CALDERA
Caldera para trapiche panelero | En este artículo hablaremos acerca de las calderas y lograremos dar respuesta a algunas preguntas como:
1. ¿Qué es una caldera?
2. Tipos de Calderas
3. ¿Como funciona una Caldera a Vapor?
4. ¿Cómo funciona una Caldera a Gas?
5. Partes de una caldera
7. Prueba hidrostática de una Caldera
6. Calderas en la industria alimentaria
¿QUÉ ES UNA CALDERA?
La caldera para un trapiche panelero es un tipo de maquinaria de calefacción que comúnmente se usa para la producción de panela y en nuestro caso para panela pulverizada. Una caldera intercambia el calor que condensa en vapor saturado, produce dicho calor mediante el proceso de calentar agua a través de electricidad o de un combustible.
Te preguntarás: Sí, ya sé que es una caldera, pero ¿Cómo funciona?. Ok, vamos a ver primero cuáles son los tipos de calderas y luego si explicaremos como funciona cada una.
¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE CALDERAS?
Existen dos tipos de calderas, una a vapor y la otra a gas.
Según su principio de funcionamiento y construcción, se clasifican entre acuotubulares y pirotubulares:
Caldera Pirotubular
Las calderas pirotubulares son aquellas en las que los humos de la combustión circulan por el interior de los tubos y el agua por el exterior.
Caldera Acuotubular
En una caldera de vapor acuotubular, a diferencia de una pirotubular, el agua circula por el interior de los tubos. El calor que se genera y los gases de combustión que rodean los tubos calientan el agua que circula en su interior. Muchas calderas acuotubulares funcionan según el principio de la circulación natural del agua (también conocido como “termosifonado”).
La capacidad de este tipo de calderas puede incrementarse si se aumentan el número de tubos que forman parte de ellas.
¿CÓMO FUNCIONA UNA CALDERA PARA TRAPICHE PANELERO A VAPOR?
Un poco de historia primero…
CALDERAS PIROTUBULARES
Norma Española UNE-EN 12953:2013-2019 Calderas pirotubulares.
Las primeras calderas industriales fueron las calderas pirotubulares, actualmente se utilizan para presiones de hasta 30 bares con vapor sobrecalentado en temperaturas de hasta 300ºC y una producción de hasta 55 t/h de vapor, con uno o dos hogares dependiendo de la potencia, según se indica en la normativa Europea EN12953.
En los anexos de la norma podemos encontrar la siguiente información:
ANEXO B: VOCABULARIO PARA LA CALDERA PIROTUBULAR
ANEXO C: VOCABULARIO DE COMPONENTES TÍPICOS DE UNA CALDERA PIROTUBULAR
Esta norma europea es aplicada a las calderas pirotubulares que tienen volúmenes superiores a 2 Iitros para la generación de vapor y/o agua caliente a una presión máxima admisible superior a 0,5 bar y con una temperatura en exceso de 110°C.
La normalización europea UNE-EN 12953:2013-2019 tiene como objeto asegurar que los peligros asociados al funcionamiento de las calderas pirotubulares se reduzcan lo más mínimo, al mismo tiempo que se proporcione la protección adecuada para frenar los peligros que todavía existan al poner en servicio la caldera. Esta protección se alcanzará mediante la aplicación adecuada del diseño, fabricación, ensayo y métodos de inspección y técnicas incorporadas en las distintas partes de esta norma europea.
CALDERAS ACUOTUBULARES
Luego de que salieran las calderas pirotubulares, aparecieron las calderas acuotubulares, que quisieron superar los límites de potencia y presión de las pirotubulares, logrando conseguir presiones de hasta 350 bar, 600ºC y producciones de hasta 2.000 t/h. Este tipo de calderas se fabrican de acuerdo con la normativa Europea EN12952.
Las calderas de tipo serpentín o acuatubulares se han convertido en la opción preferida para la generación de vapor y su popularidad parece no tener fin, algo que no es de extrañar por sus múltiples ventajas. También, logran ofrecer un funcionamiento más seguro, sencillo y energéticamente eficiente, estas calderas logran solamente en tres minutos generar vapor demasiado rápido desde un arranque en frío hasta alcanzar su potencia máxima. Este último aspecto es esencial cuando la demanda del proceso es intermitente, así como cuando se inicia y se detiene a diario.
