Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Hay diferentes componentes presentes en el circuito de agua de alimentación y vapor de la caldera y debemos conocer algunos componentes esenciales de estos circuitos y estos son el economizador , los tambores de la caldera , los tubos de agua y el supercalentador .
Indice de contenidos
Economizador
- El economizador es un intercambiador de calor que toma calor de los gases de combustión y aumenta la temperatura del agua de alimentación que proviene del colector común del agua de alimentación hasta aproximadamente la temperatura de saturación correspondiente a la presión de la caldera .
- Tirar a la atmósfera los gases de combustión de alta temperatura implica una gran pérdida de energía. Al utilizar estos gases para calentar el agua de alimentación, se puede lograr una mayor eficiencia y una mejor economía y, por lo tanto, el intercambiador de calor se denomina «Economizador».
- El economizador estructural es una colección de elementos tubulares huecos doblados a través de los cuales pasa el agua de alimentación. El exterior de los tubos se calienta con los gases de escape. Más no. de tubos de agua más será la superficie de intercambio de calor. El número de tubos y la sección transversal del tubo están prediseñados según los parámetros requeridos de la caldera.
- En la curva TS anterior, la porción de sombra ilustra la zona del economizador. El calor absorbido por el agua de alimentación se indica con «Q eco «.
Otro componente esencial del circuito de vapor y agua de alimentación
es el tambor de la caldera.
Tambores de caldera
Dos tipos de tambores de caldera utilizados en todos los tipos de calderas son el tambor de vapor y el tambor de lodo. Ambos tambores tienen funciones específicas.
tambor de vapor
Las funciones del tambor de vapor en el circuito de vapor de agua de alimentación son:
- Para almacenar agua y vapor lo suficiente para satisfacer las diferentes demandas de carga.
- Para proporcionar una cabeza y, por lo tanto, ayudar a la circulación natural del agua a través de los tubos de agua .
- Para separar vapor o vapor de la mezcla agua-vapor, descargado por los elevadores.
- Para ayudar en los tratamientos químicos para eliminar el O 2 disuelto y mantener el pH requerido.
Separación de vapor de mezclas bifásicas en el tambor de vapor:
- El vapor debe separarse de la mezcla antes de que salga del tambor, porque:
- Cualquier humedad transportada por el vapor contiene sales disueltas. En el supercalentador , el agua se evapora y la sal permanece depositada en la superficie interior de los tubos para formar una incrustación. Esta escala reduce la vida útil de los sobrecalentadores.
- Algunas de las impurezas en la humedad (como la sílice vaporizada) pueden causar depósitos en las palas de la turbina.
- Una de las funciones importantes del tambor de vapor es separar el vapor de la mezcla de vapor y agua. A baja presión (por debajo de 20 bar; 1 bar = 1,0197 kg / cm 2 ) se utiliza una separación por gravedad simple. En el método de separación por gravedad, las partículas de agua se desprendieron del vapor debido a una mayor densidad.
- A medida que aumenta la presión dentro del tambor de la caldera, aumenta la densidad del vapor, ya que el vapor es muy comprimible. Por tanto, la diferencia entre las densidades de vapor y agua disminuye. Por tanto, la separación por gravedad se vuelve eficiente.
- Por lo tanto, en el tambor de vapor de las calderas de alta presión, hay algunos dispositivos mecánicos (conocidos como internos del tambor o dispositivos anti-cebado) para separar los vapores del agua.
- La siguiente imagen ilustra diferentes disposiciones anti-cebado utilizadas en centrales térmicas :
- Los deflectores son separadores que separan la mezcla de vapor caliente y agua del vapor seco y proporcionan una ruta guiada para el vapor seco.
- En el separador ciclónico, se permite que la mezcla de dos fases de agua y vapor se mueva en una trayectoria helicoidal y, debido a las fuerzas centrífugas, las partículas de agua se separan de la mezcla de dos fases. Las pequeñas paletas dentro del separador ciclónico recogen las partículas de agua depositadas.
- En el depurador, se permite que la mezcla de dos fases se mueva en zigzag y proporciona la etapa final de secado del vapor.
- Después, se permite que el vapor del depurador se mueva a sobrecalentamiento a través de una pantalla perforada.
Tambor de lodo
El tambor de lodo es otro cabezal que se encuentra en la parte inferior de la caldera y generalmente ayuda a la circulación natural del agua a través de los tubos de vapor. El tambor de lodo generalmente contiene agua a temperatura de saturación, y también las sales e impurezas precipitadas conocidas como lechadas. Se lava periódicamente para eliminar la lechada abriendo la válvula de descarga.
Tubos de agua
Estos también son esenciales para el agua de alimentación y el circuito de vapor de la caldera.
Los tubos de agua son tubos huecos rectos o curvados por los que circula la mezcla de agua y vapor. Hay dos tipos de tubos de agua, a saber. descendente y ascendente. Este conjunto de tubo ascendente y descendente también se conoce como evaporador (o caldera propiamente dicha). En el evaporador se produce un cambio de estado real de agua a vapor. En el diagrama TS al lado, se ilustra la zona del evaporador. ‘Q eva ‘ es el calor absorbido por el evaporador. Es principalmente el calor latente de vaporización del agua.
Esquinas hacia abajo Tubos de agua
Como su nombre indica, los conductos descendentes son los tubos de agua a través de los cuales el agua desciende del tambor de vapor al tambor de lodo (ver fig.). No debe fluir ninguna burbuja de vapor junto con agua saturada desde el tambor hasta las esquinas descendentes. Esto reducirá la diferencia de densidad y la altura de presión para una circulación natural.
Tubos de agua elevadores
Los elevadores son los tubos de agua a través de los cuales la mezcla de dos fases de agua de vapor a temperatura de saturación sube desde el tambor de lodo hasta el tambor de vapor. Los elevadores suelen estar cerca de los hornos, mientras que los bajantes están lejos de los hornos.
Súper calentadores
El supercalentador es otra parte importante del circuito de vapor y agua de alimentación de la caldera
- El supercalentador es un elemento importante del circuito de alimentación de agua y vapor. Básicamente es un intercambiador de calor en el que se transfiere calor al vapor aturado para aumentar su temperatura. En las calderas de alta presión, los supercalentadores absorben más del 40% del calor total. El diagrama TS al lado ilustra el calor absorbido por el supercalentador y se indica con ‘Q sh ‘.
- En el supercalentador, la tasa de absorción de calor es mayor. Por lo tanto, en las modernas calderas de tubos de agua hay más. Por lo tanto, en las modernas calderas de tubos de agua hay más superficies de supercalentamiento.
- Los tubos del sobrecalentador están expuestos a la presión y temperatura de vapor más altas en el interior y a la temperatura máxima del gas en el exterior. Están hechos de las aleaciones más costosas.
Funciones del supercalentador
- Un aumento en la temperatura del vapor de entrada proporciona una mejora constante en la eficiencia del ciclo. Por lo tanto, la función del supercalentador es aumentar la eficiencia general. Además, reduce el contenido de humedad en las últimas etapas de la turbina y, por lo tanto, aumenta la eficiencia interna de la turbina.
- Sin embargo, el aumento de temperatura está limitado por las propiedades de los materiales de construcción de calderas y turbinas. Por lo general, la temperatura óptima del vapor se mantiene a 450 o C en la entrada de la turbina.
