INDICE Generalidades------------------------------------------------------------------------------------------- 3 Componentes principales de una caldera de vapor------------------------------------------- 5 Elementos necesarios para la generación de vapor--------------------------------------------11 Simbología de tubería----------------------------------------------------------------------------------13 ¿Cómo funciona una caldera?-----------------------------------------------------------------------14 Ciclo completo de generación de vapor-----------------------------------------------------------20 Generalidades sobre el agua-------------------------------------------------------------------------21 Generalidades sobre el combustible---------------------------------------------------------------27 Descripción de componentes------------------------------------------------------------------------30 Arranque de la caldera---------------------------------------------------------------------------------79 Dispositivos de seguridad de la caldera-----------------------------------------------------------92 Cuidados y labores de mantenimiento a la caldera--------------------------------------------99 Fallas comunes en calderas--------------------------------------------------------------------------110 Paro de emergencia------------------------------------------------------------------------------------115 2 http://manualesydiagramas.blogspot.com GENERALIDADES Generador de vapor (caldera) Es la serie de dispositivos que aprovechando el poder calorífico de un combustible producen vapor. Un generador de vapor está compuesto básicamente por cuatro transmisores de calor que son: 1.-La caldera propiamente con su hogar 2.-El precalentador de aire 3.-El economizador y 4.-El sobrecalentador Superficie de calefacción Es la superficie de metal que está en contacto al mismo tiempo con los gases de combustión y con el agua o vapor, es decir, es toda superficie de una caldera que está en contacto por un lado con el agua y por el otro está expuesta al fuego o a la corriente de los gases de la combustión. Caballo Caldera Se dice que una caldera tiene una capacidad de un caballo caldera, cuando es capaz de producir 15.65 kg/hr de vapor saturado de 100°C utilizando agua de alimentación de la misma temperatura. Cuando esta cantidad de vapor se produce por cada m² de superficie de calefacción se dice que la caldera está trabajando con 100% de carga. Capacidad nominal Se obtiene de acuerdo a la siguiente expresión: Cn = Sc K K = 1m² CC K = 10pies² CC Sc = Superficie de caldera 3 http://manualesydiagramas.blogspot.com Capacidad real Cr = Q 8450 Cr = Q 33500 Q = cantidad de calor que se está transmitiendo al fluído por hora en Kcal o Btu. 4 http://manualesydiagramas.blogspot.com COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA CALDERA PIROTUBULAR CUERPO DE LA CALDERA Consta del “hogar” o cámara de combustión y los tubos fluses por donde circulan los gases de la combustión para calentar el agua. El cuerpo de la caldera tiene un aislante térmico entre sus paredes, además de registros, material refractario , chimenea y válvula de seguridad. CHIMENEA VÁLVULA DE SEGURIDAD SALIDA DE VAPOR CUERPO DE LA CALDERA CAMARA DE COMBUSTION (HOGAR) FLUSES 5 http://manualesydiagramas.blogspot.com VALVULA DE SEGURIDAD Se abre y deja escapar el vapor cuando la presión de la caldera sobrepasa la establecida por el fabricante, esto evita daños en la caldera o una posible explosión. CAMARA DE COMBUSTIÓN (HOGAR) En el hogar de la caldera se produce la inflamación del combustible, y los gases calientes son empujados a través de los fluses y estos a su vez calientan el agua hasta hacerla hervir. 6 http://manualesydiagramas.blogspot.com CONTROL DE NIVEL DE AGUA (Mc DONNELL) Dispositivo para conectar y desconectar la bomba de alimentación de agua, también desactiva el quemador al bajar el nivel del agua y acciona la alarma de bajo nivel de agua. BOMBA DE INYECCIÓN DE AGUA Inyecta agua a la caldera proveniente del tanque de condensados cuando el McDonnell detecta un bajo nivel de agua 7 http://manualesydiagramas.blogspot.com CONJUNTO QUEMADOR Produce la flama que circula por los fluses que calientan el agua de la caldera. Se compone de: boquillas, electrodos, fotocelda y cañón quemador. Al encender el equipo, un transformador produce una chispa en los electrodos haciendo que se encienda el combustible inyectado a la cámara de combustión. La fotocelda verifica la presencia de flama. VENTILADOR DE TIRO FORZADO (BLOWER) Hace circular los gases de la combustión a través de los fluses y expulsarlos por la chimenea. 8 http://manualesydiagramas.blogspot.com SISTEMA DE COMBUSTIBLE Mantiene la alimentación adecuada de combustible para la combustión en el alma de la caldera. Consta de: • Tuberías • Filtros • Bomba de combustible • Válvula solenoide. BOMBA DE COMBUSTIBLE VLAVULA SOLENOIDE FILTRO DE COMBUSTIBLE SISTEMA DE AIRE Comprende la malla del ventilador, el ventilador, varillas de ajuste y el “modutrol”. MODUTROL 9 http://manualesydiagramas.blogspot.com TABLERO DE CONTROL Es el control total de la unidad, se encarga del correcto encendido y apagado del equipo. Consta de: Control programador Presostato Presuretrol Control de nivel de agua Modutrol Alarma 10 http://manualesydiagramas.blogspot.com ELEMENTOS NECESARIOS PARA LA GENERACIÓN DE VAPOR CALDERA DE VAPOR Calienta el agua hasta convertirla en vapor SUAVIZADORES DE AGUA Elimina las sales del agua para evitar incrustaciones de calcio y magnesio dentro de la caldera. TANQUE DE CONDENSADOS Almacena el agua que proviene de los suavizadores y de las trampas de líquido y la mantiene caliente y lista para ser usada en la caldera. 11 http://manualesydiagramas.blogspot.com CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN Distribuye el vapor a las diferentes secciones del edificio TANQUE DE COMBUSTIBLE Almacena el combustible necesario para alimentar a la caldera FOSA DE PURGAS Recibe el agua residual de la caldera y la manda al drenaje 12 http://manualesydiagramas.blogspot.com SIMBOLOGÍA DE TUBERÍA UNION VALVULA DE SEGURIDAD CODO 90° VALVULA DE PURGA (CIERRE RAPIDO) FILTRO “Y” TE VALVULA MACHO CRUZ EMBUDO TAPON VALVULA DE RETENCION MANOMETRO GRIFO DE PURGA VALVULA DE COMPUERTA VALVULA GLOBO F FILTRO DE CANASTA VALVULA DE FLOTADOR T TRAMPA DE VAPOR N.C. NORMALMENTE CERRADO NPT NIVEL PISO TERMINADO VALVULA DE PURGA (CIERRE LENTO) http://manualesydiagramas.blogspot.com 13 ¿COMO FUNCIONA UNA CALDERA? La función principal de una caldera es la de calentar el agua hasta convertirla en vapor de buena calidad. La caldera cuenta con un quemador de diesel y los gases calientes producto de esa combustión se hacen circular a través de unos tubos llamados “FLUSES” o “FLUXES” los cuales calientan el agua hasta hacerla hervir y producir el vapor hasta cierta presión. HACIA EL CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN SALIDA DE LOS GASES CHIMENEA V A P O R FLUSES C A M A R A D E C O M B U S T I Ó N GASES CALIENTES AGUA TRATADA QUEMADOR 14 http://manualesydiagramas.blogspot.com El agua que alimenta a la caldera proviene del tanque de condensados. Esta agua está procesada por suavizadores y está libre de sales de calcio y magnesio y a una temperatura ideal para usarse en la caldera. Cuando baja el nivel de agua en la caldera, el control de nivel de agua (McDonnell) enciende la bomba de agua e inyecta agua proveniente del tanque de condensados hasta alcanzar el nivel adecuado. CONTROL DE NIVEL DE AGUA (McDonnell) A G U A TANQUE DE CONDENSADOS BOMBA DE INYECCIÓN DE AGUA http://manualesydiagramas.blogspot.com 15 El agua común tiene sales minerales que dañan el interior de la caldera, es por eso que el agua debe ser tratada para eliminar los minerales. Para eso se utilizarán los suavizadores de agua, estos tanques son alimentados con agua común del servicio de agua potable y tras un proceso químico le son retirados las sales de calcio y magnesio. El agua se almacena en el tanque de condensados para su posterior utilización en la caldera. AGUA CRUDA (agua común) Contiene minerales que dañan la caldera. TANQUE DE CONDENSADOS HACIA LA CALDERA AGUA SUAVIZADA (está libre de sales minerales) TANQUE DE SALMUERA Es un recipiente que contiene agua salada que se usará para lavar las bolitas de resina retirándole todos los minerales atrapados. SUAVIZADORES. Son tanques llenos de bolitas de resina que capturan las sales de calcio y magnesio. 