Las calderas acuotubulares son una pieza fundamental en numerosos procesos industriales que requieren generación de vapor, como la producción de energía, la fabricación de alimentos, la industria química y muchas otras áreas. En este artículo, exploramos en profundidad cómo funcionan estas calderas, qué combustibles utilizan, sus diferencias con las calderas pirotubulares y las ventajas que ofrecen en comparación con otros tipos de calderas.
¿Cómo funcionan las calderas acuotubulares?
Las calderas acuotubulares, también conocidas como calderas de tubos de agua, operan mediante un ingenioso proceso que aprovecha el calor generado por la combustión para calentar el agua y producir vapor.
En estas calderas, el agua circula a través de tuberías dispuestas en un intercambiador de calor, mientras que los gases de combustión rodean los tubos, transfiriendo calor al agua en su interior. Esta configuración permite una eficiente transferencia de calor, resultando en una rápida vaporización del agua y la generación de vapor saturado.
El proceso se inicia con el agua circulando por convección entre los dos calderines, mientras que el calor se transfiere a través de los tubos. El agua fría desciende hacia el calderín inferior, donde se calienta, y luego asciende hacia el calderín superior, donde se produce la vaporización, generando vapor.
Posteriormente, el vapor saturado se extrae de la parte superior del calderín para su uso o puede pasar por un sobrecalentador situado entre el flujo de gases de escape, elevando su temperatura aún más. Además, el agua más fría del fondo del calderín de vapor contribuye al precalentamiento del suministro de agua de alimentación cuando vuelve al calderín correspondiente.
Estas calderas constan de cuatro partes: un calderín de agua de alimentación inferior, uno superior mediante la que se genera el vapor, los tubos que conectan ambos calderines para la circulación del agua y un sobrecalentador.
¿Qué combustible usan las calderas acuotubulares?
Las calderas acuotubulares son versátiles en cuanto a los combustibles que pueden utilizar. Desde gas natural hasta GLP, aire propanado o gas obtenido en gasificadores, estas calderas pueden adaptarse a una amplia gama de necesidades energéticas industriales. Es importante destacar que, aunque los quemadores de gas trabajan a baja presión, es común la incorporación de sistemas de reducción de presión para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente.
¿Cuál es la diferencia entre una caldera pirotubular y acuotubular?
Es fundamental comprender las diferencias entre las calderas acuotubulares y las pirotubulares para determinar cuál es la más adecuada para cada aplicación.
Mientras que las calderas pirotubulares cuentan con un haz tubular por el que circulan los humos de la combustión, calentando el agua en el exterior de los tubos, las calderas acuotubulares constan de un paquete de tubos por los que circula el agua, siendo atravesados exteriormente por el flujo de gases calientes.
Esta distinción en el diseño resulta en diferentes niveles de eficiencia y capacidad de producción de vapor. A continuación te mostramos una comparativa de las características que tiene cada tipo de caldera industrial:
| Características | Calderas acuotubulares | Calderas pirotubulares |
|---|---|---|
| Diseño | Paquete de tubos por los que circula el agua, atravesados por gases calientes en el exterior. | Haz tubular por el que circulan los gases de combustión, calentando el agua en el exterior de los tubos. |
| Ubicación de la cámara de vapor | Requieren un domo adicional para la cámara de vapor. | La cámara de vapor está integrada en la carcasa principal. |
| Estabilidad en producción de vapor | Sensibles a fluctuaciones de carga y presión, pero vaporizan el agua rápidamente. | Más estables en la producción de vapor debido a la cámara de vapor integrada. |
| Usos típicos | Adecuadas para aplicaciones con presiones y temperaturas mayores, y producciones de vapor a gran escala. | Utilizadas para presiones más bajas y temperaturas moderadas. |
¿Dónde se usan las calderas acuotubulares?
Las calderas acuotubulares son especialmente adecuadas para aplicaciones que requieren altas presiones y temperaturas, así como para producciones de vapor a gran escala.
Con capacidades que pueden superar las 50 toneladas por hora, estas calderas son ideales para industrias que demandan un suministro constante y confiable de vapor. Sin embargo, es importante evaluar las necesidades específicas de cada instalación para determinar si las calderas acuotubulares son la mejor opción.
Ventajas y desventajas de las calderas acuotubulares
Si bien las calderas acuotubulares ofrecen una rápida vaporización del agua y una mayor capacidad de producción de vapor, son más sensibles a las fluctuaciones de carga y presión en comparación con las calderas pirotubulares. Sin embargo, su eficiencia y capacidad de adaptación a diferentes tipos de combustibles las convierten en una opción atractiva para muchas industrias.
En los últimos años, las calderas pirotubulares han ganado popularidad debido a su robustez, durabilidad y menores costos de inversión y operación, pero las calderas acuotubulares siguen siendo una opción viable en muchas aplicaciones industriales.
