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Generador de Vapor ¿Qué es? Una caldera es un recipiente metálico, cerrado, destinado a producir vapor o calentar agua, mediante la acción del calor a una temperatura superior a la del ambiente y presión mayor que la atmosférica, a la combinación de una caldera y un sobre calentador (intercambiador de calor) se lo conoce como generador de vapor. Es una máquina o dispositivo de ingeniería, donde la energía química, se transforma en energía térmica. Es el conjunto de uno o más recipientes cerrados a presión mas otros aparatos y dispositivos especiales destinados a aprovechar una mayor cantidad de calor producido por un combustible así como para obtener un vapor de mejores características. Diferencias de Calderas y Generador de Vapor  

La diferencia es que un generador de vapor genera vapor sobrecalentado (vapor seco) y el otro genera vapor saturado (vapor húmedo) Los generadores de vapor se diferencian de las calderas por ser mucho más grandes y complicados.

Tipos de generadores de vapor industriales La superficie de intercambio en los generadores está constituida por paredes de tubos, generalmente de acero, y que separan a los gases de combustión del fluido de trabajo (agua o vapor). De acuerdo al uso y a la escala de generación, se pueden considerar dos tipos básicos, según sea por dónde circulan cada uno de ellos. Según su principio de funcionamiento y construcción, se clasifican entre acuotubulares y pirotubulares:

Calderas de vapor acuotubulares: son aquellas en las que el agua circula por el interior de los tubos y los humos de combustión por el exterior de estos. Calderas de vapor piro tubulares: son aquellas en las que los humos de la combustión circulan por el interior de los tubos y el agua por el exterior. Las primeras calderas industriales fueron las calderas pirotubulares, que actualmente se utilizan para presiones de hasta 30 bares, temperaturas de hasta 300ºC (vapor sobrecalentado) 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. Más tarde, aparecieron las calderas acuotubulares, para superar los límites de potencia y presión de las pirotubulares habiéndose conseguido presiones de hasta 350 bar, 600ºC y producciones de hasta 2.000 t/h

Los generadores de vapor industriales se usan para muchos procesos en la industria, tales como generar agua caliente, llevar líquidos a temperatura de ebullición, evaporar productos o sistemas de secado, entre otros. Los generadores de vapor se pueden clasificar en dos tipos, según la forma en que transmiten el calor: Generadores de vapor pirotubulares o de tubos de humo Son aquellos generadores en que los gases calientes de la combustión son conducidos a través de unos tubos metálicos y en su parte exterior estos tubos están en contacto con el agua, de forma que permiten el calentamiento hasta producir el vapor a las condiciones deseadas, y son muy usadas en aplicaciones de tipo sanitario o en industria agroalimentaria. Estas calderas se utilizan cuando se requiere una baja presión de trabajo, inferior a los 20 bares, y están indicadas para procesos industriales en general.

Generadores de vapor acuotubulares o tubos de agua En este tipo de caldera de vapor la llama está en el espacio interno del equipo, que se conoce como hogar, y el agua circula por el interior de los tubos de forma que la combustión provoca que se calienten los tubos y el agua que está pasando por ellos.

Componentes principales de un generador de vapor industrial Los principales componentes de un generador de vapor industrial son el quemador, el sistema de control de nivel de agua, las bombas y el cuerpo de la caldera. Las principales características de cada uno se analizan a continuación. Quemador Es un dispositivo en el que un sistema eléctrico hace que se produzca una chispa entre los electrodos, usando un alto voltaje, y tras abrir paso a la mezcla de combustible y de aire se produce la combustión del gas o del líquido. El conjunto del quemador comprende varios dispositivos como boquillas, electrodos, sistemas de control y el propio cañón quemador. Sistema de control de nivel del agua Es un sistema de seguridad y control que comprueba que el nivel del agua dentro de la caldera está en un nivel seguro y si baja el nivel, envía una señal a la bomba de alimentación para que inyecte más agua. En caso de una anomalía de operación, si el nivel continúa bajando, envía una señal al quemador para que se apague, garantizando la seguridad del equipo y de las personas. Sistema de inyección de agua Es un sistema que controla que, si baja el nivel de agua del nivel mínimo requerido, se produzca la inyección de agua líquida tomando agua del tanque de condensado e introduciéndola a la caldera o en el caso de sistemas de vapor perdido, tomando agua de la red. Cuerpo de la caldera Es el componente principal de la caldera y en él se encuentra el hogar y los tubos, contiene además parte de los componentes adicionales y de seguridad y se recubre de material aislante o protector para prevenir daños a las personas que puedan tener contacto con el equipo.

Ventajas e inconvenientes de cada sistema Las principales ventajas de las calderas acuotubulares son:   

Presentan un bajo volumen de agua, lo que permite que su puesta en marcha sea más rápida que la de las calderas pirotubulares. Pueden trabajar a altas presiones Se adaptan mejor a consumos puntuales o muy fluctuantes.

Las principales desventajas frente a las calderas pirotubulares:

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Requieren que el agua sea de mayor calidad para evitar que se obstruyan los tubos y que se impida la transferencia térmica. Tienen costes de mantenimiento y limpieza mayores y las revisiones son más costosas. Necesitan más espacio.

Las principales ventajas de un sistema de caldera pirotubular son:      

Mejor adaptación a las variaciones de la instalación que las calderas acuotubulares. Gran estabilidad ante las fluctuaciones de carga y presión que se producen durante los procesos industriales. Pueden trabajar, aunque el agua tenga un cierto nivel de salinidad o impurezas. Su rendimiento es mayor. Costes de limpieza y mantenimiento menores y revisiones menos costosas. Necesitan menos espacio disponible.

Pese a ello, presentan las siguientes desventajas frente a las calderas acuotubulares:  

Elevado volumen de agua, con puesta en marcha lenta. No pueden trabajar a presiones por encima de los 20 bares.

¿Qué ciclo participa en los generadores de vapor? El ciclo Rankine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinámico que tiene lugar en una central térmica de vapor. Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y condensa, típicamente agua