16 http://manualesydiagramas.blogspot.com El vapor generado por la caldera es dirigido al cabezal de distribución. Este recipiente tiene una entrada de vapor principal (proveniente de la caldera) y cuatro o más salidas para los diferentes servicios. CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN CALDERA 17 http://manualesydiagramas.blogspot.com El vapor que llega al cabezal de distribución tiende a condensarse y quedarse atrapado en la trampa de vapor (situado en la parte inferior del cabezal) para luego ser enviado nuevamente al tanque de condensados para volver a usarse en la caldera. Esta agua no tiene minerales así que no ocupa suavizarse. CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN TRAMPA DE VAPOR TANQUE DE CONDENSADOS REGRESO DE AGUA 18 http://manualesydiagramas.blogspot.com Por último está la fosa de purgas es un registro hecho de mampostería y construido bajo el nivel del suelo. En el se reciben las purgas de fondo de la caldera. Este cuenta con un agujero para inspección y limpieza, un tubo de ventilación y tubería de salida al drenaje. CALDERA lodos VALVULA DE PURGAS Se abre y cierra manualmente para expulsar los lodos acumulados en el fondo de la caldera VALVULA DE CIERRE LENTO VALVULA DE CIERRE RAPIDO DESCARGA AL DRENAJE FOSA DE PURGAS Recibe las descargas residuales de la caldera para ser enviadas al drenaje 19 http://manualesydiagramas.blogspot.com CICLO COMPLETO DE GENERACIÓN DE VAPOR CABEZAL DE DISTRIBUCIÓN DRENAJE FOSA DE PURGAS VAPOR CONDENSADO VAPOR CALDERA Entrada de agua TANQUE DE COMBUSTIBLE AGUA SUAVIZADA (tratada) SUMINISTRO DE AGUA (sin tratar) TANQE DE CONDENSADOS BOMBA DE INYECCIÓN DE AGUA SUAVIZADORES DE AGUA 20 http://manualesydiagramas.blogspot.com GENERALIDADES SOBRE EL AGUA INCRUSTACION El agua contiene sustancias disueltas y en suspensión, al fluir dentro de la caldera continuamente y a medida que el vapor se va generando, va dejándolos en ella. Al calentarse el agua hasta que se vaporiza bajo la presión de trabajo, se separan primero el oxígeno y el anhídrido carbónico, luego se depositan las impurezas y finalmente las sustancias difícilmente solubles quedan en forma de “incrustaciones”. Las sales fácilmente solubles siguen disueltas y no causan daños pero sí pueden aumentar el punto de ebullición del agua si la solución es muy concentrada. El efecto de incrustación en un generador de vapor de los clasificados, como de tubos de humo, se resiente en los tubos o fluses, toda vez que la incrustación trabaja como aislante térmico entre el agua y el acero de los fluses. En tales condiciones, al pasar los gases calientes por el interior del flus, el agua no puede absorber debidamente el calor, dado que se interpone la incrustación y consecuentemente el material del tubo flus se recalienta anormalmente presentándose la dilatación del flus con las consiguientes fugas de agua. Las sales que se encuentran contenidas en el agua son sales solubles, tales como los bicarbonatos, sulfatos y cloruros de calcio, magnesio y sodio. Las sales de calcio y magnesio son las que producen lo que se ha dado en llamar “DUREZA” del agua. Este es uno de los componentes más perjudiciales para la buena operación de una caldera. La sílice es otro de los componentes que aparecen en las aguas naturales. 21 http://manualesydiagramas.blogspot.com ESPUMEO Y ARRASTRE El espumeo se refiere a la condición en la operación de una caldera en la que una espuma estable es producida. Puede o no ser acompañada por el arrastre del agua. El vapor húmedo indica una operación defectuosa en una caldera. Los arrastres de agua pueden ser muy destructivos. Para tuberías, motores o máquinas. El arrastre puede ser producido por otras causas antes del espumeo, como vapor irregular que sobrecarga a la capacidad de purgas de la caldera. El arrastre también es frecuentemente causado por un área de descarga desbalanceada, como por ejemplo, en calderas de alta capacidad donde los fluses que entran a los domos descarguen a muy altas velocidades, capaces de perturbar la superficie del agua. La causa del espumeo es la condición del agua misma de la caldera. Una muy alta concentración de sales disueltas es una frecuente causa de espumeo. El espumeo también resulta de la combinación de agua con aceite o grasa. La materia orgánica que flota dentro de la caldera es otra fuente de espuma. Cuando el espumeo se debe a la concentración de sales en el agua puede ser corregida alterando el tratamiento de la misma o purgando más esta agua con altas concentraciones. 22 http://manualesydiagramas.blogspot.com CORROSIÓN Los llamados gases no condensados son gases que no condensan a la temperatura normal encontrada en el agua cruda, son agentes corrosivos que invariablemente son arrastrados por el agua. L más peligroso de los gases es el oxígeno disuelto en agua y en segundo lugar el bióxido de carbono. Las consecuencias de oxígeno disuelto en una caldera es que ataca al fierro formando hidróxido férrico. Esta corrosión se presenta como ámpulas en el material y dependiendo del tiempo que el oxígeno ataca al material, puede llegar a perforarlo. El bióxido de carbono corroe el material y muy especialmente en presencia de oxígeno disuelto. El bióxido de carbono combinado con el agua, forma ácido carbónico, el cual es un agente de corrosión bajo ciertas condiciones para metales férreos, aleaciones de níquel y aleaciones de cobre, ocasionalmente se presenta otro gas no condensable en el agua, llamado hidróxido de aminio o alcali, el cual si bien no corroe las partes metálicas de la caldera, si ataca a las aleaciones de cobre comúnmente empleadas en válvulas, tubos y otras conexiones. 23 http://manualesydiagramas.blogspot.com IMPUREZAS QUÍMICAS MAS COMÚNES EN AGUAS DE ALIMENTACIÓN Nombre Fórmula Nombre común Carbonato de calcio CaCO₃ Mármol, caliza o calcita Bicarbonato de calcio Ca(HCO₃)₂ Sulfato de calcio CaSO₄ Cloruro de calcio CaCl₂ Sulfato de magnesio MgSO₄ Efecto Incrustación Incrustación Yeso de parís Incrustación Corrosión Sales Epsom Incrustación Mg(HCO₃)₂ Incrustación Corrosión Cloruro de magnesio MgCl₂ Corrosión Hidróxido de magnesio Mg(HO)₂ Incrustación Bicarbonato de magnesio Cloruro de sodio NaCl Carbonato de sodio Na₂CO₃ Bicarbonato de sodio Sal común Electrólisis Soda ash, sosa común Alcalinidad Na(HCO₃)₂ Espuma Hidróxido de sodio NaOH Sosa cáustica Cristalización Sulfato de sodio Na₂SO₄ Sales de Glauber Incrustación Dióxido de silicio SiO₂ Sílice Incrustación 24 http://manualesydiagramas.blogspot.com EL TRATAMIENTO DE AGUA Se llama agua de alimentación a la que se proporciona a una caldera para reponer lo que se ha extraído de ella en forma de vapor o descargas. Desgraciadamente el agua pura difícilmente se encuentra en la naturaleza y sus impurezas son muy variadas. El agua de lluvia es la más pura, pero siempre contiene oxígeno disuelto y dióxido de carbono que toma del aire, haciéndose corrosiva. Los efectos de las impurezas del agua de alimentación en las calderas son: 1.- formación de espuma y priming 2.- Formación de cieno o lodo l cual se deposita en la superficie de calentamiento con el consiguiente peligro de un sobrecalentamiento de las placas o tubos. 3.-Formación de incrustaciones en las superficies de calentamiento, lo cual retarda la transmisión de calor por el metal, perdiéndose así calor y causando peligro de que las placas se sobrecalienten y quemen o se abolsen. 4.- Corrosión de las placas y otras superficies metálicas. a).- Sustancias incrustantes: Las principales son los carbonatos y sulfatos de calcio y magnesio. b).- Sustancias espumantes: 1.-Minerales: Sosa en forma de carbonato o cloruro o sulfato. 2.-Orgánicas: Generalmente corresponden a aguas negras. c).-Sustancias que forman cieno. Son generalmente partículas sólidas minerales u orgánicas en suspensión. d).-Sustancias corrosivas: Estas pueden ser compuestos químicos, cloruro de magnesio, ácidos libres o gases tales como oxígeno y dióxido de carbono. 25 http://manualesydiagramas.blogspot.com EJEMPLOS DE INCRUSTACIONES EN EL FLUS Y LA CALDERA INCRUSTACIONES DE CALCIO Y MAGNESIO FLUSES FLUS INTERIOR DE LA CALDERA INCRUSTACION PARCIAL DEL FLUS AGUA FLUS En este ejemplo, la incrustación en el flus no permite que el calor se transfiera al agua provocando un sobrecalentamiento en el tubo y arriesgando a que se deforme y se dañe permanentemente 26 http://manualesydiagramas.blogspot.com GENERALIDADES SOBRE EL COMBUSTIBLE No todas las calderas trabajan con el mismo tipo de combustible, algunas utilizan diesel, otras usan gas natural, esto porque son diseñadas para distinto propósito y requieren de mayor o menor capacidad calorífica. Existen combustibles sólidos, líquidos y gaseosos, y de estos se derivan en combustibles naturales y no naturales o artificiales. En la siguiente tabla se muestran algunos de los más comunes. Estado Natural No natural Sólidos Turba, madera, carbón de antracitas y carbón bituminoso Briquetas, *carbón coke. Líquidos Petróleo Combustóleo pesado, diesel, tractolina, gasolina Gaseosos Gas natural Gas de hornos de coke, gas de altos hornos y gas pobre. *Carbón coke: Sustancia sólida que resulta de quemar carbón mineral en hornos especiales. 27 http://manualesydiagramas.blogspot.com COMBUSTIÓN El control de la combustión se realizará mediante el análisis periódico de los gases de escape. El color de la llama será indicativo de la eficiencia de la combustión. A mayor temperatura en el hogar corresponde a una mayor eficiencia. En la siguiente tabla se muestra el color de la llama y su correspondiente temperatura. BLANCO BRILLANTE 1426°C BLANCO 1200°C NARANJA CLARO 936°C ROJO CEREZA BRILLANTE 760°C ROJO CEREZA OPACO 622°C ROJO OPACO 536°C ROJO OSCURO 483°C 28 http://manualesydiagramas.blogspot.com • Si el combustible es muy pesado deberá aplicarse un calentamiento para hacerla más fluido y ocupará aditivos para evitar la precipitación. • Si el combustible pesado no se quema, es por estar “frio”. Según la viscosidad del combustible se diseña un equipo atomizador a cierta presión y temperatura. • El combustible requiere un control de relación aire-combustible. El combustible se regula por medio de válvulas y el aire por medio de un ventilador. LINEA DE RETORNO DE COMBUSTIBLE VALVULA COMPUERTA COMBUSTIBLE AL QUMADOR Línea Neutro AGUA DE CALDERA A 200°F RETORNO DE AGUA BOMBA DE AGUA PRECALENTADOR ELÉCTRICO AGUA CALIENTE VALVULA DE ALIVIO LINEA DE SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE LINEA DE RETORNO DE COMBUSTIBLE 29 http://manualesydiagramas.blogspot.com 1. TABLERO DE CONTROL 2. PROGRAMADOR 3. CONTROL DE NIVEL DE AGUA 4. BOMBA DE AGUA 5. TANQUE DE CONDENSADOS 6. SUAVIZADORES DE AGUA 7. TANQUE DE COMBUSTIBLE 8. KIT MEDICIÓN DE DUREZA DEL AGUA 9. FOSA DE PURGAS 10. PURGAS DE FONDO 11. QUEMADOR 30 http://manualesydiagramas.blogspot.com 1 - TABLERO DE CONTROL En el tablero de control se encuentran los interruptores que controlan las funciones principales de la caldera, como por ejemplo, la bomba de combustible, o el quemador. Algunas funciones son controladas de forma manual y otras de forma automática. También cuenta con luces indicadoras que alertan al operador de un mal funcionamiento ARRANCADOR MAGNÉTICO PARA EL VENTILADOR DE TIRO FORZADO SOCKETS *PROGRAMADOR 12 11 10 9 8 7 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 10 12 14 16 3 5 7 9 7 8 9 10 11 11 13 15 18 12 TRANSFORMADOR DEL MODUTROL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 LUZ DE INTERRUPTOR LUZ DE BAJO DEMANDA DE INTERRUPTOR MANUAL- AUTOMÁTICO NIVEL DE AGUA DEL QUEMADOR VAPOR LUZ DE FALLA CONTROL LUZ DE VÁLVULA DE FLAMA MANUAL DE DE COMBUSTIBLE FLAMA 31 http://manualesydiagramas.blogspot.com 1.1 - PROGRAMADOR El programador es el control total de la caldera, se encarga del correcto encendido y apagado del equipo. Trabaja en conjunto con el presostato, modutrol y el “McDonnell”. Se encuentra dentro del tablero de control. Las funciones que realiza el programador son: Alimentación del transformador de encendido. Alimentación del motor eléctrico del quemador que acciona bomba y turbina. Corte de alimentación de los electrodos si el encendido ha sido correcto. Detección de la marcha del quemador por orden del termostato de la caldera ó presostato. Vigilancia permanente del quemador cuando está funcionando. Re-encendido en caso de un mal arranque. Bloqueo de seguridad. Encendido de la alarma. 32 http://manualesydiagramas.blogspot.com Todos los componentes eléctricos son dependientes del tablero de control. McDonnell ALARMA BOMBA DE AGUA TABLERO DE CONTROL QUEMADOR SOLENOIDES BOMBA DE COMBUSTIBLE MODUTROL 33 http://manualesydiagramas.blogspot.com ALIMENTACION PRINCIPAL 220V/440V DIAGRAMA ELECTRICO DE TABLERO DE CONTROL L1 L2 L3 INTERRUPTORES CON FUSIBLES INTERRUPTOR PRINCIPAL CONTACTOS DE VENTILADOR TRANSFORMADOR s s s s ARRANCADOR MANUAL B M BOMBA DE COMBUSTIBLE http://manualesydiagramas.blogspot.com M BOMBA DE CONTROL DE AGUA BOMBA DE AGUA (RELÉ) CIRCUITO DE CONTROL 34 2.-CONTROL DE NIVEL DE AGUA (McDonnell) Todas las calderas deben estar equipadas con un interruptor de bajo nivel de agua, el cual, impida el funcionamiento del quemador cuando no haya suficiente agua en la caldera, por otra parte, otro interruptor deberá controlar la alimentación de agua. El dispositivo de control McDonnell consiste en un flotador el cual actúa sobre un interruptor de mercurio. También van provistas de una válvula de purga para desalojar sedimentos y un cristal nivel para visualizar el nivel de agua dentro de la caldera. INTERRUPTOR ELÉCTRICO FLOTADOR Al bajar el nivel de agua en la caldera, el flotador activa un interruptor que enciende la bomba de inyección de agua CRISTAL NIVEL Muestra el nivel de agua en la caldera http://manualesydiagramas.blogspot.com 35 VISTA LATERAL McDonnell CALDERA NIVEL DE AGUA ADECUADO NIVEL DE AGUA BAJO Cristal nivel AGUA Cuando baja el nivel del agua, el control de nivel de agua (McDonnell) interrumpe la flama del quemador y a la vez enciende la bomba de inyección de agua hasta alcanzar el nivel adecuado, entonces se vuelve a encender la flama del quemador. 36 http://manualesydiagramas.blogspot.com 3.- BOMBA DE INYECCIÓN DE AGUA Cuando el nivel de agua en la caldera comienza a bajar, llegara a un limite que al ser detectado por el McDonnell este activara la bomba de alimentación de agua inyectando agua proveniente del tanque de condensados hasta alcanzar el nivel apropiado, después el McDonnell cortará la alimentación a la bomba de agua. La capacidad de la bomba de agua dependerá de la capacidad de la caldera, por ejemplo, una caldera de 100 CC (caballos caldera) llevará una bomba de agua de ½ HP. 37 http://manualesydiagramas.blogspot.com MANÓMETRO VALVULA MACHO CALDERA VALVULA GLOBO ENTRADA DE AGUA VALVULA GLOBO http://manualesydiagramas.blogspot.com VALVULAS DE RETENCIÓN BOMBA DE AGUA AGUA PROVENIENTE DEL TANQUE DE CONDENSADOS 38 CAPACIDAD DE MOTOR DE BOMBA DE AGUA DE ALIMENTACION (HP) Capacidad de la caldera en CC 1.05kg/cm² Presión de diseño 10.5 kg/cm² 14.1 kg/cm² 17.6 kg/cm² 20 ¼ HP 2 HP 3 HP --- 40 ¼ HP 2 HP 5 HP --- 60 ¼ HP 3 HP 5 HP --- 80 ½ HP 3 HP 5 HP --- 100 ½ HP 5 HP 10 HP --- 125 ½ HP 5 HP 10 HP --- 150 ½ HP 5 HP 10 HP 7.5 HP 200 1 HP 7.5 HP 10 HP 7.5 HP 250 1 HP 5 HP 7.5 HP 10 HP 300 2 HP 7.5 HP 7.5 HP 10 HP 350 3 HP 7.5 HP 10 HP 10 HP 400 3 HP 7.5 HP 10 HP 15 HP 500 --- 7.5 HP 15 HP 15 HP 600 --- 15 HP 15 HP 20 HP 700 --- 15 HP 15 HP 20 HP 39 http://manualesydiagramas.blogspot.com 4.- TANQUE DE CONDENSADOS El tanque de condensados recibe el agua de vapor que se ha precipitado en el cabezal de distribución en los retornos de alta y baja presión. En el tanque de condensados se recibe el agua que a sido suavizada y que posteriormente será inyectada a la caldera por medio de la bomba de inyección que es controlada por el McDonnell. El tanque de condensados cuenta con los siguientes componentes: COLUMNA DE NIVEL DE AGUA Muestra al operador de la caldera cual es el nivel de agua disponible en el tanque de condensados. VALVULA FLOTADOR Permite el paso de agua suavizada al tanque cuando el nivel de agua comienza a disminuir. TERMÓMETRO Indica la temperatura del agua dl tanque de condensados. Nunca debe entrar agua fría ala caldera, pues podría implosionar o dañar los fluses. TUBO DIFUSOR DE CONDENSADOS Permite el paso lento de agua al tanque de condensados proveniente del retorno de alta presión. 40 http://manualesydiagramas.blogspot.com TUBO DE VENTILACIÓN Permite la salida de gases generados en el interior del tanque de condensados. BOMBA DE AGUA Inyecta el agua a la caldera cuando el nivel de la caldera disminuye. Es controlada por el McDonnell. 41 http://manualesydiagramas.blogspot.com Retorno de alta presión cerrada Retorno de baja presión Tubo de ventilación Válvula globo cerrada TANQUE DE CONDENSADOS Columna de nivel de agua Entrada de agua suavizada Derrame al drenaje Válvula de entrada de agua Válvula de flotador termómetro A G U A filtro manómetro Tubo difusor para calderas con presión de mas de 1 kg/cm² Válvula compuerta para purgas Válvula globo A la caldera BOMBA DE AGUA http://manualesydiagramas.blogspot.com 42 5.- SUAVIZADORES DE AGUA (proceso automático) El suavizador se encarga de eliminar sulfatos presentes en el agua, también se les llama ablandadores de agua. Por medio de un proceso de intercambio iónico, es decir, sustituye o intercambia minerales duros (calcio, magnesio, etc..) por suaves (sodio) a través de su carga eléctrica. El agua que se utiliza para alimentar a la caldera tiene un alto contenido de minerales (calcio, magnesio, carbonatos, etc.) que con el tiempo formarán costras aislantes en los fluses e incrustaciones minerales en las tuberías de agua que terminarán por obstruirlas, es por eso que el agua debe ser tratada con equipo electro-mecánico para suavizar el agua antes de entrar en la caldera. El ablandador típico es un equipo mecánico conectado a un abastecimiento de agua. Todos los suavizadores trabajan con el mismo principio, sustituyendo unos minerales por otros, por lo general, el sodio. A este proceso se le llama INTERCAMBIO IÓNICO. AGUA DURA MgCl₂ MgCl₂ Na₂SO₄ CaSO₄ CaSO₄ MgCl₂ CaSO₄ Na₂SO₄ CaCO₃ CaCO₃ 43 http://manualesydiagramas.blogspot.com FUNCIONAMIENTO El tanque mineral está lleno de granos de poliestireno o resina con cargas negativas. El calcio y el magnesio contenidos en el agua común tienen cargas positivas, significa que el calcio y el magnesio se adhieren a los granos de resina cuando el agua pasa a través de ellos. Cuando se detecta la saturación de calcio y magnesio en los granos de resina, se hace circular agua salada concentrada (salmuera) por todo el tanque suavizador, esto separa el calcio y el magnesio adheridos a los granos de resina, y son expulsados del suavizador hacia el drenaje. AGUA DURA AGUA BLANDA MINERALES DEL AGUA + + + + + - + - AGUA DURA GRANOS DE RESINA SINTETICA O ZEOLITA 44 http://manualesydiagramas.blogspot.com SUAVIZADOR DE AGUA CICLO NORMAL DE FUNCIONAMIENTO SALIDA DE AGUA SUAVIZADA SUMINISTRO DE AGUA DURA PANEL DE CONTROL TANQUE MINERAL O DE RESINA GRANOS DE RESINA TANQUE DE SALMUERA SALIDA AL DRENAJE AGUA SALADA (SALMUERA) GRAVA MALLA VÁLVULA Y FLOTADOR http://manualesydiagramas.blogspot.com 45 CICLO DE REGENERACIÓN DEL SUAVIZADOR Con el paso del tiempo, los granos de resina tienden a saturarse y dejen de absorben minerales. Cuando ese momento llegue, los suavizadores inician el ciclo de regeneración, en el cual, los granos de resina son lavados y liberados de todos los minerales atrapados en ellos y siendo enviados al drenaje. El ciclo básico de regeneración consta de tres fases: 1.- Fase de retro lavado: El flujo de agua se invierte para quitar la suciedad del tanque. ENTRADA DE AGUA DURA SALIDA DE AGUA SUCIA HACIA EL DRENAJE 46 http://manualesydiagramas.blogspot.com 2.- FASE DE RECARGA: El agua salada del tanque de salmuera entra al tanque mineral arrastrando consigo el calcio y el magnesio adheridos a los granos de resina que después serán enviados al drenaje. SALIDA DE AGUA SALADA HACIA EL DRENAJE SALMUERA 47 http://manualesydiagramas.blogspot.com 3.