Las calderas, como importantes equipos de conversión de calor, se utilizan ampliamente en la producción industrial, la calefacción de edificios y la generación de energía. Mediante la combustión de combustible para producir calor para calentar agua o generar vapor, las calderas no sólo realizan la tarea de calefacción, sino que también desempeñan un papel vital en muchas industrias. En este artículo, presentaremos de forma exhaustiva los fundamentos de las calderas, su clasificación, componentes estructurales, principios de funcionamiento y su mantenimiento, para ayudarle a comprender mejor los equipos y sistemas de calderas.
Definición básica y función de las calderas
Una caldera es un dispositivo que convierte la energía química de un combustible en energía térmica y la transfiere al agua para llevar el agua a la temperatura deseada o para formar vapor. La caldera consta de un "horno", un "caldero", accesorios, instrumentos y equipos auxiliares, que juntos forman un sistema completo para garantizar el funcionamiento normal y seguro de la caldera.
Clasificación de las calderas
Existen numerosos tipos de calderas, que pueden clasificarse según distintos criterios:
- Clasificación por uso
- caldera industrialPara el suministro de vapor y agua caliente en la producción industrial o para calefacción.
- caldera de estación: Genera electricidad mediante la producción de vapor para accionar una turbina, utilizada principalmente en centrales eléctricas.
- Clasificación por evaporación
- Calderas pequeñasCapacidad de evaporación inferior a 20 toneladas/hora.
- Caldera medianaCapacidad de evaporación de 20-75 toneladas/hora.
- Grandes calderasCapacidad de evaporación superior a 75 toneladas/hora.
- Clasificación por presión
- caldera de baja presiónPresión de trabajo no superior a 2,5 MPa.
- caldera de media presiónPresión de trabajo 3,0-5,0 MPa.
- Caldera de alta presiónPresión de trabajo 8-11 MPa.
- Clasificación por medio
- caldera de vaporCaldera: caldera que produce vapor.
- caldera de agua calienteCalderas de agua caliente.
- Calderas de vapor y aguaPuede generar vapor y agua caliente.
- Clasificación por método de combustión
- Calderas de combustión internaEl combustible se quema directamente en la caldera.
- Calderas externasEl combustible se quema en el exterior y el calor se transfiere a la caldera a través de un intercambiador de calor.
- Por combustible
- caldera de carbónycaldera de aceiteycaldera de gasetc., utilizando diferentes combustibles respectivamente.
Composición de la caldera
La estructura de la caldera consta de las siguientes partes principales:
- hornoCaldera: Es la parte de la caldera donde se produce el calor al quemar el combustible, y los gases de combustión pasan a través de la cámara del horno a la zona de intercambio de calor de la caldera.
- cacerolas: El cuerpo de la caldera, que contiene componentes como el tambor de la caldera (depósito), los tubos murales refrigerados por agua, los haces de tubos de convección, los tubos descendentes, el sobrecalentador, el economizador, etc., encargados de calentar el agua o generar vapor.
- Instrumentos accesorios: Incluye manómetros, válvulas de seguridad, indicadores de nivel de agua, etc. Estos manómetros garantizan la seguridad y el correcto funcionamiento de la caldera.
- Archivos adjuntospor ejemplo, bombas, ventiladores, sistemas de transporte de carbón pulverizado, etc., para contribuir al funcionamiento normal de la caldera.
Circulación del agua de la caldera y principios de funcionamiento
El agua o el vapor dentro de la caldera fluye en un bucle de circulación, y la circulación del agua se divide en circulación natural y circulación forzada. Las calderas de vapor utilizan principalmente la circulación natural, basándose en la diferencia de gravedad para la circulación del agua; las calderas de agua caliente utilizan principalmente la circulación forzada, basándose en bombas para empujar el flujo de agua.
Durante el funcionamiento normal de una caldera, el combustible se quema en la cámara de combustión, liberando calor, que se transfiere al agua a través de las distintas superficies de calentamiento de la caldera. Mediante este proceso, la temperatura del agua aumenta gradualmente y finalmente se produce vapor o agua caliente. En el caso de una caldera de vapor, el vapor se calienta a una temperatura más alta tras pasar por un sobrecalentador y se convierte en vapor sobrecalentado.
Dispositivos de seguridad de la caldera y controles de funcionamiento
Para garantizar el funcionamiento seguro de la caldera, es necesario instalar una serie de accesorios de seguridad necesarios, como manómetros, válvulas de seguridad y medidores de nivel de agua. Es fundamental comprobar periódicamente el funcionamiento de todos los dispositivos de seguridad durante el funcionamiento de la caldera, especialmente durante la puesta en marcha y la parada de la caldera, que requieren una inspección y un mantenimiento estrictos.
- manómetro: Se utiliza para controlar la presión de funcionamiento de una caldera.
- válvulas de seguridadCuando la presión de la caldera supera el rango ajustado, se libera vapor automáticamente para reducir la presión.
- nivel del agua: Indica el nivel de agua en la caldera y evita que la caldera se encienda en seco.
Puesta en marcha de la caldera y mantenimiento rutinario
El proceso de puesta en marcha de la caldera requiere una serie de trabajos preparatorios, como la comprobación del cuerpo de la caldera, el sistema de vapor, el sistema de combustible, etc., para garantizar que todos los equipos son normales. El agua debe introducirse lentamente durante la puesta en marcha para evitar un estrés térmico excesivo, y normalmente el tiempo de alimentación de agua es de 1-2 horas. Durante el funcionamiento de la caldera, también es necesario realizar un saneamiento regular, limpiar el indicador de nivel de agua, comprobar la puerta de seguridad, etc. para garantizar el funcionamiento normal de la caldera.
Las calderas son parte integrante de los sistemas de calefacción industriales y civiles, y su rendimiento afecta directamente a la calidad de la producción y de la vida. Comprender la clasificación, la estructura, el principio de funcionamiento y las medidas de seguridad de las calderas es una responsabilidad importante de todo operador y usuario de calderas. Para las industrias que requieren un control preciso del suministro de calor, la elección de la caldera adecuada y la realización de un mantenimiento rutinario son fundamentales para garantizar la seguridad y la eficiencia de la producción.
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Lecturas recomendadas:
Lista completa de equipos y sistemas de calderas - Jiangsu Ruiyuan Heating Equipment Technology Co.
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