Circuitos de combustible y agua de calderas

Circuitos de combustible y agua de calderas

Estos días no me prodigo demasiado y tengo mis razones para no hacerlo.

Llevo unos días haciendo un trabajo para U-Historia y ando además corrigiendo y aportando cosas nuevas para el mismo. No obstante he empezado un nuevo tema que ya dije que haría sobre las líneas que necesitan las calderas para alimentarse de agua y combustible y procedo a pasar un adelanto

Circuitos de combustible y agua de calderas

Para el funcionamiento de las calderas y la producción de vapor estas deben tener una serie de circuitos unos para el combustible que se quema en los hogares (caso de las calderas que queman fuel) y otro para la circulación y aprovechamiento del agua de las calderas.

Circuíto de combustible

El combustible, generalmente fuel, se almacena en tanques dotados de circuitos de serpentines de vapor, instalados para evitar que su viscosidad sea muy alta y facilitar que el combustible circule bien por las líneas de alimentación de combustible lo que además hace que las bombas de circulación de dicho combustible no tengan que trabajar demasiado forzadas y puedan sufrir averías.

Los tubos de vapor que alimentan a los serpentines de calefacción de tanques al igual que  los tubos que conducen el combustible van en todo su recorrido hasta la entrada a dichos serpentines y desde la salida de combustible de los tanques hacia bombas y calderas, forrados con material termoaislante para evitar pérdidas de calor poniendo en el caso de las líneas de combustible, si por razones de distribución de líneas el recorrido es largo, un calentador intermedio.

Para el caso del carbón decir que las carboneras están en la misma sala de calderas y las puertas de extracción de las carboneras al lado de las puertas de los hogares. Para carbón en polvo el sistema guarda cierta similitud con el de fuel con la particularidad de que la circulación se hacía con ayuda de aire a presión y de que no es necesario ningún tipo de calefacción. No obstante comentar que este sistema se usaba para calderas de combustible mixto y que por diferentes razones no fue muy extendido.

A continuación un esquema con el circuíto básico de una línea de combustible y calefacción con una explicación del funcionamiento.

Como se puede ver el vapor llega al Tanque de Combustible a través de la Línea y Válvulas de vapor

recorriendo el tanque de combustible por el Serpentín instalado en el piso del Tanque de Combustible (en algunos casos cuando el tanque es muy grande el serpentin hace un recorrido más largo por mamparos y pisos del tanque)el combustible es aspirado por la Bomba de combustible desde la Aspiración e impelido hacia el Quemador de la caldera y quemado en el Hogar

El circuito es más complejo pues además tiene filtros para evitar que las impurezas contenidas en el combustible cieguen los difusores del quemador, también puede tener (tal y como se comenta más arriba) calentadores para conservar el combustible a una temperatura adecuada para su circulación y combustión, un circuito de retorno del combustible sobrante......etc. (continuará)

Circuitos de agua

Los circuitos de alimentación de agua de calderas son de cinco tipos que iremos viendo en sucesivas entregas.

Circuito abierto

Fue el primer circuito utilizado en las instalaciones de vapor en las que además se utilizó el condensador como unidad independiente.

El vapor sale de la caldera hacia las Turbinas o máquinas y de estás sale hacia el Condensador (líneas rojas)

Al Condensador llegaba el vapor de las máquinas alternativas oturbinas y el agua condensada dentro de él junto con el aire (líneas azul) es extraida por una bomba de aire alternativa que la envía a traves de unos filtros hacia una cisterna de donde aspirada por la bomba de alimentación pasa a la caldera el calentador que vemos en el dibujo (paso previo a la entrada del agua en la caldera que puede ir antes o después de la bomba de alimentación, para calentar el agua se utiliza o puede utilizar el vapor de exhaustación de máquinas auxiliares (líneas naranja). El vapor no condensado salía del condensador y podía regresar a él o ser utilizado para otros servicios como calefacción.

Cuando la cisterna se llenaba o rebosaba, el agua salía por el tubo en forma de cayado de la izquierda yendo a parar al tanque de reserva de agua de la caldera de donde en caso de necesidad era aspirada hacia el condensador para mantener el agua en el circuito y la caldera dentro de los niveles adecuados.

El circuito abierto tenía el inconveniente de que el agua iba con demasiado aire que en los diferentes pasos se mezclaba con el agua al estar diferentes aparatos (cisterna, bomba de aire...) en contacto directo con el aire atmosférico.

El circuito abierto de alimentación se empleaba para presiones de hasta los 20 Kgs.por centímetro cuadrado

Un dibujo del circuito abierto

[size=12pt]Circuito de alimentación semicerrado[/size]

A continuación el esquema de este tipo de circuito y una explicación sobre el funcionamiento del mismo.

