【Pregunta diaria】Principios de ingeniería química 347: Calderas de corriente continua (24 de marzo)

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

Respuesta: El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otros elementos donde tiene lugar la transferencia de calor. En este proceso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta en una sola pasada, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

Describir brevemente las características de funcionamiento del sistema de vapor y agua en las calderas de corriente continua. Respuesta: El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otros elementos donde tiene lugar la transferencia de calor. En este proceso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta en una sola pasada, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

La caldera de corriente continua no cuenta con un tanque de vapor; el fluido calentador pasa una sola vez por todas las superficies de calentamiento. No existen límites definidos entre estas superficies, y estos cambian según la carga de la caldera y las condiciones de operación. Las características estructurales de la caldera de corriente continua se manifiestan principalmente en las superficies de evaporación y en el sistema de vapor y agua. El economizador, el sobrecalentador, el recalentador, el precalentador de aire y el quemador de la caldera de corriente continua son similares a los de las calderas de ciclo natural. 2. Las calderas de circulación directa son adecuadas para calderas que operan a altos niveles de presión.
3. En las calderas de circulación directa se pueden utilizar tubos de evaporación de pequeño diámetro, con una disposición flexible.
4. Se requiere una alta calidad del agua de alimentación en las calderas de circulación directa.
5. Los sistemas de control automático de estas calderas también requieren un alto nivel de precisión

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otros elementos donde tiene lugar la transferencia de calor. El agua pasa por estos elementos una sola vez, lo que permite que se caliente, se evapore y se sobrecaliente; al final, todo se convierte en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

La caldera de corriente continua no cuenta con un tanque de vapor; el fluido calentador pasa una sola vez por todas las superficies de calentamiento. No existen límites definidos entre estas superficies, y estos cambian según la carga de la caldera y las condiciones de operación. Las características estructurales de la caldera de corriente continua se manifiestan principalmente en las superficies de evaporación y en el sistema de vapor y agua. El economizador, el sobrecalentador, el recalentador, el precalentador de aire y el quemador de la caldera de corriente continua son similares a los de las calderas de ciclo natural.

Describir brevemente las características de funcionamiento del sistema de vapor y agua en las calderas de corriente continua. Respuesta: El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otros elementos donde tiene lugar la transferencia de calor. En este proceso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta en una sola pasada, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

