Vaporizadores (Calderas)
La caldera, en la industria, es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia su fase a vapor saturado.
La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas un set de intercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además, es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas.
Principio operativo de una caldera
El principio básico de funcionamiento de las calderas consiste en una
cámara donde se produce la combustión, con la ayuda del aire comburente y
a través de una superficie de intercambio se realiza la transferencia
de calor.
La estructura real de una caldera dependerá del tipo, no obstante, de forma generar podemos describir las siguientes partes:
- Quemador
- Hogar
- Tubos de intercambio de calor.
- Separador líquido-vapor
- Chimenea
- Carcasa
- Agua de alimentacion
- Agua de condensado
- Vapor seco
- Vapor humedo
Usos en la industria
Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor,
principalmente de agua, la caldera es muy utilizada en la industria, a fin de
generarlo para aplicaciones como:
Esterilización (tindarización)
Para calentar otros fluidos
Generar electricidad a través de un ciclo Rankine
Ejemplo del uso de la caldera en la industria petroquimica
Se utiliza para disminuir la densidad de fluidos con el fin de acelerar su transportación por tuberías, en la fusión de algunas sustancias, para la homogenización de materias primas y en la fundición de petroquímicos para fabricar ciertos productos.
Clasificacion de las calderas
Existen varias características que dan lugar a varias agrupaciones de las calderas que pueden ser:
Según su modo de funcionamiento y diseño
Pirotubulares.
Como su nombre lo indica, en esta caldera el humo y los gases calientes
circulan por el interior de los tubos y el agua se encuentra por el
exterior.
Acuotubulares
En estas calderas, por el interior de los tubos pasa agua o vapor y los
gases calientes se encuentran en contacto con las caras exteriores de
ellos. Son de pequeño volumen de agua. Las calderas acuotubulares son
las empleadas casi exclusivamente cuando interesa obtener elevadas
presiones y rendimiento, debido a que los esfuerzos desarrollados en los
tubos por las altas presiones se traducen en esfuerzos de tracción en
toda su extensión. 
Funcionan de manera automática y se fabrican en acero. Presentan una cámara de combustión en forma cónica en la que se genera un flujo de gases turbulento para incrementar la transferencia de calor.
De calefón.
Son un tipo de caldera
acuotubular que se caracteriza porque el fluido cambia de fase dentro
de un serpentín de cobre que se expone directamente al fuego de los
quemadores. 2.Según el tipo de combustible
Calderas de combustibles líquidos.
Utilizan combustibles con una viscosidad de entre 30 y 40 cSt y en caso
de que presenten
una viscosidad mayor es necesario precalentarlos para
reducir la viscosidad y bombearlos eficientemente hacia los quemadores.
Los quemadores en calderas que emplean combustibles líquidos por lo
regular se instalan en posición horizontal.
Calderas de combustibles gaseosos.
Pueden utilizar gas natural, gas LP, propano o gas obtenido de
gasificadores. Los quemadores de estas calderas tienen poca presión por
lo que es necesario equiparlas con sistemas de reducción de presión. Los
riesgos de explosiones por acumulación de gas en estas calderas son
elevados por los que es de suma importancia seguir las medidas de
seguridad recomendadas.
Calderas de combustibles sólidos.
Emplean leña, desechos de producción y carbón, entre otros materiales.
Para garantizar la
eficiencia del tipo de la maquinaria que emplea
combustibles sólidos es necesario contar con tecnología adicional que
permita quemarlos correctamente, como molinos de pulverización o
grillas.
Importante
Independientemente del tipo de caldera
con que se cuente, es indispensable que se mantenga la maquinaria bajo
constante supervisión para disminuir los riesgos por accidentes y mal
funcionamiento y garantizar la calidad de sus procesos.
