CIRCUITO DE GASES

FUNCION DEL CIRCUITO DE GASES El sistema de combustin es donde se produce la energa trmica de alta temperatura.

El equipo que se considera como sistema de combustin, tiene la funcin de crear las condiciones adecuadas para la misma, abastecer los ingredientes necesarios en las proporciones correctas, y transportar sus productos a la atmosfera.

El calor se transfiere hasta el medio operante, despus de lo cual los productos quemados pueden enviarse, sin ocasionar perjuicios a la atmsfera, algunas veces quitndoles impurezas.

Para que un sistema sea econmico debe poder transferir el calor necesario con el mnimo de gastos anuales. Se necesita superficies auxiliares de calefaccin y ventiladores para producir tiro forzado.

TIPOS DE COMBUSTIBLE UTILIZADOS EN CENTRALES

TERMOELECTRICAS EN EL PERU

Los combustibles utilizados por las unidades termoelctricas son

combustibles lquidos tales como petrleo diesel 2, residual 6,

petrleo industrial de alta viscosidad (PIAV)-R500, combustibles

gaseosos como el gas natural y biogs y los combustibles slidos

como el carbn y bagazo.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

El sistema de combustin lo constituyen los ductos de gas, la

chimenea, aparatos para suministrar combustible y aire, los

aparatos de control y regulacin. Cuya funcin es crear las

condiciones adecuadas para la combustin, abastecer de

ingredientes necesarios y trasportar los productos de la

combustin a la atmosfera.

EL CARBON Es el combustible fsil que provee ms de un cuarto de las

necesidades energticas del mundo, y sus reservas exceden a las

disponibles para el gas y el petrleo. La clasificacin ms comn

es la establecida por la American Society of Testing Materials

(ASTM), la cual se basa en el contenido de carbono fijo y el poder

calorfico, calculado para una base libre de material mineral, los

rangos del carbn van desde lignitos, que contienen 30% de

carbono fijo, pasando luego a sub-bituminosos, posteriormente

bituminosos y finalmente antracitas, que contiene alrededor de

92%.

El carbn es la segunda fuente ms importante de

combustible, el 32% de la energa mundial, y es

el combustible fsil ms comn en la generacin de energa

elctrica. A consecuencia de las emisiones

resultantes de SO2, los niveles del contenido de S en los

carbones introducen criterios bsicos para su

utilizacin. Las preocupaciones medioambientales, sobre las

distintas emisiones de contaminantes, especialmente SO2,

NOx y CO2, pueden limitar el futuro crecimiento del consumo

mundial del carbn

FORMACIN DE LOS CARBONES

El carbn se ha formado a partir de plantas, por medio de

procesos qumicos y geolgicos que han tenido lugar a lo largo

de millones de aos.

El primer producto de este proceso es la turba, que contiene

parcialmente descompuestos, tallos, ramas y cortezas, y que no

se suele clasificar como carbn; la turba se transforma

progresivamente hasta llegar a ser lignito, ms carbonizado, que

puede llegar a convertirse en antracita.

El proceso de la carbonizacin se representa en la Fig, en forma

esquemtica. El carbn es

muy heterogneo y puede variar ampliamente su composicin

qumica, segn sea el yacimiento de procedencia.

Caractersticas de cada tipo de carbn:

Turba.- Es el primer producto que se presenta en el proceso de formacin del carbn y es una sustancia heterognea de material vegetal parcialmente descompuesta y de materia mineral.

Su color va desde el amarillo al pardo o marrn oscuro, dependiendo de su edad geolgica; contiene hasta un 70% de humedad, siendo su poder calorfico bajo, del orden de 3000 Btu/lb (6980 kJ/kg).

Lignito.- Es un carbn blando de baja calidad; su gama de colores va desde el pardo (marrn) hasta el negro; su poder calorfico es siempre inferior a 8300 Btu/lb (19300 kJ/kg).

Los yacimientos de lignito son geolgicamente jvenes y en estos carbones se pueden reconocer algunos residuos de materia vegetal; su contenido en humedad puede llegar al 30% y su contenido en materias voltiles puede ser alto, por lo que los lignitos arden con mucha facilidad.

El lignito se seca cuando se expone al aire. Cuando est almacenado combustiona espontneamente, lo que es motivo de preocupacin; su transporte a grandes distancias no es econmico, a causa de su elevado contenido en humedad y bajo en Btu.

Carbn subbituminoso.- Es negro, con poca textura vegetal; no es

coquizable, pues sufre un pequeo hinchamiento al calentarse y

tiene un contenido de humedad relativamente alto, del 15 30%;

cuando se seca, tiene tendencia a la combustin espontnea.

