Este documento describe los diferentes tipos de calderas, incluyendo calderas acuotubulares y pirotubulares. Las calderas acuotubulares usan tubos para transferir calor al agua, mientras que las pirotubulares usan gases calientes que pasan a través de tubos. Las calderas acuotubulares son más eficientes pero también más costosas, mientras que las pirotubulares son más económicas pero menos eficientes. El documento también cubre clasificaciones adicionales de calderas según la pres

2. ¿QUÉ SON LAS CALDERAS?
• LA CALDERA ES UNA MÁQUINA O DISPOSITIVO PARA
GENERAR VAPOR. ESTE VAPOR SE GENERA A TRAVÉS DE UNA
TRANSFERENCIA DE CALOR A PRESIÓN CONSTANTE, EN LA
CUAL EL FLUIDO, ORIGINALMENTE EN ESTADO LÍQUIDO, SE
CALIENTA Y CAMBIA SU FASE.
• ESTE ES UNO DE LOS DISPOSITIVOS INVOLUCRADOS EN LOS
CICLOS DE POTENCIAS DE VAPOR, Y ES ALLÍ DONDE
OCURRE EL PROCESO CONOCIDO COMO ADICIÓN DE CALOR.

3. TIPOS DE CALDERAS
• LA FORMA MAS RECONOCIDA DE CLASIFICAR LAS
CALDERAS Y DE DIFERENCIARLAS, ES BAJO EL CRITERIO
DE LA CIRCULACIÓN DE LOS FLUIDOS POR LOS TUBOS DE
LA CALDERA. Y LOS DOS TIPOS MAS RECONOCIDOS SON
LAS CALDERAS…
Acuotubulare
s
Pirotubulares

4. CALDERAS ACUOTUBULARES
0 Son aquellas calderas en las que el fluido
de trabajo se desplaza por tubos durante
su calentamiento.
0 Son las más utilizadas en las centrales
termoeléctricas, ya que permiten altas
presiones a su salida y tienen gran
capacidad de generación.
Las calderas
acuotubulares pueden ser de
tipo de tubos rectos u curvados.
Los diferentes modelos de
calderas de tubos curvados, con
mejores características
de presión y temperatura han
sido desplazados gradualmente
a la caldera de tubos rectos en
los sevicios de alto rendimiento.

5. ELEMENTOS DE UNA CALDERA
ACUOTUBULAR
Son de aplicación cuando
se requiere una presión
de trabajo por encima de
los 22 bares ver figura 3.
en el caso de calderas de
vapor, el titulo de vapor
es muy bajo (0.85), es
decir, que el
contenido de agua por
unidad de masa es muy
alto (15%) si no se les
añaden
subconjuntos secadores
del vapor, tales como
recalentadores o sobre
calentadores.
Esta calderas alcanzan
eficiencias del 78 y 80 %.

6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
• DE CALDERAS ACUOTUBULARES
Ventajas
• Son mas livianas que las pirotubulares.
• Rapidez en producción de vapor.
• Adecuadas para presiones elevadas.
• Ideal para producción de vapor seco.
• Altas eficiencias de funcionamiento.
Desventajas
• Son costosas debido a la disposición de los tubos.
• No son adecuadas para presiones bajas.
• Requieren un tratamiento al agua de alimentación mas exigente
• Tiempos prolongados para mantenimiento

7. CALDERAS
PIROTUBULARES
0 Son aquellas donde la transferencia de calor se efectúa
por el paso de los gases calientes de la combustión a
través de tubos sumergidos en agua. El vapor y el agua
están contenidos en una carcasa simple de forma
cilíndrica.
0 Ejemplo de ellas son las usadas en locomotoras a vapor
y la caldera de los barcos.

