Tecnología en calderas industriales Lo que todos debemos saber

Tecnología en calderas industriales, lo que todos debemos saber 1
Tecnología en calderas industriales
Lo que todos debemos saber
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2 Tecnología en calderas industriales, lo que todos debemos saber
Contenidos
4. Calor térmico. Proceso de calor y campos de aplicación.
5. El agua y el vapor como portadores de calor.
6. Diseño de una caldera industrial.
7. ¿Cómo trabaja un sistema de caldera industrial?
8. El uso de sistemas de calderas en la práctica.
10. Bosch industrial.
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Símbolos que
se utilizan en
este folleto:
Lápiz: Este símbolo nos señala que la información que estás leyendo tiene una
complejidad técnica mayor. Lo mejor es buscar un lápiz y un block de notas
para escribir lo que entiende, después repasar por un breve periodo de tiempo
para aprenderlo de memoria.
La ampolleta: Datos de interés, aplicables a la vida diaria.
Información general: Interesante por si quieres profundizar en ella.
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Calor térmico / proceso de calor y los campos de
aplicación
El calor es la base de toda la vida. Si el calor se produjera sólo a partir de los rayos
del sol, grandes zonas de la tierra serían inhabitables para el hombre. Por lo tanto
la calefacción artificial (calor térmico) es necesaria, dependiendo de la posición
geográfica y estación del año. Además de esto, también hay un gran número de
procesos técnicos que sólo son posibles a través del calor, por ejemplo, cocinar, hervir
el agua y limpiar en una industria de alimentos y bebidas. En otros sectores, como en
la industria química, textil, del papel o la construcción, existen procesos que funcionan
sólo con el calor de proceso.
Los campos de aplicación de sistemas de calderas industriales
Calefacción
Comidas
Papel
Bebidas
Materiales de
Construcción
Limpieza
Química
Textil
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El agua y el vapor como portadores de calor
El calor es necesario para la calefacción de edificios y muchos otros procesos industriales.
Ahora imaginemos que cada proceso o espacio necesita ser calentado por separado. Meterse
la mano en el bolsillo probablemente produce más calor por fricción que la producida por
muchos de los sistemas individuales de calefacción, aparte de la baja eficiencia. Por esta
razón, el calor necesario se produce centralmente, en la mayoría de los casos, y se transmite
a través de un medio de transporte, el portador de calor. Este portador de calor es llevado al
consumidor respectivo, allí el calor es transferido al usuario, en este proceso se enfría, luego
el medio transportador de calor enfriado se devuelve al productor central para ser calentado
de nuevo.
El agua o vapor de agua como un portador de calor tiene muchas propiedades favorables,
como alta absorción de energía y su fácil transportación. Está disponible en todas partes y no
es dañino para el medio ambiente. Sin embargo el punto de ebullición a presión atmosférica
es relativamente baja. Si temperaturas superiores a 100 °C necesitan ser producidas,
entonces, el portador de calor se puede presurizar, lo que hace que el punto de ebullición se
eleve.
Un tipo diferente de comida rápida
-120 °C en la olla a presión y las
papas están listas en poco tiempo.
Cada olla a presión utiliza estas
interrelaciones físicas, por ejemplo; la tapa
da un sello hermético a la olla, por lo tanto
el vapor producido en el punto de ebullición
no puede escapar (el punto de ebullición
se produce alrededor de los 100 °C a
presión de aire, aproximadamente 1 bar).
La presión dentro de la olla aumenta, al
mismo tiempo que conduce a un aumento
en el punto de ebullición. La presión se
ajusta sobre una válvula de seguridad a
aproximadamente 1 bar por encima de
la presión del aire. Como resultado, la
temperatura en la olla a presión no es de
100 °C, (como lo sería en una olla abierta)
es de 120 °C. De esta manera, la comida se
cocina con mayor rapidez.
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Diseño de una caldera industrial
Los sistemas industriales de calderas pueden hacer frente a presiones mucho más altas que
las ollas a presión. Estas calderas están soldadas a partir de placas de acero gruesas que son
hasta de 35 mm de espesor, haciendo presiones de 30 bares y más. Un diseño estable y firme,
es esencial. Si una caldera de este tipo no resistiera y explotara, sería similar a la potencia
liberada por una tonelada de gelignita. Una sola caldera con una potencia térmica de hasta 38
MW, es equivalente a la potencia promedio de 500 autos VW Golf.
