Escuela Politécnica Nacional 26/10/2015

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Sistemas de Vapor

Sistemas de Vapor

Ing. José Luis Palacios E., M.Sc.

Quito, 16 de Octubre 2015

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Selección de Calderas

[A]

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Sistemas de Vapor

Parámetros de selección

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Los parámetros básicos según la norma española UNE 9004.

1. Capacidad de la caldera

2. Presión de vapor

3. Potencia de la caldera

4. Clases de vapor

5. Temperatura del vapor

6. Temperatura del agua de alimentación

7. Tipo de hogar

8. Tipo de Combustible

9. Otros

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1. Capacidad de la caldera

Es el flujo másico que produce una caldera (hgv/h, lbmv/h o tonv/h)

régimen normal se consigue mayor η

régimen máximo continuo trabajo en sobrecarga (20-30% del normal)

régimen extraordinario para prueba (< 15 min)

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En un tiempo mínimo de 1 h (dispositivos de flujo estable en periodos largos)

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2. Presión de vapor

Es la presión de vapor en la salida principal de la caldera (kgf/cm² o

psi)

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Usualmente la potencia se expresa en BHP (boiler Hp) 1BHP = 33475 BTU/h

3. Potencia de la caldera

Es la presión de vapor en la salida principal de la caldera (kgf/cm² o

psi)

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4. Clase de vapor

Se especificará la calidad de vapor a obtenerse:

saturado

sobrecalentado

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5. Temperatura del vapor

En el caso de tratarse de agua o vapor sobrecalentado, se

especificará la temp. que tendrá el vapor en la salida principal (ºC).

6. Temperatura del agua de alimentación

Se especificará la temp. del agua de ingreso a la caldera (ºC).

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7. Tipo de hogar

Se especificará

tipo de hogar

quemador

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8. Combustible

Se especificarán las características del combustible a emplearse.

sólidos : carbón, aserrín, bagazo, etc.

líquidos : fuel oil (aceites combustibles)

gaseosos : gas natural, GLP (propano, butano)

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8. Combustible

Recomendación

hasta 15 kW energía eléctrica

25-30 BHP GLP

150-700 BHP bunker

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9. Otros

Se especificarán otros requerimientos según la aplicación específica

de la caldera.

Costos, precalentadores de comb., aislantes, refrectarios, etc.

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Eficiencia de una caldera

Valores usuales

calderas pequeñas 50 – 70 %

calderas medianas 70 – 85 %

calderas grandes 85 – 94 %

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η=

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Ejercicios

1. Determine la potencia de una caldera para el calentamiento de una

piscina de 20x2x8 m. La piscina, a nivel del mar, debe calentarse en un

tiempo mínimo de 10 h de 12 a 28ºC. Considere una caldera de 120

psia de vapor saturado, cuya eficiencia se estima de 75% con un

mantenimiento adecuado. La temperatura de ingreso a la caldera es de

15 ºC, pues no se ha considerado recuperación de calor. Además,

considere 10 BHP para miscelaneos (pérdidas, calentamiento equip.

auxiliares, etc.)

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Ejercicios

2. Dimensione una caldera que será empleada en un hospital. Los equipos

de consumo son:

a) 5 autoclaves de 3 BHP cada una que funcionan de 10.00 a 16.00

b) una piscina de rehabilitación de 13 BHP

c) un depósito de 1000 gal de agua de 7.00 a 9.00 y 17.00 a 19.00 con

una potencia de 5 BHP.

d) miscelaneos (cámaras de mezcla para limpieza y sis. menores)

3 BHP, todo el día.

El sistema de vapor cuenta con recuperación de condensado y la

temperatura de ingreso a la caldera oscila de 60 a 70 ºC. Se espera que

la caldera opere a 120 psia de vapor saturado.

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