AGUA PARA CALDERA

Una caldera de vapor requiere de agua filtrada, libre de impurezas, cristalina y sin dureza.

Si el agua disponible viene de un pozo, será necesario filtrarla a través de un filtro de arena sílica y si contiene cloro u olores, adicionalmente pasarla a través de un filtro de carbón activado para eliminar las impurezas, olores y cloro.

Es recomendable mandar a checar la dureza del agua disponible, ya que si es mayor a 80 ppm, es recomendable pasar esta agua a través de un equipo suavizador de agua. (Si tomamos agua de la red limpia y cristalina, checamos su dureza y si no pasa de 80ppm, podemos saltarnos la necesidad de la instalación de un equipo suavizador de agua. A esta agua se le puede dar un tratamiento químico y un sistema programado de purgas).

EQUIPO DE SUAVIZACIÓN DE AGUA O SUAVIZADOR

Si el agua disponible viene libre de impurezas y bajo contenido de cloro, pero tiene una dureza mayor a 80 ppm, es recomendable suavizar esta agua pasándola a través de un equipo suavizador de agua.

Este equipo para poder operar requiere de una presión mínima de 15 psi. (Dependiendo del tamaño, puede requerir de una presión mayor de hasta 45 psi).

Si no se cuenta con esta presión, será necesario instalar un equipo hidroneumático que nos proporcione la presión requerida por el suavizador de agua.

TANQUE DE CONDENSADOS

Una vez suavizada el agua (sin dureza), se deposita a través de una válvula flotador en el tanque receptor de condensados de

donde con la ayuda de una bomba de alimentación de agua será inyectada a la caldera.

Se le llama “tanque de condensados” porque adicionalmente de recibir vía la válvula flotadora al agua suavizada, recibe condensados resultantes del vapor que surte la caldera a los intercambiadores de calor o usuarios una vez que este vapor ceda su calor o energía, pasando de la fase vapor a condensado de agua.

BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE AGUA

La bomba de alimentación de agua a caldera succiona el agua del tanque de condensados y la inyecta a presión a la caldera.

CALDERA O GENERADOR DE VAPOR

En la caldera o generador de vapor se lleva a cabo la transferencia de calor. Por un lado, metemos combustible a un quemador que genera una flama y sus gases de combustión. El agua de la
caldera enfría las superficies de transferencia de calor, elevando su temperatura hasta convertirla en vapor saturado a la presión de operación de la caldera.

Por ejemplo: Si la caldera trabaja a una presión manométrica de 6 Kg/cm2, la caldera estaría a una presión absoluta de aprox. 7 Kg/cm2, teniendo vapor con una temperatura de aprox. 164°C (327°F). Cada Kg de agua evaporada tendrá un calor disponible de aprox. 493.8 Kcal/kg de calor latente para poder cederlo en un intercambiador de calor, para condensarse (= volver a su estado líquido, en el punto de saturación). (Puede ceder una cantidad mayor tomando el calor o la energía de la fase líquida y bajando su presión por la caída de presión a través del intercambiador de calor).

DEFINICIÓN DEL HP (STEAM HORSE POWER) O C.C. CABALLO CALDERA

El C.C. Caballo Caldera es una definición teórica y se define como “la producción de 15.64 Kg/hr (34.5 Lb/hr) de vapor saturado desde 100°C (212°F) y a una presión de una atmósfera, utilizando agua de alimentación (en el tanque de condensados) de la misma temperatura. Esto es igual a la transmisión de calor de 8436.56 Kcal/hr ó 33,479 BTU/hora. (=9.81 kW).

Esta figura o definición es totalmente teórica ya que las calderas normalmente son alimentadas con agua de aprox. 70°C (cuando hay un buen retorno de condensados al tanque de condensados) y operan a una presión mayor que requiere de una temperatura mayor.

Por ejemplo:

En una caldera que opera a 6.0 Kg/cm2 de presión manométrica y es alimentada con agua a 70°C, tendremos una producción de vapor de 14.31 Kg/hr por cada Caballo Caldera.

Si es alimentada con agua a 60°C y opera a una presión manométrica de 7.0 Kg/cm2, tendremos una producción de vapor de 14.04 Kg/hr por cada Caballo Caldera.

