Caldera Benson | Todo es importante con 3 preguntas frecuentes

Mi contenido

Preguntas frecuentes / Nota breve

  • ¿Cuáles son las principales desventajas de las calderas Benson?
  • La caldera Benson no tiene tambor
  • Mantenimiento de la caldera Benson

Caldera Benson

Mark Benson inventó la caldera Benson, en el año 1922. 

Se puede conocer siguiendo,

  • Caldera de alta presión,
  • Supercrítico,
  • Categoría de tubo de agua,
  • Caldera de circulación forzada (agua y vapor)

Es una caldera supercrítica ya que el agua de alimentación está presurizada a presión supercrítica. La razón de comprimir el agua es eliminar la formación de burbujas dentro del tubo de agua. La aparición de la burbuja no puede ser posible debido a la misma densidad de agua comprimida y vapor. Aquí, en la caldera Benson, el agua se comprime a presión supercrítica. Debido a este proceso, el calor latente será cero. No hay calor latente de vaporización, por lo que el agua se convierte directamente en vapor. En esta caldera se elimina la etapa intermedia de formación de burbujas.

Funcionamiento de la caldera Benson | Experimento de la caldera Benson

En esta caldera, el agua es comprimida por una bomba de agua de alimentación a presión supercrítica (orden de 225 bar). No hay calor latente de vaporización, por lo que el agua se convierte directamente en vapor. En esta caldera se elimina la etapa intermedia de formación de burbujas. Esta prevención de la formación de burbujas es el principal beneficio de esta caldera en comparación con otras calderas promedio.

Podemos notar rápidamente en la figura dada en este artículo,

Diseño esquemático de la caldera benson.
Diseño esquemático del crédito de la caldera Benson Slideshare

La bomba de agua de alimentación se utiliza para comprimir el agua y hacerla circular a través del sistema. La bomba de agua de alimentación se utiliza para elevar la presión cerca de 225 bar. El agua pasa a través de un economizador para absorber el calor residual y el calentamiento del agua de alimentación.

Después de ser calentado principalmente por el economizador, el agua pasa a través del calentador radiante. En un calentador radiante, el agua se calienta por radiación y la temperatura del agua aumenta de tal manera que cambia parcialmente su fase en vapor. Su temperatura es casi supercrítica.

Este mezclador de dos fases de vapor y agua se pasa a través de un evaporador convectivo en el siguiente paso. Aquí, en el evaporador convectivo, el mezclador de dos fases se convirtió en vapor. Podemos considerarlo como vapor sobrecalentado hasta cierto punto.

En esta caldera, el vapor del sobrecalentador convectivo pasa a través del sobrecalentador para elevar su presión al nivel requerido. Este vapor sobrecalentado es capaz de hacer girar una turbina y es valioso para la generación de electricidad.

La turbina se hace girar con este vapor sobrecalentado. La turbina está acoplada a un generador de electricidad. En última instancia, la rotación del generador de electricidad produce electricidad.

Diseño de calderas Benson

El enfoque de diseño diferente se aplica a esta caldera para controlar las condiciones de funcionamiento adecuadas y las diferentes condiciones de alta presión. La caldera debe poder permitir un secado perfecto. El control del generador de vapor de la caldera es tal que incluye considerar el arranque inicial hasta un punto final. Debe consistir en que el agua ingrese al economizador a la salida del sobrecalentador.

El flujo de dos fases se mantiene en un punto crítico, y con una carga de alrededor del 55%, el flujo se convierte en monofásico a partir de dos fases.

El control y diseño de la caldera Benson debe poseer los siguientes criterios,

  • Arranque de la caldera en frío
  • Un reinicio de la caldera en condiciones cálidas.
  • Sostener la carga cíclica
  • Apagar.

El diseño se realiza en base al punto Benson. El punto Benson es el punto en el que el separador de vapor vertical debe funcionar en seco. El fluido introducido en la caldera debe convertirse en vapor gracias a este separador de vapor vertical.

La bomba de circulación de la caldera se mantuvo apagada durante el punto Benson. El agua se presuriza con la bomba de agua de alimentación para cumplir con el funcionamiento requerido del horno con el aumento de entalpía requerido. Con este método, la función del evaporador y el sobrecalentador se controla de acuerdo con la carga. La carga del sistema se estabilizará.

