra en un circuito cerrado en

la caldera y demás componentes del sistema de producción de vapor.

* La formación de espumas también se puede presentar cuando la caldera no se

purga con la frecuencia requerida y se presenta este efecto que causa

problemas de operación y disminuye la calidad del vapor, ya que se puede

presentar el arrastre de partículas de sólidos con el vapor.

El agua de alimentación de las calderas debe ser tratada, con el objeto de:

*Evitar la acumulación de incrustación y depósitos en la caldera.

*Eliminar los gases disueltos en el agua.

*Proteger la caldera contra la corrosión.

*Eliminar el acarreo y retardo (vapor).

*Mantener la eficiencia más alta posible de la caldera.

*Disminuir la cantidad de tiempo de paralización de la caldera para limpieza.

Entre los tratamientos tenemos los siguientes:

* Físicos

*Químicos

* Térmicos.

Filtración:

Su objetivo es extraer partículas grandes en suspensión. Se realiza antes que el

agua llegue a la caldera (externo).

Los filtros pueden ser de mallas (pequeñas instalaciones) o de grava y arena.

Eliminación de:

• Sólidos Suspendidos, Colores, Olores, Sabores, Cloro Residual, Microorganismos

Todo esto se traduce en los siguientes beneficios:

* Evitar las inscrustaciones.

* Evitar la corrosión.

* Evitar el desarrollo microbiológico.

* Evitar el deterioro de las resinas de intercambio iónico.

Desaireación:También llamada desgasificación. Consiste en extraer los gases

disueltos (oxígeno, anhídrido carbónico). Se consigue calentando el

agua de alimentación, proporcionando una gran área de contacto

agua-aire (ducha o agitación).

Finalidad:

*Reducir el contenido de oxígeno disuelto el agua de calderas.

*Reducir el contenido de carbonatos en el agua de alimentación.

*Precalentar el agua de alimentación de las calderas. Beneficios:

• Disminuir el consumo de barredor de oxígeno.

• Precalentar el agua de alimentación de las calderas.

• Disminuir la potencialidad de incrustación por carbonatos.

Reductoras de Dureza o Ablandadoras:

La palabra dureza se refiere a la cantidad de compuestos de calcio y

magnesio disueltos en el agua, correspondientes al contenido de iones

alcalinotérreos. Estos minerales tienen su origen en las formaciones

rocosas calcáreas, y pueden ser encontrados, en mayor o menor grado,

en la mayoría de las aguas naturales. Las sales más comunes en el agua

dura son sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y cloruros de calcio,

magnesio, hierro y otros.

*Hidróxido de sodio o soda cáustica (NaOH): o Precipita las sales de

magnesio o Aumenta la alcalinidad. o Regeneración de resinas de

intercambio iónico

*Carbonato de sodio o soda comercial (Na 2 CO 3) o Precipita las

sales de calcio o Son de bajo costo o produce acidez.

*Hidróxido de calcio o cal (Ca(OH)2 ): o Precipita las sales de calcio

y magnesio.

*Fosfatos de Sodio (Na2 HPO4): o Precipita sales de calcio o Debe

mantenerse en exceso.

Intercambiadores Iónicos

El intercambio iónico es una reacción química reversible, que tiene lugar

cuando un ión de una disolución se intercambia por otro ión de igual

signo que se encuentra unido a una partícula sólida inmóvil. Este proceso

tiene lugar constantemente en la naturaleza, tanto en la materia

inorgánica como en las células vivas.

Las sustancias intercambiadores de iones son llamadas también resinas, hay tres

categorías de resinas:

• Resinas tipo gel: tienen una porosidad natural limitada entre las distancias

intermoleculares. Esta es una estructura de microporo.

• Tipo microporos o de tipo unión cruzada suelta: tienen una porosidad artificial

adicional la cual es obtenida por la adición de sustancias diseñadas para esta

proposición.

• Resinas isoporosas: se caracterizan por tener un tamaño de poro uniforme, con

lo que aumenta la permeabilidad de los iones en el interior de la red. Son resinas

de alta capacidad, regeneración eficiente y de costo más bajo que las resinas

macroporosas.

Eliminación de la dureza por intercambio de cationes:

*Ciertos minerales como el silicato de aluminio y sodio y algunas resinassintéticas, como los poliestirenos o materiales de tipo fenólico, poseenla capacidad de intercambiar los iones de sodio por iones de calcio ymagnesio, cuando éstos se encuentran en solución acuosa. Luego sehace pasar el agua cruda o filtrada a través de lechos de partículasgranuladas de zeolita.

*Para restaurar los iones de sodio de la zeolita, se hace pasar el aguapor una salmuera con alta concentración de cloruro de sodio. En laactualidad el sistema más popular de ablandamiento de aguas combinalos tratamientos químicos con los intercambios de cationes, utilizandocal caliente (con magnesio o sin él, para separar los silicatos), seguidadel intercambio de cationes de sodio en caliente.

*Mediante el calentamiento del agua hasta su temperatura

de ebullición, se precipitan todos los bicarbonatos en

forma de carbonatos insolubles que decantan y se extraen

del fondo del economizador, eliminando de esta manera la

dureza temporal y los gases disueltos. Este procedimiento

no separa la dureza permanente.

Sobre la base de las recomendaciones de la Norma Británica BS –

2486, la ABMA (American Boiler Manufacturing Association), ha

preparado las siguientes tablas que muestran los requerimientos

que deberá satisfacer el agua de alimentación y el agua de una

caldera para prevenir incrustaciones y corrosión en calderas de

baja presión (hasta 10 bar).

Tabla I: Componentes de importancia en el agua de caldera

* Industria alimentaria: panaderías industriales, carnicerías, procesos derendering, fabricación de comida procesada y comida para bebés,bebidas y productos lácteos.

*En los Ingenios azucareros de usan las Calderas de vapor para cocer eljugo extraído de la caña y procesar el mismo.

*La industria de insumos de confitería, requieren procesos dedeshidratación, secado y tostado de varios de sus ingredientes, lamayoría requiere de una caldera para lograr este tipo de procesamientos.

*Para efectos de pasteurización de líquidos necesita de la implementaciónde sistemas de vaporización para lograr altas temperaturas, que logrenuna eficiente depuración. En procesamiento de alimentos logrando unacompleta asepsia.

*En proceso de coloraciones con el empleo de sustancias químicas, algunasclases de pinturas se activan y lograr el 100% de fijación, por acción delcalor, ya sea en seco o por vaporización, así que se requiere del serviciode una caldera.

*Los procesos de vaporización son indispensables para generarelectricidad, mediante el ciclo Rankine, siendo un instrumental vital enla termoeléctrica.