Una caldera es un recipiente donde el agua se vaporiza continuamente para generar vapor mediante la aplicación de calor. Para generar vapor, la temperatura del vapor de la caldera debe ser de 100 °C o 212 °F.
Por lo general, los operadores tratan de controlar la temperatura de la corriente a un valor nominal para obtener la mejor tasa de calor posible y reducir los costos de combustible. Para una mejor eficiencia térmica y para evitar material innecesario y estrés térmico en las partes de paredes gruesas de una caldera y una turbina, es obligatorio un control preciso de la temperatura del vapor en la caldera de servicios públicos.
El principal objetivo del diseño de una caldera es obtener la mayor eficiencia en absorción de calor, junto con esa generación de vapor puro, también se pretende un funcionamiento seguro y fiable.
¿Qué es la temperatura del vapor de la caldera?
Una estabilidad en la temperatura del vapor de la caldera puede ayudar a evitar altas temperaturas que pueden provocar accidentes como la explosión del tubo de la caldera.
Una caldera puede enfrentarse a diferentes situaciones, como sobrecalentamiento, formación de escoria, corrosión de las paredes de la caldera, etc., en condiciones de carga variables. Para evitar todos estos problemas, los parámetros de funcionamiento de la caldera, incluida la temperatura del vapor de la caldera, deben monitorearse continuamente.
Con la variación en las condiciones de trabajo, la temperatura del vapor permanece extremadamente inestable y la detección previa del cambio de temperatura es bastante difícil. Un método común adoptado para el control de la temperatura es la pulverización de agua sobre el vapor entre la primera y la segunda etapa de sobrecalentamiento.
Gráfico de temperatura de vapor de caldera
Si consideramos las calderas de las centrales eléctricas, el control de la temperatura del vapor es una de las tareas difíciles, ya que sigue una característica no lineal. El largo tiempo muerto y el retraso son los factores que lo hacen más desafiante.
Diferentes cuestiones como la carga en la caldera, el caudal de aire, el efecto combinado de los quemadores de servicio y la acumulación de hollín en los tubos de la caldera influyen en la temperatura del vapor.
Temperatura de funcionamiento de la caldera de vapor
Por lo general, para generar vapor hirviendo agua, al nivel del mar, la temperatura mantenida en un vapor es de 212 °F o cercana a esta. Si la caldera se utiliza a mayor presión, mayor será la temperatura.
Como el vapor producido se separa del agua de la caldera en la caldera tambor de vapor, el vapor se sobrecalienta para conseguir una alta eficiencia térmica de la unidad de turbina de la caldera. Hoy en día, las calderas modernas generalmente elevan la temperatura del vapor hasta 1000 °F o 538 °C, que está cerca del punto de fluencia del acero utilizado para los tubos del sobrecalentador.
Si mantenemos la temperatura del vapor de una caldera a un nivel muy alto durante más tiempo, esto dificultará la vida útil de la caldera. Siempre trate de mantener la temperatura del vapor en un punto fijo para evitar las tensiones térmicas en la caldera y la turbina.
Temperatura de vapor saturado de caldera
La presión y la temperatura del vapor saturado están directamente asociadas entre sí.
En general, las calderas de vapor funcionan siempre a alta presión, por lo que una caldera de pequeño tamaño puede generar una gran cantidad de vapor. Como el vapor presurizado requiere menos espacio, se puede transferir al punto de aplicación con la ayuda de tuberías de pequeño diámetro. Esto también mantiene una temperatura de vapor correcta.
Temperatura del vapor de salida de la caldera
Las calderas están diseñadas para operar a todas las presiones y temperaturas requeridas.
Cuando una caldera de vapor funciona a alta presión, la temperatura requerida también aumenta (más de 212 °F). De lo contrario, a gran altura sobre el nivel del mar, la temperatura de una caldera de vapor puede ser un poco más baja.
Si consideramos una caldera comercial de un edificio alto que opera a presiones mucho más altas, como de 20 a 40 psi, para forzar el vapor a una altura mayor, por cada aumento de presión en psi, el punto de ebullición del agua también aumentará en aproximadamente 3 grados. F.
Control de temperatura de vapor de caldera
Se adoptan diferentes dispositivos y métodos para controlar la temperatura del vapor de la caldera.
Para controlar la temperatura del vapor de la caldera, el dispositivo más utilizado es el intento o el atemperador. La función de un atemperador es rociar agua sobre el flujo de vapor para reducir su temperatura. La mayor parte del rociado de agua se realiza entre la primera y la segunda etapa del sobrecalentador.
Se adoptan diferentes métodos, como cambiar el ángulo en el que los quemadores encienden el horno, desviar y recircular los gases de combustión para controlar la temperatura del vapor.
El agua pulverizada se obtiene tanto de la descarga de la bomba como de una etapa intermedia de la bomba de agua de alimentación de la caldera.
La temperatura del vapor se mide en el punto de salida de la caldera, luego la posición de la válvula de rociado de agua se cambia a las desviaciones correctas del punto de ajuste de la temperatura del vapor.
Cálculo de temperatura de vapor de caldera
Cuando se aplica calor al agua gradualmente a la presión atmosférica, la temperatura aumenta hasta 212 °F (100 °C), esta es la temperatura a esta presión particular, no se produce ningún cambio de fase del agua. Después de eso, la adición de calor no aumenta la temperatura sino el agua se transforma en vapor.
Temperatura del vapor de la caldera dual Breville
Breville Dual Boiler es un vaporizador de leche de alta calidad con la capacidad de ajustar la temperatura entre 265 y 285 grados F para obtener una leche o un café más calientes o más fríos. La calidad de la leche texturizada depende totalmente de la temperatura de cocción al vapor.
Breville Dual Boiler consta de dos calderas dentro de la misma máquina, ambas tienen su propio elemento calefactor y se pueden ajustar por separado según nuestras necesidades.
Temperatura del vapor de la caldera marina
Las calderas marinas son de tipo acuotubular y pueden funcionar a altas presiones. Las calderas acuotubulares de mayor presión pueden alcanzar temperaturas de ~600 °C. Las calderas acuotubulares típicas generarán vapor a unos 110-150 °C.
Temperatura del vapor de la caldera dual Sage
Las calderas duales consisten en dos calderas dentro de una sola máquina y ambas realizan funciones diferentes.
Uno de ellos establece una temperatura mucho más alta para funcionar como una caldera de vapor y el otro establece una temperatura más baja para actuar como una caldera de preparación. En Sage Dual Boiler podemos ajustar la temperatura del agua que será la adecuada para nuestro café.
Conclusión :
Antes de terminar el artículo, podemos decir que la temperatura del vapor de la caldera es uno de los parámetros importantes que controlan varios aspectos relacionados con el rendimiento de la caldera.
Soy Sangeeta Das. He completado mi Maestría en Ingeniería Mecánica con especialización en Motores IC y Automóviles. Tengo alrededor de diez años de experiencia en la industria y el mundo académico. Mi área de interés incluye motores IC, aerodinámica y mecánica de fluidos. Puedes alcanzarme en