El vapor se recalentará si viola el requisito. La carga del punto de ajuste se mantiene con control de temperatura en varias etapas.

La temperatura en estas condiciones se mantiene mediante el uso de spray a temperatura.

Ventajas, desventajas de la caldera Benson.

Son muchos los beneficios de las calderas de alta presión. De ellos, a continuación se indican algunos beneficios para su estudio,

  • Se espera que el peso de la caldera Benson sea menor en comparación con otras calderas porque no hay tambor en esta caldera. El tambor es la parte central del incremento de peso. Puede reducir aproximadamente un 20% del peso de la caldera.
  • Como sabemos, la presión supercrítica se proporciona al agua. La formación de burbujas se elimina en esta caldera. El agua se convierte directamente en vapor debido a ello.
  • Esta caldera se considera una caldera ligera.
  • El mantenimiento de esta caldera puede ser posible en un área de piso más pequeña. La erección requiere menos área.
  • El diámetro de los tubos de agua en esta caldera es menor. El beneficio de los tubos de diámetro pequeño reduce las posibilidades de explosión.
  • Este tipo de caldera es rápida ya que puede arrancar en pocos minutos, unos 15 minutos.
  • Esta caldera es fácilmente transportable en comparación con otras calderas.
  • Se observa que la eficiencia térmica de esta caldera se espera alrededor del 90%. Para cualquier caldera, la eficiencia térmica indica su rendimiento.

Hay unos pocos desventajas de la caldera.

  • Si el flujo de agua no es el adecuado, el tubo de agua se sobrecalentará. Esto afectará el funcionamiento de la caldera.
  • Supongamos que el agua no es pura y contiene algunas impurezas. La formación de depósitos se puede encontrar en la superficie de los tubos.
  • La operación puede enfrentar dificultades si la carga es variable.

Aplicación de la caldera Benson

Para cualquier caldera, el uso inicial es generar vapor útil. El vapor generado se utiliza para diferentes propósitos. El vapor se usa ampliamente para generar electricidad. El vapor se utiliza para el calentamiento de procesos en algunas aplicaciones como fábricas de papel, presurización de leche, etc. Las condiciones de funcionamiento de la caldera Benson son las siguientes:

La presión del vapor: 250 bar,

La temperatura del vapor: 650 grados centígrados,

Tasa de vapor de salida: 135-150 toneladas por hora

Tambor de caldera Benson

Es sin tambor.

Se espera que el peso de esta caldera sea menor en comparación con otras calderas porque no hay tambor en esta caldera. El tambor es la parte central del incremento de peso. Puede reducir aproximadamente un 20% del peso de la caldera.

Características de la caldera Benson

Debido a que no se utiliza tambor en esta caldera, la movilidad de las partes de esta caldera no es difícil.

Función de la caldera Benson

La función de la caldera es similar al funcionamiento de la caldera. El uso inicial de la caldera es generar vapor útil. ¿Cómo se genera este vapor? Aquí están las respuestas a esta pregunta,

No hay calor latente de vaporización, por lo que el agua se convierte directamente en vapor. En esta caldera se elimina la etapa intermedia de formación de burbujas. Esta prevención de la formación de burbujas es el principal beneficio de esta caldera en comparación con otras calderas promedio.

Podemos notar rápidamente en la figura dada en este artículo,

En el primer paso

La bomba de agua de alimentación comprime el agua y la hace circular a través del sistema. La bomba de agua de alimentación eleva la presión a 225 bares. El agua pasa a través de un economizador para absorber el calor residual y el calentamiento del agua de alimentación.

Segundo paso

Después de ser calentado principalmente por el economizador, el agua pasa a través del calentador radiante. En un calentador radiante, el agua se calienta por radiación y la temperatura del agua aumenta de tal manera que cambia parcialmente su fase en vapor. Su temperatura es casi supercrítica.

Tercer paso

Este mezclador de dos fases de vapor y agua se pasa a través de un evaporador convectivo en el siguiente paso. Aquí, en el evaporador convectivo, el mezclador de dos fases se convirtió en vapor. Podemos considerarlo como vapor sobrecalentado hasta cierto punto.

Cuarto paso

En esta caldera, el vapor del sobrecalentador convectivo pasa a través del sobrecalentador para elevar su presión al nivel requerido. Este vapor sobrecalentado es capaz de hacer girar una turbina y es valioso para la generación de electricidad.

Último paso

La turbina se hace girar con este vapor sobrecalentado. La turbina está acoplada a un generador de electricidad. En última instancia, la rotación del generador de electricidad produce electricidad.

Presión de la caldera Benson

Las condiciones de funcionamiento de la caldera Benson son las siguientes,

  • La presión del vapor: 250 bar,
  • La temperatura del vapor: 650 grados centígrados,
  • Tasa de vapor de salida: 135-150 toneladas por hora

Diagrama esquemático de la caldera Benson | Diagrama de caldera Benson

El diagrama esquemático de la caldera Benson se muestra a continuación con cada parte.

Diagrama de caldera Benson
Crédito de diagrama de caldera Benson slideshare

Caldera de alta presión Benson

Sí, es una caldera de mayor presión. También se considera una caldera supercrítica.

Caldera de punto Benson

El diseño se realiza en base al punto Benson. El punto Benson es el punto en el que el separador de vapor vertical debe funcionar en seco. El fluido introducido en la caldera debe convertirse en vapor gracias a este separador de vapor vertical.

La bomba de circulación de la caldera se mantuvo apagada durante el punto Benson. El agua se presuriza con la bomba de agua de alimentación para cumplir con el funcionamiento requerido del horno con el aumento de entalpía requerido. Con este método, la función del evaporador y el sobrecalentador se controla de acuerdo con la carga. La carga del sistema se estabilizará.

Definir caldera Benson

Mark Benson inventó la caldera Benson, en el año 1922.

Se puede conocer siguiendo,

  • Caldera de alta presión,
  • Supercrítico,
  • Categoría de tubo de agua,
  • Caldera de circulación forzada (agua y vapor)

Esta es una caldera supercrítica ya que el agua de alimentación se presuriza a una presión supercrítica. La razón de comprimir el agua es eliminar la formación de burbujas dentro del tubo de agua. La aparición de la burbuja no puede ser posible debido a la misma densidad de agua comprimida y vapor.

Eficiencia de la caldera Benson

Se puede decir que la eficiencia térmica de la caldera Benson se espera alrededor del 90%. Para cualquier caldera, la eficiencia térmica indica su rendimiento.

Preguntas frecuentes / Nota breve

¿Cuáles son las principales desventajas de las calderas Benson?

La caldera tiene algunas desventajas.

Si el flujo de agua no es el adecuado, el tubo de agua se sobrecalentará. Esto afectará el funcionamiento de la caldera.

Supongamos que el agua no es pura y contiene algunas impurezas. La formación de depósitos se puede encontrar en la superficie de los tubos.

La operación puede enfrentar dificultades si la carga es variable.

La caldera Benson no tiene tambor

Sí, la caldera Benson no tiene tambor.

Se espera que el peso de esta caldera sea menor en comparación con otras calderas porque no hay tambor en esta caldera. El tambor es la parte central del incremento de peso. Puede reducir aproximadamente un 20% del peso de la caldera.

Mantenimiento de la caldera Benson

El mantenimiento de esta caldera ya se discutió en el tema del diseño de la caldera Benson. Por favor, consúltelo.

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Sobre Deepakkumar Jani

Soy Deepak Kumar Jani, estoy cursando un doctorado en energía mecánica renovable. Tengo cinco años de experiencia docente y dos de investigación. Mi área temática de interés es la ingeniería térmica, la ingeniería automotriz, la medición mecánica, el dibujo técnico, la mecánica de fluidos, etc. He presentado una patente sobre "Hibridación de energía verde para la producción de energía". He publicado 17 artículos de investigación y dos libros.
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Aparte de lo académico y la investigación, me gusta vagar por la naturaleza, capturar la naturaleza y crear conciencia sobre la naturaleza entre las personas.
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