Características de las calderas de corriente continua 1. Características estructurales de las calderas de corriente continua: Las calderas de corriente continua no tienen tanque de vapor. El fluido pasa una sola vez por todas las superficies de calentamiento. No existen límites definidos entre estas superficies, y estos cambian según la carga y las condiciones de operación de la caldera. Las características estructurales de la caldera de corriente continua se manifiestan principalmente en las superficies de evaporación y en el sistema de vapor y agua. El economizador, el sobrecalentador, el recalentador, el precalentador de aire y el quemador de la caldera de corriente continua son similares a los de las calderas de ciclo natural. 2. Las calderas de tipo directo son adecuadas para aquellas que operan a altos niveles de presión.
3. En las calderas de tipo directo se pueden utilizar tubos de evaporación de pequeño diámetro, lo que permite una disposición más flexible de estos componentes.
4. Se requiere una alta calidad del agua de alimentación en las calderas de tipo directo.
5. El sistema de control automático de estas calderas también debe ser de alta calidad. Dado que las calderas de tipo directo no cuentan con tanque de vapor y sus tubos de superficie de evaporación tienen un diámetro pequeño, se consume menos metal, lo que hace que su capacidad de almacenamiento de calor sea menor. Cuando la carga varía, su capacidad para reducir las fluctuaciones de la presión del vapor, mediante el almacenamiento o liberación de calor en el agua de la caldera y en el metal, es baja. Cuando la carga cambia, la caldera de corriente continua debe ajustar simultáneamente la cantidad de agua suministrada y la cantidad de combustible, a fin de mantener el equilibrio de materiales y energía, y así lograr una presión y temperatura del vapor estables. Por lo tanto, las calderas de corriente continua requieren un sistema de control automático muy preciso para la cantidad de combustible y de agua de alimentación. 6. La velocidad de arranque y parada, así como la velocidad de cambio de carga en las calderas de corriente continua, es mayor. Dado que estas calderas no cuentan con un vaso de presión, su velocidad de calentamiento y enfriamiento durante los procesos de arranque y parada, así como durante los cambios de carga, puede ser más rápida. Por lo tanto, el tiempo necesario para arrancar o parar la caldera se reduce, y la velocidad de cambio de carga también aumenta. III. Tipos básicos de calderas de corriente continua
1. Tipos de calderas de corriente continua en sus primeras etapas
Las características estructurales de las calderas de corriente continua se reflejan principalmente en los elementos relacionados con la superficie de evaporación y en el sistema de vapor y agua. Dependiendo de la estructura de dicha superficie de evaporación, existen tres tipos básicos de calderas de corriente continua en sus primeras etapas: el tipo con tubos verticales dispuestos en círculo horizontal (tipo Ramsay), el tipo con tubos verticales conectados en serie (tipo Bunsen), y el tipo con tubos en forma de anillo (tipo Sulzer). (1) Tipo Ramseur: En las calderas de corriente continua de tipo Ramseur, las superficies de evaporación están formadas por varios tubos horizontales o ligeramente inclinados, conectados en paralelo, que se extienden a lo largo del perímetro de la cámara de combustión. Las calderas de corriente continua de tipo Ramseur cuentan con placas de restricción en la entrada de todos los tubos de superficie de evaporación. Además, estas calderas no tienen tubos descendentes ni cajas intermedias, lo que les confiere ventajas como una dinámica hidráulica más estable, menores desviaciones térmicas, menor consumo de metal, facilidad en la evacuación del agua sobrante y adecuación para operar a presión variable. Sin embargo, debido a la diferente estructura de los tubos del muro de enfriamiento por agua, resulta difícil combinarlos de antemano. Además, como estos tubos se expanden en múltiples direcciones, no es posible utilizar métodos sencillos para su instalación. Por lo tanto, existen desventajas como una gran cantidad de trabajo necesario para su montaje en el lugar, problemas difíciles de resolver relacionados con la expansión y dificultades para su soporte. (2) Tipo Bunsen: La superficie de evaporación de las calderas de corriente continua de tipo Bunsen está compuesta por varios grupos de paneles tubulares dispuestos verticalmente. Cada panel tubular está formado por decenas de tubos ascendentes conectados en paralelo, además de cajas de conexión en los extremos. La anchura de cada panel tubular es de 1,2 a 2 metros. Los diferentes paneles tubulares están conectados entre sí mediante 2 a 3 tubos descendentes que no participan en el proceso de evaporación. La estructura de tuberías de la caldera de corriente continua tipo Bunsen es sencilla, y los numerosos tanques intermedios permiten equilibrar las diferencias térmicas que se generan debido a una absorción desigual del calor por parte de las tuberías. Por lo tanto, presenta ventajas como una alta tasa de montaje, facilidad en su fabricación y pequeñas diferencias térmicas. Sin embargo, dado que este tipo de calderas requiere tuberías de descenso fuera del caldero y cuentan con una gran cantidad de cajas de conexión, su consumo de metal es elevado. Además, este tipo de calderas tiene una adaptabilidad deficiente para el funcionamiento en régimen de presión variable. (3) Tipo Sulzer: La superficie de evaporación de los calderos de corriente continua de tipo Sulzer está formada por paneles de tuberías con múltiples trayectos. Según la forma en que se realiza el retroceso del fluido, se puede dividir en retroceso horizontal y retroceso vertical. Por lo general, se utiliza el retroceso horizontal en las zonas monofásicas, mientras que en las zonas bifásicas se emplea el retroceso vertical. Las calderas de tipo Sulzer no cuentan con tubos de descenso fuera del horno, y rara vez se utilizan cámaras de mezcla intermedias. Por ello, presentan la ventaja de ser fáciles de instalar y de requerir menos metal. Pero debido a que los tubos entre los dos tanques de la caldera son muy largos, las diferencias de temperatura entre los tubos y entre los paneles de tuberías son muy grandes ； Además, presenta desventajas como dificultades en su fabricación, una difícil evacuación del aire hidrófobo durante el ascenso y descenso vertical, y una baja estabilidad hidrodinámica. 2. Tipos de calderas de corriente continua modernas Con el desarrollo de la tecnología de las calderas, los tipos de calderas de corriente continua modernas han ido adoptando una forma más uniforme. Los calderos de corriente continua modernos tienen tres tipos principales: el tipo con tuberías verticales ascendentes (tipo UP) ； Ascenso múltiple en la parte inferior del horno, ascenso único en la parte superior en formato de panel de tuberías (tipo FW) ； La espiral rodea la pantalla del tubo ascendente.

