capitulo 2 tipos de calderas

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA
CD. MENDOZA., VER
“FUNCIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO DE GENERADORES DE
VAPOR PIROTUBULARES MARCA “POWERMASTER””
REPORTE PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA
PRESENTA:
ELPIDIO ALEJANDRO HERNANDEZ
CABRERA
DIRECTOR DE TESIS
ING. ARMANDO GARCIA MANZANO
CD. MENDOZA., VER
2012
1
AGRADECIMIENTOS
A Dios:
Por ser parte de mi, por darme
salud, paz y tranquilidad en mi vida
y ponerme en este mundo y brindarme
una hermosa familia y por todo lo que
hasta ahora he tenido y he sido.
A mis Padres:
Rodrigo Hernández Pascual
Belén Cabrera Martínez
Por su ejemplo, comprensión, apoyo y amor.
A mis Hermanos:
Isabel, Rolando, Hugo, Laura y Arturo
Por todo su apoyo brindado.
A mi Pareja
Por todo su apoyo recibido. Gracias!
A mis Hijos:
Alejandro, Alexia, Oscar
A mi nuera Flor y mi nieta Ainara
A Todos mis sobrinos pero en
Especial a Ingrid por su valioso apoyo
2
INDICE
INTRODUCCION
1
Capitulo 1 Conceptos generales sobre calderas
3
1.1
Clasificación
4
1.2
Elementos de una caldera
5
5
1.2.1
Cámara de agua
5
5
1.2.2
Cámara de vapor
6
1.3
Clasificación de las calderas
8
1.3.1
Por la disposición de los fluidos
8
1.3.2
Por su configuración
1.3.3
Por el mecanismo de transmisión de calor dominante
9
1.3.4
Por el combustible empleado
9
1.3.5
Por el tiro
11
1.3.6
Por el modo de gobernar la operación
11
1.4
Elementos de funcionamiento de una caldera
12
1.4.1
Fuego
12
1.4.2
Agua
12
1.4.3
Superficie de intercambio de calor
13
8
9
3
1.5.
Combustibles para calderas
13
1.5.1
Carbón.
13
1.5.2
Petróleo.
14
1.5.3
Gas.
14
1.5.4
Combustibles de residuos.
14
Capitulo 2 Tipos de calderas.
16
2.1
Calderas piro-tubulares
17
2.1.1
Caldera tipo locomóvil
19
2.1.2
De retorno horizontal
20
2.1.3
De horno interno
21
2.2
Calderas Acuatubulares
22
2.2.1
Caldera acuotubular de Cornwall.
23
2.2.2
Caldera acuotubular steinmuller.
24
2.2.3
Caldera Belleville.
25
2.2.4
Caldera de tubos doblados.
25
2.2.5
Caldera de tubos doblados y paredes de agua.
27
2.2.5.1 Caldera tipo A.
27
2.2.5.2 Caldera tipo O.
28
2.2.5.3 Caldera tipo D.
28
4
Capitulo 3 Principio de funcionamiento de las calderas y producción de
vapor.
29
3.1
Principio de funcionamiento según James Watt y Dionicio Papín.
30
3.2
Calderas pirotubulares.
33
3.3
Calderas Acuotubulares.
34
Capitulo 4 Calderas y sus componentes.
38
4.1
Componentes principales
39
4.2
Accesorios auxiliares.
41
4.2.1
Accesorios de seguridad.
42
4.2.2
Accesorios de control.
46
4.2.3
Accesorios de operación.
49
4.2.4
Accesorios de medición.
49
4.3
Equipo para la combustión.
50
4.4
Sistema de alimentación de agua.
51
Capitulo 5 Operación y funcionamiento de sus componentes
56
5.1
Descripción del funcionamiento de cada componente.
57
5.2
Accesorios auxiliares.
62
5.1.2.1 Accesorios de seguridad.
62
5.1.2.2 Accesorio de control.
70
5.1.2.3 Accesorios de operación.
77
5
5.1.2.4 Accesorio de medición.
101
5.2
102
Operación correcta e incorrecta.
Capitulo 6 Mantenimiento preventivo y diagnostico.
108
6.1
Recomendaciones para la conservación de la caldera
109
6.1.1
Importancia de los mantenimientos.
110
6.1.2
Mantenimiento preventivo de la caldera pirotubular
112
6.1.3
Mantenimiento diario.
112
6.1.4.
Mantenimiento semanal
115
6.1.5
Mantenimiento mensual.
115
6.1.6
Mantenimiento semestral.
115
6.1.7
Mantenimiento anual.
115
6.1.8
Sugerencias cuando se va a realizar un mantenimiento General en una
caldera pirotubular.
117
6.2
Análisis de fallas: Síntoma-posible causa posible, solución
en las calderas pirotubulares.
130
6.2.1
Origen y solución de averías.
130
6.2.2
Falla: en el arranque.
131
6.2.3
Falla: falta aire.
132
6.2.4.
Falla: en el encendido
133
6.2.5
Falla: no se produce la formación de la llama.
