Calderas
Existen dos tipos principales de calderas:
- Pirotubulares: Conducción.
- Acuotubulares: Radiación.
Calderas Acuotubulares
Las calderas de tubos de agua tienen la ventaja de poder trabajar a altas presiones, hasta 350 psi, dependiendo del diseño. Se fabrican en capacidades de 20 HP hasta 2,000 HP. Por su diseño de tubos de agua, se consideran calderas «inexplosibles».
Generan vapor mediante transferencia de calor.
- Vapor saturado: Vapor húmedo saturado por agua.
- Vapor sobrecalentado: Vapor seco, utilizado para esterilizar.
Las calderas se clasifican por el número de pasos; a mayor número de pasos, menor humedad. Generalmente, las calderas contienen 80% agua y 20% vapor.
El vapor limpio es agua pura en forma de gas. Cuando se enfría y se condensa, se convierte en agua pura, denominada «condensado». Este condensado contiene calor considerable y es un agua de relleno o de alimentación casi perfecta, ya que ha sido despojada de minerales disueltos y materia extraña durante el proceso de evaporación. Siempre que sea posible, el condensado se regresa a la caldera y se recolecta en un tanque llamado «receptor o tanque de condensado». Este receptor también puede funcionar como tanque de relleno.
El manifold es un tubo distribuidor múltiple o sistema que asegura el suministro de un gas, ya sea un solo gas o una mezcla.
Macdonell
Es un sensor de nivel a base de mercurio utilizado en calderas. Se acciona por vapor de agua y posee dos electrodos que bajan cuando falta agua, activando la bomba de llenado de la caldera.
La dureza del agua puede generar aislamientos en la caldera, impidiendo la transferencia de calor. Por ello, el agua de las calderas debe ser tratada y suavizada para eliminar calcio y minerales.
Purga
Se debe abrir y cerrar la llave tres veces para agitar los residuos.
Métodos de Selección
Los criterios de selección incluyen:
- Calidad de vapor
- Espacio físico
- Costo
- Caudal de vapor
- Presión
- Tipo de combustible
En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones (costras) en las tuberías, lo que reduce la eficiencia de la transferencia de calor y el diámetro de circulación de los fluidos.
Torres de Enfriamiento
Tipos
- Mecánico: Tiro inducido y tiro forzado.
Es importante eliminar el arrastre para evitar que las corrientes de aire lleven gotas de agua al exterior.
- Torres de tiro mecánico: Proporcionan control total sobre el caudal de aire.
- Torres de tiro natural: El aire es inducido por una gran chimenea sobre el relleno.
Cuando una caldera expulsa humo blanco, está eliminando vapor de agua.
El inyector proporciona una gota que pasa por el relleno hasta llegar al depósito de agua, estando fría. A mayor relleno, mayor transferencia de calor. Se estima una pérdida de agua del 3-4% por evaporación.
El agua que ingresa a la torre debe ser tratada y contener químicos para evitar bacterias e impurezas.
En las torres se colocan eliminadores de gotas o niebla para atrapar las gotas de agua que fluyen con la corriente de aire, disminuyendo la pérdida de agua. Esto se logra mediante un cambio brusco en la dirección del aire al salir, haciendo que el agua se deposite en el separador de gotas y caiga al relleno.
Criterios de Selección: Costos, Caudal, Espacio Físico, ΔT (Salto térmico).
Instalación:
- Lejos de los procesos productivos.
- Sin obstáculos que impidan el acceso al aire.
- Superficies planas.
- Considerar la dirección del viento.
Chiller
Utilizados para enfriar fluidos (agua).
- Su caudal es menor que el de las torres de enfriamiento.
- Su costo es menor que el de las torres de enfriamiento.
- El mantenimiento es más costoso.
- Durabilidad aproximada de 10 años.
- Requieren menos espacio físico que las torres de enfriamiento.
Parámetros de Selección
Caudales, diferencial de temperatura, espacio físico, costo, tipo de refrigerante.
Refrigerantes
R404 y P134a.
Tipos
- Scroll: Capacidad de 10 a 150 toneladas, alta eficiencia, bajo ruido, tolerancia al líquido, gran confiabilidad.
- Centrífugo: Operan con máxima eficiencia en carga plena y parcial, con paneles de control avanzados para operación, registro y monitoreo amigable.
Componentes
Compresor, evaporador, condensador y microprocesador.
Turbinas
Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Transforma la energía hidráulica en energía mecánica.
Existen 6 tipos de turbinas.
Hay turbinas de acción (el fluido no sufre cambios de presión al pasar por el rodete) y de reacción (lo contrario a las de acción).
Transforman energía cinética o potencial en energía eléctrica o mecánica.
El suministro eléctrico de Cabudare utiliza una turbina a gas.
En las empresas se utilizan turbinas a vapor, ya que tienen calderas.
En Portuguesa, las empresas comenzaron a autogenerar su energía eléctrica.
Turbinas de Acción
El fluido de trabajo no sufre un cambio de presión importante al pasar por el rodete. El sentido de la proyección del chorro de agua y el sentido de giro del rodete coinciden.
Turbinas de Reacción
El fluido de trabajo sí sufre un cambio de presión importante al pasar por el rodete. Las láminas de fluido no se proyectan hacia los álabes del rodete de manera frontal.
Criterios de Selección
Espacio físico, velocidad o dirección del viento, caudales, costos.