Caldera (màquina)

En l'indústria, la caldera és una màquina que produïx vapor en calfar aigua per mig de la calor generada pel consum d'un combustible no nuclear, o per electricitat de resistència.

Caldera (màquina)

Calderes de gas.

Descripció

Les calderes s'utilisen per a molts rubros (indústria alimentària, sanitat, transport, etc.). No obstant, es denomina generador de vapor específicament a les calderes destinades a generar energia tèrmica. Són un component del cicle Rankine, i ademés d'una caldera, pot ser un BWR, un PWR en el seu bescanviador de calor, un HRSG, etc.

Parts

Parts de caldera

Costat de !Espanyol	Inglés
Estructura	Carcassa	Shell
	Enrajolat	Brickwork
	Arc de rajola	Brick arch
	Porta d'inspecció	Inspection doors
	Porta de Registre	Man hole
Fòc	Fumeral	Chimney
	Esmortidor	Damper
	Vàlvula de bufat	Blow off valve
	Caixa de fums	Smoke box
	Foguer (Llar)	Fire box
	Porta de foguer	Fire door
	Pou de cendres	Ash pit
Aigua	Indicador de nivell d'aigua	Water level gauge
	Manómetro	Pressure gauge
	Vàlvula antirretorno d'alimentació	Feed check valve
	Vàlvula de detenció de vapor	Steam stop valve
	Vàlvula de seguritat	Safety valve
	Obturador fusible	Fusible plug
	Domo de vapor	Steam dome
		Boiler stay
	Sifón tèrmic	Thermic siphon
	Sobrecalentador	Superheater
	Recalentador	Reheater
	Economizador	Economizer (Economiser)

Equip auxiliar

Equip auxiliar de caldera

Costat de !Espanyol	Inglés	Descripció
Fòc	Precalentador d'aire	Air preheater
	Desgasificador		És el sistema que expulsa els gasos a l'atmòsfera.
Aigua	Condensador		És un bescanviador de calor que condensa el vapor saturat ya utilisat en un cicle tancat. El seu propòsit és evitar la contaminació, reutilisant l'aigua.
	Bomba d'alimentació de caldera	Boiler feedwater pump
	Calfador d'aigua d'alimentació	Feed water heater
	Acumulador		És el recipient que almagasena el vapor generat, previ a la seua distribució al procés que ho requerix.

Les parts de la màquina

Materials de caldera

Part	Material	Característica	En el periodo
Carcassa	Ferro forjat	Únic material de més alt grau. Unit per reblones.	En l'era Victoriana del vapor. Obtingut per especialistes, com els de l'àrea de Cleator Moor (RU)
	Acer	Més fort i barat, fabricat més ràpit i en menys esforç. Unit per soldadura.	En el XX
Carcasses (de caldera calfada eléctricamente)	Acer inóxidable		És permés.
Foguer	Cobre	Formabilidad i alta conductivitat tèrmica.	Històricament, especialment, per a locomotores.
	Acer		En temps recents, per l'alt preu del coure.
Supercalentador	Acer inoxidable ferritico

Combustible

• Combustibles: carbó, oli, gas natural, biocombustibles com el bagazo.

Aigua

Estat de l'aigua de caldera

Estat	Descripció
Aigua de condensado	És l'aigua que prové del condensador i que representa la calitat del vapor.
Aigua d'alimentació	És l'aigua d'entrada que alimenta el sistema, generalment aigua de pou o aigua de ret en algun tractament químic com la desmineralisació.
Aigua de calderes	És l'aigua de circuit interior de la caldera, que les seues característiques depenen dels cicles i de l'aigua d'entrada.
Vapor humit (Vapor saturat)	És el vapor en arrastre de bromera provinent d'un aigua de alcalinidad elevada.
Vapor sec (Vapor sobresaturado)	És el vapor d'òptimes condicions.

Porga

Porgues de caldera

Porga	Descripció
De superfície	Evacuació de sòlits en el nivell d'aigua de la caldera.
De fondo	Evacuació de fancs i concentrat del fondo de la caldera.

Propietats i paràmetros

Propietats i paràmetros de caldera

Propietat / paràmetro	Descripció
Alcalinidad	Nivell de salinitat expressada en ppm de CaCO3 que conferix una concentració de ions, carbonat i hidroxilos que determina el valor de pH de funcionament d'una caldera, generalment des de 10,5 a 11,5.
Cicles de concentració	Número de voltes que es concentra l'aigua de caldera respecte del aigua d'alimentació.
Índex de vapor / combustible	Índex d'eficiència de producció de vapor de la caldera.

