FUNCIONAMIENTO DE CALDERA BY SPIRAX SARCO
Summary
TLDREl video explica cómo la energía se transforma en vapor y cómo este es un eficiente conductor de energía. Se detalla cómo el vapor es producido y controlado en una caldera, destacando la importancia de mantener un nivel óptimo de agua para evitar arrastre y sobrecalentamiento. Se exploran métodos de control de nivel, como el on-off y el modulado, y se muestra cómo la demanda de vapor y los sólidos disueltos afectan la estabilidad de la caldera. El video también resalta la necesidad de tecnología avanzada para monitorear y mantener la calidad del vapor.
Takeaways
- 🔥 El vapor requiere una gran cantidad de energía para transformar agua en vapor, energía que se mantiene y se libera como calor cuando el vapor se condensa.
- 🌡️ El vapor es un conductor eficiente de energía, ideal para sistemas de calefacción industriales debido a su versatilidad, seguridad y esterilidad.
- 🛠️ La operación eficiente de una caldera de vapor requiere un control preciso y equipos confiables, como los proporcionados por Sparco.
- 👀 Un visor especial en una caldera industrial ha permitido filmar su comportamiento interno, revelando eventos que antes solo eran visibles para unos pocos.
- 💧 El nivel del agua en una caldera es muy sensible a cambios y es crucial mantenerlo dentro de límites óptimos para evitar sobrecalentamiento o pobre calidad de vapor.
- 🌀 El movimiento del agua dentro de la caldera, incluso en condiciones estables, puede ser considerable y turbulento, afectando el nivel del agua.
- 📈 La ebullición más vigorosa aumenta el nivel del agua en la caldera, lo que es importante para el control de la calidad del vapor.
- 🔁 El control de nivel on/off de la caldera puede interferir con el equilibrio interno, pero se puede mejorar con el precalentamiento del agua de alimentación.
- 💧 Un suministro continuo y variable de agua precalentada es esencial para mantener la caldera en equilibrio y responder a demandas fluctuantes.
- 📉 Operar una caldera a baja presión puede aumentar la turbulencia y la probabilidad de contaminación del vapor, lo que requiere una regulación de presión adecuada.
Q & A
¿Por qué se necesita una gran cantidad de energía para convertir agua en vapor?
-Se necesita una gran cantidad de energía para convertir agua en vapor porque el proceso de evaporación requiere energía para romper las fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua, transformándola en vapor.
¿Cómo se transporta la energía en el vapor y cuál es su destino?
-La energía se transporta en el vapor y se libera cuando este se condensa o se convierte de nuevo en agua, liberando calor que se transfiere a una superficie más fría.
¿Por qué se considera que el vapor es un conductor eficiente de energía?
-El vapor es un conductor eficiente de energía porque puede transportar grandes cantidades de calor con una pequeña pérdida, lo que lo hace versátil, seguro y estéril para aplicaciones de calefacción y otros procesos industriales.
¿Qué es la función principal de los sistemas de control en una caldera?
-La función principal de los sistemas de control en una caldera es mantener el nivel del agua dentro de los límites superior e inferior para evitar sobrecalentamiento o la aspiración de agua junto con el vapor.
¿Cómo se mide el nivel del agua en una caldera en ebullición?
-El nivel del agua en ebullición se mide a través de cristales de nivel o indicadores que se conectan al agua de la caldera, evitando las turbulencias y burbujas para obtener una medición precisa.
¿Qué es el control de nivel on-off y cómo afecta la caldera?
-El control de nivel on-off es un método donde la bomba de alimentación se enciende y apaga según el nivel del agua, lo que puede causar fluctuaciones en la ebullición y el nivel, afectando la calidad del vapor y la estabilidad de la caldera.
¿Cuál es la ventaja de utilizar un suministro continuo y variable de agua precalentada en una caldera?
-Un suministro continuo y variable de agua precalentada permite mantener la caldera en equilibrio, reduciendo fluctuaciones en el nivel y proporcionando un caudal de vapor constante y seguro.
¿Cómo afecta la presión en la operación de una caldera y la calidad del vapor?
-La presión afecta la operación de una caldera y la calidad del vapor, ya que a baja presión las burbujas de vapor son más grandes y causan más turbulencia, lo que puede resultar en un vapor de menor calidad.
¿Qué es el fenómeno de 'vapor flash' y cómo se produce?
-El 'vapor flash' es un fenómeno en el que el agua a alta presión se convierte en vapor al reducirse la presión, sin necesidad de aporte adicional de calor. Esto puede ocurrir cuando la demanda de vapor aumenta repentinamente en una caldera.