El carbn subbituminoso tiene un alto contenido en voltiles e

igniciona (enciende y arde) con facilidad, tiene menos ceniza y

quema con ms limpieza que los carbones de tipo lignito.

Debido a su poder calorfico superior, que oscila entre

8300 a 11500 Btu/lb y 10306 a 26749 kJ/kg, y a su bajo contenido

en S, el cambio desde otro carbn a uno subbituminoso

constituye una opcin muy atractiva para muchas centrales

termoelctricas, con vistas a la limitacin de las emisiones de

SO2.

Carbn bituminoso.- Es el que se quema en mayor cantidad en las

centrales termoelctricas. Tiene aspecto negro, con capas

alternadas de negro brillante y mate; su poder calorfico est

comprendido entre

10500 a 14000 Btu/lby 24423 a 36053 kJ/kg y tiene un contenido de

carbono fijo que oscila entre el 69 al 86%.

Su poder calorfico es ms alto, y la humedad y voltiles ms bajos

que los que corresponden a los subbituminosos y lignitos; su alto

poder calorfico y su relativo alto contenido en voltiles, permiten

que estos carbones bituminosos ardan fcilmente cuando se

atomizan hasta un polvo fino y rara vez experimentan combustin

espontnea durante su almacenamiento.

Antracita.- Es el carbn de ms calidad, negro brillante, duro y frgil,

con pocas o ninguna apariencia de capas. Es el carbn que tiene el

ms alto contenido en carbono fijo, que se suele situar entre el 86

98%. Su bajo contenido en voltiles justifica que la antracita tenga

siempre una combustin lenta; la mayora de las antracitas tienen un

contenido muy bajo en humedad, que se sita en torno al 3%.

Su poder calorfico es del orden de 15000 Btu/lb (34890 kJ/kg),

ligeramente inferior al correspondiente a los carbones bituminosos;

es de bajo contenido en S y ceniza y arde con llama caliente y limpia.

ALMACENAMIENTO DE CARBON

El almacenamiento de carbn puede ser algo tan sencillo como

vaciar las cargas de los camiones en el suelo, en un rea

asignada para la apelacin de carbn.

El almacenamiento de combustible tiene dos objetivos:

El primero y ms importante es el de poder disponer de

combustible en el caso de una interrupcin completa, cuando por

cualquier circunstancia dejen de llegar las remesas.

Segundo porque el almacenamiento permite la eleccin de la

fecha de compras, con lo que el comprador puede aprovechar las

variaciones en las condiciones del mercado. El almacenamiento

de carbn es, en primer lugar, una proteccin contra las huelgas

de carbn, fallas del sistema de transporte y en general, la

escasez de carbn.

ALMACENAMIENTO DE

CARBN

El costo del almacenamiento de combustible es barato en comparacin

con las pedidas por interrupcin en los procesos. El almacenamiento es

an ms importante para la estacin de servicios pblicos. La energa

elctrica y la fuerza motriz han llegado a ser vitales en la vida diaria

domestica e industrial.

En la mayor parte de los casos puede ser suficiente un

almacenamiento del 10% del consumo anual aunque deben

considerarse los factores como la proximidad a los campos

carbonferos, facilidades de transporte, cantidad de carbn que se

intemperiza y los combustibles que se pueden disponer como

substitutos.

Cuando el carbn se amontona, se intemperiza adquiere la

tendencia de hacerse flojo y a oxidarse con la correspondiente

liberacin de calor.

Los carbones que contienen mucho azufre pueden presentar

problemas en su almacenamiento a grandes volmenes porque

los calentamientos locales se deben a una reaccin entre el azufre

el aire y el agua. Los montones de gran profundidad expuestos a

los vientos agravan el calentamiento espontaneo el mejor remedio

que se conoce es excluir el aire del montn valindose de:

Cubiertas superficiales bituminosas

Rodillando y compactando una capa a prueba de aire con carbn

finamente molido

Almacenamiento vivo: cuando el carbn solo se puede extraer por

medio de una actividad especial

Almacenamiento muerto: cuando se puede extraer el carbn del

almacenamiento con pocas o ninguna maniobra.

El manejo para almacenar el carbn se puede hacer por alguno de los

siguientes mtodos:

Escrepa de arrastre: menor inversin y menor costo de mantenimiento

Gra puente: es flexible de gran capacidad pero con mayor inversin

Buldozers y camiones industriales: se pueden usar para el almacenamiento y extraccin de carbn hacia el hogar de la

caldera

Almacenamiento en pila.- El lugar debe tener una adecuada accesibilidad para las entregas de carbn en gabarra, ferrocarril o camin; debe incluir una evaluacin de la ubicacin, la supervisin medioambiental y datos climticos y meteorolgicos, teniendo en cuenta:

- El anlisis de las caractersticas del suelo utilizado

- La estructura de las rocas subyacentes

- El esquema del drenaje local que se proyecte

- La posibilidad de inundacin de la parcela

El carbn bituminoso, el subbituminoso y el lignito se apilan en capas mltiples horizontales.