La diferencia más importante entre las calderas de tambor y las calderas de circulación directa radica en la presencia o ausencia de un tambor. Y debido a esta presencia o ausencia de tambor, se determina otra diferencia entre ellas: la presencia o ausencia de una bomba de agua para la circulación. Las calderas con vaso de expansión son calderas de baja presión; dependen de la diferencia de densidad entre el agua y el vapor para que esta fuerza ascendente haga que el agua y el vapor que descienden del vaso de expansión vuelvan a él con el fin de separarse. El vapor adecuado pasa al sobrecalentador, donde se calienta y se controla su temperatura ； Por su parte, las calderas de corriente continua se utilizan principalmente en condiciones de presión superior a 19,2 MPa. A tales presiones altas, la diferencia de densidad entre el vapor y el agua es prácticamente nula; por lo tanto, la fuerza que podría generar esa diferencia también es nula. En consecuencia, es necesario utilizar bombas de circulación conectadas en serie en los tubos descendentes para enviar directamente el fluido al sobrecalentador, permitiendo así realizar de forma simultánea los procesos de precalentamiento, vaporización y sobrecalentamiento. Por eso, este tipo de calderas también se denomina calderas de circulación forzada

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En este proceso, el agua pasa una sola vez por estas áreas, lo que permite su calentamiento, evaporación y sobrecalentamiento; al final, se convierte en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. ¿El horno de corriente continua no tiene tanque de vapor? Tampoco es necesario que el agua circule repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de la caldera, como se hace en las calderas de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Todo esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza del agua de alimentación en las calderas de corriente continua.

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

Miren la respuesta. De verdad, no lo sé

El agua de alimentación de la caldera de corriente continua fluye, bajo la presión de la bomba de suministro, a través del economizador, las paredes refrigeradas por agua, el sobrecalentador y otras superficies de calentamiento. En un solo paso, el agua se calienta, se evapora y se sobrecalienta, convirtiéndose así en vapor sobrecalentado que es expulsado de la caldera. El horno de corriente continua no cuenta con un vaso de expansión, y el agua no necesita circular repetidamente para que se complete el proceso de evaporación. No es posible eliminar las impurezas del agua de caldero a través de la caldera, como ocurre en los calderos de tipo “vaporizador”. Tampoco se puede tratar el agua dentro de la caldera para prevenir la formación de incrustaciones y eliminarlas. Si el agua de alimentación contiene impurezas, estas pueden formar depósitos dentro de los tubos de la caldera, o bien ser llevadas por el vapor hasta la turbina, donde causan corrosión o la formación de depósitos. Esto afecta directamente la seguridad y la eficiencia operativa de la instalación. Por lo tanto, se requiere una alta pureza en el agua de alimentación de las calderas de corriente continua.

La diferencia más importante entre las calderas de tambor y las calderas de circulación directa radica en la presencia o ausencia de un tambor. Y debido a esta presencia o ausencia de tambor, se determina otra diferencia entre ellas: la presencia o ausencia de una bomba de agua para la circulación. Las calderas con vaso de expansión son calderas de baja presión; dependen de la diferencia de densidad entre el agua y el vapor para que esta fuerza ascendente haga que el agua y el vapor que descienden del vaso de expansión vuelvan a él con el fin de separarse. El vapor adecuado pasa al sobrecalentador, donde se calienta y se controla su temperatura ； Por su parte, las calderas de corriente continua se utilizan principalmente en condiciones de presión superior a 19,2 MPa. A tales presiones altas, la diferencia de densidad entre el vapor y el agua es prácticamente nula; por lo tanto, la fuerza que podría generar esa diferencia también es nula. En consecuencia, es necesario utilizar bombas de circulación conectadas en serie en los tubos descendentes para enviar directamente el fluido al sobrecalentador, permitiendo así realizar de forma simultánea los procesos de precalentamiento, vaporización y sobrecalentamiento. Por eso, este tipo de calderas también se denomina calderas de circulación forzada