¿Cómo pueden los sólidos disueltos afectar la operación de una caldera?
-Los sólidos disueltos, como sales químicas, no se evaporan y pueden acumularse en la caldera, alterando la física de las burbujas y causando espuma, lo que puede llevar a problemas de arrastre y disminución de la calidad del vapor.
Outlines
🔥 Funcionamiento y Control de Nivel en Calderas
Este párrafo explica cómo la energía se transforma en vapor y cómo este se convierte en agua liberando calor. Se enfatiza la importancia del control preciso del nivel de agua en una caldera para evitar sobrecalentamiento o pobre calidad de vapor. Se describe el uso de sistemas de control y la necesidad de mantener un equilibrio delicado dentro de la caldera para una operación eficiente y segura.
💧 Métodos de Control de Nivel y Eficiencia en Calderas
Se discute el control de nivel on-off y su impacto en la ebullición y la generación de vapor. Se compara con un recipiente de agua en ebullición y se muestra cómo la adición de agua fría afecta la producción de vapor. Se menciona la importancia del precalentamiento del agua de alimentación y se introduce el control modulado como una solución para mantener un suministro continuo y variable de agua precalentada, asegurando una producción constante y segura de vapor.
🌡 Impacto de la Presión y la Demanda de Vapor en Calderas
Este párrafo explora cómo las fluctuaciones en la demanda de vapor y la presión afectan la operación de una caldera. Se describe el fenómeno de dilatación y cómo las burbujas de vapor pueden causar un aumento repentino en el nivel de agua. Se explica la importancia de manejar gradualmente los cambios en la demanda para evitar inestabilidad en la caldera y se muestra cómo los altos niveles de sólidos disueltos pueden causar espuma y afectar la calidad del vapor.
🛠 Control de Sólidos Disueltos y Mantenimiento de la Calidad del Vapor
Se aborda el control de sólidos disueltos en la caldera y cómo su concentración puede afectar la operación y la calidad del vapor. Se muestra cómo los sólidos disueltos en exceso pueden causar espuma y arrastre, y se discute la necesidad de mantener un rango de operación estrecho para evitar problemas. Se enfatiza la importancia de tecnologías avanzadas en alarmas y controles automáticos para mantener la estabilidad y la calidad del vapor.
Mindmap
Keywords
💡energía
💡vapor
💡calefacción
💡control preciso
💡nivel del agua
💡turbulencia
💡sólidos disueltos
💡control de nivel on, off
💡control modulado
💡demanda de vapor
Highlights
La energía para convertir agua en vapor es transportada y no se pierde.
El vapor es un conductor eficiente y estéril de energía para sistemas de calefacción.
La operación eficiente del vapor requiere control preciso y equipo confiable.
La Caldera es el corazón de los sistemas de vapor y se ha filmado su comportamiento interno.
El nivel del agua en la Caldera es sensible a cambios y debe mantenerse dentro de límites específicos.
La ebullición aumenta el nivel del agua a pesar de que la cantidad no ha cambiado.
Los indicadores de nivel deben medir el nivel del agua justo debajo de la capa de burbujas.
El control de nivel on-off es sencillo pero interfiere con el equilibrio interno de la Caldera.
El precalentamiento del agua de alimentación ayuda a recuperar rápidamente la tasa de ebullición.
El control modulado de la alimentación de agua mantiene el nivel óptimo y reduce fluctuaciones.
Operar a baja presión puede causar más turbulencia y arrastre en la calidad del vapor.
Una demanda de vapor inestable puede causar una caída de presión y dilatación en la Caldera.
El vapor flash es un fenómeno normal pero puede ser problemático si la demanda es demasiado alta.
El aumento de sólidos disueltos en la Caldera puede causar espuma y arrastre incluso con demandas bajas.
Los controles automáticos y los sistemas para control de sólidos disueltos minimizan efectos negativos y mantienen la calidad del vapor.
La tecnología de alarmas de precisión y autoverificador mejora la seguridad y eficiencia del sistema de vapor.
