Verificación de la circulación y transferencia de calor en una caldera acuotubular de 76,000 Lbs. de vapor saturado/hora y 250 Psig.

Abstract

El presente trabajo ha sido motivado por la reciente fabricación de calderas acuotubulares en nuestro País. Por el empuje de nuestra industria nacional y en cumplimiento del deber que me incumbe como exalumno de este Centro de Estudios, presento a consideración este modesto trabajo titulado "Verificación de la circulación y Transferencia de calor en una caldera acuotubular de 76,000 libras de vapor saturado por hora y 250 PSIG. Para el lector interesado, este trabajo sería una guía en el diseño de otras unidades generadoras de vapor cuya capacidad sean de 62,000 a 90,000 Lbs/h. Para lo cual en el Capítulo 4, se da una tabla de datos prácticos de diseño, celosamente proporcionados por la compañía fabricante de calderas APIN INGENIEROS cuya fabricación lo hacen bajo la patente de NEBRASKA-BOILER CO., El modelo de caldera - en estudio pertenece al NB-F (NEBRASKA BOILER - MODELO F) cuya característica es caldera acuotubular tipo paquete, diseñado para quemar petróleo DIESEL N º 6. Dos fines se persigue en este trabajo, la primera es para dar ideas claras en lo que concierne al cálculo de las áreas de transferencia de calor por radiación y convección; por radiación donde predomi­na la transferencia de calor en la cámara de combustión y por convec­ción donde predomina la transferencia de calor en el banco de tubos - expuesta al paso de los gases calientes de combustión. Se podrá apreciar más adelante capítulo 4, que los cálculos de las áreas de transferencia de calor se vuelven sencillos si uno tiene a la mano los datos o constantes de diseño, los cuales han sido encontrados después de muchos años de experiencia y un cuidadoso estudio estadístico por NEBRASKA BOILER CO. según esta compañía, nos dicen que para el diseño de calderas acuotubulares de diferentes ca­pacidades de producción de vapor, presión y temperatura del agua de alimentación, estas se encontrarán en alta eficiencia si se mantiene un HTR (Heat Transfer Rate) razón de transferencia de calor de 9,200 a 12,500 BTU/HR-pie2 y un HRR (Heat Release Rate) razón de liberación de calor menores de 60,000 BTU/HR-pie3 . El segundo fin de este trabajo es el ANALISIS de la circulación del agua y vapor dentro de la caldera NBF en estudio. El análi­sis de circulación ha sido tratado teóricamente con ecuaciones simples que se encuentra en el libro STEAM de la Babcock and Wilcox; 1963, con estas ecuaciones hemos podido verificar la altura necesaria entre colectores de vapor y agua de tal forma que exista una circulación positiva. Un estudio avanzado de circulación tomando en cuenta la variación del peso específico de la mezcla, nos llevaría a ecuaciones bas­tante complejas y además sería necesaria la experiencia en Laboratorios lo cual no está al alcance de este trabajo.