A plena capacidad, una caldera de este tamaño convierte cada hora
3.000 litros de aceite o una cantidad correspondiente de gas natural en
energía térmica.
Esto sería suficiente para calentar más de 2.000 casas.
El agua caliente y las calderas de vapor son relativamente similares en el diseño (Figura). El
recipiente de presión de la caldera es un tubo horizontal cilíndrico cerrado en ambos lados,
con una placa de extremo y aislado por todas partes. Hay un tubo de llama (o de paso) en
este recipiente de presión que se dispara a través de un quemador y una cámara interna
invierte los gases de combustión y los lleva de vuelta pasando por la segunda fase del tubo de
humo. El frente de la caldera es una cámara exterior de marcha atrás, la que invierte de nuevo
los gases de combustión y los lleva hasta el final de la caldera en la tercera fase del tubo de
humo. Las calderas de agua caliente son normalmente llenadas totalmente de agua durante
la operación. Las calderas de vapor están llenas sólo 3/4 con agua, el cuarto superior es el
espacio de vapor.
Debido al enorme volumen de agua y las múltiples etapas y pasos de los
gases de combustión, estas calderas se llaman también de tres pasos
pirotubulares.
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Dibujo seccional de una caldera de tres pasos pirotubular
1
3
2
4
1
Conexión de residuos de gas a
la chimenea.
2
Paso tubo de humo (2do)
3
1er tubo de llama
4
Quemador
5
Paso tubo de humo (3ro)
¿Cómo trabaja un sistema de caldera industrial?
El corazón de un sistema de calderas industriales es una caldera de agua caliente o vapor,
operado con un cierto tipo de combustible. La caldera se calienta o evapora el agua en su
interior, luego es transportado a los consumidores a través de un sistema de tuberías. En
el caso del agua caliente la energía de transporte es generada por las bombas, en caso de
vapor el transporte se basa en la presión inherente. El agua enfriada o el vapor condensado
se devuelve a la caldera donde se puede calentar de nuevo. La pérdida de agua debe ser
compensada con el agua fresca tratada para evitar la corrosión. Los gases de combustión
creados por la combustión se descargan a la atmósfera a través de una chimenea. En
particular, los sistemas eficientes, también utilizan el calor residual de los gases de
combustión.
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El uso de sistemas de calderas en práctica.
Los sistemas de calderas industriales de agua caliente para la generación de calor térmico
son muy similares a las calderas de calefacción para el hogar. La principal diferencia es
que las calderas industriales son de una dimensión mucho mayor, por lo que su capacidad
de calefacción no sólo es suficiente para una casa, sino también para hoteles, hospitales,
edificios industriales o calefacción urbana. Son mucho más versátiles cuando se usa el
calor del proceso generado por los sistemas de calderas de vapor individuales. Se utilizan
en muchos sectores industriales.
Revisemos unos cuantos sectores industriales para tener una mirada más cercana a ellos.
Lavanderías y empresas de limpieza
Este es un ejemplo evidente de para qué se utiliza el vapor.
Es mucho más fácil deshacerse de las manchas y la suciedad cuando el agua de lavado se
calienta. Nuestra máquina de lavado en casa hace lo mismo, sin embargo, con calefacción
eléctrica. En lavanderías grandes esto sería ineficiente porque la energía eléctrica es
demasiado cara. El vapor también puede ser perfectamente utilizado para los procesos
posteriores, como el prensado, centrifugado, planchado o acabado. Sabemos que el
proceso de planchado a vapor en el hogar quita todas las arrugas.
Industria de la alimentación
Los alimentos a menudo se deben calentar o hervir durante su procesamiento. Por lo mismo
este sector industrial necesita una gran cantidad de energía térmica. Sin embargo, algunas
aplicaciones de vapor siguen siendo impresionantes: un buen ejemplo es el procesamiento
de la papa.
Las papas frías se ponen en un recipiente de gran presión y el vapor
caliente se inyecta bruscamente. Este abrupto suministro de calor
provoca que las cáscaras de la papa se caigan de manera que no se
necesita pelarlas a mano.
Cervecerías
La mayoría de la gente sabe que una buena cerveza está hecha en base a lúpulo, malta y
agua. Sin embargo, antes de disfrutarla hay un complejo proceso de producción. La malta
tiene que ser molida de manera gruesa y mezclada con agua. El fabricante llama a esto
maceración. La mezcla debe ser calentada a temperaturas diferentes de dos a cuatro horas.