Transcripts
[Música]
vapor se necesita una gran cantidad de
energía para convertir agua en vapor esa
energía no se pierde sino que es
transportada en el vapor para ser
liberada cuando el vapor se convierte de
nuevo en
agua la energía se libera como
calor calor que se transfiere a
velocidad formidable cuando el vapor
entra en contacto con una superficie 100
más
fría Sencillamente el vapor es un
conductor muy eficiente de energía de
calefacción es versátil seguro y
completamente
estéril un medio de energía
verdaderamente moderno con un
rendimiento capaz de satisfacer las
demandas más exigentes de cualquier ramo
Industrial el uso eficiente del vapor
requiere de un control preciso
utilizando un equipo confiable fabricado
por
expertos expertos como los de
sparco De hecho no hay mejor lugar que
la Caldera para ejemplificar esto es el
corazón de todos los sistemas de
[Música]
vapor hasta hace poco la necesidad de
sistemas s
era entenda a menudo y equivocadamente
se pensa que si el nivel del agua a
través del cristal era calmo y estable
lo mismo podí decirse del movimiento del
agua al interior de la Caldera
Pero sabía que no era
[Música]
as ha filmado escenas que nos revelan El
misterioso mundo interno de la Caldera
un visor especial montado en la parte
trasera de una Caldera Industrial típica
permitió la filmación de su
comportamiento mientras la Caldera era
expuesta a una serie de pruebas
minuciosamente
controladas el resultado es un
extraordinario testimonio visual de
acontecimientos que solo habían sido
vistos por unos
cuantos pero para poder apreciarlo en su
totalidad debemos examinar algunos
conceptos
fundamentales el principio fundamental
detrás de la operación de una Caldera es
relativamente sencillo el agua es
calentada hasta su punto de ebullición y
se produce vapor conforme se evapora el
agua su nivel baja y habrá que
suministrar agua para mantener un nivel
dado el nivel del agua puede ser
extremadamente sensible a cambios como
un aumento en la demanda de
vapor el primer propósito de los
sistemas de control es es mantener el
nivel del agua dentro de los límites
superiores e
inferiores si es demasiado bajo las
superficies de calentamiento quedarán
expuestas y la Caldera se
sobrecalentar si es demasiado alto el
agua podría ser aspirada junto con el
vapor resultando en una pobre calidad de
vapor y
arrastre el diseño compacto de las
calderas modernas implica que esta banda
de operación es muy angosta por lo tanto
un control preciso se ha vuelto
imprescindible para una segura y
eficiente para poder controlar el nivel
del agua en una Caldera debe ante todo
poder medirse pero Qué significa
exactamente el término nivel del agua en
estas condiciones aún con tasas bajas de
generación de vapor cuando las
condiciones son de lo más estable hay un
movimiento considerable del agua y gran
turbulencia al hablar de un nivel de
agua inmóvil es muy claro a lo que nos
referimos sin embargo al hervir el agua
las burbujas de vapor empiezan a ocupar
un cierto espacio dentro del agua
ocasionando un aumento del nivel general
Aunque la cantidad de agua en sí no ha
cambiado entre más vigorosa se vuelve la
ebullición más aumenta el nivel la
superficie está casi toda formada de
grandes burbujas que se revientan pero
el espesor de esta capa de burbujas
puede variar según las
[Música]
circunstancias los cristales de nivel
externos deben medir el nivel del agua
en ebullición justo por debajo de la
capa de burbujas donde la proporción de
agua burbujas sea representativa del
interior de la Caldera Y ese es el nivel
que se ve a través del indicador de
nivel para lograrlo el indicador se
conecta al agua de la Caldera pero es un
punto libre de turbulencias y burbujas
Asimismo las ondas de nivel instaladas
en el interior de la Caldera deben estar
alojadas en
protectores
para un control seguro del nivel de la
Caldera son indispensables sondas de
nivel precisas y
confiables para reemplazar el agua que
ha sido convertida en vapor es necesario
suministrar agua de reposición un método
común para lograrlo es conocido como
control de nivel on
off cuando el nivel del agua cae a un
cierto punto la bomba de alimentación se
enciende y llena la Caldera hasta el
nivel ad y así se repite el
ciclo es bastante sencillo de llevar a
cabo pero interfiere con el delicado
equilibrio al interior de la
Caldera esto puede ser demostrado de
manera eficaz comparándola con un
recipiente de agua en ebullición que
produce vapor a una taza constante hacia
la
atmósfera al Añadir una cantidad de agua
fría esto tiene un efecto
dramático inmediatamente se suprime la
tasa de ebullición
por consecuencia la generación de vapor
disminuye y la tasa solo puede
recuperarse Hasta que el agua haya
