Capacidades Nominales de la Caldera

Este tutorial explica las tres capacidades nominales de caldera más comúnmente utilizadas: La capacidad ‘desde y a’ para evaporación, la capacidad en kW para salida de calor, y la potencia de la caldera.

Capacidad ‘desde y a’

La capacidad ‘desde y a’ se utiliza ampliamente como referencia por los fabricantes de calderas de carcasa para dar a una caldera una capacidad que muestra la cantidad de vapor en kg/h que la caldera puede crear ‘desde y a 100°C’, a presión atmosférica. Cada kilogramo de vapor habría recibido entonces 2 257 kJ de calor de la caldera. Las calderas de carcasa a menudo operan con temperaturas de agua de alimentación inferiores a 100°C. En consecuencia, la caldera debe suministrar entalpía para llevar el agua al punto de ebullición. La mayoría de las calderas operan a presiones superiores a la atmosférica, porque el vapor a presión elevada transporta más energía calorífica que el vapor a 100°C. Esto requiere entalpía adicional de saturación del agua. A medida que la presión de la caldera aumenta, la temperatura de saturación se incrementa, necesitando aún más entalpía antes de que el agua de alimentación alcance la temperatura de ebullición. Ambos efectos reducen la producción real de vapor de la caldera, para el mismo consumo de combustible. El gráfico en la Figura 3.5.1 muestra las temperaturas de agua de alimentación trazadas contra el porcentaje de la cifra ‘desde y a’ para operación a presiones de 0, 5, 10 y 15 bar g. La aplicación del gráfico de capacidad ‘desde y a’ (Figura 3.5.1) se muestra en el Ejemplo 3.5.1, así como una demostración de cómo se determinan los valores. Ejemplo 3.5.1 Una caldera tiene una capacidad ‘desde y a’ de 2 000 kg/h y opera a 15 bar g. La temperatura del agua de alimentación es 68°C. El uso de la Ecuación 3.5.1 determinará un factor para producir el mismo resultado: Nota: Estos valores son todos de las tablas de vapor.

Usando la información del Ejemplo 3.5.1 y la Ecuación 3.5.1 se puede calcular el factor de evaporación:

Capacidad en kW

Algunos fabricantes dan una capacidad de caldera en kW. Esta no es una tasa de evaporación, y está sujeta al mismo factor ‘desde y a’. Para establecer la evaporación real por masa, primero es necesario conocer la temperatura del agua de alimentación y la presión del vapor producido, para establecer cuánta energía se añade a cada kg de agua. La Ecuación 3.5.2 puede entonces usarse para calcular la producción de vapor: Ejemplo 3.5.2 Una caldera tiene una capacidad de 3 000 kW (kJ/s) y opera a 10 bar g con una temperatura de agua de alimentación de 50°C. ¿Cuánto vapor se puede generar? Donde, usando las tablas del sitio web de Spirax Sarco:

Potencia de Caldera (BoHP)

Esta unidad se utiliza realmente solo en Estados Unidos y Australia. La potencia de caldera no corresponde a los generalmente conocidos 550 ft lbf/s y el factor de conversión normalmente utilizado de 749 vatios = 1 caballo de potencia no puede aplicarse. Estados Unidos y Australia La definición ampliamente extendida de potencia de caldera en Estados Unidos y Australia es la cantidad de energía requerida para evaporar 34,5 lb de agua a 212 °F bajo condiciones atmosféricas. Ejemplo 3.5.4 Una caldera tiene una capacidad de 500 BoHP. ¿Cuál es la producción de vapor? Importante: Esencialmente, esto es similar a la capacidad ‘desde y a’; el uso de agua de alimentación a temperaturas más bajas y vapor a presiones más altas reduce la cantidad de vapor producida. En la práctica, esto significa: Una capacidad BoHP de 28 a 30 lb/h sería, considerando la presión del vapor y las temperaturas medias del agua de alimentación, una producción máxima continua más realista. Por lo tanto, el resultado práctico sería: De esto se deduce: Si se necesitan 17 250 lb/h de vapor, una caldera de 500 BoHP sería demasiado pequeña y el usuario tendría que especificar una caldera con la siguiente capacidad: