Caldera marina escocesa: definición, piezas, tipos, ventajas, desventajas, preguntas frecuentes, aplicación

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¿Qué es una caldera marina escocesa?

Una caldera Scotch Marine es un ejemplo de una caldera de tubo de fuego en la que los gases de combustión fluyen a través de tubos que se colocan en un tanque de agua. La caldera Scotch Marine ha adaptado su principio de funcionamiento de las calderas Lancashire que constan de numerosos hornos para aumentar la capacidad de calefacción. Dos diferencias principales diferencian a Scotch Marine Boiler de las calderas Lancashire y son

  • Las calderas Scotch Marine están compuestas por múltiples tubos de fuego para aumentar la capacidad de calefacción por área de sección transversal.
  • Las calderas de Scotch Marine tienen la mitad del tamaño de las calderas de Lancashire, ya que la ruta para que fluya el gas de combustión se ha empaquetado en la ubicación disponible.

Diseño de calderas marinas escocesas

Una caldera Scotch Marine es una caldera de tubo de fuego que se utiliza en barcos. La caldera tiene forma de cilindro horizontal con hornos en la parte inferior de la caldera. Sobre el horno, hay muchos tubos de fuego. El calor y el humo del horno fluyen hacia la caldera. Los tubos de fuego tienen una tapa en el extremo que se conoce como caja de humo en la superficie exterior de la carcasa de la caldera.

Piezas de caldera marina escocesa

La caldera marina Scotch consta de las siguientes partes que son

  • Un horno: El espacio debajo de la caldera es donde se encuentra el horno. Una caldera con un solo extremo generalmente está equipada con cuatro hornos. Los hornos están corrugados para mayor resistencia y tienen cámaras de combustión separadas para cada horno.
  • Una cámara de combustión: Esta es el área debajo de la carcasa de la caldera donde se quema el combustible para generar vapor a partir del agua. Esta cámara se compone de cuatro capas de placas que son la placa superior, la placa posterior, la placa del tubo y las placas de dos caras.
  • Una caja de humo: Esta unidad tiene varios tubos empaquetados juntos horizontalmente y conecta la cámara de combustión y la chimenea. Los gases de combustión de la cámara de combustión pasan a través de estos tubos.
  • Una chimenea: Se utiliza para liberar los gases de combustión de la cámara de combustión al medio ambiente.
  • Una carcasa de caldera: Esta parte de la caldera consta de placas cilíndricas que se sueldan entre sí para contener suficiente agua y vapor. El diseño también ayuda a proteger las partes internas de la caldera. El accesorio de la caldera generalmente se adjunta a la carcasa de la caldera.

Diagrama de caldera marina escocesa

Crédito de la imagen: Imagen de la página 1026 de “Canadian Forest Industries 1901-1… | Flickr

Trabajo de caldera marina escocesa

Las calderas Scotch Marine pueden ser de una o dos terminaciones. Una caldera de un solo extremo generalmente se compone de entre uno y cuatro hornos, mientras que una caldera de dos extremos se ha calentado en cada extremo de la caldera con entre dos y cuatro calderas. Está equipado con un tambor colocado horizontalmente que tiene entre 2.5 y 3.5 metros de diámetro.

El agua que pasa por los tubos es calentada por la chimenea que se quema en la cámara de combustión del horno. Los gases de combustión que se producen por la quema de combustible pasan por la superficie exterior de los tubos a la chimenea. Esto agrega calor adicional a los tubos, lo que proporciona una generación de vapor más rápida y una mejor calidad de vapor. Los gases de combustión se liberan al medio ambiente a través del horno.

Ventajas de Scotch Marine Boiler

Las principales ventajas de Scotch Marine Boiler son las siguientes:

1. La carcasa de estas calderas es grande, lo que facilita los procesos de purga y tratamiento de agua.

2. El fluido de trabajo para este tipo de caldera es principalmente agua de cualquier tipo, no necesariamente agua purificada o destilada.

