Definición de calderas acuotubulares

1. Se utilizan casi exclusivamente para presiones superiores a 10,5 kg/cm2 y capacidades mayores de 7000 kg de vapor por hora. Se componen de tubos y colectores y pueden clasificarse en calderas de tubos rectos y tubos acodados. Como los colectores no han de contener ninguna superficie de caldeo, estas calderas son mucho más pequeñas que las piro-tubulares y, por consiguiente, mucho más fuertes. Por ello pueden construirse para presiones más elevadas y capacidades mayores que las alcanzables por las piro tubulares. El haz de tubos constituye la única superficie de caldeo. El agua, al circular por los tubos, se va convirtiendo en vapor, que, al ascender, favorece la circulación natural hacia los colectores superiores, donde se almacena. Los gases calientes del horno se dirigen a lo largo o a través del haz de tubos por medio de reductores de tiro, no sin experimentar un descenso de temperatura a cada paso por los tubos hasta abandonar la caldera.
   
   Como una caldera se compone de diversos y distintos elementos, la instalación completa se denomina comúnmente generador de vapor. Éste consta de un hogar con su equipo de alimentación, de la caldera propiamente dicha (conjunto de tubos y colectores donde se produce el vapor), un recalentador en que se eleva la temperatura del vapor a un grado superior al de producción, un calentador de aire para precalentar el aire de combustión y los ventiladores necesarios para crear el tiro conveniente en los hogares a fin de obtener una combustión eficiente. Una chimenea elimina los gases de combustión a altura conveniente para evitar sus efectos nocivos. En las instalaciones modernas se produce muy poco humo visible. Este es, en realidad, indicio de combustión imperfecta. Con un equipo conveniente y el manejo adecuado del mismo muy pocos serán los residuos de materias no quemadas que acompañen a los gases.
   
   Para mantener condiciones óptimas de trabajo, es necesario que el suministro del combustible y el aire sean perfectamente regulados. Por ello casi todas las grandes calderas poseen equipos automáticos de control. Como las calderas acuotubulares sólo son capaces de contener una cantidad de agua reducida en comparación de la cantidad de vapor que producen, se secarían en pocos minutos si la alimentación fuera insuficiente. De aquí que estas calderas contengan reguladores de suministro de agua de acuerdo con la cantidad de vapor producido.
   
   Los hogares de las calderas acuotubulares han experimentado notable desarrollo. Recubríanse al principio interiormente de materiales refractarios, pero, al aumentar su capacidad, se prefirió protegerlos con paredes de agua. Estas consisten en series de tubos dispuestos en torno al hogar, por los que el agua relativamente fría que entra en la caldera circula absorbiendo el calor radiante. Con el tiempo los dos hogares quedaron totalmente rodeados de tubos, con los que se aseguró una refrigeración completa.
   
   Para calentar gradualmente el agua entrante, las calderas acuotubulares van provistas de un economizador, consistente en un haz de tubos que ocupan la parte final del camino que los gases recorren a través de la caldera. El agua contenida en este haz absorbe un calor que de otra forma se perdería por la chimenea. El agua dé alimentación pasa primero por este economizador y después por las paredes de agua que rodean el hogar. Estas ceden el vapor y el agua a un colector, de donde, por un lado, el líquido pasa a los tubos de la caldera y, por otro, el vapor penetra en el recalentador antes de desembocar en el cabezal de salida. El sistema de recalentamiento consiste en un conjunto de tubos de pequeño diámetro colocados en la parte superior del hogar. En él la temperatura del vapor puede ascender a unos 230 °C por encima de la que se obtiene en los tubos. En algunas calderas la temperatura puede alcanzar los 590 °C.
   
   Existe la tendencia a instalar calderas fuera de techado. Se han fabricado generadores de gas tan enormes que el costo de una sala de calderas supondría un capítulo importante en cualquier presupuesto. En consecuencia, muchas calderas se construyen hoy de manera que todas sus partes, salvo los tableros de control, queden al aire libre.
   
   El dominio y aprovechamiento de presiones del orden de 350 kg/cm2, muy superior a la presión crítica del vapor (225 kg/cm2), supone otro adelanto. A la presión crítica, los volúmenes de una cantidad determinada de vapor y agua, son los mismos, es decir, sus densidades son iguales. A presiones superiores el cambio de agua a vapor se efectúa sin ebullición o formación de burbujas, por lo que se hace innecesario el uso de colectores que separen el agua y el vapor. En el nuevo sistema el agua se inyecta a gran presión por uno de los extremos del conjunto de tubos y sale por el otro en forma de vapor recalentado.
   
   El combustible utilizado con más frecuencia en los generadores de vapor es el carbón pulverizado. Las cenizas se extraen como escoria fundida o en forma seca si el hogar posee rejilla para escorias hecha de tubos de agua que disminuye la temperatura del suelo. Donde resulten más baratos que el carbón se utilizan como combustibles el petróleo y el gas. Véase Combustible.
   
   Las calderas premontadas han tenido gran aceptación últimamente. Se trata de unidades generadoras completas construidas en pequeños tamaños para usos industriales. Se fabrican de los dos tipos, pirotubulares y acuotubulares, con predominio de las últimas. Salen completas de los talleres constructores, con su hogar, equipo de alimentación, aspiradores de tiro, bombas de alimentación de agua, equipos de precalentamiento y bombeo de combustibles líquidos y mando automáticos. Se construyen en tamaños que desarrollan potencias de hasta 1200 caballos, equivalentes a 18000 kg de vapor por hora. Su empleo reduce grandemente los costos de instalación, ya que se despachan completas y listas para su utilización inmediata.
   
   Para más información ver: caldera (de vapor).

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