Inicio / Vapor y combustión

Rendimiento de caldera, purga y recuperación de calor

Estime el rendimiento de la caldera por el método de pérdidas a partir del combustible, el O₂ y la temperatura de gases, calcule la purga mínima según los TDS y vea cuánto valen el ajuste de la combustión, el economizador y la recuperación de calor de la purga.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Estimación preliminar
Caldera
Combustión
Purga

Con purga automática, la purga baja al mínimo que exigen los TDS.

Análisis económico
—Rendimiento estimado de la caldera hoy
—

Pérdidas de energía, hoy y con las mejoras

Porcentaje de la energía del combustible (PCI) perdida en cada partida.

Toque el gráfico para ver los valores.

Rendimiento según el O₂ en los gases

Rendimiento en base PCI para las temperaturas de chimenea actuales y con economizador.

Toque el gráfico para ver los valores.

Siguiente paso

Lleve los resultados de esta página a otra calculadora, con los campos ya rellenados.

Caudal de gases y tiro de la chimenea →

Rentabilidad del proyecto

Flujo de caja de la mejora: inversión en el año 0 y ahorro anual actualizado con la subida indicada, descontado a la tasa de descuento.

Toque el gráfico para ver los valores.

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

O₂ estequiométrico: O₂st = 2,664·C + 7,937·H + 0,998·S − O [kg/kg]; aire teórico A0 = O₂st ÷ 0,2314
Exceso de aire por el O₂ seco: EA = O₂ ÷ (20,9 − O₂)
Gases secos: mhs = 3,664·C + 1,998·S + 0,7686·A + N + 0,2314·A0·EA; pérdida = mhs · 1,04 · (Th − Ta) ÷ PCI
Humedad de los gases: mw = 8,936·H + M; pérdida = mw · 1,88 · (Th − Ta) ÷ PCI
Rendimiento (PCI) = 1 − pérdidas; rendimiento (PCS) = rendimiento (PCI) × PCI ÷ PCS
Purga mínima (% del vapor) = TDSalim ÷ (TDSmáx − TDSalim); energía = ṁpurga × (hf(p) − h(Tap))
Revaporizado de la purga: x = (hf(p) − hf(pf)) ÷ hfg(pf); intercambiador: ṁpurga (1 − x) (hf(pf) − h(Tsalida))

Hipótesis y límites

  • Combustión completa (sin CO); calores específicos medios de 1,04 kJ/(kg·K) para gases secos y 1,88 kJ/(kg·K) para el vapor de agua; se desprecia la humedad del aire.
  • Composición típica de los combustibles en base seca; para un resultado de ensayo, use el análisis elemental de su combustible y la EN 12952-15 o la ASME PTC 4 completas.
  • Rendimiento en base PCI (práctica europea); también se muestra la conversión a PCS (práctica en EE. UU.).
  • Radiación, cenizas e inquemados entran como un único porcentaje indicado.

Normas y documentos técnicos

  • ASME PTC 4-2013: Fired Steam Generators (indirect efficiency, energy balance method)
  • EN 12952-15:2003: Water-tube boilers and auxiliary installations — Acceptance tests
  • ASME (1994/2021): Consensus Operating Practices for Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Modern Industrial Boilers
  • U.S. DOE, Steam Tip Sheets #4 (Improve Your Boiler’s Combustion Efficiency), #9 (Minimize Boiler Blowdown) and #10 (Recover Heat from Boiler Blowdown)
  • IAPWS R7-97(2012): water and steam properties

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se estima el rendimiento de una caldera sin medir el combustible?

Por el método de pérdidas: con el O₂ y la temperatura de los gases y la composición del combustible se calculan las pérdidas por gases secos y por humedad; sumadas a la radiación y otras pérdidas, el rendimiento es 100% menos ese total (EN 12952-15, ASME PTC 4).

¿Cuál es el exceso de aire adecuado?

Depende del combustible y del quemador. El gas natural suele trabajar con un 2% a 3% de O₂; el diésel, un 3% a 4%; la biomasa en parrilla, un 5% a 8%. Redúzcalo con analizador de gases y vigile el CO.

¿Cuánto se pierde en la purga?

Cada kg de purga se lleva agua saturada a la presión de la caldera. A 10 bar(g), con agua de aporte a 25 °C, son unos 680 kJ/kg. Con un 8% de purga en una caldera de 8 t/h, se pierden más de 120 kW de forma continua.