Tubo de caldera pirotubular

La caldera pirotubular es una caldera sencilla y económica que se ha utilizado desde el siglo XVIII. Se basa en la quema de combustible en el horno para calentar agua en el tubo de humos y generar vapor. La caldera pirotubular consta de un cuerpo de horno, tubos, conducto de humos y sistema de control, siendo el tubo de la caldera una parte importante.

Estructura del tubo de la caldera pirotubular
La estructura del tubo de la caldera pirotubular es relativamente sencilla y suele estar compuesta por tubos rectos, codos y juntas de expansión.
1. Tubo recto
El tubo recto es el tipo de tubo más básico en la caldera pirotubular. Generalmente, está hecho de tubos de acero sin costura de espesor medio o pared delgada, o de tubos de acero dulce. La capa exterior del tubo recto suele estar recubierta con una capa aislante para reducir la pérdida de calor, la temperatura superficial de la caldera y mejorar la seguridad.

Selección de materiales: Acero al carbono n.° 20/acero inoxidable 304
Espesor de pared estándar: 3 mm/5 mm/8 mm
Capa aislante: Fibra de silicato de aluminio + chapa de hierro galvanizado (diseño antiescaldamiento)

2. Tubo curvado
Los tubos curvados se utilizan principalmente para formar una estructura de membrana tubular para tuberías de agua. Una función importante del doblado de tuberías es facilitar el flujo de agua, evitando que el interior de la tubería lo obstruya. El doblado de tuberías suele adoptar un proceso de fabricación por estirado en frío para garantizar el acabado y la precisión dimensional de la pared interior.

Especificación del radio de curvatura: ≥3 veces el diámetro de la tubería (norma ASME)
Requisitos de soldadura: Soldadura por arco de argón (puntos clave para la prevención de fugas)

3. Junta de expansión
La junta de expansión se compone de dos bridas y una manguera central, que se utiliza principalmente para compensar la expansión lineal de la tubería durante los cambios de temperatura. Las juntas de expansión suelen estar hechas de materiales metálicos y soportan altas temperaturas y presiones.

Cálculo de compensación: Se requiere un espacio de expansión de 5 mm por cada 100 °C de aumento de temperatura.
Ciclo de reemplazo: 3 años/5000 horas de trabajo.

Características de los tubos de la caldera pirotubular
1. Tamaño compacto y peso ligero
La estructura de la caldera pirotubular es simple y relativamente pequeña. La densidad es relativamente baja bajo la misma presión de trabajo, por lo que es ligera, lo que presenta las mismas ventajas que el diseño ligero de algunos tubos hidráulicos.

2. Alta velocidad de transferencia de calor
Al inyectar gas a alta temperatura directamente en el tubo de agua, el tubo de la caldera pirotubular puede calentar rápidamente el agua a la temperatura de evaporación, aumentando así la velocidad de transferencia de calor.

3. Estructura compacta
La disposición de los tubos en la caldera pirotubular es muy compacta, con casi ningún espacio libre, lo que permite completar eficientemente el intercambio de calor en un espacio reducido.

4. Alto riesgo de incendio
Dado que los tubos de la caldera pirotubular están en contacto directo con el combustible, el riesgo de incendio es relativamente alto. Además, debido a la compleja estructura interna del tubo, si no se inspecciona y mantiene regularmente, aumenta el riesgo de rotura.



Fallos comunes en los tubos de calderas pirotubulares
1. ¿Cómo solucionar el problema de fugas de agua en los tubos de calderas pirotubulares en caso de emergencia?
Síntomas de emergencia: Filtración de agua en la pared del tubo > 200 ml/min, caída de la presión del vapor del 15 %.
Plan de emergencia:
Apague el sistema de combustión y reduzca la presión a 0,2 MPa.
Envuelva 3 capas de cinta epoxi resistente a altas temperaturas (se recomienda 3M 2216).
Abrazadera de acero inoxidable de refuerzo externo (distancia ≤ 150 mm).

2. ¿Cómo comprobar la disminución de la eficiencia de transferencia de calor en las calderas pirotubulares?
Indicadores de alerta: Aumento del consumo de combustible del 20 % | Disminución del 30% en la producción de vapor
Plan de emergencia:
Incrustaciones internas: Utilizar el método de medición endoscópica para detectar; si el espesor es ≥ 2 mm, es necesario decapar (concentración de ácido clorhídrico al 10%).
Acumulación externa de cenizas: Utilizar un manómetro diferencial tipo U para detectar y soplar cuando la diferencia de presión de los gases de combustión sea > 150 Pa.
Fallo de aislamiento: Analizar con una cámara termográfica infrarroja; si la temperatura superficial aumenta > 40 °C, es necesario reemplazarla.

3. ¿Cuáles son los síntomas antes de que se rompa el tubo de la caldera?
Características sonoras anormales:
Sonido metálico intermitente (>85 decibeles)
Vibración de baja frecuencia de 2-5 Hz (detectable mediante aplicación móvil)
Temperatura anormal:
Aumento repentino de la diferencia de temperatura entre secciones de tubería adyacentes > 30 °C
Sobrecalentamiento y enrojecimiento local (> 450 °C)

Resumen
El tubo de la caldera pirotubular es uno de los componentes más importantes, lo que afecta directamente su rendimiento y vida útil. Un conocimiento profundo de la estructura, el material y las características de los tubos de la caldera pirotubular nos permite comprender mejor el principio de funcionamiento de esta caldera tradicional y, además, realizar un mantenimiento más preciso para prolongar su vida útil.

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