Funcionamiento de las calderas y las partes que la conforman

Estas son máquinas ampliamente utilizadas en muchos procesos industriales. Las calderas son equipos para la generación de vapor. Son instrumentos térmicos que tienen el propósito de convertir el agua en vapor, por medio de la quema de cualquier tipo de combustible. Se utilizan en numerosos procesos industriales que requieren altas temperatura, particularmente en la industria química, petroquímica y otras muy diversas.

El vapor, que es producido por un generador, avanza a alta presión a través de tuberías. Las calderas industriales, calientan agua y generan vapor, utilizando para ello dos métodos muy comunes: el tubo de humo y el tubo de agua.

El calor se transfiere al agua no solo por el contacto directo entre la llama y el cuerpo de la caldera que contiene el agua, es decir por conducción, sino que se produce también un intercambio por radiación desde la llama a las paredes del hogar y otro por convección, ya que los humos producidos en la combustión y que poseen altas temperaturas calientan las partes metálicas bañadas por el agua.

Las calderas industriales que más se usan son las de aguas tubulares. En este tipo de caldera, el agua fluye a través de un conjunto de tubos que son calentados por gases producidos por el fuego. Aunque la seguridad se incrementa, los accidentes todavía pueden ocurrir. Por ello esta y cualquier tipo de calderas industriales requieren de inspección y mantenimiento constante.

Entre los componentes de estas calderas está el quemador y un recipiente separado, unido directamente a la caldera. El combustible utilizado para alimentar la caldera hace combustión en el quemador y se libera en la caldera, creando el vapor.

Hoy en día el combustible más utilizado para las calderas industriales es el petróleo y el gas. El gas se envía a través de un tubo, directamente a la caldera, mientras que el aceite se envía a través de un tanque a presión.

Con la liberación y la quema de combustible y el consiguiente calentamiento del agua, esta se transforma en vapor. Después fluye por la tubería. Dependiendo del tipo de caldera, la situación puede ocurrir de dos maneras:

En el primero, el fuego o gas se envía a través de tuberías, que están rodeadas por agua y de esta manera se produce el vapor. Este tipo de calderas industriales se conocen como flamo-tubulares, siendo las más utilizadas actualmente.

En segundo lugar, el trabajo se realiza en el sentido contrario, el agua corre a través de una serie de tubos y se envía para su calentamiento en la caldera, en donde se produce el vapor. Este modelo, conocido como calderas industriales de tubos de agua, no es de uso muy común, a pesar de que son las que mayor cantidad de vapor y calor pueden producir.

En cualquier tipo de caldera, sin embargo, el combustible debe ser suministrado para la creación de calor y vapor. Esta temperatura está regulada por un termostato, que indica la presión y la temperatura existente en la caldera. Cuando el agua se calienta, se transforma en vapor y este se bombea a través de otro tubo que lo distribuye de acuerdo con las áreas de la industria que lo requieran.

Clasificación de las calderas:

• Por el material de que se construyen: calderas de hierro fundido y calderas de chapa de acero.
• Por el servicio que suministran: los generadores de calor pueden ser fabricados para calentar únicamente agua de calefacción o abastecer además de ACS (calderas mixtas). A su vez el calentamiento de ACS se puede realizar de forma instantánea o por acumulación.
• Por el combustible utilizado: calderas de combustibles sólidos, de combustibles líquidos y para combustibles gaseosos.
• Por el fluido calentado: son las más utilizadas, funcionan con el agua a temperaturas entre 60 y 90°C.
• Según el tipo de cámara de combustión y forma en que expulsan los gases: calderas de cámara abierta y tiro natural, de cámara abierta y tiro forzado y de cámara estanca y tiro forzado.