Para fines prácticos, para hacer una primera aproximación, es recomendable calcular con una producción de vapor de 14.0 Kg/hr por Caballo Caldera. (Y no con los 15.64 Kg/hr teóricos).

El vapor saturado generado por la caldera, se manda a los diferentes tipos de usuarios: Normalmente pasa a través de intercambiadores de calor, donde cede su calor en forma indirecta y de donde podemos obtener hasta el 100% de retorno de condensados.

Retorno de condensados:La cantidad de retorno de condensados hacia la caldera es de SUMA IMPORTANCIA. Requiere de la instalación de un buen filtro de vapor y de una trampa de vapor confiable y operando siempre en buen estado. El operador de la caldera debe estar siempre atento y checar continuamente el buen funcionamiento de la trampa y el retorno completo de los condensados (sin contaminación) al tanque de condensados.

Un buen retorno de condensados (siempre libres de cualquier tipo de contaminaciones) nos permite trabajar en forma eficiente, con un menor consumo de agua suavizada, menor uso de tratamientos químicos, menor necesidad de energía (ya que los condensados regresan calientes), menor cantidad de combustible y mayor capacidad de evaporación por parte de la caldera.

Si al seleccionar la caldera requerida estamos conscientes de que vamos a poder operar en forma muy eficiente con un retorno de condensados muy alto, es recomendable avisarle al fabricante
de la caldera de la necesidad de un tanque de condensados de mayor capacidad para evitar derrames de condensados a futuro.

DEFINICIÓN DEL HP (STEAM HORSE POWER) O C.C. CABALLO CALDERA

El agua de la caldera debe estar siempre bajo control estricto. No puede presentar cifras de acidez = corrosión, dureza = incrustación o contaminantes provenientes de algún proceso en los

usuarios o intercambiadores de calor. Tampoco de algún mal tratamiento químico que se le haya dosificado y forme masas aglutinantes que no permitan el enfriamiento de las superficies inter-
nas de transferencia de calor de la caldera, pudiendo dañarla seriamente.

Requiere de control de calidad en forma semanal, quincenal o mensual por parte de un ingeniero químico, así como de la dosificación de un tratamiento químico específico dependiendo de la calidad del agua de cada usuario.

Requiere adicionalmente de un sistema programado de purgas de lodos y productos químicos resultantes para extraer las contaminaciones existentes.

TANQUE DE PURGAS

El tanque de purgas es un recipiente a presión que recibe las purgas que se extraen de la caldera con lodos y residuales. Salen de la caldera a la presión de trabajo de la caldera, por lo tanto, son de peligro.

Ejemplo: Si la caldera trabaja a 7.0 Kg/cm2 de presión manométrica = las purgas salen con esta presión equivalente a una columna de agua de 70 metros de altura. Ésto daña tuberías por lo que las Normas Oficiales Mexicanas exigen el uso de un tanque de purgas o fosa para aliviar esta presión.

El tanque de purgas es un recipiente a presión de alto riesgo necesario en la operación de calderas de vapor. Este tanque requiere de estricto apego a normas de fabricación por código. Recibe las purgas de la caldera en alta presión, debiendo lograr su expansión en corto espacio. Baja la presión para poder expulsar los lodos y sedimentos a la coladera sin presión. Por su amplia salida superior, expande el vapor caliente el cual debe ser guiado y expulsado a la atmósfera en un lugar alto y seguro donde no exista peligro de contacto con seres vivientes o productos tóxicos o de peligro por calentamiento (altas temperaturas de vapor).

Recomendaciones importantes

1.El ingeniero proyectista de un sistema de generación de vapor debe tomar en cuenta los puntos aquí tratados. En especial en cuanto a los requerimientos de la calidad del agua (suavizador).
2.Su cálculo de requerimiento de vapor debe estar basado en valores prácticos y no teóricos (14 Kg/hr por C.C.).
3.Si se va a contar con un alto porcentaje de retorno de condensados, es aconsejable solicitar desde un principio un tanque de condensados de mayor capacidad.
4.El cuarto de calderas debe contemplar la instalación de un tanque de purgas.
5.El usuario debe estar consciente de la importancia de las trampas de vapor y su correcto funcionamiento en todo momento.