- FASE DE ENJUAGUE: La fase final enjuaga el depósito mineral con agua fresca, eliminando el exceso de sal a la vez que se llena el tanque de salmuera quedando listo para el próximo ciclo. Al terminar este ciclo, el suavizador comienza el ciclo de funcionamiento normal visto anteriormente. SALIDA DE AGUA DE ENJUAGUE SALMUERA El proceso de regeneración toma aproximadamente 20 minutos y es cortado el suministro de agua suavizada durante el proceso. El tanque de salmuera deberá reabastecerse con sal industrial según lo indique el fabricante. Cuando se requiere un abastecimiento de agua suavizada de manera continua debe instalarse un sistema DUPLEX que consta de dos suavizadores. http://manualesydiagramas.blogspot.com 48 SISTEMA SUAVIZADOR DUPLEX VALVULA COMPUERTA CERRADA AGUA SUAVIZADA AL TANQUE DE CONDENSADOS ENTRADA DE AGUA DURA VALVULA DE MUESTREO (CERRADA) VALVULAS COMPUERTA ABIERTAS TANQUE DE SALMUERA DEPOSITO MINERAL 1 http://manualesydiagramas.blogspot.com SALIDA AL DRENAJE DEPOSITO MINERAL 2 En un sistema dúplex, un tanque se encuentra operando mientras que el segundo se encuentra regenerando. 49 6.-TANQUE DE COMBUSTIBLE El almacenamiento de combustible generalmente se hace en tanques cilíndricos, los cuales deben estar al nivel del piso o debajo de el. Los tanques cuentan con registros pasa-hombre para limpieza y mantenimiento, coples orificios para ventilación, coples para medición, extracción, retorno y purga. Los hay en capacidades desde 1000 litros hasta 15000 Litros. TUBO DE VENTILACIÓN LLENADO DE COMBUSTIBLE TAPÓN RETORNO DE COMBUSTIBLE REGISTRO PASA-HOMBRE CRISTAL NIVEL ESCALERAS PURGA SALIDA DE COMBUSTIBLE 50 http://manualesydiagramas.blogspot.com 7.- DUREZA DEL AGUA La dureza, es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y nitratos de calcio y magnesio. En calderas y sistemas enfriados por agua, produce incrustaciones en las tuberías y una pérdida de la eficiencia de la transferencia de calor. La mayoría de los suministros de agua potable, tienen un promedio de 250 mg/L de dureza. No es recomendable utilizar agua con niveles superiores a 500 mg/L de dureza. Existen dos tipos de dureza: 1.- DUREZA TEMPORAL Es determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua seguido de la eliminación de precipitados. También se conoce como “dureza de carbonatos” 2.-DUREZA PERMANENTE Está determinada por las sales de calcio y magnesio. No puede ser eliminada por ebullición del agua. También se le conoce como “dureza de no carbonatos”. 51 http://manualesydiagramas.blogspot.com MEDICIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA La dureza del agua se mide en miligramos por litro (mg/L) de carbonato cálcico ó carbonato de calcio (CaCO₃) También existen otras unidades de medida utilizados como son: Grado alemán (°dh) - Equivalente a 17.9mg de carbonato de calcio en un litro de agua. Grado americano (gpg) - Equivalente a 17.2mg de carbonato de calcio en un litro de agua. Grado francés (°fH) – Equivalente a 10.0mg de carbonato de calcio en un litro de agua. Grado inglés (°eH) - Equivalente a 14.3mg de carbonato de calcio en un litro de agua. Ejemplo: Un litro de agua que contiene 250 mg de Carbonato de calcio sería equivalente a 25 °fH/L 5 °dH es equivalente a 89.5 mg/L ppm= partes por millón 1 ppm = 1 mg de sales en un litro de agua. 52 http://manualesydiagramas.blogspot.com DETERMINACIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA POR MEDIO DE REACTIVOS QUÍMICOS Existen diferentes sustancias que reaccionan físicamente con el carbonato de calcio (CaCO₃) y el magnesio (Mg) contenidos en el agua. Por lo general se utilizan tres reactivos para realizar la medición: 1.- SOLUCIÓN DE BUFFER DE PH 10 Sirve para estabilizar el PH del agua que se va a medir. 2.-NEGRO ERICROMO T Es un colorante que hará que la muestra se torne púrpura, vino, rojo o azul según la dureza del agua. 3.- EDTA (ácido etildiaminotetraacético) Sirve para medir la dureza del agua de muestra cambiándola a color azul. Se agregan gotas, cada gota equivale a un número determinado de partes por millón (ppm) en la muestra. Si al agregar el colorante negro ericromo T la muestra se torna azul, significa que tiene 0 (cero) partes por millón (ppm) de carbonato de calcio (CaCO₃) y magnesio (Mg). Ejemplo: al agregarse l negro ericromo T a la muestra de agua y esta se torna roja o púrpura, quiere decir que el agua tiene cierto grado de dureza, entonces se procederá a agregar el EDTA para conocer el valor aproximado de ppm. Cada gota de EDTA equivale a 5 ppm, si al agregar una gota ala muestra esta se torna azul, entonces el agua contiene 5 ppm. Si el agua se torna azul después de agregar 2 gotas, entonces el agua contiene 100 ppm. 53 http://manualesydiagramas.blogspot.com PASOS PARA REALIZAR LA MEDICIÓN DE DUREZA Existen kits de medición de dureza que incluyen por lo general 3 reactivos y un recipiente de muestras. Los reactivos son una solución de Buffer de PH 10, Negro ericromo T y una solución de EDTA. Los reactivos deben aplicarse en su orden. PH ERICROMO EDTA 10ml 1.- Deberá lavar el recipiente con agua limpia, seguido de eso agregará agua hasta la línea marcada (10 ml.) 2.- Se agregan 5 gotas de la solución #1 para estabilizar el PH de la muestra. 3.- Agregar 3 o 4 gotas de la solución #2 y observar la reacción, si se torna azul entonces el agua de la muestra no tiene dureza. Por el contrario, si al agregar las gotas la muestra cambia a púrpura entonces agregue gota por gota del reactivo #3 hasta que la muestra se torne azul. Cada gota del reactivo #3 equivale a 5 ppm de dureza. Nota: Los kits de dureza varían según el fabricante, será necesario leer el instructivo . http://manualesydiagramas.blogspot.com 54 http://manualesydiagramas.blogspot.com x5 x4 AGREGAR EL ERICROMO 10ml 10ml AGREGAR ESTABILIZADOR DE PH SI CAMBIA A PURPURA O VINO, EL AGUA TIENE DUREZA SI CAMBIA A AZUL OK EL AGUA NO TIENE DUREZA. 10ml 10ml x1x1 AGREGAR EL EDTA GOTA X GOTA HASTA QUE LA MUESTRA CAMBIE A AZUL CADA GOTA = 5 PPM 10ml DETERMINAR LOS PPM DE LA MUESTRA 10ml SI CAMBIO A AZUL CON: 1 GOTA = 5 PPM 2 GOTAS = 10 PPM55 3 GOTAS = 15 PPM 8- FOSA DE PURGAS Tubo de ventilación Al drenaje Tapa de acero colchón de agua Piso Tubo de purgas de la caldera Como se menciono en páginas anteriores, la fosa de purgas, es un registro hecho de ladrillo y cemento, el cual sirve para recibir las purgas y desechos de la caldera, el tanque de condensados y los tanques suavizadores. La fosa de purgas tiene un colchón de agua que tiene la función de absorber el agua que sale a presión de la caldera. Cuando el agua llega a cierto nivel se descarga en la tubería que va al drenaje. CONDENSADOS CALDERA SUAVIZADORES DRENAJE 56 http://manualesydiagramas.blogspot.com 9.- PURGAS DE CALDERA (manual) Las purgas de fondo sirven para eliminar los residuos y lodos que se van acumulando en el fondo de la caldera a lo largo del proceso de evaporación. Es necesario realizarlas pues de lo contrario se formaría espumeo y arrastres de agua impidiendo que la caldera produzca vapor de buena calidad. Para las purgas de fondo en las calderas generalmente se usan dos válvulas. Una válvula es de cierre rápido, lo mas cercano a la caldera y la otra es de cierre lento que está justo después de la anterior. CALDERA LODOS Y RESIDUOS VALVULA DE CIERRE RAPIDO O DE PURGA A LA FOSA DE PURGAS VALVULA DE CIERRE LENTO O DE INTERRUPCION Para realizar la purga de fondo de manera manual, primero debe cerciorarse de que haya suficiente agua en el tanque de condensados o suministro de agua. Deberá abrirse primero la válvula de cierre rápido, seguido de eso, se abrirá la válvula de cierre lento. Las válvulas deben abrirse lentamente para evitar que el golpe de ariete dañe las tuberías. 57 GOLPE DE ARIETE El golpe de ariete, es el choque violento de un líquido con las paredes de la tubería que se da al interrumpir el flujo de manera brusca. Esto es debido a que al permitir el flujo a gran velocidad de un líquido, este se comprime un poco, llevando gran cantidad de energía cinética, y que, al detenerlo de manera brusca, esa energía se libera, expandiendo el líquido y aumentando la presión dentro de la tubería produciéndose un ruido muy fuerte y posibles daños a la tubería. CERRADO ABIERTO CERRADO 58 http://manualesydiagramas.blogspot.com PURGAS DE CALDERA ( AUTOMÁTICO) Las purgas de fondo también se pueden realizar de manera automática, esto con una válvula de purga automática controlada por un detector de total de sólidos disueltos (TDS) que al medir la conductividad eléctrica del agua debido a las partículas en suspensión , este activa la válvula eléctrica durante un determinado periodo de tiempo. VÁLVULA DE CONTROL SENSOR DE TDS VÁLVULA DE RETENCIÓN CONTROLADOR AGUA CALDERA HACIA LA FOSA DE PURGAS VÁLVULA DE INTERRUPCIÓN ENFRIADOR DE MUESTRAS SALIDAS 59 http://manualesydiagramas.blogspot.com PURGAS DE CALDERA CON TEMPORIZADOR Este sistema no tiene sensor de TDS, si no más bien, utiliza un temporizador para realizar las purgas cada cierto tiempo de manera automática. FILTRO REGULADOR CABEZAL DE VENTEO (descarga el vaporizado de forma segura) VÁLVULA DE INTERRUPCIÓN CONTROL TEMPORIZADOR DE PURGAS MANÓMETRO CALDERA TANQUE DE PURGAS (recolecta las purgas de manera segura) VÁLVULA DE URGA DE FONDO http://manualesydiagramas.blogspot.com VÁLVULA DE PURGA MANUAL SALIDA AL DRENAJE SALIDA AL DRENAJE 60 PURGAS DE TANQUE DE CONDENSADOS El tanque de condensados también necesita purgarse, de preferencia al final de cada jornada laboral, esto lo librará de residuos y lodos acumulados en el fondo. Para realizar la purga de fondo, primero hay que cerciorarse que el tanque contenga suficiente agua, después se abre la válvula de purga varios segundos y cierre. TANQUE DE CONDENSADOS VALVULA DE PURGA 61 http://manualesydiagramas.blogspot.com 10.- QUEMADOR El conjunto del quemador es el encargado de quemar el combustible para suministrar el calor necesario para calentar el agua de la caldera. El conjunto se compone de: 1.- Bomba de combustible 2.- Fotocelda 3.- Transformador 4.- Electrodos 5.- Boquilla de pulverización 6.- Filtro 7.- Válvula solenoide 8.- Blower (ventilador) 62 http://manualesydiagramas.blogspot.com 1.