Para reducir la posibilidad de una combustin espontnea, las pilas de carbn se compactan con el fin de minimizar las diversas canalizaciones que la masa de la pila ofrece al aire, que se comportan como

chimeneas, y que pueden provocar un mayor flujo de aire a travs de la pila cuando el carbn se calienta al entrar en combustin espontnea.

Almacenamiento en tolva.- Las tolvas facilitan un almacenaje a

corto plazo, aguas arriba de los pulverizadores o de otros

equipamientos propios para la alimentacin del carbn hacia la

zona de combustin.

La complejidad del diseo de la tolva y de los canalones de

transferencia aumenta con el tamao de las calderas y con el

rgimen de consumo de carbn.

En la Fig se muestran algunas formas de tolvas de carbn. que se

colocan en los niveles superiores de la planta, para facilitar un flujo

por gravedad hacia los alimentadores del pulverizador o hacia el

hogar, que estn situados a nivel ms bajo.

Las tolvas de almacenamiento tienen que estar lo ms lejos posible

de

La salida de humos del hogar

Los conductos de aire caliente

Las tuberas de vapor

Otras fuentes externas de calor que podran contribuir a la ignicin

y combustin espontnea del carbn.

En algunos casos se necesita aislar la tolva y proveerla de una

ventilacin adecuada, que reduzca la posible transferencia de calor

desde las tuberas de vapor o desde los conductos de aire o

humos.

Las tolvas se disean para conseguir un vaciado completo del

carbn en el caso de una prolongada indisponibilidad de la unidad.

TRANSPORTADORAS

DEL CARBN

El carbn, que llega por va martima, por ferrocarril o con camiones, es descargado por gras y depositado en pilas en el parque de carbn, situado en la inmediata cercana de la sala de calderas. Luego el carbn almacenado es sacado y llevado sobre cintas transportadoras hasta la casa de trituracin.

Para eliminar los trozos de hierro que generalmente aparecen con el carbn durante la extraccin y el transporte, el carbn pasa por un separador magntico. Un sistema de cintas transportadoras lleva el combustible hasta una tolva, ubicada delante de la caldera. Su capacidad es dimensionada de modo que pueda alimentar la caldera durante unas horas de plena carga.

Se debe instalar un sistema de transporte para llevar el carbn desde la estacin de entrega hasta el equipo de combustin.

Etapas:

Se eleva por encima del almacenamiento vivo. Se transporta horizontalmente y se vaca en el almacenamiento vivo. Se hace correr por gravedad al equipo de combustin.

EQUIPOS ELEVADORES

COMUNES

Elevador de cangilones: Un elevador de cangilones es un mecanismo que se emplea para el transporte de materiales a granel verticalmente . Sera el equivalente vertical de la cinta transportadora.

-Elementos

El elevador de cangilones consiste en:

Un cangiln para transportar el material.

Una cinta o cadena para trasladar los cangilones

y transmitir la potencia.

Algn medio para dirigir el movimiento.

Cucharon de quijadas: con gra o torre Elevador de cajn: para grandes alturas son sencillos y

compactos

Transportadores de banda: es un sistema de transporte continuo formado bsicamente por una banda continua que se

mueve , se deben utilizar para inclinaciones menores a 20

respecto a la horizontal

Malacate elctrico: para elevacin de vagonetas o canastillas

El movimiento horizontal del carbn hacia las carboneras se puede

efectuar de las siguientes maneras:

Transportadores de banda: con forma de canal de grandes capacidades

:Transportadores de gusano : consiste en un eje de acero, sobre el cual se desarrolla una espiral, que gira dentro de un canal. Puede transportar

cereales, carbn, arena, piedra, clinker de cemento, etc; Este es de

longitudes limitadas y desgaste medio

Transportadores de aletas o cucharones: Bajo costo inicial alto consumo de energa

Transportadores de cangilones de volteo: alto costo inicial y trabajo sin vibraciones

Vagonetas: dejan la plataforma de calderas mas libre

Pueden incorporarse medios para pesar el carbn como:

Basculas de va

Vagonetas pesadoras

Contadores volumtricos de chifln

Estaciones de basculas entre la carbonera y los conductos

SISTEMA DE CARBN

PULVERIZADO

Las centrales trmicas que usan como combustible carbn, pueden quemarlo en trozos o pulverizado. La pulverizacin consiste en la reduccin del carbn a polvo finsimo (menos de 1/10 mm de dimetro) para inyectarlo en la cmara de combustin del generador de vapor por medio de un quemador especial que favorece la mezcla con el aire comburente.