3. Este tipo de caldera tiene una alta eficiencia que la hace adecuada para cargas pesadas.

4. El costo de construcción es mínimo ya que no requiere un modelo de albañilería ni conductos de humos externos.

Desventajas de Scotch Marine Boiler

Las principales desventajas de Scotch Marine Boiler son las siguientes

1. Este tipo de caldera no puede controlar fácilmente las variaciones de carga.

2. La calidad del vapor no es comparable a la de las calderas tubulares de agua.

3. Requieren mayor espacio en el piso dependiendo de la carga que deba manipularse

4. El diámetro de la caldera es la razón por la cual la presión de este tipo de caldera no puede exceder los 300 psi.

Preguntas y respuestas frecuentes de entrevistas

1. ¿Cómo funciona una caldera marina escocesa?

El principio de funcionamiento de una caldera marina escocesa es simple. El combustible que se utiliza para calentar el agua se quemará en una cámara de combustión. El combustible se alimenta a la cámara de combustión a través de un orificio de incendio. A través del proceso de transferencia de calor por convección, el calor producido al quemar el combustible se transfiere al agua en la cámara que rodea el proceso de combustión.

Luego, el agua se convierte en vapor y se suministra a la turbina de vapor. Los gases de combustión que se produjeron durante el proceso de combustión se liberan al medio ambiente a través del tubo de humo hacia la chimenea de la caldera. Aquí, el agua se lleva el calor de los gases de escape que pasan a través de los tubos de humo.

2. ¿Cuáles son los tipos de calderas?

En las industrias se utilizan varios tipos de calderas. A continuación se muestra una lista de las calderas de uso común:

  • Caldera de carcasa y tubo
  • Caldera de Lancashire
  • Caldera de locomotora
  • Calderas de espalda húmeda
  • Calderas de espalda seca
  • Caldera de Cornualles
  • Caldera marina escocesa
  • Caldera Empacada
  • Cámara de inversión
  • Caldera de dos pasos

3. ¿Cuál es mejor caldera de tubo de fuego o caldera de tubo de agua? | Entre las calderas de tubo de fuego y de tubo de agua, ¿cuál tiene más ventajas y por qué?

Entre los dos tipos de calderas, es decir, la caldera de tubo de fuego y la caldera de tubo de agua, la caldera de tubo de agua es más eficiente que la última debido a las siguientes razones

  • La cantidad de agua que se utiliza en la caldera de tubos de agua es comparativamente menor que la cantidad utilizada en una caldera de tubos de fuego, lo que a su vez da como resultado una generación más rápida de vapor y un menor requerimiento de combustible en el caso de la caldera de tubos de agua.
  • Dado que requieren menos cantidad de agua para el proceso de ebullición, el diseño de la caldera es compacto y respetuoso con el medio ambiente.
  • Responden rápidamente a los cambios de carga, es decir, a la necesidad de vapor. Las unidades que están configuradas en términos de módulos se pueden cargar hacia arriba y hacia abajo según la cantidad de vapor requerida.
  • Su mayor eficiencia y excelente rendimiento también se atribuyen a su capacidad para durar más en comparación con su contraparte.
  • Es más seguro operar una caldera de tubo de agua en comparación con una caldera de tubo de fuego, ya que se encienden internamente.
  • Ocupan un pequeño espacio en el piso y generalmente se usan en grandes centrales eléctricas debido a su eficiencia y mayor producción de vapor.

4. ¿Qué mejoras tuvo la caldera de tubo de agua de milenrama sobre la caldera marina escocesa?

La caldera de tubo de agua de milenrama se construyó con un concepto de trabajo diferente al de la caldera marina escocesa. Una caldera Scotch Marine produce grandes volúmenes de vapor a baja presión. Por otro lado, se construyó una caldera de tubo de agua de milenrama para producir menos volúmenes de vapor a alta presión. Es difícil comparar las ventajas y desventajas de estos dos tipos de calderas.