- BOMBA DE COMBUSTIBLE La bomba de combustible comprime el fluido a la presión necesaria para producir la atomización a la salida de la boquilla. Las presiones varían según el tipo de combustible. Para Gasóleo: 7 - 14 Kg/cm² Para fuelóleo: 17 - 25kg/cm² Las presiones más comunes son: Para Gasóleo: 12kg/cm² Para Fuelóleo: 22kg/cm² Son bombas volumétricas rotativas, normalmente compuesto de engranajes. Dan pequeños caudales a gran presión constante. COMBUSTIBLE ATOMIZADO REGULADOR DE PRESIÓN BOMBA DE COMBUSTIBLE BOQUILLA DE PULVERIZACIÓN 63 http://manualesydiagramas.blogspot.com CICLO DE FLUJO DE COMBUSTIBLE Para que el combustible llegue al quemador, este debe ser impulsado por la bomba eléctrica, el cual eleva la presión en el circuito de tubería haciendo que circule con una presión de 22 kg/cm² dependiendo del tipo de combustible. El fluido está constantemente circulando en el circuito que comienza en el tanque de combustible, llega al quemador y regresa de nuevo al tanque. CALDERA VALVULA ANTI-RETORNO TANQUE DE COMBUSTIBLE RETORNO REGULADOR DE PRESION BOMBA DE COMBUSTIBLE FILTRO DE COMBUSTIBLE VALVULA COMPUERTA 64 http://manualesydiagramas.blogspot.com DIAGRAMA DE FLUJO DE COMBUSTIBLE VENTILADOR TRANSFORMADOR DE ALTO VOLTAJE ELECTRODOS DISTRIBUIDOR DE AIRE BOQUILLA DE PULVERIZACION RETORNO ALIMENTACIÓN DE CONBUSTIBLE REGULADOR DE PRESIÓN http://manualesydiagramas.blogspot.com BOMBA DE COMBUSTIBLE FILTRO 65 2.- FOTOCELDA (DETECTOR DE FLAMA) La función de la fotocelda es detectar la flama del quemador. Si hubiera una falla en el proceso de encendido, la fotocelda detecta la ausencia de flama y hace que se apague la caldera, esto evitará que se acumule el combustible en el hogar de la caldera y así se evita que haya una explosión. El fuego emite luz infrarroja o ultravioleta dependiendo del tipo de combustible. Esta propiedad es aprovechada utilizando un sensor que reacciona eléctricamente al incidir la luz sobre él, después, esa corriente es amplificada y procesada en el tablero de control y este da la orden de parar o continuar con el proceso de encendido de la caldera. LUZ INFRARROJA SENSOR INFRARROJO FLAMA SEÑAL ENVIADA AL TABLERO DE CONTROL 66 http://manualesydiagramas.blogspot.com La fotocelda puede estar ubicada en el quemador o en la caldera, muy cerca de la flama, ya que es necesario que incida la luz sobre ella. En el ejemplo de abajo, se muestra como el quemador no encendió correctamente, al no haber luz de la flama, el sensor mandará la señal al tablero de control y este interrumpe el suministro de corriente al quemador y a la bomba de combustible, seguido de eso se encenderá la alarma de aviso. C A L D E R A FOTOCELDA QUEMADOR TABLERO DE CONTROL BOMBA DE COMBUSTIBLE RELAY DE ALIMENTACIÓN DE BOMBA Y QUEMADOR ABIERTO 67 http://manualesydiagramas.blogspot.com 3.- TRANSFORMADOR DE IGNICIÓN El transformador de ignición eleva el voltaje de entrada de 110v/220v hasta 10,000/ 12,000v de salida, y con una intensidad de 25mA / 50mA. Al arrancar la caldera se alimenta el transformador y este envía la corriente a los electrodos donde se produce el arco eléctrico que encenderá el combustible pulverizado. Al detectarse la flama, el transformador deja de enviar corriente a los electrodos y la chispa eléctrica se apaga. El transformador puede estar ubicado en la caldera cerca del quemador, o en el quemador mismo. TRANSFORMADOR 110V/220V - 10,000v CABEZA DE COMBUSTIÓN L1 CHISPA L2 Aislante Aislante COMBUSTIBLE ELECTRODOS BOQUILLA DE PULVERIZACIÓN 68 http://manualesydiagramas.blogspot.com 4.- ELECTRODOS DE ENCENDIDO Son varillas de níquel o acero inoxidable de unos 2mm de grosor con una cubierta de cerámica aislada de 12mm a 14mm de diámetro. Existen diferentes tipos y modelos dependiendo del fabricante. 69 http://manualesydiagramas.blogspot.com 5.- BOQUILLA DE PULVERIZACIÓN La boquilla de pulverización es el encargado de atomizar el combustible para que haya un quemado correcto y eficiente. El combustible sometido a una gran presión, es obligado a salir por un orificio pequeño después de haber recibido el impulso de rotación de la bomba de combustible. La selección de la boquilla depende de: -La forma del hogar -Potencia térmica de la caldera -Tipo de combustible COMBUSTIBLE CIRCULANDO CON GRAN PRESIÓN COMBUSTIBLE ATOMIZADO FILTRO BOQUILLA DE PULVERIZACIÓN 70 http://manualesydiagramas.blogspot.com MARCADO DE LAS BOQUILLAS ESTANDAR Muestra información sobre el caudal de la boquilla en US gal/hr, forma y ángulo de pulverización a 700 Kpa. Danfoss 80° S Danfoss Kg/h 2.00 Us gal/h 0.60 L/h 2.27 Kg/h Capacidad del combustible en kilogramos por hora con una viscosidad de 4.4 cST, un peso específico de 0.83 y una presión de atomización de 7 bar. Us gal/h Capacidad del combustible líquido en galones US por hora. L/h Capacidad del combustible líquido en litros por hora. 60° Angulo de rociado. S, H, B Cono de salida 71 http://manualesydiagramas.blogspot.com ANGULO DE PULVERIZACIÓN DE LA BOQUILLA Existen 6 ángulos de pulverización estandarizados. 90° 80° 70° 60° 45° 30° CONO DE FLAMA CONO HUECO S CONO SEMI-HUECO O UNIVERSAL H http://manualesydiagramas.blogspot.com CONO LLENO B 72 BOQUILLA CON RETORNO TIPOS DE BOQUILLA SALIDA COMBUSTIBLE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE RETORNO DE COMBUSTIBLE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE CÁMARA DE TURBULENCIA Este tipo de boquilla tiene dos conductos de inyección de combustible y un conducto de retorno, el cual hace que una parte del combustible no utilizado regrese al circuito. BOQUILLA DE RANURAS VARIABLES POR PISTÓN CÁMARA DE TURBULENCIA INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE COMBUSTIBLE ATOMIZADO BARRA DE REGULACIÓN INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE En este tipo de boquilla, el flujo de combustible puede ser regulado manualmente a través de un pistón, el cual se mueve a adelante o hacia atrás para permitir que circule por los canales tangenciales hasta la cámara de turbulencia. CANALES TANGENCIALES 73 http://manualesydiagramas.blogspot.com BOQUILLA CON DOBLE CIRCUITO DE COMBUSTIBLE ATOMIZADOR SECUNDARIO CIRCUITO PRIMARIO COMBUSTIBLE COMBUSTIBLE ATOMIZADO CIRCUITO SECUNDARIO PASTILLA Este tipo de boquilla tiene dos conductos de combustible que van a dar a una pastilla que los une formando una atomización única. BOQUILLA DE PISTÓN ATOMIZADOR PRIMARIO PISTÓN DE REGULACIÓN ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE 74 http://manualesydiagramas.blogspot.com 6.-FILTRO DE COMBUSTIBLE El filtro de combustible retiene cualquier impureza de estado sólido proveniente del tanque de combustible o las tuberías conductoras del mismo. Es importante utilizar el filtro recomendado por el fabricante de la caldera, ya que de no hacerlo se corre el riesgo de un filtrado pobre o malformaciones y roturas por trabajar con altas presiones. Los filtros pueden limpiarse cada semana para una mayor eficiencia. FILTRO LÍNEA DE COMBUSTIBLE El filtro puede desenroscarse para limpiarlo o para remplazarlo. 75 http://manualesydiagramas.blogspot.com 7.- VÁLVULA SOLENOIDE La válvula solenoide es un dispositivo electro-mecánico que permite o detiene el flujo de algún líquido a través de él cuando es aplicada una corriente eléctrica a la bobina. BOBINA SOLENOIDE ACTIVADO ON LINEA OFF NEUTRO PISTÓN FLUJO DE AGUA Al alimentar la válvula solenoide, la bobina crea un campo magnético que eleva el pistón abriendo la válvula y permitiendo el flujo de agua. Al cortar la alimentación, el pistón vuelve a su lugar cerrando la válvula bloqueando el paso de agua. FLUJO DE AGUA VÁLVULA 76 http://manualesydiagramas.blogspot.com 8.- BLOWER (VENTILADOR) El ventilador forma parte del circuito de aire de combustión y suministra el aire necesario para que se realice la combustión de manera correcta. Debe tener suficiente fuerza para vencer la contrapresión del hogar de la caldera. Al formar parte del quemador, el ventilador está controlado por el programador. 77 http://manualesydiagramas.blogspot.com SUMINISTRO DE AGUA DIAGRAMA DEL PROCESO DE OPERACIÓN DE UNA CALDERA CISTERNA BOMBA DE CISTERNA SIMBOLOGÍA ACTIVIDAD,TRATAMIENTO, PROCESO TANQUE DE ALIMENTACIÓN CONTROL ALMACENAMIENTO SUAVIZADORES DE AGUA TRANSPORTE BOMBA DE CONDENSADOS BOMBA DE ALIMENTACIÓN TANQUE DE CONDENSADOS TANQUE DE CONDENSADOS PRESIÓN DE VAPOR DOSIFICACIÓN TRAMPAS DE VAPOR ADITIVOS BOMBA DE ADITIVOS BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE LA CALDERA FORMACIÓN DE CONDENSADOS ALIMENTACIÓN A LA CALDERA TRANSPORTE DE VAPOR CALDERA CALENTAMIENTO, FORMACIÓN DE VAPOR TANQUE DIARIO TRATAMIENTO DE COMBUSTIBLE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE QUEMA DE COMBUSTIBLE. FORMACIÓN DE GASES DE HUMOS COMBUSTIÓN BOMBA BOMBA DE COMBUSTIBLE CISTERNA 78 http://manualesydiagramas.blogspot.com COMBUSTIBLE 1.- VERIFICAR VÁLVULAS ABIERTAS 2.- VERIFICAR VÁLVULAS CERRADAS 3.- REVISAR CONTROL DE NIVEL DE AGUA 4.- REVISAR EL NIVEL DEL TANQUE DE CONDENSADOS 5.- REVISAR EL NIVEL DE COMBUSTIBLE 6.- ACCIONAR INTERRUPTOR PRINCIPAL 7.- ENCENDER EL TABLERO DE CONTROL 8.- CONTROLAR EL ENCENDIDO DE LA CALDERA 9.- VIGILAR EL AUMENTO DE PRESIÓN DE LA CALDERA 10.- VIGILAR EL AUMENTO DE TEMPERATURA DE LA CHIMENEA 79 http://manualesydiagramas.blogspot.com PROCESO DE ARRANQUE DE LA CALDERA Ahora que ya vimos la descripción y funcionamiento de los componentes más importantes de una caldera continuaremos con la siguiente parte de este manual que corresponde al arranque, mantenimiento y precauciones que se deben de tener al operar una caldera de vapor. Antes de proceder al arranque de la caldera se deben verificar que los tanques de combustible, condensados, suministro de agua y caldera estén en su nivel aceptable para poder operar, ya que si alguno estuviera en bajo nivel el tablero de control no permitiría que la caldera arranque. También es requerido que ciertas válvulas estén cerradas y otras estén abiertas, la temperatura del combustible es importante (en calderas de fueloil) ya que al ser más denso necesita ser calentado para hacerlo más fluido para que pueda ser atomizada en la boquilla del quemador. Cuando una caldera está fría, debe arrancarse lentamente para que las piezas se templen gradualmente y no se vayan a deformar con el aumento repentino de temperatura, más adelante se especificará como hacerlo. 80 http://manualesydiagramas.blogspot.com VERIFIQUE LOS SIGUIENTES COMPONENTES: VERIFIQUE QUE LAS SIGUIENTES VÁLVULAS ESTÉN CERRADAS: 1.- Purga de fondo de la caldera 2.- Purga de columna de agua 3.- Alimentador de agua del inyector 4.- Entrada de vapor al inyector 5.- Entrada de agua desde el tanque elevado y de la red VERIFIQUE QUE LAS SIGUIENTES VÁLVULAS ESTÉN ABIERTAS 1.- Purga alta de la columna de agua 2.- Entrada de agua al tanque de alimentación de la caldera 3.-Entrada de agua a la caldera a través de la bomba de alimentación. 1 Válvula de purga alta 81 http://manualesydiagramas.blogspot.com 2 ABRIR LAS VÁLVULAS DEL TANQUE DE ALIMENTACIÓN DE LA CALDERA TANQUE DE CONDENSADOS ABRIR ABRIR AGUA A LA CALDERA BOMBA DE AGUA VALVULA DE AGUA A LA CALDERA VALVULA DE ENTRADA DE AGUA 82 http://manualesydiagramas.blogspot.com 3 ABRIR LA VÁLVULA DE ENTRADA DE AGUA A LA CALDERA PROVENIENTE DE LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN. CALDERA ABRIR VÁLVULA DE ENTRADA DE AGUA BOMBA DE AGUA 83 http://manualesydiagramas.blogspot.com Revisar el nivel de agua de la caldera abriendo completamente las válvulas de purga de limpieza del cristal nivel. También deberá abrir por un momento las válvulas de purga alta, media y baja de la columna de nivel de agua, luego ciérrelas. CONTROL DE NIVEL DE AGUA ALTA VÁLVULAS DE PURGA DE COLUMNA MEDIA BAJA CRISTAL NIVEL VÁLVULA DE PURGA DE CRISTAL NIVEL 84 http://manualesydiagramas.blogspot.com Comprobar el nivel y temperatura de el agua en el tanque de condensados limpiando el cristal y purgando el tanque. La temperatura debe oscilar entre 80° C. EL NIVEL DE AGUA DEBE ESTAR EN EL LÍMITE INDICADO VÁLVULA COMPUERTA PARA PURGA DEL TANQUE DE CONDENSADOS 85 http://manualesydiagramas.blogspot.com Comprobar que el nivel de combustible en el tanque sea el adecuado. TANQUE DE COMBUSTIBLE 86 http://manualesydiagramas.blogspot.com Encender el interruptor principal de energía. Al activar el interruptor principal se alimentará el tablero de control y sus componentes. 87 http://manualesydiagramas.blogspot.com No todos los tablero tienen los mismos interruptores, por ejemplo, las calderas que queman dos combustibles distintos tienen un interruptor de selección de combustible. En este ejemplo se muestran los controles básicos de una caldera. - Deberá poner el interruptor en automático. - Mover el control manual de flama al mínimo. - Y accionar el interruptor del quemador. 12 11 10 9 8 7 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 10 12 14 16 3 5 7 9 7 8 9 10 11 11 13 15 18 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 INTERRUPTOR DEL QUEMADOR INTERRUPTOR MANUAL- AUTOMÁTICO CONTROL MANUAL DE FLAMA 88 http://manualesydiagramas.blogspot.com Al arrancar la caldera deberá mantenerse encendido durante 10 minutos a fuego bajo, después parar durante 3 minutos. Repetir esta operación hasta lograr que la caldera alcance 50 lbs. de presión. Cuando la caldera alcance 50 lbs. Se procede a purgar la caldera y se dejará funcionando hasta alcanzar su presión normal de trabajo. Por último se pone la caldera a fuego alto. - Abrir muy lentamente la válvula principal de salida de vapor (válvula globo) y luego purgar la línea de vapor. VAPOR VÁLVULA GLOBO C A L D E R A 89 http://manualesydiagramas.blogspot.com Deberá observar el manómetro de presión de la caldera para vigilar el aumento progresivo de la presión de vapor. Cuando la caldera alcance su presión de trabajo normal, la caldera se apagará. Cuando la presión disminuya, el presostato activará nuevamente la caldera PRESOSTATO MANOMETRO Mc Donnell C A L D E R A 90 http://manualesydiagramas.blogspot.com Cuando el termómetro indica una temperatura muy alta en los gases de salida es manifestación de susiedad en el interior de la caldera. La temperatura de salida de gases debe ser 52°C mas alta que la temperatura del agua. GASES DE COMBUSTIÓN CHIMENEA TERMÓMETRO Cuando el termómetro indica 80°C por encima de la temperatura del agua es indicativo de hollín en el interior de la caldera. Es necesario realizar una labor de limpieza a los fluses. C A L D E R A 91 http://manualesydiagramas.blogspot.com VÁLVULA DE SEGURIDAD INDICADORES DE NIVEL MANÓMETROS ALARMA PRESOSTATOS FOTOCELDA TERMÓMETROS 92 http://manualesydiagramas.blogspot.com VÁLVULA DE SEGURIDAD La válvula de seguridad es para desahogar el vapor en exceso que genere la caldera. La presión no debe exceder más del 6% sobre la presión máxima. Cuando la caldera tiene dos válvulas, la segunda debe ser regulada a una presión 3% más alta que la primera, para que, en caso de que la primera válvula no funcione la segunda libere la presión. LÍMITE DE LIBERACIÓN DE VAPOR 3% + PRESIÓN PRESIÓN VÁLVULA VÁLVULA SECUNDARIA PRIMARIA C A L D E R A 93 http://manualesydiagramas.blogspot.com INDICADORES DE NIVEL La caldera esta provista de al menos dos dispositivos que permiten conocer el nivel de agua o combustible. La función que ofrecen estos dispositivos es la de dar a conocer al operador la cantidad de algún fluido dentro de un deposito hermético, que en este caso sería la cantidad de agua de la caldera y el tanque de condensados y la cantidad de combustible en el deposito de almacenamiento de diesel. Mc Donnell CALDERA AGUA La oscilación del nivel de agua alrededor de su nivel de trabajo es una característica de operación normal. Si el agua en el nivel está completamente quieta, significa que las conexiones están obstruidas. Habrá que ejecutar una labor de limpieza al Mc Donnell 94 http://manualesydiagramas.blogspot.com MANÓMETROS Aparato destinado a medir al presión de la caldera sobre la presión atmosférica. Deben estar instalados en un sitio visible y alejados de fuentes de calor. El manómetro está conectado directamente a la caldera por medio de una tubería. Existen manómetros con diferentes unidades de medidas, Pa (pascales), PSI (libra sobre pulgada cuadrada), BAR, ATM (atmósferas), kg/cm² (kilogramo sobre centímetro cuadrado) y cada unidad de medida tiene diferente indicación numérica en el manómetro. Ejemplo: bar Kg/cm² 95 http://manualesydiagramas.blogspot.com ALARMA Indica que el nivel de agua de la caldera está bajo. El operador debe rectificar la condición de funcionamiento de la caldera. CALDERA ALARMA LUMINOSA BAJO NIVEL DE AGUA AGUA ALARMA SONORA 96 http://manualesydiagramas.blogspot.com PRESOSTATO Es un interruptor ajustable a la presión de trabajo deseada. Al alcanzar la presión seleccionada, el presostato manda abre sus puntos de contacto para que se apague la caldera. Mc Donnell Control regulable de presión presostato 97 http://manualesydiagramas.blogspot.com FOTOCELDA Sensor que detecta la llama del quemador. En caso de falla durante el encendido, la fotocelda ordena apagar la caldera para evitar que se siga inyectando combustible sin quemar. La fotocelda debe mantenerse limpia. la fotocelda se encuentra dentro del quemador, cerca de la flama. TERMÓMETROS El termómetro indica la temperatura de algún fluido, en las calderas se usan para medir la temperatura del agua del tanque de condensados, el agua de la caldera, los gases de la chimenea, y en algunos casos la temperatura del combustible. Son muy parecidos a los manómetros. 98 http://manualesydiagramas.blogspot.com CUIDADOS DEL LADO DE AGUA CUIDADOS DEL LADO DE FUEGO CUIDADOS DE LOS CONTROLES MANTENIMIENTO DIARIO Y SEMANAL MANTENIMIENTO TRIMESTRAL MANTENIMIENTO TRIMESTRAL DE ACCESORIOS MANTENIMIENTO ANUAL 99 http://manualesydiagramas.blogspot.com CUIDADOS DE CALDERAS CUIDADOS DEL LADO DE AGUA El descuido del mantenimiento por el lado de agua trae como consecuencia la formación de incrustaciones, picaduras, corrosión, espuma, arrastre de humedad y “crestas de nivel de agua”. Es importante el tratamiento de agua con procedimiento adecuado de purgas para conservar las superficies de calefacción de la caldera libres de incrustaciones y prolongar la vida de la caldera. Deberá consultarse con expertos en tratamiento de agua. Ellos analizarán el agua y le recomendarán un tratamiento adecuado basado en el análisis y cantidad de agua cruda que usarán. 1.- PICADURAS Y CORROSIÓN POR OXÍGENO Para proteger su caldera contra este mal, la única solución es el tratamiento de agua adecuado. Haga una inspección visual de tubos, hogar, envolvente y espejos cuando al menos una vez al año ( se recomienda 2 veces por año) vaciando la unidad y quitado todos los registros de mano y hombre previamente. Revise la superficie del lado del agua (especialmente las partes más calientes) con ayuda de lámparas y espejos buscando abolsamientos, deformaciones o erosiones de la superficie metálica. Si nota cualquiera de estas condiciones mencionadas, su programa de tratamiento necesita una inmediata comprobación y revisión. Y la caldera una buena reparación. 2.- FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES Esta información es muy importante. La incrustación actúa como un aislante térmico y puede resultar en un sobrecalentamiento del hogar, tubos y espejos. Esta situación puede causar fugas en los tubos, agrietamientos en el extremo de los mismos y otros problemas del recipiente a presión. Nuevamente su programa de mantenimiento de agua requiere una comprobación. Durante la revisión visual del lado del agua, emplee una cuchilla o un pequeño martillo para obtener muestras de la incrustación y envíelas inmediatamente al consultor en tratamiento de agua. Cuidadosamente verifique la porción trasera o la zona más caliente de la caldera ya que ésta es el área más susceptible de formación de incrustación. La formación de incrustación dentro de la caldera es motivo de preocupación y de100 solución inmediata. http://manualesydiagramas.blogspot.com 4.- ACUMULACIÓN DE LODOS Algunas veces las condiciones del agua o del tratamiento químico dan por resultado una acumulación de “lodos” y sedimentos en el fondo de la caldera, su revisión visual le revelará la presencia de estos “lodos”. Use una manguera con agua a presión para lavar estas acumulaciones y revise nuevamente la superficie metálica frotando con sus manos y viendo que se ha hecho un trabajo efectivo. 5.- VAPOR HUMEDO Y ARRASTRES DEL VAPOR Esto puede ser causado por: a) Alta concentración de sólidos en la caldera debido a falta de purgas. b) Falta de un tratamiento de agua adecuado. c) Líneas de vapor “estranguladas” a la salida de línea caldera que producen velocidades excesivas causando desprendimiento o arrastres de agua de la caldera. d) Cargas súbitas, ocasionadas por aperturas rápidas de las válvulas produciendo sobrecargas instantáneas en la caldera. e) Caldera sobrecargada por incrementos en las demandas de la planta. f) Cabezales o líneas principales de vapor con condensaciones sin trampas adecuadas. 6.- EMPAQUES Tenga en su almacén un juego de empaques para los registros (tortugas). Los empaques metálicos de espiral, si están en buenas condiciones pueden volverse a usar pero es conveniente voltearlos. Aunque la recomendación es la de utilizar siempre empaques nuevos. Los empaques no metálicos deben ser descartados y no deberán volverse a emplear. 7.- ALMACENAMIENTO DE CALDERAS FUERA DE USO Información importante a)Para un período corto sin operación (menos de tres meses): Es una buena práctica llenar totalmente la caldera de agua. Esto reduce la posibilidad de corrosión por oxidación y picaduras. 101 http://manualesydiagramas.blogspot.com Para eliminar un alto porcentaje de oxígeno libre contenido en el agua, conviene llenar la caldera y dejarla abierta a la presión atmosférica en el punto más alto, encendiéndola y dejándola operar en fuego bajo hasta que empiece a evaporar. Este seguro de que no existe la posibilidad de congelamiento del agua dentro de la caldera y agregue las substancias recomendadas por el consultor en tratamiento de agua. Cierre todas las válvulas y abra los interruptores eléctricos. Abra las puertas de los hogares y evite la corriente del aire por convección natural, a través de la caldera hasta donde sea posible, con el fin de evitar el incremento de humedad por el medio ambiente. b) Para periodos largos sin operación Revise su manual de operación y consulte con su técnico en calderas para un procedimiento adecuado. Si existe la posibilidad de que se congele el agua de la caldera o si su caldera está localizada en un clima seco, es preferible el método de almacenamiento “ en seco”. Drene la caldera y abra todos los registros de hombre y de mano. Coloque bandejas con un deshumedecedor en al parte alta de los tubos para absorber la humedad. Abra la tapa frontal de la caldera para evitar el tiro natural con aire húmedo a través de la caldera. 102 http://manualesydiagramas.blogspot.com CUIDADOS DEL LADO DE FUEGO 1.-HOGAR, TUBOS Y ESPEJOS Cuidadosamente revise (con ayuda de lámparas) las superficies expuestas al fuego del hogar y tubos, buscando evidencias de abolsamientos o marcas de cavidades. Esto podría indicar corrosión resultante de condensación de la corriente de gases con formación de ácidos. Esta situación se puede solucionar así: a) Manteniendo una mínima temperatura del agua en la caldera de 77°C, con el propósito de evitar condensaciones de vapor de agua presentes en los gases de combustión. (Calderas de agua caliente). b) Ajuste de controles y quemador para que la unidad esté lo más que sea posible en la posición de encendido. Frecuentes “recicleos” ayudan a promover la condensación. c) Reduzca la alimentación de combustible , si la unidad es relativamente grande comparada con la demanda de vapor. 2.- LIMPIEZA DE TUBOS El hollín disminuye la transferencia de calor y baja la eficiencia de la caldera. Los períodos de limpieza de los tubos varían de acuerdo con el combustible y el tipo de quemador. Algunas instrucciones de operación recomiendan limpiarlos dos veces por año, actualmente, una unidad con un buen diseño de quemador bien ajustado, podrá necesitar solamente una limpieza de tubos por año. 3.- EMPAQUES visualmente revise los empaques de las puertas y esté seguro que están en buenas condiciones y que están correctamente afianzados. Para prevenir pérdidas de calor, quemaduras de empaques y deformaciones de las puertas de acero, deberán ser efectivos los sellos del lado de los gases de combustión. Si sus empaques no le dan un sello hermético, reemplácelos. 4.-REFRACTARIO Al mismo tiempo que revisa el lado del agua, revise el lado del fuego (mínimo una vez por año. Se recomienda dos veces por año) Abra las tapas de la caldera para que todo el refractario esté a la vista. Resane todas las superficies del refractario y rellene cualquier área que muestre destrucción o erosión. Reemplace los ladrillos rotos o caídos. Para un reemplazo total del refractario consulte el manual de operación de la caldera. 103 http://manualesydiagramas.blogspot.com CUIDADO DE LOS CONTROLES No haga suposiciones acerca de la operación de cualquier interruptor o control. Su manual de operación de la caldera es una excelente guía de las funciones, cuidado y ajuste de controles . Una inspección visual de las condiciones de todos los interruptores pueden librarlo de serios problemas. CONTROL DE NIVEL DE AGUA En calderas de vapor de alta y baja presión, la columna de agua y control de corte por bajo nivel de agua debe ser purgados diariamente. El control de corte por bajo nivel en calderas de vapor, deberá ser revisado una vez por semana en condiciones reales de operación. Una forma práctica de revisar su control es desconectando eléctricamente el interruptor de la bomba de agua y permitir la evaporación del agua bajo condiciones normales de vaporización. Vea cuidadosamente el cristal de nivel y marque el punto exacto en el cual la caldera corta por bajo nivel. Esto le dará un punto de referencia para otras comprobaciones y ver si el control de operación está igual o existe alguna diferencia- Si está incorrecto, un control de repuesto puede ser lo indicado. En calderas de agua caliente, periódicamente compruebe el corte por bajo nivel, evitando intencionalmente la alimentación de agua. Cuando inspeccione el lado del agua por incrustaciones, lodos, etc., quite todos los tapones en los cruces de tuberías, antes de la columna de agua y corte por bajo nivel. Limpie y cepille con un escobillón todas las materias extrañas. Presencia de grandes cantidades de lodos o suciedad le indican la necesidad de revisar su programa de tratamiento de agua o guía de purgas. Un programa planeado de mantenimiento preventivo es un camino recto a la seguridad y operación confiable. 104 http://manualesydiagramas.blogspot.com Mantenimiento diario y semanal 1.- Observar el funcionamiento del quemador por medio de la mirilla de inspección. 2.- verificar la presión del combustible 3.- Limpiar filtros y las boquillas cuando sea necesario 4.- Inspeccionar las uniones flexibles 5.- Inspeccionar visualmente el funcionamiento del ventilador. Mantenerlo limpio y notificar cualquier anormalidad. 6.- Revisar a diario los controles de nivel de agua. Si no funciona correctamente apagar la caldera y avisar al supervisor. 7.- Probar el sistema de alarma por bajo nivel de agua al menos una vez a la semana aplicando el siguiente procedimiento: Suspender la alimentación de agua a la caldera y dejar que continúe la evaporación, o también puede purgar para bajar el nivel rápidamente. Observar el cristal nivel y marcar el punto exacto de cuanto la alarma comenzó a sonar y cuando paró la caldera. Se tomará como punto de referencia para futuras pruebas. En caso de que varíe mucho hay que avisar al supervisor. 8.- Revisar las válvulas de seguridad dos veces por semana 9.- Revisar que los accesorios estén bien lubricados 10.- llenar la hoja de control de encendido y purga diaria En general, la caldera debe funcionar correctamente. En caso contrario, deberá avisar al supervisor. 105 http://manualesydiagramas.blogspot.com Mantenimiento trimestral 1.- Limpiar los fluses de la caldera y placas con cepillo de alambre. Debe realizarse en seco Usar mascarilla. 2.- Sacar las tapas de los registros y reemplazar empacaduras, limpiar residuos de las orillas. Lubricar las empacaduras con grafito. 3.- Lavar a presión el interior de la caldera para eliminar depósitos, lodos e incrustaciones. 4.- Si las incrustaciones son muy difíciles de remover entonces utilizar químicos o medios mecánicos. 5.- Revisar refractarios y tapa trasera. Si hay grietas usar cemento refractario. Limpiar bien el hollín. 6.- Revisar el aislante de la caldera 7.- Revisar el interior de la caldera en busca fugas. De haberlas, reparar o cambiar tubos. 8.- Examinar el interior de la caldera en busca de áreas corroídas 9.- Purgar el tanque de condensados. 10.- Limpiar la turbina del quemador 11.-Revisar las válvulas de seguridad y sus conexiones. 