8. PARTES PRINCIPALES DE UNA CALDERA
PIROTUBULAR
• El cuerpo de la caldera formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal, incorpora interiormente
un hogar de amplias dimensiones (donde se realiza la combustión). está dotado de ménsulas en escuadra y
soportes estructurales, independientemente de las cimentaciones de tabique. Se monta sobre una base de
acero o de hierro colado.
• Tubo hogar: se quema el combustible, en donde tiene lugar la transmisión de calor por radiación.
0 Quemador
0 La pieza más esencial de cualquier caldera es el quemador. Esta es la sección en donde la fuente de
combustible, ya sea gas natural o algún otro combustible, se calienta. Una vez que se consigue la
combustión, el aire caliente o fuego real se pone en el pirotubo.
0 Pirotubo
0 La parte de la caldera nombrada después, el pirotubo, es un tubo de metal o una colección de tubos de
metal rodeados de agua. Estos tubos se llenan con el calor y la llama del quemador y pasan los gases de un
lado a otro para calentar el agua alrededor del pirotubo. Los gases son expulsados una vez que han pasado
por tres o cuatro veces a través del tubo o tubos.
0 Depósito
0 El depósito o reservorio es el área alrededor del pirotubo que se llena de agua. Esta agua se calienta, a
menudo hasta el punto de que se convierte en vapor de agua y a continuación se libera en las tuberías
conectadas que permitirán que el agua o vapor caliente una casa, accione una turbina, o una variedad de
otros fines.
0 Tuberías
0 Los tubos se alejan de la caldera pirotubular y transportan el agua caliente/vapor. En un sistema abierto,
estos tubos descargarán agua/vapor a otro lugar alejado de la caldera. En un sistema cerrado, sin embargo,
estos tubos actúan como venas y traen el agua calentada/vapor de agua completando el círculo de nuevo al
depósito.
0 Sistema cerrado
0 Un sistema cerrado pirotubular es justo lo que suena. Cuando se hierve el agua y se envía a través de los
tubos, el agua vuelve al depósito y se recicla para ser utilizada de nuevo. Este sistema es bueno para la
prevención de residuos, pero tiene que ser controlado cuidadosamente para asegurarse de que la presión

10. EFICIENCIA DE UNA CALDERA
PIROTUBULAR
0 La operación de la caldera con una cantidad mínima de exceso de
aire minimizará la pérdida de calor en la chimenea y mejorará la
eficiencia de la combustión. La eficiencia de la combustión es una
medida de cómo efectivamente el contenido de calor del
combustible se transfiere a calor utilizable. La temperatura en la
chimenea y las concentraciones de oxígeno (o dióxido de carbono)
son los principales indicadores de la eficiencia de la combustión.
0 Su eficiencia es un poco más alta que la de las calderas
horizontales de retorno y que las del tipo locomóvil (alcanza el80%
de eficiencia)Su mejor régimen de operación está entre 17 y
24.4 kg/m2/h de vapor (3.5 a 5 Ib/pie2/h) y no debe operarse a
mas de 34.2kg/m2/h (7 Ib/pie m2/h)

11. ELEMENTOS AUXILIARES
Hay varios accesorios que deben instalarse en las
calderas de vapor, todos con el objetivo de mejorar:
Funcionamiento.
Eficacia.
Seguridad.
0 Válvulas de seguridad: Su función
es proteger el cuerpo de la caldera
de
sobrepresión y evitar que
explosione.
0 Válvulas de interrupción: aísla la
caldera de vapor y su presión del
proceso o la planta.

12. 0 Válvula de retención: contiene un
resorte que mantiene la válvula
cerrada cuando no hay presión en la
caldera aunque el tanque de
alimentación tenga un nivel elevado,
además previene que la caldera se
inunde por la presión estática del agua
de alimentación.
0 Llave de purga: Las calderas deben
tener como mínimo una válvula de
purga de fondo, en un lugar cercano al
que pueda que se acumule el
sedimento o lodo. Estas válvulas
deben accionarse con una llave y están
diseñadas de tal manera que es
imposible sacar la llave con la válvula
abierta.
0 Manómetro: Todas las calderas deben
tener como mínimo un indicador
depresión. normalmente, se conectan
al espacio vapor de la caldera por un
tubo sifón en R que está lleno de
vapor condensado para proteger el

13. VENTAJAS Y DESVENTAJAS:
• DE CALDERAS PIROTUBULARES
Ventajas
• Son mas económicas que la acuotubulares.
• No requieren tanto tratamiento para el agua de alimentación.
• Ocupan poco o menos espacio.
• Facilidad para su mantenimiento.
Desventajas
• Menor eficiencia de funcionamiento en comparación con las
acuotubulares.
• No son adecuadas para presiones elevadas.