alcanzado nuevamente su punto de
ebullición esto es una desventaja del
control de nivel on
off los mismos efectos pueden ser vistos
en la Caldera pero dado que ocurren en
un periodo de tiempo más largo son menos
evidentes las tomas fotográficas
proporcionan una imagen Clara de los
acontecimientos
Tan pronto como se enciende la bomba la
ebullición es suprimida y el nivel
cae al apagarse la bomba la ebullición
se recupera lentamente y el nivel
empieza a subir Solo que continúa
ascendiendo por encima de la posición
off de la bomba debido a la reaparición
de las Burbujas de
vapor note la formación de niebla justo
después del encendido de la
bomba esta Niebla se debe a que el vapor
recién generado se vuelve a condensar
por el repentino descenso de la
temperatura del agua Tan pronto como la
bomba se apaga y la temperatura aumenta
la niebla
desaparece así con el control on off el
nivel del agua sube y baja continuamente
lo que también hace la tasa de
generación estos efectos pueden ser
reducidos con el precalentamiento de
agua de
alimentación Cuanto más alta la
temperatura más rápidamente se recupera
la tasa de ebullición una temperatura
más elevada del agua de alimentación
también reduce el consumo de
secuestradores químicos de
oxígeno una solución más adecuada es
lograr un suministro continuo pero
variable de agua precalentada para
mantener la Caldera en
equilibrio al suministrar cuidadosamente
el caudal de agua de reposición para
igualar los cambios en la banda de vapor
el nivel es mantenido en una posición
óptima con poca
fluctuación en una Caldera esto se
conoce como control
modulado el resultado es un caudal de
vapor constante y seguro y una Caldera
balanceada lista para responder a
demandas fluctuantes si usted compara
para una misma demanda de vapor una
Caldera operando a 8 bar y otra 3 bar y
medio podrá ver que en la operación a
baja presión la superficie es mucho más
turbulenta salpicando agua hacia el
punto de salida del
vapor la razón de ello Es que las
Burbujas de vapor son más grandes a baja
presión y al ser más grandes causan más
turbulencia conforme se rompen en la
superficie trabajar a baja presión es
obviamente menos estable y hay más
probabilidad de que gotitas de agua
contaminen la calidad del vapor cuando
el nivel del agua alcance su punto más
alto por ello si se requiere vapor de
baja presión es aconsejable operar la
Caldera a su presión de diseño y en elto
punto de aplicación bajarla con una
válvula reductora de
presión todas estas pruebas han sido
llevadas a cabo bajo condiciones casi
ideales con una carga de vapor constante
y ligera sin embargo las demandas de
vapor reales son raramente estables
varían frecuentemente y una Caldera debe
ser capaz de responder a estos
cambios cuando la demanda de vapor
aumenta la Caldera tardará un poco en
aumentar su generación para igualar la
nueva demanda sin embargo durante este
periodo de transición la demanda de la
planta sobrepasa la cantidad de vapor
que la Caldera puede producir el
resultado es una caída de presión en el
sistema de
vapor una caída de presión tiene mayor
efecto en el interior de la Caldera
observe cómo reacciona al aumentar
temporalmente la demanda de vapor Pero
dentro de la capacidad máxima de la
Caldera superficie del agua burbujeante
empieza a aumentar con una rapidez
sorprendente Dentro de pocos segundos el
nivel es tan alto que el agua y la
espuma son arrastradas hacia el punto de
salida del
vapor Tan pronto como la demanda
disminuye la presión aumenta y el nivel
de la superficie se restablece al
reanudarse una operación
normal esta respuesta repentina a menudo
conocida como dilatación es el resultado
de la combinación de dos factores uno es
que las Burbujas de vapor dentro del
agua de la Caldera se expanden al
reducirse la presión ocasionando un
aumento en el nivel de la superficie el
otro y ocurre simultáneamente es que el
agua en la superficie se vaporiza
causando mayor
turbulencia cuando hay una caída de
presión se produce vapor
flash si usted tuviera un recipiente con
agua a alta presión justo por debajo de
su punto de ebullición y abriera una
válvula para bajar la presión parte del
agua se convertiría espontáneamente en
vapor sin aporte de
calor si cerrara la válvula permitiría
Un aumento de presión y la producción de
Flash se detendría Solo que quedaría
menos agua en el
recipiente la formación momentánea de
vapor flash es un fenómeno normal cuando
la Caldera sufre un aumento en la
demanda de vapor pero es importante
darse cuenta que la demanda deberá ser
aumentada grad
porque es precisamente el aumento la
causa de la inestabilidad de la Caldera
aú cuando la demanda esté dentro de la
capacidad de la
Caldera si la demanda de vapor es