12.- Limpiar la fotocelda con un trapo. No retirar el vidrio protector 13.- Limpiar las conexiones eléctricas 14.- Revisar los empaques de la bomba de alimentación de agua 15.- Lubricar la bomba de agua 16.- Limpiar filtro de bomba de agua http://manualesydiagramas.blogspot.com 106 17.- Revisar las válvulas de retención. Desarmarla y limpiar. Si no sirve reemplácelo. 18.- Revisar los interruptores de mercurio del control de nivel de agua. Si es de electrodos. 19.- Lubricar las levas del modutrol 20.- Purgar los tanques de combustibles 21.- Revisar la chimenea en busca de fugas o corrosión. Se puede pintar con esmalte especial resistente al calor. 107 http://manualesydiagramas.blogspot.com Mantenimiento trimestral de accesorios 1.- QUEMADOR Limpieza de boquillas. Usar solo solvente Revisar las puntos de los electrodos y si es necesario ajustarlas según el fabricante Revisar las terminales de los cables de encendido Revisar la porcelana de los electrodos, asegúrese que no estén quebrados Si es caldera de gas, revisar el mezclador de aire/gas y limpiar conductos 2.- BOMBA DE COMBUSTIBLE Desarmar la bomba de combustible y revisar los rodamiento. Aunque parezcan en buen estado tienen un periodo de vida útil. (vea recomendaciones del fabricante). Limpiar los impulsores con solvente LIN Lubricar los rodamientos del motor. Revisar que el amperaje no sobrepase al indicado en la placa 3.- VENTILADOR Limpiar la malla de entrada de aire Limpiar el rotor del motor Inspeccionar que los “prisioneros” estén ajustados Que las bandas estén apretadas y en buen estado Engrasar los rodamientos incluyendo los del motor Probar que el amperaje no sobrepase al indicado Lubricar el motor del ventilador Lubricar o sustituir los rodamientos del motor 4.- COMPRESOR (si lo tiene) Limpiar partes mecánicas Revisar los anillos en caso de ser un compresor reciprocante Lubricar rodamientos Medir con manómetro las presiones de admisión y escape Comprobar que el amperaje del compresor no sobrepase el indicado por el fabricante. 108 http://manualesydiagramas.blogspot.com Mantenimiento anual Limpiar el exterior de la caldera Preparar la superficie para pintar donde sea necesario Buscar válvulas defectuosas y de ser necesario sustituirlas Inspeccionar y ajustar el manómetro principal Cambiar empaques del cristal nivel Revisar y ajustar las válvulas de seguridad Cambiar el tapón fusible Limpiar internamente el tanque de condensados y de combustible Desarmar el Mc Donnell y limpiarlo internamente, reemplazar los electrodos si es necesario. 109 http://manualesydiagramas.blogspot.com NO ABRE VÁLVULA DE COMBUSTIBLE LA CALDERA EXPULSA MUCHO HUMO EL QUEMADOR PRODUCE EXPLOSIONES NO HAY CORRECTA INYECCIÓN DE AGUA LA CALDERA NO ENCIENDE TUBOS CORTADOS TUBOS PERFORADOS TUBOS TORCIDOS, FUGAS EN JUNTAS, TUBOS ROTOS NO HAY DESCARGA DE AGUA DE LA CALDERA LA DESCARGA DE LA BOMBA ES INSUFICIENTE RUIDO EXCESIVO EN LA BOMBA VIBRACIÓN EXCESIVA EN LA BOMBA 110 http://manualesydiagramas.blogspot.com AVERIAS SE ENCIENDE EL PILOTO PERO LA VÁLVULA PRINCIPAL DE COMBUSTIBLE NO SE ABRE POSIBLE CAUSA SOLUCIÓN a) Fotocelda sucia b) control electrónico sucio c) Válvula solenoide desconectada d) Bobina de la válvula solenoide quemada e) No hay combustible f) Modulador no está e n posición de arranque g) Pirostato defectuoso a) Limpiar fotocelda b) Comprobar relés c) Conectar válvula solenoide d) Cambiar la ´bobina de la válvula solenoide e) Revisar nivel de combustible f) Esperar a que llegue la posición de arranque g) Revisar pirostato a) Falta de aire a) Regular damper y limpiar turbina b) Regular línea de retorno de combustible c) Limpiar o reemplazar b) Exceso de presión de bomba de combustible LA CALDERA EXPULSA MUCHO HUMO c) Boquillas defectuosas d) Entrada de aire incorrecta e) Damper no regula f) Retorno del gasoil EL QUMADOR PRODUCE EXPLOSIONES a) Mala regulación de los electrodos b) Electrodos defectuosos c) Transformador de ignición defectuoso d) Agua en el gasoil e) Entrada de aire incorrecta f) Boquillas defectuosas g) Desajuste del control de ignición d) Regular damper/ limpiar turbina de aire e) Regular damper f) Ajustar línea de retorno a) Calibrar los electrodos b) Reemplazar c) Comprobar o sustituir d) Purgar tanque e) Regular damper/ limpiar el filtro de bomba f) Limpiarlas/ controlarlas o sustituirlas g) Revisar y ajustar el control de ignición 111 http://manualesydiagramas.blogspot.com AVERIAS LA BOMBA DE AGUA TRABAJA Y EL TANQUE TIENE AGUA PERO NO INYECTA AGUA POSIBLE CAUSA SOLUCIÓN a) Excesiva temperatura del agua a) Revisar líneas en busca de trampas defectuosas/ poner un tanque más grande/baja temperatura. b) Impulsor de la bomba dañado b) Sustituir impulsor c) Tubería de entrada de agua defectuosa c) Destapar tubería d) Válvula de retención defectuosa entre la bomba y la caldera d) Cambiar válvula de retención a) El switch del damper no funciona a) Sustituirlos b) Destaparlos b) Boquillas tapadas c) No hay chispa LA CALDERA NO ENCIENDE d) Circuito de ignición defectuoso e) No llega combustible TUBOS CORTADOS TUBOS PERFORADOS c) Revisar el transformador y circuito de ignición d) Revisar los componentes del circuito de ignición e) Revisar sistema de combustible/tanque puede estar sucio/línea de combustible tapada/válvula cerrada/la bomba no funciona a) Aplicación defectuosa del expansor de tubos a) Utilizar correctamente el expansor de tubos a) Corrosión a) Aplicar un buen tratamiento de agua b) continuo control de PH y oxígeno c) purgas más frecuentes b) Acción del oxígeno c) Excesivas incrustaciones 112 http://manualesydiagramas.blogspot.com AVERIAS POSIBLE CAUSA a) Bajo nivel de agua b) Métodos incorrectos de arranque y parada c) Golpe de llama a) Sistema de bajo nivel de agua defectuoso/desperfectos en el flotador o sistema de alimentación b) Seguir los procedimientos correctos de arranque y parada c) Ajuste de quemador a) Baja velocidad de la bomba de agua b) La presión de descarga es muy baja c) Impulso obstruido d) Succión obstruida e) La bomba de agua gira en sentido contrario al indicado en la carcaza a) Revisar las conexiones eléctricas b) Limpiar la tubería de descarga c) Descarga hacia atrás/desarmar la bomba y quitar la obstrucción d) Invierta dos fases del motor a) Velocidad baja b) Presión alta c) Impulsor obstruido d) Impulsor dañado e) Anillo del canal dividido dañado f) Anillos espaciadores dañados a) Ver la (a) anterior b) Ver la (b) anterior c) Ver la (c) anterior d) Cambiar impulsor e) Cambiar anillos del canal dividido f) Cambiar anillos espaciadores a) Materia extraña en el impulsor b) Altura de descarga alta c) Zumbido magnético a) Desensamblar la bomba y quitar la obstrucción b) Limpiar tubería de descarga c) Consultar al constructor del motor TUBOS TORCIDOS/FUGAS EN LAS JUBTAS/FUGAS EN LOS EXTREMOS/TUBOS ROTOS NO HAY DESCARGA DE AGUA DE LA CALDERA CON LA BOMBA FUNCIONANDO LA DESCARGA DE LA BOMBA ES DEFICIENTE EXCESIVO RUIDO DE LA BOMBA SOLUCIÓN 113 http://manualesydiagramas.blogspot.com AVERIAS VIBRACIÓN EXCESIVA EN LA BOMBA POSIBLE CAUSA a) Materia extraña en el impulsor b) Impulsor dañado c) Tubería de descarga mal montada SOLUCIÓN a) Desarmar la bomba y quitar la obstrucción b) Cambiar el impulsor c) Asegurar la tubería de descarga NOTA: Cuando se descubra que a habido un falso nivel o que no pueda comprobarse el nivel de agua con las llaves de prueba de nivel, debe apagarse inmediatamente la caldera, incluyendo la bomba de agua y hasta que la caldera se enfríe y baje la presión no debe ponerse en funcionamiento. Esto para evitar la explosión de la caldera 114 http://manualesydiagramas.blogspot.com Es un procedimiento que pone fuera d servicio el equipo cuando se presenta un problema operacional o cuando hay una falla en l equipo. El paro lo puede realizar el programador o el operado de forma manual desde el tablero de control. APAGADO POR EL PROGRAMADOR La caldera se sale fuera de servicio automáticamente 1) Observar las alarmas 2) Cerrar las válvulas de combustible desde el tablero y las válvulas de ½ vuelta manualmente. CAUSAS 1.- Bajo nivel de agua 2.- bajo flujo de aire ocasionado por falla en el ventilador, falla en el control de combustión. - Revisar la última posición del damper - Ventilar 3.- Baja presión de combustible 4.- ausencia de llama - Originada por corte de combustible por válvula principal. - Revisar solenoides 5.- Falla de energía eléctrica 6.- Disparo d emergencia 115 http://manualesydiagramas.blogspot.com APAGADO MANUAL Se apagará la caldera de forma manual cuando: 1.- ocurran daños en el ventilador: - Rodamientos dañados - Daño en el modutrol - Daño en compuertas u obstrucciones en la chimenea 2.- Incendio en el quemador - Por fugas de aceite - Por rotura de anillos en las uniones de gas 3.- Presencia de líquido en el gas 4.- Rotura de tubos - Si la rotura e muy grande apagar la caldera 116 http://manualesydiagramas.blogspot.com Por favor no pase por alto las indicaciones del fabricante y los consejos de su supervisor ya que no tomar las debidas precauciones puede resultar en daños permanentes a la caldera o en el peor de los casos en una explosión que sería fatal para los operadores. Las calderas son seguras, siempre y cuando se sigan los procedimientos de mantenimiento y se asegure que todos sus dispositivos de seguridad funcionen correctamente. Este no es un curso oficial de mantenimiento y operación de calderas, esta es un guía básica donde solo se enseña el funcionamiento de la caldera y sus componentes. Para poder operar una caldera de vapor se necesita previa capacitación otorgada por la empresa. Con esto doy por finalizado este curso y espero les sea de gran ayuda. Gracias. 117