Con el uso del carbn pulverizado, la combustin es mejor y ms fcilmente controlada. La pulverizacin tiene la ventaja adicional que permite el uso de combustible de desperdicio y difcilmente utilizado de otra forma. En estas se requiere instalar dispositivos para separar las cenizas producto de la combustin y que van hacia el exterior, hay incremento de efecto invernadero por su combustin, altos costos de inversin, bajo rendimiento y arranque lento

Sistemas para preparar el carbn pulverizado

Sistema central: emplea un numero limitado de pulverizadores de gran capacidad

Sistema unitario: cada grupo de quemadores y pulverizadores constituye una unidad

SISTEMA CENTRAL

ventajas desventajas

Es mas barato que el sistema

central

Los molinos operan con carga

variable

Permite un control directo de la

combustin La capacidad total de los molinos

debe ser mayor que en el sistema

central con factores comunes de

carga

El carbn puede usarse sin secar

Puede usarse un equipo viejo de

transportador de carbonera

No existe un sistema complicado

de transporte

La plataforma de fogoneros se

obstruye con el equipo de

pulverizacin

SISTEMA UNITARIO

SISTEMAS DE SUMINISTRO DE PETRLEO Y GAS

SISTEMA DE PETRLEO

El petrleo se compara favorablemente en volumen de

almacenamiento.

Posee una potencia calorfica igual al doble de la del carbn, el

costo de almacenamiento no es muy favorable ya el petrleo debe

almacenarse en tanques, los tanques de almacenamiento pueden

ser construidos de acero, fierro dulce y concreto

No se considera esencial almacenar combustible para varios

meses, se le da un calentamiento al combustible para introducirlo

al quemado, mediante calentadores elctricos.

IMPORTANCIA DE LA ELECCIN DE

UN BUEN COMBUSTIBLE EN LAS

CALDERAS

Los combustibles estn caracterizados por un poder calorfico, un grado de humedad y un porcentaje de materias voltiles y cenizas.

El anlisis qumico permite distinguir diferentes elementos:

Activos: carbon, hidrogeno, azufre, etc

Inertes: agua, nitrgeno, cenizas, etc

Los hogares deben de proporcionar una produccin uniforme de calor

Suministrar oxigeno en una cantidad exacta por unidad de peso para realizar la combustin completa a dems de dar el tiempo necesario.

LIMPIEZA DE GASES

Los productos de la combustin contienen partculas slidas

que flotan como la ceniza volante mezclada con escoria de

carbn (holln), las cuales tienen que ser retiradas para

mantener una eficiencia de transferencia de calor, a tiempo

que previenen las obstrucciones de los pasos de los humos

MANIPULACIN DE

CENIZA

La ceniza y residuos de la combustin de combustibles

slidos se descargan en diferentes puntos del flujo de

humos de la caldera como:

Parte inferior del hogar

Paso posterior de caldera

Calentador de aire

Aparato de recogida de partculas de ceniza volante en polvo

Molinos de pulverizacin en los que se recoge una pequea

cantidad de piritas en la ceniza del combustible

La ceniza recogida en la parte baja del hogar (a veces como

escoria), que en calderas de carbn pulverizado y en hogares

mecnicos puede llegar hasta una temperatura de 2400F

(1316C), se enfra en agua conforme sale del hogar, hasta una

temperatura que sea aceptable para el equipo de manipulacin de

la ceniza.

SISTEMAS DE

ESCORIA

Los sistemas de manipulacin de la escoria del fondo del

cenicero se pueden clasificar en dos grandes grupos:

intermitentes y continuos.

El sistema de cenicero lleno de agua es intermitente, con

perodos fuera de servicio (la escoria se almacena hasta

varias horas antes de ser retirada), y en servicio.

El transportador de cadena sumergido que retira la escoria a

medida que se descarga de la caldera es continuo.

TRANSPORTADOR DE

CADENA SUMERGIDA

es un transportador mecnico que cuenta con una artesa superior

llena de agua y otra artesa inferior seca; uno de los extremos del

transportador tiene una inclinacin que emerge del agua, lo que

facilita la separacin del agua y de la ceniza. Las placas de sellado

sujetas a la parte inferior del hogar, se sumergen en el agua de la

artesa superior para mantener la estanqueidad a gases.

La escoria de la parte inferior del hogar cae a la artesa

superior llena de agua y se transporta lentamente por los

eslabones que son arrastrados por dos cadenas. Para

mantener la temperatura del agua en la artesa, muchas

plantas emplean un sistema de refrigeracin en circuito

cerrado. La velocidad de la cadena de transporte es lenta

para minimizar su desgaste y maximizar el agua escurrida.

