El uso de calderas en la industria es muy común y extendido, prácticamente todos los procesos industriales requieren del aporte de calor ya sea por medio de agua caliente, de vapor o de fluido térmico (generalmente aceite térmico). La sala de calderas es de vital importancia dentro de cualquier industria productiva, porque aportan la energía necesaria para que los procesos puedan realizarse. La pregunta que trataré de responder es que tipo de caldera, referido al fluido de proceso o caloportador, es más adecuado para una aplicación en particular.
Lo presentaré en tres publicaciones, calderas de agua caliente, calderas de vapor y calderas de fluido térmico.
¿Cuándo escoger una Caldera de Agua Caliente?
El uso de calderas de agua caliente, resulta como la mejor opción, cuando tenemos procesos que requieren calor a temperaturas por debajo de los 100 °C. En los procesos industriales, como en muchos otros ámbitos, las soluciones deben ser lo más simple posible y tan complejas como sea estrictamente necesario y en este sentido, las calderas de agua caliente pueden operar a bajas presiones, usan agua como fluido caloportador, trabajan en circuito cerrado por lo que no se requiere reponer ni cambiar el agua.
Además, los requerimientos sobre las condiciones de diseño, fabricación y también sobre los materiales, son menores que otras opciones de calderas y por lo tanto su fabricación es más económica. Los equipos auxiliares son pocos y también más simples que para otro tipo de calderas, se requiere una bomba de recirculación del agua del circuito y un estanque de expansión. La eficiencia térmica es alta, sobre el 94.5%, medida sobre el poder calorífico inferior del combustible. También, son equipos fáciles de controlar y mantener.
Por otra parte, las calderas de agua caliente son susceptibles de sufrir schock térmico, debido a que en su operación en régimen y también durante las partidas, la temperatura no es uniforme en todo el cuerpo del equipo, esta diferencia de temperatura provoca dilataciones diferenciales entre sus partes, lo que afecta principalmente la unión de los tubos con la placa tubular en la entrada del segundo paso. No es difícil ni complejo mantener este riesgo bajo control, requiere de personal adecuadamente instruido, condiciones de operación bien establecidas y un adecuado control de la operación, bajo estas condiciones una caldera de agua caliente puede operar satisfactoriamente por largo tiempo, 30 años o más.
Variable de control: Temperatura
Variables críticas: Temperatura, flujo de agua, diferencial de temperatura entre suministro y retorno.
De acuerdo a la normativa legal de Chile, DS N°10, las calderas de agua caliente requieren contar con un operador, pero si la presión de operación es menor que 0.5 kg/cm2, entonces este operador no necesariamente debe ser dedicado de manera exclusiva a la operación de la caldera.
Esto representa también una ventaja que permite disminuir los costos de operación.
En las figuras 1 y 2 se representa una caldera de agua caliente, de tipo piro tubular, que es el más difundido y usado en la industria y es el tipo de caldera para el cual he hecho los comentarios precedentes.
En la figura 3 se muestra un diagrama de flujo correspondiente a una caldera de agua caliente, sus equipos auxiliares y el flujo del agua.