aumentada más allá de su capacidad de
generación aún por un periodo muy corto
esto puede ocasionar problemas de golpe
de ariete y nivel bajo de agua en la
Caldera de hecho es común que la Caldera
se apague al ser sobredemanda al
accionarse la alarma de bajo
nivel
para explicar esto fíjese lo que ocurre
cuando la demanda de vapor es aumentada
suavemente hasta un 15% por encima de la
capacidad
máxima tal como esperado la caída de
presión ocasiona que el nivel de la
superficie aumente y las condiciones se
vuelvan más turbulentas debido a la
formación de vapor
flash muy pronto el agua es aspirada
hacia la toma de vapor Pero esta vez al
sostener la sobredemanda el nivel
turbulento de burbuja sigue subendo
llegando a ocultar el visor de la cámara
y ocasionando un arrastre casi
continuo nada de esto es visible en el
indicador de nivel externo ya que está
mostrando agua casi libre de burbujas
Mientras que el agua en la parte
superior de la Caldera consiste
principalmente de burbujas de
vapor los niveles mostrados empiezan a
caer conforme el agua se revap ia
continuamente en el intento de la
Caldera por satisfacer la demanda
excesiva eventualmente
primera alarma de bajo nivel es
accionada esto Apaga el quemador y el
agua llena de burbujas baja
rápidamente enseguida se vuelve evidente
cuán poca agua queda en la Caldera
tanoca que la estructura ha quedado
expuesta esto demuestra la importancia
de mantener una Caldera operando dentro
de sus parámetros y la necesidad de
sensores de nivel precisos y
fiables contiene sales químicas en
solución llamadas sólidos
disueltos estos no pueden ser
transformados en vapor Así que al hervir
el agua se quedan y forman un
residuo este proceso sucede
continuamente cuando una Caldera produce
vapor y si no hubiera control la
concentración de sólidos disueltos
aumentaría a un nivel
inaceptable las consecuencias podrán ser
vistas en la siguiente
demostración aquí sistema de control de
los sólidos disueltos fue desactivado y
su nivel aumentó casi al doble del nivel
normal de
operación la operación de la Caldera es
bastante normal de 8 bar con una demanda
moderada y
estable a primera vista la situación no
parece tan mal las burbujas en la
superficie del agua tienen un aspecto
espumoso y cremoso y la superficie está
más en calma de lo normal Esto no es
sorprendente ya que los altos niveles de
sólidos disueltos alteran el comportami
físico de las burbujas se vuelven más
estables y tardan más en reventar lo que
resulta en
espuma lo que no es tan aparente es que
el nivel del agua en ebullición real
medido por el sensor de nivel no está
donde usted se imagina De hecho está
mucho más abajo Ya que la capa de
burbujas espumosas es sustancialmente
más espesa que con los sólidos disueltos
normales esto reduce el espacio efectivo
de vapor al interior de la Caldera Y la
deja expuesta al problema del arrastre
aún cuando los demás parámetros estén
dentro de los límites normales de
operación esto es sobre todo cierto
cuando el nivel del agua alcanza el
punto más alto del ciclo de la bomba de
alimentación o al reaccionar ante un
aumento de la
demanda afortunadamente estos problemas
pueden ser fácilmente evitados al
utilizar un método apropiado de control
de los sólidos
disueltos los niveles del agua en una
Caldera deben ser mantenidos dentro de
un Rango de operación muy estrecho
demasiado alto puede ocasionar arrastre
demasiado y la alarma de nivel bajo de
agua se dispara apagando la Caldera y
tal como lo hemos visto hay muchos
factores que pueden alterar este
delicado
equilibrio aú con cargas moderadas y
estables la operación on off de la bomba
de alimentación ocasiona una supresión
de la ebullición seguida de una
dilatación que lleva el nivel por encima
del punto de apagado de la
bomba Un aumento en la demanda también
produce repentinas fluctuaciones en el
nivel además si las circunstancias se
conjugan combinaciones de estos efectos
pueden producir fluctuaciones aún más
grandes también hemos visto como altos
niveles de sólidos disueltos producen
una espesa capa de espuma sobre la
superficie del agua induciendo arrastres
incluso con demandas de vapor mucho más
bajas de la normal en una Caldera con
controles automáticos tales como los
controles modulantes de alimentación de
agua y los sistemas para control de
sólidos disueltos estos efectos serán
mínimos y permitirán que la Caldera
trabaje
adecuadamente la Caldera estará lista
para responder a las demandas y
circunstancias cambiantes del uso
Industrial al cual está expuesta
diariamente produciendo vapor de buena
calidad al combinar todo esto con la
tecnología más reciente en alarmas de
precisión autoverificador
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