Tipos

Debido a los siguientes requisitos para las calderas de vapor, han surgido varios tipos:

Instalación
Funcionamiento
Presión y producción de vapor
Sistemas de combustión de bajas emisiones
Alto rendimiento

Caldera de 3 pasos

La caldera de 3 pasos consta de tres conductos de humos horizontales integrados en un gran recipiente de presión cilíndrico cerrado en cada extremo por dos zócalos de nivel. Todos los conductos están situados en el espacio de agua, que ocupa aproximadamente el 75% de la superficie. Encima se encuentra el espacio de vapor. Estas calderas también se denominan calderas pirotubulares y contienen un gran volumen de agua.

Caldera pirotubular de 3 pasos

Quemador	Paso del tubo de humos (paso 2)	Conexión de gases de combustión para el economizador
Tubo de llama (paso 1)	Cámara de inversión frontal
Cámara de inversión interna	Paso del tubo de humos (paso 3)

La combustión tiene lugar en el paso 1, el hogar. Aquí se transmite aproximadamente la mitad del calor, principalmente por radiación térmica a las paredes del hogar. La combustión se completa al final del tubo de llama y los gases de combustión se desvían al paso 2 a través de la cámara de reversión interna refrigerada por agua.

Aproximadamente el 35 % de la potencia térmica se transfiere entonces en el panel de tubos del paso 2. A continuación, los gases de combustión entran en la cámara de inversión por la parte delantera exterior a una temperatura de ~400°C, donde son redirigidos al paso 3.

Después del paso 3, la temperatura de los gases sigue siendo normalmente de 200 – 280°C, dependiendo de la temperatura del medio en la cámara de agua de la caldera.

Este potencial térmico puede aprovecharse en un economizador integrado de forma que se alcance una temperatura de 90 – 140°C en la salida de humos.

Esto permite a las calderas monotubo de llama alcanzar una producción de vapor de hasta 28.000 kg/h.

Las calderas de doble tubo de llama pueden utilizarse para conseguir mayores rendimientos. Estas calderas disponen de dos tubos de llama con un segundo y un tercer paso de humos separados dispuestos en paralelo en el espacio de agua. Esto permite construir calderas con potencias de vapor de hasta 55.000 kg/h. El funcionamiento sin restricciones de un solo tubo de llama también aumenta la fiabilidad y el rango de control de la caldera.

Caldera pirotubular de 3 pasos con diseño de doble tubo de llama

Caldera de llama inversa

	Quemador
	Cámara de inversión interna
	Cámara de inversión frontal
	Conexión de gases de combustión para el economizador

La caldera de llama inversa se desarrolló como caldera de vapor para pequeñas producciones de 175 – 3,200kg/h. En esta caldera, el hogar de combustión está dispuesto en el centro y la dirección del flujo se invierte al final del hogar de combustión, de modo que los gases de combustión del interior del hogar de combustión retroceden hacia la parte delantera. Por eso se denomina caldera de inversión de llama. En la cámara de inversión frontal, los gases de combustión se desvían hacia el conjunto de tubos alrededor del hogar. Este tipo se caracteriza por un diseño muy compacto. Como combustible puede utilizarse gasóleo o gas.

Caldera de llama inversa

Caldera con aprovechamiento del calor residual

Una caldera de 4 pasos o caldera de recuperación de calor puro es un tipo especial de caldera que utiliza el calor residual para generar vapor. En la caldera de 4 pasos, una parte del tercer paso del tubo de humos se utiliza como paso independiente para el paso de los gases de combustión calientes y suministra hasta un 15 % de la energía suministrada. Una caldera de recuperación de calor pura no tiene quemador. Obtiene toda su energía de los gases de combustión calientes (por ejemplo, de módulos de cogeneración o turbinas de gas).

Info sobre Cogeneración

Productos: Calderas de recuperación de calor y recuperación de calor residual

Generador de vapor rápido

Por su diseño, el generador de vapor rápido pertenece a la familia de las calderas acuotubulares cuyo sistema de presión consta de uno o varios serpentines. El agua fluye a través del serpentín o serpentines y se calienta desde el exterior por los gases de combustión. Los generadores de vapor rápidos funcionan según el principio de flujo forzado de un solo paso, lo que significa que el agua se evapora completamente en un ciclo. Sólo se almacena una pequeña cantidad de energía en la cámara de agua. Por lo tanto, estas calderas pueden alcanzar su pleno rendimiento en pocos minutos después de arrancar en frío, razón por la que también se denominan generadores de vapor rápidos. Se calientan mediante quemadores de chorro a presión alimentados con gasóleo o gas y la regulación de la potencia debe ajustarse siempre a la cantidad de agua que circula por la caldera.

	Calderas pirotubulares	Generador de vapor rápido
Contenido de agua	Gran contenido de agua	Pequeño contenido de agua
Duración del calentamiento	Más largo	Arranque en frío en varios minutos
Respuesta a las fluctuaciones de carga	Amortiguación de las fluctuaciones de carga de los consumidores Posibilidad de sobrecarga elevada a corto plazo al utilizar acumuladores de vapor	Fluctuaciones de alta presión incluso con ligeras variaciones de carga en los consumidores
Humedad del vapor	Vapor seco	Secador de vapor es necesario
Aprobación de la instalación y supervisión¹⁾	Normalmente sujetos a aprobación y supervisión obligatorias	Las condiciones de instalación y supervisión se han suavizado parcialmente en el rango de potencia muy pequeño
Costes de adquisición	Ligeramente superior	Menor
Personal operativo¹⁾	Se requiere un encargado de caldera cualificado¹⁾	Se requiere personal de servicio formado¹⁾
Producción máxima de vapor	≤ 55,000 kg/h por caldera	≤ 2,000 kg/h por caldera
Eficiencia	94 – 105 % Por lo tanto, ideal para el funcionamiento continuo	< 90 % Por lo tanto, sólo apta para el suministro de vapor a corto plazo con poca antelación
Grado anual de utilización of utilisation	≤ 95 %	Frecuente < 75 %
Costes de servicio	Más bajo	Superior
Vida útil	Robusto, poco desgaste, por lo tanto duradero	Bajo

Comparación de los generadores de vapor rápidos con las calderas pirotubulares
1) Se refiere a Alemania