Eficiència

Eficiència de caldera

Método d'Entrada - Eixida (Método directe)
Eficiència de caldera = potencia (eixida) / potència (entrada) = (Q * (Hg - Hf)) / (q * GCV) * 100%
Símbol	Nom	Unitat
Hg	Entalpia de vapor saturat	kcal/kg
Hf	Entalpia d'aigua d'alimentació	kcal/kg
GCV	Gran valor calorífic	kcal/kg
Q	Taxa de fluix de vapor	kg/h
q	Taxa de combustible utilisat	kg/h

Per a determinar el rendiment de la caldera s'utilisa el poder calorífic inferior ya que els gasos de combustió solen estar a una temperatura superior que la de condensació de vapor per lo que no contribuïx la calor latent de l'aigua a la calor generada. Només hi ha aporte d'energia per l'oxidació química del combustible.

Tipos

Tipos de caldera

Espanyol			Inglés
Tipo	Subtipo	Caldera	Boiler
de gorc			Pot
		de Haycock (de Haystack)	Haycock (Haystack)
		de Napier	Napier
		Gòtica	Gothic
		de Caixa	Box
	de Vagó		Wagon
		Terminada en ou	Egg ended
		d'Elefant	Elephant
de ducto			Flued
	de Ducto central		Centre flue
		Fairbairn de cinc tubos	Fairbairn's five-tube
		de Cornualles	Cornish
		de Palometa	Butterfly
		de Lancashire	Lancashire
		de Galloway	Galloway
	de Ducto de tornada		Return flue
		de Huber	Huber
Pirotubular			Fire tube
			Immersion fired
		de Fairbairn - Beeley	Fairbairn - Beeley
	Horisontal		Horisontal
		Transversal	Transverse
		de Pistola	Pistol
		de Locomotora	Locomotive
		de Canoner	Gunboat
		Marina escocesa	Scotch marine
		de Inglis	Inglis
		de Paxman "econòmica"	Paxman "economic"
		Tubo directe tipo Almirantazgo	Admiralty type direct tube
	Tipo llançada		Launch type
		de Lentz	Lentz
		de Vanderbilt	Vanderbilt
		de Bagnall	Bagnall
	Vertical		Vertical
		de Blake	Blake
		d'Harris "econòmica"	Harris "economic"
		de Riley brothers	Riley brothers
		de Tubo paralel	Parallel tube
		de Cochran	Cochran
		de Clarke Chapman	Clarke Chapman
		de Tubo radial horisontal	Radial horisontal tube
		de Robertson	Robertson
Acuatubular			Water tube |-style="background:silver;"	de Tubo en camp		Field tube
	de De Poray	De Poray
	de Niclausse	Niclausse
	de Dürr	Dürr
	Baix contingut d'aigua		Low water content
		Generador de vapor instantàneu	Flash
	Anular de tubos d'aigua		Annular water tube
		de Straker	Straker
	Vertical		Vertical
		de Tubo de Didal	Thimble tube
		de Sentinel	Sentinel
	de Tubos espirals d'aigua		Spiral water tube
		de Climax	Climax
		de Lune Valley	Lune Valley
		de Bolsover express	Bolsover express
		de Illingworth	Illingworth
	1 Tambor		1 Drum
		de Babcock & Wilcox	Babcock & Wilcox
		de Tubos de cantó	Corner tube
		de Tubos en arracada	Bundled tube
		de Hornsby	Hornsby
		de Circulació forçada	Forced circulation
		de LaMont	LaMont
		de Clayton	Clayton
	2 Tambors		2 Drums
		Tipo D	D type
	3 Tambors		3 Drums
		de Stirling V	Stirling V
		de Du Temple	Du Temple
		de White Forster	White Forster
		de Normand	Normand
		de Reed	Reed
		de Thornycroft	Thornycroft
		de Thornycroft Schultz	Thornycroft Schultz
		de Yarrow	Yarrow
		de Mumford	Mumford
		de Woolnough	Woolnough
		del Almirantazgo	Admiralty
	4 Tambors		4 Drums
		Tipo M	M type
		de Stirling B	Stirling B
	5 Tambors		5 Drums
		de Stirling W	Stirling W
	Pirotubular en foguer de tubos d'aigua			Fire-tube with Water-tube firebox
Seccional			Sectional
Elèctrica			Electric
		Elèctrica de vapor	Electric steam
		Elèctrica d'aigua	Electric water
		d'Electrodo	Electrode

En la mida que la temperatura del vapor no supere els 230 °C, pot ser generat per una caldera humotubular. La temperatura dels fums d'eixida és de 300 °C perque sino danya el conducte i perjudica l'atmòsfera. Per a una caldera acuotubular deu ser major a 380 °C, mai per davall per a que l'aigua no sofrixca canvi de fase i no es genere dany per corrosió.

Vore també

• Cicle de Rankine
• Caldera (calefacció)
• Caldera de condensació
• Radiador
• Domòtica
• Economizador
• Generador de vapor