El contenido en humedad de la ceniza escurrida es del

orden del 30% en peso, cifra que vara segn el destino y

consistencia de la misma. La ceniza sin agua procedente

del transportador se manipula y procesa de varias formas,

segn sean los requerimientos de la planta

SISTEMA DE PIRITAS

Las piritas son trozos de hierro y rocas extradas con el

carbn, que se separan de ste en los pulverizadores; se

pueden retirar manual, hidrulica o neumticamente. dada la

naturaleza abrasiva de las piritas, la tubera que se use tiene

que ser resistente a la abrasin. En el sistema neumtico, el

aire de transporte procede de un sistema de vaco o de un

sistema a presin, y transporta las piritas hasta la zona de

vertido.

ALMACENAMIENTO DE

CENIZA Y DESCARGA

La ceniza en polvo seca se transporta hasta un silo para su

almacenamiento, antes de descargarla en camiones o en

vagones para su transporte; esta descarga se puede realizar

en estado de polvo seco o acondicionando su humedad. La

carga en seco utiliza vehculos de transporte cerrados;

durante la operacin de carga el material queda

completamente estanco respecto al medio ambiente,

minimizando las emisiones de polvo.

SOPLADORES DE

HOLLIN

Los sopladores son dispositivos mecnicos utilizados

durante el funcionamiento, para la limpieza de las

deposiciones de ceniza del lado de humos de la caldera

(escoria y polvo), de forma peridica.

UN SOPLADOR SE

COMPONE DE:

Un elemento tubular o lanza que se introduce en el interior

de la caldera y que transporta el medio de limpieza

Unas toberas en el extremo de la lanza, para acelerar y dirigir

el medio de limpieza

Un sistema mecnico para introducir o girar la lanza

Un sistema de control

MEDIOS DE LIMPIEZA

El medio de limpieza utilizado en los sopladores puede ser:

Vapor saturado

Vapor sobrecalentado

Aire comprimido

Agua

Mezclas de agua

Vapor o de agua

aire

En la mayora de los casos se prefiere el vapor

sobrecalentado, porque la experiencia indica que la

humedad del vapor saturado puede erosionar las

superficies de los tubos. Un kg de vapor sobrecalentado,

comparado con un kg de vapor saturado, tiene un mayor

potencial de limpieza, debido a la mayor velocidad a

travs de las toberas del soplador, que compensa la

desventaja de la prdida energtica del chorro debido a la

menor densidad.

EN CALDERAS GRANDES

SE UTILIZA AIRE

COMPRIMIDO

- Con compresores alternativos de alta presin, entre 350

a 500 psig(24,1 a 34,5) bar

Con compresores centrfugos de elevadas relaciones de

flujo, a presiones de 150 a 225 psig(10,3 a 15,5) bar

Dependiendo de la deposicin a retirar y del tipo de

soplador, las presiones normales de toberas para

sopladores oscilan Para el vapor entre 70 a 350 psig(4,8 a

24,1 bar) Para el aire entre 60 a 220 psig( 4,1 a 15,2 bar)

PRESIN MXIMA DE

IMPACTO

Es una medida de la energa proyectada sobre la deposicin,

a una distancia dada de la tobera del soplador, y constituye

un parmetro fundamental que depende del tamao y

configuracin de la tobera, y de la presin, temperatura y

calidad del vapor.

TIPOS DE

SOPLADORES

Soplador de posicin fija:Es un soplador no retrctil, rotativo

o no, utilizado para retirar el polvo o ceniza ligeramente

adherida a los bancos tubulares o a los conductos de

humos; es ms econmico de instalar y funciona mejor que

el soplador retrctil.

SOPLADOR RETRCTIL

DE CARRERA LARGA

Se utiliza en calderas de recuperacin de la industrial qu-

mica, Fig XXIII.3. Para la limpieza de bancos tubulares, el

extremo de la lanza tubular lleva un juego de toberas para

el medio de limpieza, que se extiende hasta el interior de

la cavidad de la caldera; este tipo de soplador tiene un

recorrido entre 2 ft a 56 ft

SOPLADOR DE LANZA

DE AGUA

La lanza de agua con velocidad variable se utiliza en las

superficies de las paredes del hogar, cuando las

deposiciones de escoria no se pueden retirar por los

sopladores de pared convencionales, de aire o de vapor.

Se utilizan en instalaciones que queman lignitos o

carbones subbituminosos, que tienen cenizas de alta

reflectividad.

SOPLADORES PARA

LIMPIEZA DE

CALENTADORES DE AIRE

Los calentadores de aire tubulares se limpian con un

soplador especial de carrera larga, no rotativo, que lleva un

elemento multitobera soportado interiormente, similar a las

toberas utilizadas en los sopladores rotativos de posicin

fija.