Normalización Española UNE-EN 12952:2016 Calderas acuotubulares.
Esta norma europea es aplicada a las calderas acuotubulares con volúmenes superiores a 2 litros para la generación de vapor y/o de agua caliente, a una presión máxima admisible PS superior a 0,5 bar y con una temperatura superior a 110°C, así como a las instalaciones auxiliares (otros equipos de la instalación).
La norma une-en 12952:2016 tiene como objeto asegurar que se cumplan los requisitos esenciales de seguridad necesarios según el anexo I de la directiva sobre equipos de presión para garantizar la seguridad de las calderas acuotubulares.
El anterior objetivo podrá lograrse si se realiza lo siguiente:
- La correcta aplicación de los métodos y técnicas de diseño, fabricación, pruebas e inspección.
- La provisión de medidas protectoras contra riesgos, que no se pueden eliminar, y por último.
- La provisión de información sobre riesgos residuales y otras medidas para reducir el riesgo.
Dentro del grupo de calderas acuotubulares, para pequeñas producciones, se encuentran las llamadas calderas de vapor rápido o de serpentín, que gracias al pequeño volumen de agua permiten obtener vapor en muy poco tiempo.
Para mostrarte cómo funciona una caldera a vapor, podrás ver los siguientes videos.
¿Cómo funciona una caldera de Gas?
¿Cómo funcionan? La combustión del gas se inicia en el quemador de la caldera donde, una vez caliente, el vapor se transforma en agua y sale del depósito para recorrer los circuitos que conectan los radiadores o un sistema de suelo radiante. De esta forma, emite calor en el interior del hogar.
COMBUSTIBLE BIOMASA
Las calderas para la panela utilizan como combustible Biomasas que es el mismo bagazo del proceso evitando usar combustibles que contaminan el medio ambiente es por ello que nuestras calderas son ecológicas.
PARTES DE UNA CALDERA
A continuación, encontrarás una lista con las partes y componentes de una caldera.
- Quemador: El quemador se encarga de quemar todo el combustible.
- Hogar: aquí se almacena el quemador y se realiza la combustión del combustible que suele ser utilizado para generar los gases calientes pertinentes.
- Tubos para el intercambio de calor: en esta superficie se efectúa todo el flujo de calor desde los gases hasta el agua. Asimismo, se generan absolutamente todas las burbujas de vapor.
- Chimenea: esta parte funciona como una excelente vía de escape para los gases que se producen tras la combustión y para los humos que se producen luego de que el calor al fluido haya sido cedido.
- Separador vapor-líquido: las gotas de agua liquidan deben ser estrictamente separadas de los gases calientes, esto para poder alimentar la caldera.
- Carcasa: aquí se guarda el sistema de tubos en el que se intercambia el calor y el hogar.
- Caja de humos: es la zona en la que confluyen todos los humos para ser enviados posteriormente hacia el exterior por la chimenea.
- Salida de vapor: una vez que el agua ha entrado en la caldera y se ha vaporizado es enviada hacia la instalación.
- Bomba: es el equipo encargado de introducir agua en estado líquido en la caldera para reemplazar el volumen de vapor que ha abandonado la misma para su consumo.
- Instrumentación: centralizado en el cuadro eléctrico, se realiza el control automático de la caldera, incluyendo los niveles, arranque y paro de la bomba, actuación del quemador, seguridades, etc.
Prueba Hidrostática de una Caldera para Trapiche Panelero
A continuación, te mostramos un video donde podrás ver en vivo una prueba hidrostática de una caldera.
CALDERAS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
La industria alimentaria es bastante grande y para el proceso de producción es muy necesaria maquinaria agrícola como las calderas a vapor.
Las calderas de vapor ayudan a hornear pan, a preparar cerveza, a pasteurizar leche, e incluso nos ayuda en la producción de panela pulverizada y miel de caña como lo hacemos nosotros acá en Cidecolombia. Una aplicación sumamente importante para el vapor es la esterilización. Las industrias alimentarias deben garantizar que cualquier producto destinado al consumo humano se produzca en un entorno seguro y estéril.
Nosotros, como productores de maquinaria para la producción de productos derivados de la caña como la panela y la miel de caña, alimentos como el café y el cacao también desarrollamos Calderas.