134
6.2.6
Falla: tras la formación de la llama se produce la desconexión.
135
6.2.7
Falla: del control de llama en la ionización.
136
6
6.2.8
Falla: mala combustión.
136
6.2.9
Falla: fugas en registros.
137
6.2.10 Falla: fuga en la válvula de purga.
137
6.2.11 Falla: fuga en tapa de enfrente.
138
6.2.12 Falla: fuga en el control del nivel.
138
6.2.13 Falla: la bomba de agua no funciona.
139
6.2.14 Falla: la caldera se llena completamente de agua.
140
6.2.15 Falla: en el control de presión.
141
CONCLUSIONES
142
GLOSARIO
145
BIBLIOGRAFIA
150
7
Introducción
Me motivó a realizar este trabajo sobre calderas, la experiencia
adquirida en las empresas en que he laborado, he observado que tiene diferentes
políticas para
el cuidado de sus calderas, como es: operación, normas de
seguridad y su mantenimiento.
Cabe mencionar que se dan situaciones en las que se les olvida que
están frente a un equipo peligroso, por la presión interna que se maneja del vapor,
ocasionando accidentes en el personal o paros imprevistos de la planta, ya que el
vapor es indispensable en los procesos.
Las características de automatización incluidas en el diseño del equipo,
no relevarán de ninguna manera al operador o encargado del equipo, tales
características lo delegan de tener que efectuar algunas tareas rutinarias, y le dan
así más tiempo para dedicarse al correcto cuidado de sus calderas; también se
comentan las experiencias que han tenido técnicos y operarios especialistas en
eventos cuando realizan los mantenimientos y que se transmiten a través de ellos.
Lo que se busca es que el alumno tenga las bases para la comprensión lógica de
todas estas fases y operaciones, para ser guía útil y efectiva, que sepa aplicar las
normas que rigen los equipos que manejan presión y tengan una idea de las
actividades de mantenimiento diario que se llevan a cabo para tener una caldera
en óptimas condiciones de operación, no teniendo paros imprevistos y aprovechar
al máximo los recursos naturales como el agua, el gas y que no estemos
contaminando el medio ambiente. Para lo cual se aplica la norma-085 que es la
que respalda al realizarse las auditorías del ISO 14001. También me llamó la
atención a realizar este trabajo que en las empresas que he trabajado han dañado
severamente sus calderas, por lo cual han sido perjudicadas económicamente
con sus reparaciones, esto es el resultado de que las
actividades y
mantenimientos no se realizaron bien por los operadores y encargados.
1
En la actualidad con las calderas que estoy operando tienen años
que no han tenido daños severos, esto es porque el personal que está a
cargo, trabaja con procedimientos que se deben aplicar estrictamente, no
teniendo desviaciones de datos escritos. Ya que son puntos de referencia
como están trabajando y en qué condiciones físicas están actualmente.
Esta información escrita sirve también para las auditorías que
realizan la S.T.P.S.
Caldera es todo aparato de presión, donde el calor procedente de
cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un
medio de transporte en fase líquida o vapor.
2
CAPITULO 1
CONCEPTOS GENERALES SOBRE CALDERAS
3
1.1. Clasificación.
Las calderas son la parte más importante del circuito de vapor,
después de todo, es donde se crea el vapor. Una caldera puede definirse
como un recipiente en el que se transfiere la energía de calorífica de un
combustible a un líquido. En el caso de vapor saturado, la caldera
proporciona también energía calorífica para producir un cambio de la fase de
líquido a vapor. Las calderas o generadores de vapor son instalaciones
industriales que, aplicando el calor de un combustible sólido, líquido o
gaseoso, vaporizan o calientan el agua para aplicaciones industriales.
Hasta principios del siglo XIX se usaron calderas para teñir ropas,
producir vapor para limpieza, etc., hasta que Papín creó una pequeña caldera
llamada "marmita". Se usó vapor para intentar mover la primera máquina
homónima, la cual no funcionaba durante mucho tiempo ya que utilizaba
vapor húmedo (de baja temperatura) y al calentarse ésta dejaba de producir
trabajo útil. Luego de otras experiencias, James Watt completó una máquina
de vapor de funcionamiento continuo, que usó en su propia fábrica. La
máquina elemental de vapor fue inventada por Dionisio Papín en 1769 y
desarrollada posteriormente por James Watt en 1776. Inicialmente fueron
empleadas como máquinas para accionar bombas de agua de cilindros
verticales.
Ella fue la impulsora de la revolución industrial, la cual comenzó en
ese siglo. Máquinas de vapor alternativas de variada construcción han sido
usadas durante muchos años como agente motor, pero han ido perdiendo
gradualmente terreno frente a las turbinas. Entre sus desventajas
encontramos la baja velocidad y (como consecuencia directa) el mayor peso
por KW de potencia, necesidad de un mayor espacio para su instalación e
inadaptabilidad para usar vapor a alta temperatura.
4
1.2. Elementos de una caldera.
Las calderas de vapor, constan básicamente de 2 partes principales:
Cámara de agua.