APLICACIN A CALDERAS QUE

QUEMAN CARBN

PULVERIZADO

se muestra la seccin transversal de una caldera de servicio pblico que quema carbn pulverizado, en la que se indican las ubicaciones de los diversos sopladores. El espaciado vertical depende de la temperatura de los humos y de las caractersticas de la ceniza del carbn, y suele estar entre 12 a 14 ft

CALENTADORES DE

AIRE

Los calentadores de aire se utilizan para calentar el aire

comburente y mejorar el proceso de la combustin en las

plantas generadoras de vapor. Los humos constituyen la

fuente energtica, y el calentador recoge y utiliza el calor

residual de los mismos, lo que incrementa la eficiencia

global de la caldera un 5 10%. Los calentadores de aire

pueden utilizar otras fuentes trmicas, como el vapor

procedente de la extraccin de una turbina, dependiendo de

la aplicacin particular de que se trate.

CLASIFICACIN

Segn su principio operativo en el proceso de transferencia

de calor, se clasifican en dos grandes grupos:

Recuperativos, en los que la transferencia de calor se

verifica de forma directa y continua, a travs de la pared que

separa los fluidos, lo que garantiza la permanente separacin

de los flujos que intervienen en el proceso de intercambio

trmico.

Regenerativos, en los que la transferencia de calor es

indirecta, haciendo uso de un medio que se expone,

alternativamente, al fluido calefactor (para tomar su energa

trmica) y al fluido a calentar (para cedrsela).

CALENTADORES DE

AIRE RECUPERATIVOS

El calor se transfiere a travs de una superficie de

intercambio trmico, que garantiza la separacin de los

flujos de humos y aire que llegan al calentador; esta

superficie puede estar conformada por:

Un determinado conjunto de tubos, cuya superficie global es

la del calentador de aire para el intercambio calorfico

Un conjunto de placas paralelas que canalizan, por separado,

los dos fluidos que intervienen en el proceso

CALENTADORES DE

AIRE REGENERATIVOS

El calor se transfiere indirectamente, ya que disponen de un

determinado medio de almacenamiento de calor que,

peridica y alternativamente, por rotacin o con dispositivos

de vlvulas de inversin, se expone a los flujos caliente y

fro, utilizndose como medio de almacenamiento una gran

variedad de materiales.

En estas unidades de generadores de vapor de plantas

termoelctricas, se emplean paquetes de elementos

ensamblados, muy tupidos, de chapas de acero corrugado

que utilizan la rotacin, como procedimiento para sumergir el

medio en los respectivos flujos.

ACCIONAMIENTO DE

VENTILADORES

Los ventiladores funcionan accionados por motores

elctricos de induccin de jaula de ardilla, porque son ms

baratos, fiables y eficientes que otros tipos de

accionamientos en un amplio campo de cargas.

En instalaciones de velocidad variable de gran potencia, se usan acoplamientos magnticos o hidrulicos

En instalaciones de velocidad variable de menor potencia, se usan motores de induccin con rotor devanado

VENTILADOR DE TIRO

FORZADO

El ventilador de tiro forzado tiene una presin de descarga

bastante alta para equilibrar la resistencia total de los

conductos de aire, calentador de aire, quemadores, lecho de

combustible y cualquier otra resistencia entre la descarga

del ventilador y el hogar, lo que hace de ste el punto de tiro

equilibrado o de presin cero.

La capacidad volumtrica del ventilador de tiro forzado a la

salida debe ser igual a la cantidad total de aire comburente

necesario ms las fugas del lado de aire esperadas en el

calentador de aire.

VENTILADOR DE TIRO

INDUCIDO

Las unidades que operan con tiro equilibrado, o sin

ventilador de tiro forzado, precisan un ventilador de tiro

inducido para mover los gases combustin. El peso de los

gases utilizados para el clculo del tiro inducido comprende:

Los gases de combustin, correspondiente a la mxima carga de caldera

Las infiltraciones de aire en el cerramiento de la caldera desde la atmsfera circundante

Las fugas en el calentador de aire, desde el lado de aire hacia el de humos

Un ventilador de tiro inducido tiene los mismos

fundamentos que un ventilador de tiro forzado, excepto

que ste manipula gases a mayor temperatura, que

pueden contener ceniza erosiva; la temperatura de los

humos se calcula para la caldera a plena carga. Los

cojinetes, normalmente refrigerados por agua, disponen

de escudos contra la radiacin trmica, situados en el eje

entre el rotor y los cojinetes, para evitar el

recalentamiento de los mismos.

