Calderas a Bagazo Partes relevantes A. E. Cueva Urgiles, L. A. Molina Idrovo, J. M. Matute Fernández

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En todo ingenio azucarero es importante la producción de vapor debido a que se lo utiliza en la generación eléctrica y en la producción de azúcar. Por lo que es indispensable el uso de calderas que proporcione un flujo de vapor a presión y temperatura constantes.

Existen dos tipos principales de calderas: acutubulares y pirotubulares. La diferencia radica en que en el primer tipo el agua va por dentro de los tubos del domo de la caldera y el fuego va por fuera, en el segundo tipo sucede lo contrario el agua se encuentra por afuera y el fuego ingresa por los tubos; las calderas mas usadas en ingenios azucareros son la acutubulares.

A nivel de ingenios azucareros se manejan distintas presiones de vapor de operación para calderas, por ejemplo, 300 y 600 PSI.

En el caso de calderas con una presión de 300 PSI, 340 ºC, el flujo de vapor que proporcionan depende del diseño y tamaño. Están constituidas por los siguientes elementos:

Domo: es el sitio donde se almacena el agua que ingresa a la caldera y es aquí donde el agua cambia de estado de liquido a vapor sobresaturado este vapor se caracteriza por no tener humedad para evitar problemas de operación en las turbinas de vapor. Se debe mantener un nivel constante en el mismo para una buena operación.

Economizador: es el sitio donde se realiza el intercambio de calor entre el agua que ingresa a la caldera y los gases de salida de combustión, de manera que el agua gane energía calórica antes de ingresar al domo.

Hogar: es el lugar donde se realiza la combustión; aquí ingresa el combustible, Bagazo o bunker, el cual produce el calor necesario para producir el vapor a las condiciones antes mencionadas.

Alimentadores de combustible: el combustible puede ser alimentado mediante tolvas alimentadoras en el caso de bagazo, o mediante una válvula de ingreso si se trata del bunker.

Ventilador de tiro Inducido: es el dispositivo que extrae los gases de la combustión de la caldera para ser expulsados a través de una chimenea, cumple una función importante de mantener una depresión constante en el hogar para mejorar la extracción de los gases de la combustión.

Válvula de seguridad: esta válvula actúa en casos de emergencia cuando por algún motivo se eleva la presión del domo hasta un valor que pone en peligro la operación de la caldera en ese momento esa válvula se abre para enviar el vapor a la atmósfera, por lo general actúa cuando la presión llega a 1.5 veces la presión nominal.

Bomba de lavado de Gases: son las encargadas de bombear agua hacia las chimeneas y mediante un sistema de esparción atrapar la ceniza que provienen de la combustión de tal forma que se minimiza el impacto ambiental por la quema del bagazo.

Parrilla giratoria: es un sistema que se utiliza para evacuar los residuos de la combustión que se efectúa en Hogar.

Las calderas con parámetros de operación superiores, es decir, temperatura de vapor 380 ºC y presión de vapor 600 psi, tienen un principio de operación similar a las anteriores y sus partes principales son parecidas, difieren en ciertos aspectos de diseño ya que por operar a una mayor presión requieren ser mas eficientes en la combustión por lo que adicionalmente tienen los siguientes elementos:

Sopladores de Hollín: es un sistema que se utiliza para desprender el hollín generado por la combustión que se adhiere en las paredes del domo y del hogar; se trabaja con aire a presión y su ciclo de soplado es diario.

Ventilador aire Neumático: Tiene como finalidad soplar aire al Hogar para esparcir el combustible (Bagazo) y formar un torbellino evitando que este caiga sobre las parrillas amontonándose y mejorando así significativamente la combustión.

Válvula de Partida: cumple dos funciones la primera cuando arranca la caldera antes de entrar en línea con el despacho, esta válvula se abre enviando el vapor a la atmosfera para así controlar la elevación de la presión del domo hasta llegar al valor nominal, la segunda cumple la función de seguridad en caso de que haya una sobrepresión en el domo; alrededor de 750 PSI ésta se abre automáticamente para aliviar esta presión y evitar rupturas en las tuberías del domo o inclusive explosión de la caldera.

La elevación de la presión en una caldera permite tener mayor eficiencia en el proceso puesto que los turbogeneradores trabajan mejor y producen mayor energía eléctrica a una presión de 600 psi.