Cámara de vapor.
1.2.1. Cámara de agua.
Recibe este nombre el espacio que ocupa el agua en el interior de la
caldera, el nivel de agua se fija en su fabricación figura 1.1, de tal manera que
sobrepase en unos 15 cms. Por lo menos a los tubos o conductos de humo
superiores. Con esto, a toda caldera le corresponde una cierta capacidad de
agua, lo cual forma la cámara de agua. Según la razón que existe entre la
capacidad de la cámara de agua y la superficie de calefacción, se distinguen
calderas de gran volumen, mediano y pequeño volumen de agua.
.
Figura. 1.1. Vista interior del nivel de agua de una caldera.
5
Las calderas de gran volumen de agua son las más sencillas y de
construcción antigua, se componen de uno a dos cilindros unidos entre sí y
tienen una capacidad superior a 150 HLT de agua por cada
de superficie de
calefacción. Las calderas de mediano volumen de agua están provistas de varios
tubos de humo y también de algunos tubos de agua, con lo cual aumenta la
superficie de calefacción, sin aumentar el volumen total del agua. Las calderas
de pequeño volumen de agua están formadas por numerosos tubos de agua de
pequeño diámetro, con los cuales se aumenta considerablemente la superficie
de calefacción.
Como características importantes podemos considerar que las
calderas de gran volumen de agua tienen la cualidad de mantener más o menos
estable la presión del vapor y el nivel del agua, pero tienen el defecto de ser muy
lentas en el encendido y debido a su reducida superficie producen poco vapor,
adicionalmente son muy peligrosas en caso de explosión y poco económicas.
Por otro lado, las calderas de pequeño volumen de agua, por su gran
superficie de calefacción, son muy rápidas en la producción de vapor, tienen muy
buen rendimiento y producen grandes cantidades de vapor, debido a esto
requieren especial cuidado en la alimentación del agua y regulación del fuego,
pues de faltarles alimentación, pueden secarse y quemarse en breves minutos.
1.2.2. Cámara de vapor.
Entre el nivel del agua y la toma de vapor figura 1.1, es el espacio
ocupado por el vapor en el interior de la caldera, el cual debe ser separado del
agua en suspensión. Cuanto más variable sea el consumo de vapor, tanto mayor
debe ser el volumen de esta cámara, de manera que aumente también la
distancia. Adicionalmente las calderas tienen dentro de su configuración gran
cantidad de elementos en cuanto a operación y control.
6
Adicionalmente un sistema de generación de vapor tiene:
� Válvulas de seguridad.
Están diseñadas para liberar fluido cuando la presión interna supera
el umbral establecido. Su misión es evitar una explosión, el fallo de un equipo o
tubería por un exceso de presión.
� Válvulas reguladoras de flujo.
� Bomba de alimentación.
� Tanque de condensados.
� Trampas de vapor.
Tipo de válvula automática que filtra el condensado (es decir vapor
condensado) y gases no condensables como lo es el aire esto sin dejar escapar
al vapor. En la industria, el vapor es regularmente usado para calentamiento o
como fuerza motriz para un poder mecánico. Las trampas de vapor son usadas
en tales aplicaciones para asegurar que no se desperdicie el vapor.
� Redes de distribución.
� Equipos consumidores.
� Sistemas de recuperación de calor.
El sistema de recuperación de calor está diseñado para recuperar las
pérdidas de calor y un porcentaje del agua contenida en la purga de caldera.
7
1.3. CLASIFICACION DE LAS CALDERAS.
1.3.1. Por la disposición de los fluidos.
Piro tubulares: En este tipo de calderas los gases de combustión
circulan por el interior de los tubos y manejan presiones de operación de 0-300
(lb/
).
Ventajas:
Menor costo inicial debido a la simplicidad de su diseño.
Mayor flexibilidad de operación.
Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.
Son pequeñas y eficientes.
Inconvenientes:
Mayor tiempo para subir presión y entrar en funcionamiento.
No son empleadas para altas presiones.
Acuatubulares: En este tipo de calderas el agua circula por el interior
de los tubos y manejan presiones de operación de 0-2200 lb/
.
Ventajas:
Pueden ser puestas en marcha rápidamente y trabajan a 300 o más
lb/
.
Inconvenientes:
Mayor tamaño y peso, mayor costo.
8
Debe ser alimentada con agua de gran pureza
1.3.2. Por su configuración.
� Vertical.
� Horizontal.
1.3.3 Por el mecanismo de transmisión de calor dominante
� Convección.
Típicamente son las calderas HRSG (Heath Recovery Steam
Generator), sin cámara de combustión. Utilizan un fluido caliente como fuente de
calor, producto de algún proceso previo (hornos de fundición, hornos de vidrio,
turbinas de gas, motores diesel, etc.)
� Radiación.
� Radiación y Convección.
1.3.4. Por el combustible empleado.
� Combustibles sólidos.
Los combustibles sólidos utilizados son muy variados: leña en todos los
tamaños (rolos, astillas, chips), deshechos de
producción (pellets de madera,
aserrín, bagazo de caña de azúcar, cáscara de arroz), carbón (en distintos grados
de pulverización), etc.
Cada uno requerirá una tecnología apropiada para poder quemarlos de
la mejor manera, desde molinos para pulverizarlos finamente hasta grillas muy
sofisticadas. El diseño del hogar para estos combustibles es sumamente complejo,
teniendo que considerar el ingreso de aire suficiente y su correcta mezcla con el
9
combustible, la permanencia de las partículas en el hogar para quemarse
completamente y la disposición de las cenizas entre otros factores.
� Combustibles líquidos.
Se fabrican Generadores de Vapor de todo tipo y tamaño que utilizan
combustibles líquidos.
Requieren de instalaciones de almacenaje y tanques de servicio, de
elementos de precalentamiento del combustible y de sistemas de bombeo y
transporte.
La viscosidad de estos combustibles varía desde 30 – 40 centistokes
(100ºC) en los combustibles de baja viscosidad hasta 700 centistokes (100ºC) y
más para combustibles de alta viscosidad, como los utilizados en sistemas de
generación eléctrica.
En las plantas industriales en general se utilizan combustibles de
viscosidad del orden de 380 - 450 centistokes (100ºC).
� Combustibles gaseosos.
Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido en
gasifica dores.
Generalmente los quemadores de gas trabajan con muy baja presión,
por lo que es común que tengan sistemas de reducción de presión importantes.
En el caso de tener asociado un gasificado que suministre un gas muy
particulado se utilizan cámaras torsionales a fin de aumentar el tiempo de
permanencia del combustible en el hogar.
� Combustibles especiales (Licor negro, bagazo, etc.)
10
� De recuperación de calor de gases.
� Mixtas.
� Nucleares.
1.3.5. Por el tiro.
� De tiro natural.
� De hogar presurizado.
� De hogar equilibrado.
1.3.6. Por el modo de gobernar la operación.
� De operación manual.
� Semiautomáticos.
� Automáticos.
De acuerdo con la presión del vapor que producen:
De baja presión (hasta 2,0
).
De mediana presión (sobre 2,0
hasta 10
De alta presión (sobre 10
Supercrítica (sobre 225
hasta 225
).
.
.
11
1.4.
ELEMENTOS
DE
FUNCIONAMIENTO
DE
UNA
CALDERA.
Fuego: Debe existir un buen proceso de Combustión.
Agua: Deben existir rigurosos controles de su calidad.
Áreas de Intercambio de Calor: Los tubos y superficies de intercambio
deben estar en óptimas condiciones de limpieza.
1.4.1. Fuego.
El proceso de combustión es de gran importancia en la operación de
las calderas, debe ser lo más óptimo posible en cuanto a su consumo y además
amigable con el medio ambiente.
Para que se dé el proceso de combustión es necesario que exista un
combustible, un comburente (aire) y un agente externo que produzca la ignición
(chispa), cuando esto ocurre se da una reacción química del combustible con el
oxígeno, para producir gases de combustión y liberar energía en forma de
trabajo y calor, la cual es aprovechada en las calderas para evaporar el agua.
1.4.2. Agua.
El agua obtenida de ríos, pozos y lagos es denominada agua bruta y
no debe utilizarse directamente en una caldera.
El agua para calderas debe ser tratada químicamente mediante
procesos de
descarbonatación,
ablandamiento
y desmineralización
total;
adicionalmente según la presión manejada por la caldera, es necesario controlar
los sólidos suspendidos, sólidos disueltos, dureza, alcalinidad, sílice, material
orgánico y gases disueltos (CO2 Y O2). De no llevarse a cabo este tipo de
12
tratamiento, la caldera sufrirá problemas de incrustaciones, sedimentación,
desgaste por material particulado, etc.
1.4.3. Superficie de intercambio de calor.
La tubería por la que circulan los gases en las calderas piro tubulares o
el agua en las Acuatubulares es fundamental para una eficiente transferencia de
calor. De la buena combustión y tratamiento de agua, así como de las
características físicas del material de intercambio de calor depende que el flujo de
energía de los gases de combustión hacia el agua sea lo más eficiente posible .
1.5. Combustibles para calderas.
Los tres tipos más comunes de combustible que se usan en las
calderas de vapor son: carbón, combustible-aceite y gas. Sin embargo, también
se usan residuos industriales o comerciales en ciertas calderas y electricidad para
las calderas de electrodos. Normalmente, el tipo de combustible se elige
dependiendo de cuál tiene la tarifa más atractiva.
1.5.1. Carbón.
Carbón es el término genérico dado a una familia de combustibles
sólidos con un alto volumen de carbono. En esta familia, hay varios tipos de
carbón, cada uno relacionado con la fase de formación del carbón y el volumen de
carbono. Estos estados son; Turba, Lignito, Carbón bituminoso, Semi bituminoso,
Antracita. Como combustible de la caldera, se suele usar el bituminoso y la
antracita. Un promedio razonable es: para producir aproximadamente 8 kg de
vapor se ha de quemar 1 kg de carbón.