CONTROL DE FLUJO DE GASES

La circulacin de fluidos en el sistema de combustin, aire o gases de combustin, deben de variar de acuerdo a que la combustin vari por la demanda de energa o calefaccin. Para controlarla se empieza controlando la cantidad de flujo de aire o gases de a combustin

Objetivos del sistema de control

1) Regular la entrada de energa trmica a la

planta

2) Mantener una eficiencia elevada con todas

las intensidades de combustin

3) Que sea suficientemente sensible de manera

que el estado trmico de la planta no fluctu

Se divide en tres tipos principales:

distribucin medida y control de posicin

Se realiza mediante un microprocesador monitorea

y controla la razn de combustible y aire de la

caldera para mantener una combustin apropiada

Control de la relacin de aire-combustible

CONTROL DE DISTRIBUCIN

El equipo de combustin no opera continuamente cuando est

funcionando la alimentacin de combustible. Se hace con una sola

intensidad lo mismo que la alimentacin de aire de control arranca

y para los motores abre y cierra los registros ya sea

simultneamente o en secuencia conveniente y gas en los que la

corriente de aire debe empezar a limpiar la cmara de combustin

antes de abrir las vlvulas de combustibles

Esto ltimo especialmente es necesario con los quemadores de

aceite

Controles de medida

En este sistema la operacin del gobernador equilibra

directamente la magnitud controlada (presin en los ductos,

perdidas, prdidas de tiro)contra los impulsos de control

primarios recibidos del regulador maestro

Control de posicin

Los aparatos controlados como el restato del ventilador o la

palanca de un registro se ponen en posiciones definitivas

predeterminadas que fijadas mediante calibracin

corresponden al rendimiento de la caldera

Caracteristicas Equipos de control de la combustin

1) Un elemento sensible a la magnitud que se controla y que pueda

enviar rpido y fcil a los controladores

2) Unidades de fuerza llamados controles, reguladores receptores,

operadores, o unidades propulsoras.

3) Un medio para hacer seales que pueden ser aire, aceite o agua a alta

o baja presin

4) Un sistema para ajustar a carga entre las calderas que regule la

relacin aire combustible cuando la caldera este en servicio en el que

puede suplir el control automtico por un control manual

Accesorios de Control

Retardadores: Consisten en una plancha lisa, del mismo ancho que

el dimetro interior del tubo, torcida en forma de hlice, la que se

mete en el tubo de caldera. Los gases calientes tienen ahora que

recorrer un camino mayor, siendo ms lento el paso de ellos por el

interior de los tubos y entregando mayor cantidad de calor al agua.

La eficiencia de la caldera se aumenta entre un 2 % y 8 % con el

uso de retardadores

Presostatos:

Son accesorios que funcionan sobre la base de la

mxima y mnima presin de trabajo de la caldera.

Actan sobre el quemador, apagndolo al llegar a la

mxima presin para lo cual fue regulado y

encendindolo al alcanzar la mnima presin deseada.

Termostato: Son accesorios que

funcionan de acuerdo a la

temperatura del agua. Apagan el

quemador cuando se obtiene la

mxima temperatura para la cual

fue regulada.

Control de nivel de agua:

Los controles de nivel de

agua, tienen por objeto

controlar que el agua, dentro

de la caldera, se mantenga en

un valor o en un rango pre-

determinado

Control de la llama:

Mediante una celda

fotoelctrica se controla la

llama (su largo) impidiendo la

alimentacin de combustible,

en caso de que sta no

exista en el hogar.

Control del encendido (chispa): Por medio

de este control, se impide que salga

combustible sin que exista la chispa para

encender

LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE CALENTAMIENTO

Eliminan el holln de los haces tubulares y elementos de la caldera

Mantenimiento de las calderas:

su objetivo nicamente es guiar o recordar los simples procedimientos

que deben ser cumplidos para mantener las calderas limpias,

aumentar su vida til, disminuir los tiempos muertos de operacin por

reparaciones correctivas entre otras.

Los tres principales problemas asociados a la generacin de

vapor:

Formacin de incrustaciones La corrosin Los arrastres

PUERTAS DE INSPECCIN

Segn sus dimensiones se llaman puertas de hombre o tapas de

registro Estas ltimas slo permiten el paso de un brazo. Ambas

puertas sirven para efectuar limpiezas o inspecciones en el interior de

los colectores principales o de los tubos segn sea su ubicacin.

La limpieza de los tubos en las calderas de vapor e

intercambiadores de calor se realiza de numerosas formas

pero tampoco ha habido muchos cambios durante la larga

historia de la caldera de vapor.

Se han desarrollado infinidad de sistemas para limpiar los

tubos por ejemplo mediante impulsos de aire en las calderas

pirotubulares y para las calderas acuotubulares se dise un

dispositivo llamado lluvia de bolas.

En la lluvia de bolas, pequeas balas metlicas golpean los tubos, provocando as el desprendimiento de las

incrustaciones dentro y sobre los tubos. Limpieza segn el mtodo lluvia de bolas se puede aplicar mientras la caldera se encuentra en funcionamiento.

