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Cómo dimensionar una caldera de vapor: kg/h, t/h, kW y caballos caldera

3 nov 20262 min de lecturaEquipo de ingeniería de Wilford

Cómo dimensionar una caldera de vapor: kg/h, t/h, kW y caballos caldera

En resumen

Las calderas de vapor se clasifican en kg/h o t/h de vapor, las de agua caliente y de aceite térmico en kW o MW, y las norteamericanas en caballos caldera. Como regla, 1 t/h de vapor ≈ 0,7 MW ≈ 64 caballos caldera. Dimensione la caldera según la demanda real de vapor de sus procesos, añada un margen para puntas y pérdidas, y considere varias unidades más pequeñas cuando la carga varía mucho.

En esta página · 5 secciones
  1. 01Las unidades y cómo se convierten
  2. 02Estime su demanda de vapor
  3. 03Un ejemplo de cálculo
  4. 04Margen, presión y número de calderas
  5. 05Agua caliente y aceite térmico

01Las unidades y cómo se convierten

UnidadQué mideConversión
kg/h, t/hVapor producido por hora1 t/h = 1000 kg/h
kW, MWPotencia térmica1 t/h de vapor saturado ≈ 0,7 MW (0,63–0,75 MW según la temperatura del agua de alimentación y la presión)
Caballo caldera (BHP)Unidad de EE. UU.: 15,65 kg/h (34,5 lb/h) de vapor desde y a 100 °C1 BHP ≈ 9,81 kW; 1 t/h ≈ 64 BHP
kcal/hPotencia térmica, usada en datos antiguos1 MW ≈ 860 000 kcal/h
Caldera de agua caliente de «1 tonelada»Denominación china para calderas de agua caliente0,7 MW (unas 600.000 kcal/h)
Valores redondeados para la selección; la tabla de parámetros de cada caldera da la capacidad exacta.

02Estime su demanda de vapor

  • Equipos de proceso: sume el consumo de vapor de las placas (kg/h) de marmitas, autoclaves, planchadoras, secadoras, prensas y demás consumidores.
  • Calefacción: convierta la demanda térmica en kW a vapor. Vapor (kg/h) ≈ demanda térmica (kW) × 3.600 ÷ calor latente (unos 2.050–2.100 kJ/kg a 0,5–1 MPa).
  • Simultaneidad: no todos los consumidores tienen su punta a la vez; aplique un factor de simultaneidad según cómo funciona realmente la planta.
  • Pérdidas y crecimiento: añada un margen para las pérdidas de distribución y para las ampliaciones previstas.

03Un ejemplo de cálculo

Una planta de alimentos tiene tres marmitas de 300 kg/h cada una, un autoclave de 400 kg/h y 200 kW de calefacción.

  • Proceso: 3 × 300 + 400 = 1.300 kg/h
  • Calefacción: 200 × 3.600 ÷ 2.066 ≈ 350 kg/h
  • Carga total conectada: unos 1.650 kg/h
  • No todas las marmitas coinciden en punta — 90 %: unos 1.500 kg/h
  • Más un 10 % de pérdidas y margen: unos 1.650 kg/h

El resultado apunta a una caldera de 2 t/h, o a dos calderas de 1 t/h si la carga baja a menudo de la mitad — por ejemplo, de noche o los fines de semana.

04Margen, presión y número de calderas

No sobredimensione. Una caldera que trabaja muy por debajo de su capacidad arranca y para continuamente, pierde calor en cada barrido y desgasta el quemador. Elija la presión de trabajo que necesita el proceso más la caída de presión en las líneas de vapor; trabajar una caldera pirotubular muy por debajo de su presión de diseño aumenta la velocidad del vapor y el riesgo de arrastre de agua.

Varias unidades dan redundancia (N+1 para procesos críticos) y siguen mejor la carga. Los generadores de vapor pueden trabajar varias unidades en paralelo sobre un skid para cargas de hasta 1 t/h aproximadamente; para cargas mayores y estables, la caldera pirotubular WNS cubre de 0,5 a 20 t/h por unidad.

Generadores de vapor instalados en planta.
Generadores de vapor instalados en planta.

05Agua caliente y aceite térmico

Para agua caliente y aceite térmico, dimensione por calor: calor (kW) = caudal (kg/s) × calor específico × diferencia de temperatura. Para el agua, el calor específico es de unos 4,19 kJ/kg·K; para el aceite térmico es aproximadamente la mitad y depende del aceite y su temperatura, por lo que el caudal de circulación es mayor para la misma potencia. Las calderas de aceite térmico se clasifican en kW — Wilford las fabrica de 24 a 6.000 kW.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos kW tiene una caldera de vapor de 1 tonelada?
La regla habitual es unos 0,7 MW (700 kW). La cifra exacta va de 0,63 a 0,75 MW, según la temperatura del agua de alimentación y la presión del vapor.
¿Cuántos caballos caldera son 1 t/h?
Unos 64 BHP. Un caballo caldera equivale a 15,65 kg/h (34,5 lb/h) de vapor desde y a 100 °C, o unos 9,81 kW.
¿Una caldera grande o varias pequeñas?
Una sola caldera es más sencilla y cuesta menos. Varias unidades dan redundancia y trabajan más cerca de su capacidad nominal cuando la carga varía. Una disposición habitual son dos calderas del 50–60 % de la carga punta cada una.

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