Equipos para producir vapor
Tal y como hemos hablado en nuestro artículo sobre el vapor, las calderas son equipos diseñados específicamente para producir el tan preciado y esencial vapor para las industrias.
En estos equipos, el calor procedente de cualquier forma de energía (como por ejemplo combustibles gaseosos, líquidos, biomasa, etc) se utiliza para pasar el agua de estado líquido a gaseoso para mas tarde realizar un transporte de energía hasta los equipos consumidores
Por lo tanto, en definitiva, una caldera es un tipo de intercambiador de calor.
Partes de una caldera
El problema básico del diseño de una caldera consiste en disponer la superficie total de absorción de calor de tal forma que se optimice al máximo la extracción de calor del aporte calorífico utilizado, es decir, del combustible.
Por lo tanto, interesa obtener el máximo rendimiento posible al menor coste posible.
Para obtener un diseño económicamente óptimo, todas las partes de la caldera deben estar cuidadosamente dimensionadas para que el conjunto presente un diseño equilibrado.
En general, las partes de una caldera incluyen:
- El cuerpo a presión propiamente dicho
- El hogar
- Los tubos de gases o fluidos
- El equipo de combustión
- El sistema de recolección y transporte de cenizas, si existen
- El sistema de alimentación de agua
- El sistema de purga
- Los accesorios de regulación y control.
- Los accesorios de seguridad
Aunque en ocasiones se destaquen como más principales las partes a presión de las calderas (fondos, placas tubulares, colectores, tubos, envolventes, tirantes, etc), no debemos olvidar que todas sus partes son importantes y que, para evitar fallos, todas las operaciones de la caldera han de realizarse con precisión, seguridad y máximo cuidado.
Fuentes de calor
En las calderas, el calor se puede obtener de diferentes fuentes:
- Combustión de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos)
- Fluidos resultantes de un proceso industrial
- Energía eléctrica
- Energía nuclear
- Etc
Según sea la fuente de calor, la transmisión de este al medio contenido en la caldera se realizará por radiación, convección, conducción o por una combinación de los tres sistemas.
La superficie de calefacción directa está formada por todas aquellas superficies que están en contacto por un lado con la llama, con los productos de combustión o de los fluidos portadores de calor, y por otro lado con el líquido o vapor contenido en la caldera.
Hay que distinguir entre la superficie de radiación y la superficie de convección. Siguiendo lo explicado anteriormente acerca de los diferentes sistemas de transmisión de calor, la superficie de radiación será toda aquella que esté en contacto directo con la llama obtenida en la combustión o en contacto con gases a alta temperatura.
La superficie de convección, será toda superficie que esté en contacto con los gases resultantes de la combustión, generalmente fuera del hogar.