Diferencia clave: caldera subcrítica frente a supercrítica
Las calderas son recipientes cerrados en los que se calienta un fluido, la mayoría de las veces, es agua. Aunque el nombre de esto es una caldera, el fluido no necesariamente hierve en esta. El fluido calentado se utiliza en diversas aplicaciones, como calentamiento de agua, calefacción central, cocina, etc. Las calderas subcríticas y supercríticas son sistemas de generación de vapor. La diferencia clave entre una caldera subcrítica y supercrítica es que las calderas subcríticas funcionan a una presión subcrítica del fluido, mientras que las calderas supercríticas funcionan a una presión supercrítica del fluido.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia clave
2. Qué es el punto crítico
3. Qué es la caldera subcrítica
4. Qué es la caldera supercrítica
5. Similitudes entre la caldera subcrítica y supercrítica
6. Comparación lado a lado - Caldera subcrítica vs supercrítica en forma tabular
7. Resumen
¿Qué es el punto crítico?
El punto crítico de una sustancia es la temperatura y la presión a las que esa sustancia puede comportarse como un gas y un líquido al mismo tiempo, por lo que se producen fases de gas y líquido indistinguibles. Eso se debe a que la densidad de la fase gaseosa y la fase líquida es igual en este punto. Una sustancia que existe a temperatura y presión, por encima de su punto crítico, se conoce como fluido supercrítico. Una sustancia que sale por debajo de su punto crítico se conoce como fluido subcrítico. En una curva de equilibrio de fase, el punto crítico es el punto final de la curva.
Figura 01: Diagrama de fases que muestra el punto crítico del agua
El término supercrítico en calderas supercríticas se refiere a las presiones por encima del punto crítico del agua en el que se está operando la caldera. El punto crítico del agua está a 647 K de temperatura y 221 bar (22,1 MPa) de presión. Las presiones por debajo de 221 bar se conocen como "presión subcrítica" y por encima de 221 bar es la "presión supercrítica" del agua.
¿Qué es una caldera subcrítica?
Las calderas subcríticas son calderas que funcionan a temperaturas de hasta 374 ° C y a una presión de 3.208 psi (el punto crítico del agua). Estas calderas componen un sistema con punto final de evaporación constante. Un ejemplo típico de una caldera subcrítica es el generador de vapor tipo tambor.
En el interior de la caldera, la circulación natural del fluido se genera calentando los elevadores. La mezcla de agua y vapor que sale de este tubo ascendente se separa en agua y vapor en el tambor. El agua circula, el agua regresa a la entrada del evaporador a través de las esquinas hacia abajo mientras que el vapor fluye hacia la cámara del supercalentador.
Figura 02: Una central térmica
Si se permite que el fluido experimente una circulación natural, el rango de aplicación se limita a aproximadamente 190 bar como presión máxima del tambor. Pero si la circulación se realiza mediante una bomba de circulación (conocida como circulación forzada), este rango se puede ampliar. Esta extensión ocurre debido a la fijación del punto final de evaporación en el tambor. Y también establece el tamaño de la superficie de calentamiento en el evaporador y en el supercalentador. Un gran inconveniente de la caldera subcrítica es que, en estas calderas, puede producirse la formación de burbujas.
¿Qué es una caldera supercrítica?
La caldera supercrítica (generador de vapor supercrítico) es un tipo de caldera que funciona en condiciones de presión supercrítica. Este tipo de calderas se utiliza a menudo para generar electricidad. A diferencia de las calderas subcríticas, en las calderas supercríticas no se forman burbujas y el agua líquida se convierte inmediatamente en vapor.
La caldera supercrítica funciona a temperaturas entre 538 y 565 ° C y presiones superiores a 3200 psi. Una caldera supercrítica tiene un sistema con punto final de evaporación variable. Estas calderas no tienen tambor. Por tanto, la evaporación tiene lugar en un solo paso a través del evaporador. El flujo de fluido, la mayoría de las veces; agua, es inducida por la bomba de alimentación. Esto hace que el sistema funcione a cualquier presión deseada, lo que le permite operar el sistema en condiciones subcríticas o supercríticas. Como resultado, el punto final de evaporación varía. Y también, para mantener estas condiciones, las áreas del evaporador y del sobrecalentador se ajustan automáticamente según los requisitos.
Figura 03: Una caldera de tubo de agua
Esta caldera se denomina caldera supercrítica porque funciona por encima de la presión crítica del agua que es de 221 bar. Dado que por encima del punto crítico, no hay distinción entre vapor y agua, el agua actúa como un fluido.
Más allá del punto crítico del agua, el calor latente de vaporización es cero y, por lo tanto, no hay una distinción considerable entre la fase líquida y la fase de vapor del agua. una de las principales ventajas de las calderas supercríticas es el menor consumo de combustible. Esto provoca una menor producción de gases de efecto invernadero. y además, debido a que no se forman burbujas, se puede observar un menor consumo de agua.
¿Cuáles son las similitudes entre la caldera subcrítica y supercrítica?
- El mecanismo / ciclo operativo básico de la caldera subcrítica y supercrítica es el mismo.
- A excepción de los evaporadores sin tambor en las calderas supercríticas, otras características de construcción también son las mismas.
- Las técnicas de Caldera Subcrítica y Supercrítica utilizan equipos y estrategias similares en operación. es decir, precalentador de aire, economizador, turbinas, condensadores, bombas de alimentación de calderas, etc.
¿Cuál es la diferencia entre caldera subcrítica y supercrítica?
Diferencia del medio del artículo antes de la mesa
Caldera subcrítica vs supercrítica |
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| Las calderas subcríticas son calderas que funcionan a temperaturas de hasta 374 ° C y a una presión de 3.208 psi (el punto crítico del agua). | La caldera supercrítica (generador de vapor supercrítico) es un tipo de caldera que funciona en condiciones de presión supercrítica. |
| Temperatura | |
| Las calderas subcríticas funcionan a temperaturas de hasta 374 ° C. | Las calderas supercríticas funcionan a temperaturas entre 538 y 565 ° C. |
| Presión | |
| Las calderas subcríticas funcionan a una presión de 3.208 psi. | Las calderas supercríticas funcionan a una presión superior a 3200 psi. |
| Tambores | |
| Las calderas subcríticas están compuestas por bidones. | Las calderas supercríticas no tienen tambor. |
| Formación de burbujas | |
| La formación de burbujas es un gran inconveniente en las calderas subcríticas. | No hay calderas supercríticas de formación de burbujas. |
Resumen - Caldera subcrítica vs supercrítica
Las calderas subcríticas y supercríticas son dos formas de generadores de vapor que se utilizan para la generación de electricidad. Estos se clasifican como tales, en función de sus condiciones de funcionamiento. La diferencia entre una caldera subcrítica y supercrítica es que las calderas subcríticas funcionan a una presión subcrítica del fluido, mientras que las calderas supercríticas funcionan a una presión supercrítica del fluido.
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