Diferencia entre caldera subcrítica y supercrítica

Diferencia clave - Subcrítica vs Supercrítico Caldera
 

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 esto. El fluido caliente se utiliza en diversas aplicaciones, como calentamiento de agua, calefacción central, cocción, etc. Las calderas subcríticas y supercríticas son tales sistemas de generación de vapor. los 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 trabajan a una presión supercrítica del fluido.

CONTENIDO

1. Resumen y diferencia clave
2. ¿Qué es el punto crítico?
3. ¿Qué es la caldera subcrítica?
4. ¿Qué es la caldera supercrítica?
5. Similitudes entre caldera subcrítica y supercrítica
6. Comparación lado a lado: caldera subcrítica frente a supercrítica en forma tabular
7. Resumen

¿Qué es el punto crítico??

El punto crítico de una sustancia es la temperatura y la presión a la que esa sustancia puede comportarse como un gas y un líquido al mismo tiempo, por lo tanto, se producen fases indistinguibles de gas y líquido. Esto 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 supercrítico fluido. Una sustancia que sale por debajo de su punto crítico se conoce como subcrítico fluido. En una curva de equilibrio de fase, el punto crítico es el punto final de la curva..

Figura 01: Diagrama de fase que muestra el punto crítico del agua

El término supercrítico en calderas supercríticas se refiere a las presiones sobre el punto crítico del agua en que se opera 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 son conocidas como "presión subcrítica”Y por encima de 221 bar es“presión supercrítica" de 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 de tipo tambor..

Dentro de la caldera, la circulación natural del fluido se genera al calentar las canalizaciones. 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, mientras que el vapor fluye hacia la cámara del sobrecalentador.

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 la presión máxima del tambor. Pero si la circulación se realiza mediante una bomba de circulación (conocida como circulación forzada), este rango puede extenderse. Esta extensión se debe 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 inconveniente importante de la caldera subcrítica es que, en estas calderas, puede ocurrir la formación de burbujas..

¿Qué es una caldera supercrítica??

La caldera supercrítica (generador de vapor supercrítico) es un tipo de caldera que funciona bajo condiciones de presión supercrítica. Este tipo de calderas se utiliza a menudo en la generación de electricidad. A diferencia de las calderas subcríticas, no hay formación de burbujas en las calderas supercríticas, y el agua líquida se convierte inmediatamente en vapor..

La caldera supercrítica funciona a temperaturas alrededor de 538-565 ° C y presiones superiores a 3,200 psi. Una caldera supercrítica tiene un sistema con punto final de evaporación variable. Estas calderas son sin tambor. Por lo tanto, la evaporación tiene lugar en un solo paso a través del evaporador. El flujo de fluido, la mayoría de las veces; El 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 de acuerdo con los requisitos.

Figura 03: Una caldera de tubo de agua

Esta caldera recibe el nombre de caldera supercrítica porque funciona por encima de la presión crítica del agua, que es de 221 bar. Ya 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 la 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 menos producción de gases de efecto invernadero. y también, debido a la ausencia de formación de burbujas, se puede observar un menor consumo de agua.

¿Cuáles son las similitudes entre caldera subcrítica y supercrítica??

• El mecanismo / ciclo operacional básico de la caldera tanto subcrítica como supercrítica es el mismo.
• Excepto por los evaporadores sin tambor en calderas supercríticas, otras características de construcción también son las mismas.
• Las técnicas de caldera tanto subcrítica como 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??

Caldera subcrítica vs supercrítica
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 bajo condiciones de presión supercrítica.
Temperatura
Las calderas subcríticas funcionan a temperaturas de hasta 374 ° C.	Las calderas supercríticas funcionan a temperaturas de alrededor de 538-565 ° 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 tambores..	Las calderas supercríticas son sin tambor..
Formacion de burbuja
La formación de burbujas es un gran inconveniente en calderas subcríticas.	No hay formación de burbujas de calderas supercríticas..

Resumen - Subcrítica vs Supercrítico Caldera 

Las calderas subcríticas y supercríticas son dos formas de generadores de vapor que se utilizan para generar 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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Referencia:

1.SHIVAJI CHOUDHURY, JEFE DE INGENIERÍA en M P POWER GENERATING CO, JABALPUR Seguir. "Super crítico" LinkedIn SlideShare, 21 de agosto de 2014. Disponible aquí  
2. “Generador de vapor supercrítico”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 de febrero de 2018. Disponible aquí
3. “Calderas supercríticas”. Desein. Disponible aquí  

Imagen de cortesía:

1.'Fase-diag2 'Por Matthieumarechal, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia 

2.'NesjavellirPowerPlant edit2'By Gretar Ívarsson - Editado por Fir0002 - Gretar Ívarsson, geólogo en Nesjavellir, (Dominio público) a través de Commons Wikimedia 
2. 'Caldera de tubo de agua de Bangladesh'By Sm faysal - Trabajo propio, (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia