INNERGY - Innovación y excelencia en soluciones energéticas

Calderas de vapor industrial con biomasa

Una central ajustada a la demanda de vapor y a la biomasa disponible. INNERGY integra la alimentación, la combustión, la caldera, el tratamiento de gases y el circuito de agua y vapor.

Visualización industrial ilustrativa.

Configuraciones pirotubular, acuotubular e híbrida

La gama abarca de 1 a 200 t/h. Algunas configuraciones alcanzan hasta 110 bar o 540 °C. Los máximos no son prestaciones simultáneas. El diseño se determina para cada planta.

Esquema funcional de ingeniería del catálogo INNERGY.

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Funcionamiento y configuraciones

La biomasa se dosifica en el hogar, donde el aporte de aire y el movimiento del combustible se coordinan con la demanda de vapor. El calor de la combustión se transfiere al agua a través de las superficies de intercambio. El vapor producido se entrega a la red de proceso o, cuando el proyecto lo requiere, a un sistema de sobrecalentamiento.

El circuito de alimentación repone el agua evaporada y las purgas. La recuperación de condensados permite aprovechar agua y energía del proceso, siempre que su calidad sea compatible con el retorno. El tratamiento del agua y la regulación del nivel forman parte del diseño de la central: condicionan tanto la operación como la conservación de las superficies de intercambio.

En el lado de gases, la recuperación térmica, la separación de partículas y el sistema de tiro se seleccionan como un conjunto. La chimenea evacua los gases después del tratamiento previsto. Las cenizas de hogar y las recogidas en la depuración pueden requerir circuitos de extracción distintos. La disposición se adapta a los accesos y a la implantación de cada central.

Pirotubular

Los gases calientes recorren tubos rodeados de agua. Es una arquitectura que permite estudiar soluciones compactas para vapor de proceso. La selección considera el volumen de agua, la superficie de intercambio, la accesibilidad para limpieza y los límites de presión del diseño. La geometría de los pasos de gases debe responder a la carga de cenizas del combustible.

Acuotubular

El agua y la mezcla agua-vapor circulan por tubos calentados exteriormente. Esta configuración permite desarrollar proyectos de alta producción y condiciones exigentes de vapor. La circulación, la separación de vapor y la distribución de la absorción térmica se calculan para cada equipo. Los sobrecalentadores se integran cuando el proceso necesita vapor por encima de la temperatura de saturación.

Híbrida acuopirotubular

Combina superficies acuotubulares y pirotubulares en una misma solución. Permite adaptar el hogar y la recuperación convectiva a las condiciones del proyecto. Su elección se compara con las demás arquitecturas en términos de combustible, producción, espacio, mantenimiento e integración.

Tecnología de combustión

INNERGY contempla parrilla fija, parrilla móvil reciprocante, horno rotativo y lecho fluidizado. La selección parte de humedad, granulometría, cenizas y régimen de carga. La parrilla móvil organiza el avance del combustible durante secado, combustión y agotamiento; el horno rotativo moviliza el material y el lecho fluidizado favorece su contacto con un medio granular. La caracterización del combustible determina la ventana de operación de cada solución.

Tecnología y protección del equipo

Aire escalonado y recirculación de gases

Los circuitos de aire primario y secundario distribuyen el oxidante entre el lecho y las zonas superiores del hogar. El precalentamiento, la inyección escalonada y la recirculación de gases se coordinan, cuando corresponden, con el combustible y la demanda de vapor para ajustar mezcla, temperatura y agotamiento del material.

Extracción húmeda de cenizas y escorias

La configuración incorpora extracción automática húmeda en el módulo inferior. El sello hidráulico limita entradas de aire por la descarga y enfría el sólido. Las cenizas volantes recogidas en caldera y depuración mantienen su circuito específico.

Construcción modular para la implantación

Los equipos se dividen en módulos según tamaño. La definición de las uniones, los pesos de transporte y los accesos de montaje forma parte de la implantación, junto con los espacios de limpieza y retirada de componentes.

Limpieza automática de superficies

Los soot blowers se adaptan al diseño de la caldera. La posición, la secuencia y el medio de soplado se coordinan con la superficie de intercambio y el tipo de depósito para sostener la transferencia térmica entre paradas programadas.

Arranque y tratamiento de gases integrados

El encendido automático se dimensiona para el combustible. La selección de filtro de mangas o electrofiltro y, cuando procede, reducción de NOx se realiza conjuntamente con conductos, temperaturas y tiro de la central.

Regulación y supervisión

La presión de vapor orienta la demanda de combustión. La regulación coordina dosificación de combustible, aporte de aire y depresión del hogar; la medida de oxígeno puede utilizarse para ajustar la combustión dentro de los límites previstos. El control del nivel de agua y los dispositivos de protección de la caldera tienen funciones propias. La supervisión permite registrar tendencias, detectar desviaciones y analizar paradas, sin sustituir las protecciones independientes. El suministro integra la medida de temperatura y presión, válvulas y actuadores, control de combustión y supervisión remota con los límites de acceso definidos para la planta.

Hogar de biomasa con parrilla móvil y extractor húmedo de cenizas
Ilustración técnica generada · Corte conceptual de hogar con parrilla móvil y extracción húmeda. El agua se sitúa en el extractor de cenizas; el aire entra por los circuitos de combustión. Las cenizas volantes siguen un circuito independiente. Ver ilustración P01 a tamaño completo

Prestaciones y criterios de selección

Datos de producto y condiciones de selección
ParámetroCriterio de producto
Producción de vapor1–200 t/h
Presión máxima de gamaHasta 110 bar; condiciones por proyecto
Temperatura máxima de gamaHasta 540 °C; condiciones por proyecto
Tipo de vaporSaturado o sobrecalentado
ArquitecturaPirotubular, acuotubular o híbrida
CombustiónSelección según combustible y operación
Rendimiento y emisionesDeterminados para cada configuración
SuministroCentral de vapor y auxiliares integrados; alcance según oferta
ConstrucciónModular, con división según tamaño y logística
Aire de combustiónPrecalentamiento, inyección escalonada y recirculación según diseño
Cenizas de hogarExtracción automática húmeda en la configuración publicada
LimpiezaSoot blowers adaptados a superficies y combustible

Los máximos de gama no son prestaciones simultáneas de cualquier configuración. Las condiciones de diseño y de comprobación se concretan para cada proyecto.

Astillas, corteza, serrín, orujillo, bagazo y otras biomasas agrícolas o agroindustriales requieren soluciones de alimentación y combustión específicas. La humedad determina la energía disponible; la granulometría y la densidad condicionan extracción y dosificación; las cenizas y su composición influyen en depósitos, materiales y depuración. El estudio recoge los extremos de variación y las mezclas previstas. La matriz resume familias publicadas por INNERGY, incluidas pajas, residuos de palma y subproductos industriales. Los materiales tratados o clasificados como residuos se evalúan expresamente por composición y emplazamiento.

Familias de combustible y condiciones de evaluación
FamiliaEjemplos publicadosCriterio de diseño
Madera y forestalAstilla, corteza, aserrín, bambú y madera de cauchoHumedad, granulometría, densidad y composición
Agrícola y oleícolaOrujillo, alperujo, pajas de trigo/arroz, tallos de maíz/algodónPreparación, cenizas y comportamiento en combustión
Agroindustrial tropicalBagazo, cáscara de arroz/mostaza, EFB, fibra y cáscara de palmaVariabilidad, transporte y ensuciamiento
Valorización especialEstiércol, MBM, fracciones de RSU, subproductos de etanol 1G/2GCaracterización y evaluación específica; no equivalentes a biomasa limpia

EFB: racimos vacíos de palma. MBM: harinas de carne y huesos. RSU: residuos sólidos urbanos. En valorización especial se incluyen aguas residuales de etanol 1G y tortas de lignina o jarabes de etanol 2G. Su composición y clasificación se evalúan expresamente.

Eficiencia del conjunto

La eficiencia útil depende del calor entregado al vapor y de la energía introducida con el combustible. Para comparar soluciones se mantienen la misma base de cálculo, el mismo combustible y unas condiciones de carga definidas. Un economizador puede aprovechar calor de los gases para precalentar el agua de alimentación. La recuperación de condensados, el aislamiento y el control de purgas completan el análisis de la central. El consumo eléctrico de ventiladores, bombas y transportadores se evalúa por separado para conocer el coste de operación del conjunto.