LLAVES DE PURGA

a) Vlvulas de extraccin de fondo.- Van ubicadas en las

partes ms bajas de la caldera y sirven para extraer los

lodos o barros provenientes de la vaporizacin de aguas

duras y accion del uso de desincrustantes. Tambin se

usan para vaciar las calderas. Estas llaves se deben abrir

totalmente y dejar libre toda la seccin de la caera de

descarga.

b) Vlvulas de extraccin de superficie.- Algunas calderas

tienen tambin a la altura del nivel de agua, dentro de la

cmara de alimentacin, una llave llamada de extraccin de

superficie para botar algunas impurezas livianas.

SOPLADORES DE HOLLN - LIMPIATUBOS MECNICOS

El holln se acumula sobre las partes expuestas a los gases

de la combustin. Como el holln tiene un alto poder aislante

del calor, se hace necesario evitar que se adhiera a los tubos

de la caldera. Esto se consigue limpindolos con sopladores

de holln, limpia tubos mecnicos o bien, herramientas

manuales como cepillos de acero.

Soplador de holln retrctil

Su operacin es anloga al soplador rotatorio, la diferencia es que la

lanza se desplaza hacia el interior del equipo con objeto de limpiar las

superficies de transferencia de calor, al igual que en el retroceso de la

misma.

Para efectuar y controlar la combustin, los Hornos estn provistos

de quemadores con sus respectivos registros de aire, de un

dmper para regular el tiraje dentro del Horno y de una cmara de

combustin o caja de fuego, que es el espacio donde se produce la

combustin.

Para que haya una adecuada circulacin de aire, los Hornos deben

ser hermticos, permitiendo la entrada de aire slo a travs de los

registros especialmente diseados para este objeto.

La hermeticidad la da la estructura del Horno, formada por las

vigas que le confieren la resistencia mecnica necesaria para su

rigidez y por planchas de acero soldadas entre s que unen estas

vigas. La superficie o manto normalmente se denomina casing

MANTENIEMINTO Y REPARACION DE LAS PAREDES DEL

HORNO

PAREDES DEL HORNO: Rodean la zona de

trabajo del horno.

FUCION:

Deben proteger la zona de las prdidas de calor,

no permitir el escape de los gases de hogar ni succin del aire de la atmsfera hacia el

interior del horno.

CARACTERISTICAS Y COMPOSICION

GENERAL:

La cara ms importante de las paredes es la

interior.

Debe ser

pareja, limpia, tener juntas delgadas.

Se hacen con ladrillos enteros y sanos tanto de

sus caras, como de aristas y ngulos.

Deben eliminar o reducir la penetracin de la escoria y ser compatibles con ella.

Debe soportar El ataque de los humos con FeO

Las salpicaduras de escoria al utilizar las lanzas de O2 y por el

arco

Choque trmico por las fuertes fluctuaciones de temperatura desde

bao fundido a carga de chatarra fra (posibilidad de desconchado, si no tiene

resistencia al choque trmico).

FUNCION DEL MATERIAL REFRACTARIO DE LAS

PAREDES

Para conservar las paredes del horno en buenas condiciones y asegurar

su buen funcionamiento por ms tiempo e impedir la perdida de calor, es

importante cuidar lo siguiente:

Sellar las grietas que se vayan presentando continuamente dentro y fuera del horno con mezcla arenosa de barro.

Reparar cualquier desgasto de condicin de los hornos que ocurre intencional o no intencional.

Reforzar los arcos (se desgastan con tiempo). Mover las compuertas de los tneles y chimeneas cuando estn fras

para su fcil operacin durante quemas.

Mantener el rea de los hornos limpio. No se deben pintar o colgar objetos en las paredes del horno. No se deben usar para otro propsito distinto a la quema de ladrillos o

cermica (sin ser aprobado con autoridades).

CMO LE VOY A DAR MANTENIMIENTO AL HORNO

QUE NO DEBO HACER CON EL HORNO

1. Modificar las puertas de alimentacin (ni ms grandes ni ms

chicas).

2. Modificar las puertas de entrada a chimeneas, y tneles.

3. Abrir la cpula o abrir agujeros en las paredes de los hornos.

4. Quemar sin cantidad correcta de ladrillo en horno filtro.

5. Quemar con cantidades distintas o correctas de ladrillos en ambos

hornos.

6. Cargar hasta la base de la cpula, no ms arriba.

7. Abrir la compuerta de la chimenea del horno en operacin

despus de estar filtrando un tiempo.

8. Quemar materiales (combustibles) diferentes a los aprobados por

las autoridades responsables por el medio ambiente.

GRACIAS