13
1.5.2. Petróleo.
El aceite-combustible que se usa en la caldera proviene del residuo
producido de petróleo crudo después de que se ha destilado para producir
productos más ligeros como el aceite de motor, parafina, queroseno, diesel y
gasoil. Hay varios grados disponibles, cada una adecuado para los diferentes
tipos de calderas, los grados son los siguientes: Clase D: Gasoil, Clase E: Aceitecombustible ligero, Clase F: Aceite-combustible medio, Clase G: Aceitecombustible pesado. Puede producirse aproximadamente 15 kg de vapor por kg
de aceite-combustible o 14 kg de vapor por litro de aceite-combustible.
1.5.3. Gas.
El gas es la forma de combustible de caldera que es fácil quemar con
poco exceso de aire. Los gases combustibles están disponibles en dos formas
diferentes; Gas natural. Éste es gas que se ha producido (de manera natural)
bajo tierra. Se usa en su estado natural, salvo la eliminación de impurezas, y
contiene metano en su forma más común.
El gas licuado de petróleo (GLP).
Éstos son gases que se producen al refinar el petróleo y se almacenan
bajo presión en un estado líquido hasta que se vayan a usar. Las formas más
comunes de GLP son propano y butano. Una Termia de gas producirá
aproximadamente 42 kg de vapor en la salida de una caldera a 10 bar de presión,
con una eficacia de la caldera del 80%.
1.5.4. Combustible de residuos.
Ésta puede ser una fuente barata de combustible primario para las
calderas. Antiguamente, las calderas de combustible de residuos, podían quemar
desechos derivados del proceso como cortezas de madera o el aceite sucio. La
14
legislación actual hace difícil que las calderas reúnan los requisitos de emisiones
necesarios. Ahora es más normal que el combustible de residuos sea quemado
como parte de un paquete de energía total. Un ejemplo sería un hospital
quemando los residuos en un incinerador de gas, donde los gases calientes
mezclados se usarían para alimentar una planta productora de vapor,
probablemente como parte de un proceso de combinación generada de energía y
calor.
15
CAPITULO 2
TIPOS DE CALDERAS
2. 1 Calderas Piro tubulares.
2. 2 Calderas Acuatubulares.
16
2.1. Calderas Piro tubulares.
Las calderas piro tubulares son aquellas en las que los gases de la
combustión circulan a través de tubos que están rodeados por agua. Muchas de
las calderas pequeñas y medianas de la industria son de este tipo. Los gases de
la combustión se enfrían a medida que circulan por los tubos, transfiriendo su
calor al agua. La transferencia de calor es función de la conductividad del tubo, de
la diferencia de temperatura entre el agua y los gases, de la superficie de
transferencia, del tiempo de contacto, etc. Un ejemplo típico de este tipo de
calderas muestra la figura 2.1 en la que se aprecia un pequeño hogar sobre el
recipiente agua, que a su vez es traspasado longitudinalmente por los tubos de
los gases de la combustión.
Figura 2.1. Caldera piro tubular.
17
Las calderas piro tubulares pueden diseñarse con diferentes pasos
de los tubos de humos por el recipiente con agua. El hogar se considera el
primer paso y cada conjunto de tubos en el mismo sentido un paso adicional
ver figura 2.2. Las calderas piro tubulares suelen trabajar hasta unos 20 bares
para producciones máximas 20 Tn/hr.
Figura 2.2. Pasos de caldera piro tubular.
18
2.1.1 Caldera Tipo Locomóvil.
Dentro de los diferentes tipos de calderas se han construido
calderas para tracción, utilizadas en locomotoras para trenes tanto de carga
como de pasajeros. Vemos una caldera multi-humotubular con haz de tubos
amovibles, preparada para quemar carbón o lignito. El humo, es decir los
gases de combustión caliente, pasan por el interior de los tubos cediendo su
calor al agua que rodea a esos tubos. La entrada de hombre, que se ve
abierta, es la base de la chimenea, es decir la caja de humos y en la parte
superior se encuentra la salida de vapor, figura 2.3.
Figura 2.3. Caldera tipo. Locomóvil.
19
2.1.2. De Retorno Horizontal.
Son calderas de un bajo costo inicial y de simple construcción, muy
usadas en sistemas de calentamiento de edificios y producción de vapor para
pequeñas factorías.
Consisten de un casco cilíndrico con gruesas paredes terminales
entre las cuales se encuentra soportado un gran número de tubos de 3" o 4"
de diámetro, aunque se pueden tener diámetros menores, esto da mayor
superficie de transferencia y por ende mayor generación de vapor vista en la
figura 2.4.
Figura 2.4. Casco cilíndrico de una caldera de retorno horizontal.
La caldera está suspendida sobre unos muros de ladrillo en un
horno. La parrilla o quemadores están localizados directamente debajo de la
parte de enfrente del casco o tambor.
20
2.1.3. De Horno Interno.
Llamada también tipo escocés, la combustión tiene lugar en un
horno cilíndrico que se encuentra dentro del casco o tambor de la caldera.