Condiciones ambientales del proyecto

La reducción de emisiones combina una combustión ajustada y el tratamiento de gases adecuado. La selección puede incluir separación preliminar, filtro de mangas o electrofiltro y medidas adicionales para contaminantes específicos. Los límites de emisión se fijan para el emplazamiento y con sus condiciones de referencia. El balance ambiental de la biomasa depende de su origen, transporte y uso; sustituir un combustible fósil no elimina las emisiones de la combustión.

Ingeniería y alcance del suministro

INNERGY desarrolla y suministra soluciones energéticas industriales integrales, concebidas para cada proceso y combustible. En una central de vapor, coordinamos la logística de biomasa, la generación, el circuito de agua y la red de la fábrica con gases, cenizas y automatización. Ingeniería, fabricación, aprovisionamiento, montaje y puesta en marcha se organizan bajo una definición común de interfaces; la oferta concreta el alcance de cada proyecto.

  • Recepción y almacenamiento: Autonomía, descarga, protección del combustible y accesos de mantenimiento se coordinan con el abastecimiento real de la fábrica.
  • Preparación y alimentación: La extracción y el transporte evitan que el comportamiento del combustible limite el servicio de la caldera. Se consideran atascos, puentes y entrada de materiales extraños.
  • Hogar y generación de vapor: El sistema de combustión y las superficies de intercambio se dimensionan conjuntamente para la producción y las condiciones de vapor solicitadas.
  • Agua y condensados: Tratamiento, depósito, bombeo, regulación y purgas se definen de acuerdo con la calidad del agua y la proporción de condensado recuperable.
  • Gases y cenizas: Conductos, separación de partículas, extracción y evacuación se integran con el tiro y el acceso para limpieza. La gestión de cenizas se prevé desde la implantación.
  • Control y servicios: Instrumentación, cuadros y SCADA coordinan la demanda de vapor, la combustión y el diagnóstico de planta. El desarrollo comprende documentación, pruebas, formación y soporte dentro del alcance contratado.

El diseño reúne balance de vapor, cálculo de combustión, selección del cuerpo a presión e ingeniería mecánica y eléctrica. Se verifican estructuras, cargas de izado y flexibilidad de tuberías, además de accesos y dilataciones. HAZOP y evaluación ATEX se incorporan cuando proceden. El código aplicable —EN, ASME o requisitos locales como JIS— se define por equipo y emplazamiento.

Diagrama de integración de equipos, proceso y auxiliares de P01
Capacidad de suministro integral. La configuración, los servicios y los límites de conexión se concretan en cada oferta. Ver diagrama P01 a tamaño completo

Desarrollo y mantenimiento del proyecto

  1. 01 Definición del servicio: Definimos caudal, presión y temperatura en los consumidores, junto con el perfil horario y el combustible. La calidad del agua, el retorno de condensados y la capacidad de respaldo completan la base de diseño.
  2. 02 Selección y anteproyecto: Comparamos arquitectura de caldera y tecnología de combustión con el balance de agua, vapor y gases. La implantación preliminar resuelve silo, caldera, depuración, chimenea y accesos; la propuesta fija prestaciones y límites de suministro.
  3. 03 Ingeniería e integración: Desarrollamos esquemas, regulación de nivel y combustión, distribución de vapor e interfaces eléctricas. Coordinamos tratamiento de agua, purgas, condensados, manejo de cenizas y tiro antes de cerrar las especificaciones de fabricación y compra.
  4. 04 Fabricación y preparación de obra: Planificamos módulos, controles del cuerpo a presión, refractario y equipos auxiliares. Los pesos y dimensiones de transporte se coordinan con cimentaciones, medios de izado y secuencia de montaje en el emplazamiento.
  5. 05 Montaje y puesta en marcha: Verificamos circuitos de agua, instrumentos y protecciones antes de introducir combustible. Las pruebas de generación, regulación y entrega de vapor se realizan con los criterios del proyecto. Documentación, formación y soporte acompañan la entrada en servicio.