En éste tipo de circuitos las bombas de aire son sustituidas por bombas centrífugas de extracción y eyectores de aire lo que tiene la ventaja de que al aspirar aire y agua por separado se evita un primer aireamiento del agua (como recordaremos es conveniente suprimir la mayor cantidad de aire del circuito para evitar que al ponerse en contacto con las superficies metálicas de la Caldera se produzcan corrosiones en la misma).

Por otra parte la Bomba de extracción (1) descarga directamente  a la aspiración de la Bomba de alimentación (2) suprimiendo el paso a través de la Cisterna que situada a una cierta altura por encima del circuito pasa a ser un tanque de compensación que absorbe las fluctuaciones del circuito por diferencia entre las cantidades de agua descargadas por la bomba de extracción y las aspiradas por la de alimentación (un sistema con cierto parecido es el del vaso de expansión del circuito de refrigeración de un coche que recibe el "exceso de agua" producido por la presión en el circuito o proporciona agua en caso de fugas en el mismo)

En el sistema de alimentación semicerrado el agua solo tiene contacto con el aire en la Cisterna pero debido al papel que desempeña ésta como tanque de compensación el contenido de oxigeno disuelto que entra en la Caldera es menor que en el sistema de alimentación abierto anteriormente citado.

Las adiciones de agua se hacen del mismo modo que en el circuito abierto a través del Condensador que está conectado de forma directa con el Tanque de reserva. El Eyector está dotado de un condensador que es enfriado por el agua del circuito y a fin de mantener en todo momento una suficiente cantidad de agua de refrigeración (línea gris), se dispone de un ramal de retorno al Tanque de reserva a través de una válvula regulada termostáticamente (4) con arreglo a la temperatura de dicho condensador.

La Bomba de alimentación de baja presión (2) constituye la primera fase de la Bomba principal de alimentación (3), y su empleo permite situar un Calentador B.P. (de Baja Presión) antes de la Bomba de alimentación (3).

En algunas instalaciones la Bomba y el calentador de baja presión se suprimen.

El Calentador A.P. (de Alta Presión), situado tras la Bomba de alimentación (3), solo se coloca en calderas que carecen de economizadores, y al igual que en el circuito cerrado utiliza el vapor de exhaustación de máquinas auxiliares.

¿Y el oficial de máquinas debe aprenderse todo eso?

Saludos.

¿Y el oficial de máquinas debe aprenderse todo eso? Saludos.

Y más "todo eso" es un resumen de lo que son esos circuitos pero en su vertiente más compleja no creas que es tan difícil ésto es como todo primero aprendes la teoría y luego con la práctica te haces un "monstruo"

Los aparatos no son muy diferentes y salvo ligeras variantes conocido uno, conocidos todos.

Digamos que en mecánica aprendes determinados conceptos básicos de una máquina o aparato y esos conceptos son aplicables al resto por lo que solo tienes que entender y aprenderte las variantes

Eso es extensible a otras ramas de la tecnología.

Hay quien piensa que es difícil aprender todo lo que tiene de texto un "tocholibro", pero si vas pasito a pasito asimilando cada uno de los capítulos no es tan difícil.

Es esencial entender, que no aprender, todo desde el principio eso facilita el aprendizaje.

No obstante cada cual tiene su forma de aprender las cosas, yo en principio me limito a entender sin aprender porque el aprendizaje sin entendimiento, según yo lo veo, no es posible una vez que entiendes se puede decir que estás preparado para aprender y avanzar

[size=12pt]Circuitos cerrados[/size]

Los circuitos cerrados aparecen con la necesidad de eliminar totalmente el contacto del agua de las calderas con el aire atmosférico. De este tipo de circuítos hay una gran variedad pero pueden ser clasificados en tres tipos o clases que iremos citando en otros tantos artículos con el objetivo de concretar como son uno por uno

Circuito cerrado regenerativo

Es el que vemos en la siguiente imagen

En éste tipo de circuito se elimina por completo la cisterna del circuito, el agua procedente del Condensador pasa directamente a la Bomba de alimentación a través de la Bomba de extracción y Eyector la desaireación del agua condensada y del agua añadida se lleva a cabo dentro del propio Condensador el cual tiene en su parte inferior un Pozo que en cierto modo hace el trabajo de la cisterna eliminada y en el cual se mantiene un nivel constante con ayuda de un regulador que se encarga de efectuar las adiciones de agua precisas que eviten que la Bomba de extracción y consecuentemente la Bomba de alimentación se queden sin agua. El agua que se añade procedente del Tanque de alimentación o del Pozo es conducida a la parte superior del Condensador para que sea perfectamente desaireada durante su caída, al igual que en el circuito semicerrado, el Eyector tiene un condensador que estambién refrigerado por el agua del circuito, Eyector que va colocado a la salida de la Bomba de extracción; el Eyector dispone a su salida de una Válvula automática de sobrante que conectada a un Tanque compensador evita el exceso de presión que se podría producir por una descarga de la Bomba de alimentación superior al consumo de la caldera