Los tubos de humo están a lo largo del casco y envuelven al horno por los
lados y su parte superior figura 2.5.
Figura 2.5. Caldera piro tubular de horno interno.
Los gases que salen del horno cambian de dirección en una
cámara en el extremo y regresan, recorriendo completamente la unidad,
hasta una caja de humos localizada en el frente. Este tipo de caldera fue muy
utilizado en los barcos.
21
2.2. Calderas Acuatubulares.
Las calderas de tubos de agua tuvieron su origen a finales del siglo
XVIII, pero el modelo original dista mucho de lo diseños de hoy día. Una caldera
acuatubular consta básicamente de tambores y de tubos. Los tubos a través de
los cuales circula el agua y en los que circula el vapor generado están fuera de
los tambores, estos son utilizados solo para almacenar agua y vapor, por lo que
pueden ser mucho más pequeños en diámetro que el tambor de una caldera
piro tubular y pueden soportar mayores presiones. El costo inicial de una caldera
acuatubular es más alto que el de una caldera piro tubular equivalente, sin
embargo, una mayor eficiencia compensará este costo inicial. La adición de
algunos equipos destinados a la recuperación de calor permitirá la recuperación
de los costos más rápidamente. Las calderas Acuatubulares son de dos tipos:
De tubos horizontales rectos y de tubos doblados como lo muestra la figura 2.6.
Figura 2.6. Caldera acuatubular de tubos rectos horizontales.
22
Están constituidas por bancos de tubos que por lo general están en zíg
zag con una inclinación de 15° a 25° para favorecer la circulación. Este tipo de
caldera fue muy popular entre 1920 y 1940 y era utilizado para producir vapor de
proceso y ocasionalmente generar calentamiento en edificios. Su producción
estaba limitada a 10000 lbs/h
por cada pie de ancho de la caldera. Sus
principales desventajas eran una limitada capacidad para una adecuada
separación del vapor del agua a altas temperaturas de evaporación y una pobre
distribución de circulación.
2.2.1. Caldera Acuatubular De Cornwall.
Las calderas Acuatubulares (el agua está dentro de los tubos) eran
usadas en centrales eléctricas y otras instalaciones industriales, logrando con un
menor diámetro y dimensiones totales una presión de trabajo mayor, para
accionar las máquinas a vapor de principios de siglo. En estas calderas, los tubos
longitudinales interiores se emplean para aumentar la superficie de calefacción, y
están inclinados para que el vapor a mayor temperatura al salir por la parte más
alta, provoque un ingreso natural del agua más fría por la parte más baja.
Originalmente estaban diseñadas para quemar combustible sólido ver figura 2.7.
Figura 2.7. Caldera acuatubular diseñada para quemar combustible solido.
23
2.2.2. Caldera Acuatubular Steinmuller.
El Laboratorio de Máquinas Térmicas de la Escuela Industrial OTTO
KRAUSE tiene dos calderas de esta clase, gemelas, marca Steinmüller, desde
1913, siendo el primer Laboratorio para prácticas con alumnos de Sudamérica.
Estas calderas mixtas o intermedias, tienen tubos adosados a cajas, inclinados
sobre el hogar y un colector cilíndrico grande encima, llamado domo o cuerpo
cilíndrico, en donde se produce la separación del agua y el vapor. Además el
vapor que se obtiene puede ser húmedo o seco, haciéndolo pasar por un sobre
calentador. La producción de vapor de estas calderas es de unos 1500 kg/hora
cada una, a una presión de régimen de 13 atm. Absolutas y 300 °C de
temperatura. Desde su construcción estaban preparadas para quemar carbón,
pero en el año 1957 el Prof. Lorenzo Lambruschini con la ayuda de sus alumnos,
le incorporó sopladores y quemadores para combustibles líquidos como lo
muestra la figura 2.8. En general los tubos son la parte principal de la caldera, y
dos o tres accesorios llamados colectores, en donde se ubican las válvulas de
seguridad, termómetros, tomas de vapor, entrada de agua, etc. A lo largo de los
últimos 50 años, el concepto sobre el que se basa el proyecto de los generadores
de vapor, ha sufrido cambios fundamentales como consecuencia de las
innumerables investigaciones que permitieron conocer los procesos de la
combustión, transmisión del calor, circulación del agua y de la mezcla agua-vapor
y del acondicionamiento del agua de alimentación.
Figura 2.8. Caldera acuatubular Steinmuller.
24
2.2.3. Caldera Belleville
Las calderas se construyen en una amplia variedad de tamaños,
disposiciones, capacidades, presiones, y para aplicaciones muy variadas. La
caldera de la izquierda tiene un hogar con dos entradas para ingreso del
combustible sólido, con los tubos hervidores horizontales y domo frontal superior,
con las válvulas de seguridad incorporadas como se aprecia en la figura 2.9. Es
para una presión de unas 30 atm. y una temperatura de unos 400° C.
Figura 2.9. Caldera acuatubular Belleville.
