CÓMO DETERMINAR EL RENDIMIENTO DE LOS CALENTADORES DE CALDERAS INDUSTRIALES

Los calentadores de calderas llevan más de un siglo prestando servicio a diversas instalaciones. Por muy fiables que puedan ser, es importante recordar que no todas las calderas son iguales, y es esencial comprobar su eficiencia. Esto es especialmente importante cuando se utilizan calderas para fines industriales específicos. Este artículo examinará cómo los industriales pueden determinar la eficiencia de un calentador de caldera. 

Factores de diseño 

El diseño de un calentador de caldera desempeña un papel esencial en su eficacia. Esto no se refiere a la estética, por supuesto, sino a las configuraciones físicas que rigen la forma en que el calentador suministra y hace circular el calor. Los responsables de una aplicación industrial deben tener en cuenta estos diseños, ya que pueden mejorar o disminuir el resultado de sus procesos. 

Superficie del calentador de la caldera

La superficie del calentador de la caldera detalla la intensidad de trabajo del recipiente y se mide en pies cuadrados por caballo de potencia de la caldera,Aunque se trata de un atributo de rendimiento, es un elemento de diseño porque esta medida viene determinada por el diseño de circulación incorporado por el fabricante. 

Por ejemplo, es habitual que los fabricantes utilicen diseños que proporcionan cinco pies cuadrados por caballo de potencia de caldera. Gracias a la mejora de los tubos de transferencia de calor, las calderas requieren menos potencia de salida, lo que las hace más eficientes. Por supuesto, la potencia que necesita su caldera puede adaptarse a su aplicación. 

El número de pasadas de la caldera 

El número de pasadas de la caldera se refiere a la cantidad de veces que el gas caliente viaja a través de una caldera. Por ejemplo, cuatro pasadas de caldera permiten que los gases calientes intercambien calor en el agua de la caldera. El número de pasadas de una caldera influye en su eficiencia, pero más (o menos) no es mejor. 

Lo que importa es si el número de pasadas produce un calor eficiente con un desperdicio mínimo para la aplicación. Dicho esto, la mejora del diseño de los tubos ha permitido duplicar la tasa de transferencia de calor de los pasadas de la caldera. 

Cálculos para determinar la eficiencia

El medio más eficaz para determinar el rendimiento de una caldera es realizar lo que se conoce como cálculos de rendimiento. Son normas aceptadas por la industria que ayudan a identificar si una caldera es lo suficientemente eficiente, e incluyen una amplia gama de factores relacionados con la temperatura, el desperdicio de energía, etc. 

Cálculo del rendimiento de los calentadores de calderas

• Temperatura de los gases de combustión: Se refiere a la temperatura de los gases de combustión al salir de las calderas. Las temperaturas específicas de los humos pueden indicar si la caldera funciona eficazmente o no.   
• Pérdidas de la chimenea: Medida del calor transportado por la pérdida de humedad y los gases de combustión secos. En general, cuanto más baja es la temperatura de la chimenea, más eficaz es el funcionamiento de la caldera. 
• Temperaturas del medio a calentar: Normalmente, cuanto más frío esté el medio de calefacción, más eficaz será el funcionamiento de la caldera. 
• Pérdidas por radiación y convección: En muchos casos, las pérdidas de calor en cualquiera de las dos formas pueden indicar que la caldera no está funcionando a su máximo rendimiento. Sin embargo, esto no es definitivo, ya que se prevén pérdidas en determinadas condiciones (por ejemplo, una caldera colocada en el exterior). 
• Exceso de aire: El exceso de aire suministrado a un quemador supone un mayor consumo de energía y se traduce en un menor rendimiento. Sin embargo, las temperaturas estacionales y las presiones barométricas pueden influir en los flujos de aire. 
• Temperatura ambiente: La temperatura ambiente se refiere a la temperatura del aire que rodea la caldera. Las calderas están diseñadas para estar calientes, pero determinados entornos pueden reducir su eficiencia si la temperatura ambiente es demasiado baja (por ejemplo, si están en el exterior).
• Turndown: Se refiere a la capacidad de una caldera para alcanzar un amplio rango de potencia, desde temperaturas altas a bajas. Por lo general, un turndown elevado indica una mayor eficiencia. 
• Especificación del combustible: Cuando hablamos de especificación del combustible, nos referimos al tipo de combustible que utiliza la caldera y su efecto en el rendimiento de la misma. Por ejemplo, los combustibles fósiles arden con más eficacia que el gas natural porque la pérdida de vapor de agua es menor.

Eficiencia de la combustión

La eficiencia de la combustión se refiere a la capacidad de la caldera para quemar combustible y absorber el calor que genera. Para determinar la eficiencia desde este punto de vista, los operadores miden la cantidad de combustible no quemado y el exceso de aire en el escape. 

En general, las calderas se consideran eficientes si presentan bajos niveles de combustible no quemado y de exceso de aire. Las calderas que sólo funcionan con niveles de exceso de aire iguales o inferiores al 15 % se consideran más eficientes. Cuando funcionan a estos niveles, utilizan menos calor del proceso de combustión para calentar el aire sobrante. 

Es importante tener en cuenta que la eficiencia de la combustión puede variar, y a menudo lo hace, en función del combustible que se queme. 

Eficiencia del aire o combustible

Otra forma de determinar el rendimiento de los calentadores de calderas industriales es medir el rendimiento aire/combustible, es decir, el rendimiento combustible/vapor o combustible/agua. El objetivo de esta medición es determinar la cantidad de pérdidas por radiación y convección que se producen en la caldera. Hay dos formas de medir esta eficiencia: el método input-output (entrada-salida) y el método de la pérdida de calor. 

Método input-output

Con el método input-output, el objetivo es determinar la eficiencia basándose en la relación entre la salida y la entrada de la caldera. Para calcularlo, hay que dividir la potencia de la caldera por su potencia de entrada (ambas en BTU) y multiplicarlo por 100. Suele requerir instrumentación para determinar la salida y la entrada de la caldera. 

Método de pérdida de calor

Con el método de pérdida de calor, se determina la eficiencia de un calentador de caldera midiendo sus pérdidas de calor. Para tomar esta medida, hay que restar el 100 % del porcentaje total de pérdidas por chimenea, radiación y convección. La cifra restante corresponde al rendimiento de la caldera en relación con el vapor. 

Elegir calentadores de calderas eficientes desde el principio

Medir la eficiencia de la caldera es crucial cuando se tiene una unidad existente y es necesario decidir si ha llegado el momento de repararla o sustituirla. Determinar esta eficiencia le ayudará a tomar decisiones que pueden hacer que sus aplicaciones de calefacción sean más rentables. 

Sin embargo, a medida que mejora la tecnología de los calentadores de caldera, también lo hace su eficiencia. Los componentes de los calentadores de calderas industriales pueden producir ahora altos niveles de calor utilizando menos energía, lo que las hace más eficientes que sus predecesoras. 

Aquí en Wattco, ofrecemos una selección de opciones de calentadores de caldera que pueden satisfacer sus necesidades para calentamiento industrial sin sacrificar la eficiencia. Podemos crear soluciones a medida para satisfacer las demandas de su sector, especialmente si los modelos preconstruidos no son suficientes. 

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