Mantenimiento previsto desde el diseño

Los accesos a tubos, hogar y depuración, los espacios de extracción de componentes y la disponibilidad de repuestos se resuelven durante la ingeniería. La limpieza automática puede reducir la acumulación de depósitos, pero su método y frecuencia dependen del combustible. El mantenimiento incluye inspecciones del cuerpo a presión, refractario, elementos de parrilla, alimentación, ventiladores e instrumentación. Los intervalos se establecen con la documentación del equipo y la experiencia de operación. La extracción húmeda requiere atender al nivel de agua, al desgaste y al arrastre de sólidos. Los soot blowers se incluyen en el plan de mantenimiento y se ajustan a las condiciones reales de depósito.

Aplicaciones y datos para el estudio

  • Alimentación y bebidas: Vapor para cocción, calentamiento, limpieza y evaporación, con atención a los picos de consumo y a la calidad requerida por cada proceso.
  • Agroindustria y sector oleícola: Aprovechamiento de biomasa disponible para sostener consumos térmicos de proceso. El balance se ajusta a las campañas y al almacenamiento entre periodos.
  • Papel y transformación de madera: Integración con redes de vapor y evaluación de subproductos propios, considerando su composición y preparación.
  • Generación eléctrica: Producción de vapor para una turbina cuando existe un proyecto de generación o cogeneración; las condiciones de vapor se fijan con el ciclo.

Consultar referencias y proyectos

Información útil para preparar la propuesta

Caudales y condiciones del vapor; análisis de biomasa; perfil horario; agua y condensados; ubicación y fecha objetivo.

Preguntas frecuentes

¿Qué producción de vapor puede suministrar INNERGY?

El rango tecnológico comprende de 1 a 200 t/h. La presión, temperatura y producción se combinan en una selección de ingeniería. Los máximos de gama no deben interpretarse como el punto de funcionamiento de cualquier equipo.

¿Se puede producir vapor saturado y sobrecalentado?

Sí. El vapor saturado se utiliza en numerosos procesos térmicos; el sobrecalentado puede ser necesario en generación eléctrica u otras aplicaciones. Se define la condición requerida en el punto de entrega y se dimensiona la instalación para alcanzarla.

¿Puede utilizarse orujillo o biomasa húmeda?

Se estudia su utilización a partir de un análisis representativo y de sus variaciones. Además de la humedad, se revisan PCI, cenizas, composición y tamaño. La compatibilidad se concreta con la tecnología de combustión y la preparación previstas.

¿Admite varios combustibles?

Puede diseñarse una instalación para una combinación de combustibles definida. Deben acordarse las proporciones y los límites de calidad, ya que cambiar de combustible puede afectar a la potencia, las emisiones, la alimentación y la limpieza.

¿Qué diferencia hay entre una caldera pirotubular y una acuotubular?

En la pirotubular los gases circulan por los tubos; en la acuotubular lo hace el agua o la mezcla agua-vapor. La elección depende de las condiciones del vapor, del combustible, del tamaño y de la operación de la planta.

¿Cómo se calcula el consumo de biomasa?

A partir de la energía necesaria para producir el vapor, del rendimiento previsto y del PCI del combustible en las condiciones en que llega a la instalación. También se consideran purgas, arranques y variación de carga. No existe un consumo único por tonelada de vapor.

¿Es posible conservar una caldera existente como respaldo?

Sí, puede estudiarse una integración con equipos existentes. Deben revisarse la red de vapor, la regulación conjunta, el retorno de condensados y las condiciones de conexión para que la transición entre equipos responda a las necesidades de producción.

¿Qué incluye una central completa?

El suministro puede abarcar almacenamiento, alimentación, hogar, caldera, circuito de agua y vapor, gases, cenizas, automatización, montaje y puesta en marcha. La oferta concreta los equipos, los servicios y los puntos de conexión de cada proyecto.

¿Qué información permite iniciar el estudio?

Producción y presión de vapor, tipo de combustible, horas de servicio, ubicación y objetivo del proyecto. Si dispone de análisis de biomasa o registros de consumo, permiten afinar la primera selección. Las variables todavía desconocidas pueden definirse durante el estudio.

¿Cómo se mantienen limpias las superficies de intercambio?

Los soot blowers y los accesos de inspección se seleccionan para la configuración y el combustible. La limpieza automática limita depósitos durante el servicio; las inspecciones y la limpieza de parada siguen formando parte del mantenimiento.