2.2.4. Calderas De Tubos Doblados.
Este diseño ofrece mayor flexibilidad pues donde la altura libre es
limitada la caldera puede hacerse ancha y baja, o puede ser alta y estrecha en los
sitios donde la limitante sea la amplitud. Los principales elementos de una caldera
de este tipo son
esencialmente drums o tambores conectados por tubos
doblados.
25
Las primeras unidades fueron de 4 tambores y, aunque este era un
diseño bastante aceptable, fue mejorado por el de 3 y más tarde por el de 2
tambores como lo muestra la figura 2.10.
Figura 2.10. Unidades de 4 tambores.
Algunas ventajas que estas calderas muestran sobre las de tipo
horizontal son las siguientes:
� Respuesta rápida a fluctuaciones de carga.
� Gran economía en la fabricación y operación.
� Mayor accesibilidad para limpieza y mantenimiento.
� Producción de un vapor de mejor calidad.
� Capacidad para trabajar a temperaturas de evaporación mucho más
altas.
26
2.2.5. Calderas De Tubos Doblados Y Paredes De Agua.
Cuando se necesitaron calderas de mayor capacidad se hizo necesario
aumentar el tamaño de los hornos lo que incremento la temperatura en ellos. Esto
trajo como consecuencia un excesivo mantenimiento en el refractario del horno,
especialmente cuando se quemaba carbón. Las más altas temperaturas de gases
incrementaron el ensuciamiento de las superficies de transferencias.
En sus
esfuerzos por producir calderas más eficientes y económicas los diseñadores
desarrollaron un horno, virtualmente rodeado por una superficie de transferencia
en forma de paredes. Estas paredes están constituidas por bancos de tubos y se
llaman paredes de agua o paredes de tubos de agua y además de evitar las
excesivas temperaturas por ensuciamiento aumentan la capacidad de generación.
A partir de la aparición de las calderas con paredes de agua, los diseños se
estandarizaron en tres tipos básicos: Calderas tipo A, tipo O y tipo D.
2.2.5.1. Calderas Tipo A.
Consisten de un tambor de vapor y dos tambores de lodos arreglados
de forma que asemejan una A con el tambor de vapor en el vértice y los tambores
de lodos en el fondo como se aprecia en la figura 2.11.
Figura 2.11. Caldera tipo A.
27
2.2.5.2. Calderas Tipo O.
Constan de un tambor de vapor localizado directamente encima del
tambor de lodos pero ambos se encuentran en el centro de la caldera y los tubos
que los unen asemejan una O como se muestra en la figura 2.12.
Figura 2.12. Caldera tipo O.
Figura 2.13. Caldera tipo D.
2.2.5.3. Calderas Tipo D.
El tambor de vapor está directamente encima del tambor de Iodos, pero
hacia un lado del horno y una serie de tubos une los tambores verticalmente. El
resto de tubos se extiende horizontalmente desde los tambores de vapor y lodos
hasta las paredes del horno donde se convierten en tubos de pared de agua como
se aprecia en la figura 2.13.
28
CAPITULO 3
PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS CALDERAS
Y PRODUCCIÓN DE VAPOR
3.1. Principio de funcionamiento según James watt y Dionisio
Papín.
3.2. Calderas piro tubulares.
3.3. Calderas Acuatubulares.
29
3.1. Principio de funcionamiento según James watt y
Dionisio Papín.
Figura 3.1. La ilustración superior muestra la máquina de doble efecto donde Watt
perfeccionó su invento.
Figura 3.2. Máquina de Papín, en que caldera, motor y condensador forman una
sola unidad. El fuego calienta el agua y el vapor mueve el pistón.
30
En 1764, james watt, recibe
la máquina de Newcomen para su
reparación, para el verano de 1765 había hecho importantes modificaciones; hace
que el vapor se condense en un recipiente especial, el condensador, que conecta
con un tubo al cilindro al que es cerrado en ambos extremos. Así se podía
mantener caliente el cilindro, ahorrándose una importante cantidad de
combustible como se aprecia en la figura 3.3.
Figura 3.3.Maquina de Newcomen modificada.
31
Figura 3.4. Invento de James Watt.
Figura 3.4. En 1784, James Watt inventa la biela y el cigüeñal para
transformar el vaivén de un pistón en un movimiento circular con la capacidad de
hacer girar una rueda, permitiendo así el movimiento. El coche a vapor es el
medio de transporte ideal durante la primera parte del siglo XIX cuando se crea la
línea Londres-Birmingham facilitando este invento al común de la gente.
32
3.2. Calderas piro tubulares.
El funcionamiento de estas calderas se da desde el momento en que el
combustible se quema en un hogar, en donde tiene lugar la transmisión de calor
por radiación, y los gases resultantes, se les hace circular a través de los tubos
que constituyen el haz tubular de la caldera, y donde tiene lugar el intercambio de
calor por conducción y convección. Según sea una o varias las veces que los
gases pasan a través del haz tubular, se tienen las calderas de uno o de varios
pasos. En el caso de calderas de varios pasos, en cada uno de ellos, los humos
solo atraviesan un determinado número de tubos, cosa que se logra mediante las
denominadas cámaras de humos. Una vez realizado el intercambio térmico, los
humos son expulsados al exterior a través de la chimenea como se muestra en la
figura 3.5.