Una caldera de tubo de agua de milenrama se usa generalmente para aplicaciones marinas con una turbina recién instalada, no por la alta presión que produce, sino también por su tamaño compacto y el mantenimiento limitado que se requiere para que funcione. Mientras que las calderas Scotch Marine a menudo se instalan en equipos con tecnología de pistón que tuvieron que someterse a una reparación oportuna y requieren un alto mantenimiento.

5. ¿Alguien puede explicarme acerca de las calderas marinas y los tipos de calderas marinas?

Las calderas marinas se utilizan para aplicaciones marinas, en las que el calor producido por el combustible se utiliza para hacer funcionar el barco. El principio de funcionamiento de una caldera marina es cambiar el estado del fluido de líquido a vapor. La temperatura del fluido en la caldera se transforma de líquido a vapor en un recipiente cerrado para evitar la pérdida de energía en el entorno. El calentamiento se realiza en hornos para asegurar que el calor se transfiera al fluido de operación.

Hay dos categorías principales de calderas marinas que son

  • Calderas de tubo de agua
  • Calderas de tubo de fuego

6. ¿Cuál es la función de un manómetro en una caldera?

La función principal de un manómetro en cualquier tipo de caldera es indicar la acumulación de presión dentro del tambor de la caldera, que a menudo se representa como kN / m2.

7. ¿Qué son los tubos de retención en una caldera?

En una caldera de tubo de agua o de tubo de fuego, los tubos de sujeción brindan soporte y estabilidad a las placas terminales y los tubos normales. Los tubos de sujeción tienen un mayor espesor de pared y una construcción resistente para soportar la alta temperatura circundante. Tienen un diámetro mayor y están soldados a las placas tanto en el pozo superior como en la región inferior. El vapor se recoge en una región formada por estructuras en forma de concha y un cono interno.

8. ¿Por qué las calderas pirotubulares no son adecuadas para altas presiones?

Las calderas de tubos de fuego requieren grandes volúmenes de agua debido a que la presión del vapor se produce después de un tiempo prolongado. Dado que tanto el vapor como el agua están contenidos en un solo recipiente, la presión del vapor producido por este tipo de caldera no es muy alta ni muy seca.

9. ¿Cuáles son los diferentes tipos de calderas de tubo de agua y calderas de tubo de fuego?

Los diferentes tipos de calderas tubulares de agua que se utilizan en las industrias son los siguientes:

  • Caldera esterlina
  • Caldera Vertical Simple
  • Caldera Babcock y Wilcox

Los diferentes tipos de calderas de tubos de fuego utilizados son los que se indican a continuación:

  • Caldera de inmersión
  • Caldera marina escocesa
  • Caldera de tubo de fuego Cochran
  • Caldera de Lancashire
  • Caldera de tubo de fuego de Cornualles
  • Caldera de locomotora

10. ¿Por qué se utilizan economizadores en calderas?

Los economizadores son dispositivos utilizados en calderas que utilizan el calor de los gases de escape para precalentar el agua fría que ingresa a la caldera. Son intercambiadores de calor destinados a aumentar la temperatura del fluido más allá de su punto de ebullición y así reducir la energía utilizada.

Existen otros tipos de calderas como Caldera Benson, Caldera Cochran, Caldera Babcock y Wilcoxy Calderas AFBC que son ampliamente utilizados en la industria

Sobre Veena Parthan

Soy Veena Parthan, y trabajo como ingeniera de operación y mantenimiento solar para el sector solar del Reino Unido. Tengo más de 5 años de experiencia en el campo de Energía y Servicios Públicos. He completado mi Licenciatura en Ingeniería Química y Maestría en Ingeniería Térmica. Tengo un profundo interés en las energías renovables y su optimización. He publicado un artículo en las actas de la conferencia AIP que se basa en Cummins Genset y su optimización de flujo.
Durante mis horas libres, me dedico a la redacción técnica independiente y me encantaría ofrecer mi experiencia en la plataforma LambdaGeeks. Aparte de eso, paso mis horas libres leyendo, realizando algunas actividades deportivas y tratando de convertirme en una mejor persona.
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