14. CUADRO COMPARATIVO:
“ENTRE CALDERAS PIROTUBULARES Y
ACUOTUBULARES”

15. OTRAS CLASIFICACIONES
PARA CALDERAS

16. SEGÚN LA PRESIÓN DE TRABAJO:
• CALDERAS DE BAJA PRESIÓN: PRODUCEN VAPOR A BAJA PRESIÓN,
HASTA UNOS 4 O 5 KG/CM2. ESTE RANGO DE PRESIONES ES MAS
COMÚN EN LAS CALDERAS DE AGUA CALIENTE QUE EN LAS
CALDERAS QUE GENERAN VAPOR.
• CALDERAS DE MEDIA PRESIÓN: PRODUCEN VAPOR HASTA
APROXIMADAMENTE 20 KG/CM2, GENERALMENTE VAPOR
SATURADO.
• CALDERAS DE ALTA PRESIÓN: ASOCIADAS A CICLOS DE POTENCIA,
TRABAJAN CON PRESIONES DE 20 KG/CM2 HASTA PRESIONES
CERCANAS A LA CRÍTICA.
• CALDERAS SUPERCRÍTICAS: TRABAJAN CON PRESIONES SUPERIORES
A LA CRÍTICA. UTILIZADAS EN GRANDES PLANTAS DE GENERACIÓN
DE ENERGÍA ELÉCTRICA, EN EEUU Y EN ALGUNOS PAÍSES DE
EUROPA, TAMBIÉN HAY ALGUNAS EN JAPÓN.

17. SEGÚN LA CIRCULACIÓN DEL AGUA
DENTRO DE LA CALDERA:
• CIRCULACIÓN NATURAL:
LA CIRCULACIÓN DEL AGUA Y DE LA MEZCLA AGUA-VAPOR
OCURRE NATURALMENTE DEBIDO A LA DIFERENCIA DE
DENSIDADES ENTRE EL AGUA MÁS FRÍA Y LA MEZCLA DE AGUA-VAPOR
(EFECTO SIFÓN). IMPLICA ENTONCES TENER UN CIRCUITO
CERRADO POR DONDE CIRCULA EL AGUA Y UNA DIFERENCIA DE
ALTURA APRECIABLE ENTRE LAS PARTES ALTAS Y BAJAS DEL
EQUIPO.
• CIRCULACIÓN ASISTIDA:
EN ESTE CASO LA CIRCULACIÓN NATURAL EN LOS TUBOS DE LA
CALDERA ES COMPLEMENTADA POR BOMBAS INSTALADAS EN EL
CIRCUITO. EN ESTE CASO TAMBIÉN LA CALDERA CONSISTE EN UN
CIRCUITO CERRADO, PERO PERMITE CONSTRUCCIONES MÁS
COMPACTAS INCLUSO CON TUBOS INCLINADOS.
• CIRCULACIÓN FORZADA:
ESTE TIPO DE CALDERAS TIENE UNA CONCEPCIÓN DISTINTA, SE
TRATA DE UN CIRCUITO ABIERTO Y NO CERRADO. LA BOMBA
IMPULSA EL AGUA A TRAVÉS DE UNA PRIMER SUPERFICIE DE
INTERCAMBIO DONDE SE PRECALIENTA, LUEGO PASA A UN
SEGUNDO INTERCAMBIADOR DONDE SE VAPORIZA Y LUEGO, EN
ALGUNOS CASOS, PASA A UN TERCER INTERCAMBIADOR DONDE
SE SOBRECALIENTA.