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El vapor de agua previamente se ha generado con la caldera. Posteriormente, se
añade el lúpulo y la mezcla tiene que enfriarse. A continuación, se añade la levadura
y se desencadena la fermentación de modo que la cerveza obtiene el efecto deseado.
Dependiendo del tipo de cerveza, todavía tiene que madurar durante un máximo de tres
meses para que pueda ser traspasada a botellas o barriles.
Después de que las botellas o barriles han sido vaciados normalmente se devuelven a la
fábrica. Por supuesto, los envases primero tienen que limpiarse antes de ser rellenados.
Para este proceso el vapor nuevamente es requerido para calentar el agua necesaria para
esa limpieza.
Industria de materiales de construcción
Grandes cantidades de vapor son también necesarias para la producción de ladrillos
moldeados. Los materiales básicos, como arena, cal, agua, etc. se mezclan y presionan
para que pierdan componentes duros. Posteriormente, las piedras son transportadas a un
recipiente de presión enorme (autoclave) que se cierra y se inyecta vapor. Las piedras se
exponen a una temperatura de aproximadamente 200 ° C y a una presión de 16 bar, durante
un cierto período de tiempo y luego pueden ser retiradas como piedras desechas.
Reinstalación de tuberías de alcantarillado
¿Qué hacer si hay una fuga de drenaje? Este problema puede ser resuelto por medio de
trabajos de excavación en tuberías subterráneas o renovando los sistemas de drenaje con
mangueras de reinstalación. Estas se insertan en las tuberías sin trabajo de excavación,
para posteriormente inflarse con vapor de agua. La manguera se adhiere a la tubería de
alcantarillado bajo la aplicación de presión y temperatura, así la tubería puede seguir
siendo utilizada durante muchos años.
Muchas otras industrias también utilizan calderas a vapor
 Agricultura
 Industria de la alimentación animal
 Industria automotriz
 Panaderías
 Industria de la cerámica
 Queserías
 Industria química
 Industrias lácteas
 Destilerías
 Fábricas de teñido
 Industria eléctrica
 Industria de embalaje de alimentos
 Procesamiento de frutas
 Producción de fibra de vidrio
 Invernaderos
 Hospitales
 Industria metalúrgica
 Industria del papel
 Industria farmacéutica
 Fabricación de plásticos
 Industria primaria
 Oficinas de impresión
 Refinerías
 Mataderos
 Hilanderías
 Trabajo en acero
 Granjas de tanques
 Industria del tabaco
 Fabricación de neumáticos
 Vulcanización
 Eliminación de residuos
 Incineración de residuos
 Fábricas de tejidos
 Transformación de la madera
 Productos de madera
El uso de vapor permite una increíble cantidad de posibilidades. Hay muchos más sectores industriales que lo utilizan.
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Teleservicio
Control de las calderas
LBC
LBC
Caldera de vapor
UNIVERSAL UL-S
Analizador
de agua WA
Calderas industriales Bosch
Bosch Termotecnología ha entregado más de 100.000 sistemas de calderas industriales en
todo el mundo. Empresas de renombre internacional como Coca Cola, Nestlé, Red Bull,
Unilever, Daimler, Volkswagen y miles de personas se encuentran entre nuestros clientes al
igual que compañías de manufacturación local.
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or
WA
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Sistema de control de proceso
Sistema de gestión
de la instalación
LSC
Módulo de
tratamiento
de agua WTM
Módulo de
servicio de agua
WSM
Módulo de
servicio de
condensación CSM
Nuestra gama de productos incluye calderas de vapor de 175 kg / h hasta 55.000 kg / h,
calderas de agua caliente para una capacidad de hasta 38 MW y calderas de calefacción de
hasta 19,2 MW. Los componentes de las calderas de viviendas en un diseño modular hacen
que la planificación, instalación y operación de esos sistemas sea mucho más fácil. La alta
calidad de los equipos con sistemas de control inteligente, con quemador de alta tecnología
y dispositivos eficientes para recuperación de calor hacen que la operación sea amigable con
el medio ambiente, económica y completa. El servicio al cliente está disponible a toda hora,
todos los días del año. Y gracias a nuestra extensa red de servicios nos aseguramos que los
tiempos de reacción sean más cortos.
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Bosch Termotecnología
Robert Bosch S.A.
El Cacique 0258, Providencia
Santiago
Chile
Tel.: +56 22 4055 500
[email protected]
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