Figura 3.5. Los gases de combustión circulan por dentro de los tubos, y el agua
los rodea por fuera.
33
3.3. Calderas Acuatubulares.
En estas calderas su funcionamiento se da cuando el agua circula por
el interior de tubos que conforman un circuito cerrado a través del calderín que
constituye la superficie de intercambio de calor de la caldera. Adicionalmente,
pueden estar dotadas de otros elementos de intercambio de calor, como pueden
ser el sobre calentador, recalentador, economizador, en la figura 3.6. Se muestran
las partes de estas calderas, constan de un hogar configurado por tubos de agua,
tubos y refractario, o solamente refractario, en el cual se produce la combustión
del combustible y constituyendo la zona de radiación de la caldera.
En dicho hogar, los gases calientes resultantes de la combustión son
conducidos a través del circuito de la caldera, configurado por paneles de tubos y
constituyendo la zona de convección de la caldera. Finalmente, los gases son
enviados a la atmósfera a través de la chimenea.
Figura 3.6. Componentes de una caldera acuatubular, en los que el agua o
vapor circula por dentro de los tubos.
34
Las calderas Acuatubulares son aquellas en las que el agua circula por
el interior de los tubos. Estos tubos están, generalmente conectados a dos
calderines. (Figura 3.7). El calderin superior de vapor, en el cual se produce la
separación del vapor existente en el agua en circulación, y el inferior de agua,
también conocido como calderin de lodos al depositarse estos en el.
Figura 3.7. Calderin superior de vapor.
Figura 3.8. Caldera equipada de elementos.
Con objeto de obtener un mayor rendimiento en la caldera, se las suele
dotar de elementos, como los ya citados, economizadores y precalentadores, que
hacen que la temperatura de los gases a su salida de la caldera, sea menor,
aprovechando así mejor el calor sensible de dichos gases como se muestra en la
figura 3.8.
35
Calderas de vaporización instantánea.
Existe una variedad de las anteriores calderas, denominadas de
vaporización instantánea, cuya representación esquemática podría ser la de un
tubo calentado por una llama, en el que el agua entra por un extremo y sale en
forma de vapor por el otro. Dado que el volumen posible de agua es relativamente
pequeño en relación a la cantidad de calor que se inyecta, en un corto tiempo la
caldera esta preparada para dar vapor en las condiciones requeridas, de ahí la
denominación de calderas de vaporización instantánea. (Figura 3.9).
Figura 3.9.Caldera de vaporización instantánea.
Hay que destacar que en estas calderas el caudal de agua inyectada es
prácticamente igual al caudal de vapor producido, por lo que un desajuste entre
calor aportado y el caudal de agua, daría lugar a obtener agua caliente o vapor
sobrecalentado, según faltase calor o este fuese superior al requerido.
36
Generador de vapor rápido.
El funcionamiento del generador de vapor rápido está basado en el
principio de tubos de agua; el agua de alimentación se calienta y vaporiza en un
solo circuito. En el modelo de tubos de agua sin cámara de vapor específica el
volumen de agua requerido es bastante pequeño. El agua se vaporiza
rápidamente como se muestra en la figura 3.10.
Figura 3.10. Vista interior de un generador de vapor rápido.
37
CAPITULO 4
CALDERAS Y SUS COMPONENTES
4.1. Componentes principales.
4.2. Accesorios auxiliares.
4.3. Equipo para la combustión.
4.4. Sistemas de alimentación del agua.
38
4.1. Componentes principales.
Figura 4.1. Descripción de los componentes de una caldera piro tubular.
A.-Tubo cañón corrugado.
B.-Diseño wet-Back. (Pared húmeda).
C.-Registro pasa-hombre.
D.-Válvulas de alivio en lado gases.
E.-Tapas delanteras y traseras sin refractarios.
F.-Domo de vapor amplio.
G.-Base de acero estructural.
H.-Quemador weis houpt.
Accesorios.
39
Cuerpo.
El cuerpo de una caldera esta compuesto de un cilindro de chapa de acero,
herméticamente cerrada con el objeto de almacenar agua y el vapor generado en
el proceso como se muestra en la figura 4.2.
Figura 4.2. Cuerpo de una caldera piro tubular.
Hogar.
El hogar es el espacio en donde se realiza la combustión. (Figura 4.3).
Figura 4.3. Vista de un hogar
40
Chimenea.
Es el elemento que se encarga de dirigir los gases de la
combustión como se muestra en la figura 4.4.
.
Figura 4.4. Donde se muestra una chimenea.
4.2. Accesorios auxiliares.
Son aparatos, instrumentos, conexiones y Aditamentos necesarios para
el funcionamiento correcto, adecuado y seguro de la caldera.
41
4.2.1. Accesorios de seguridad.
Reducen los riesgos en la operación del equipo y dan confianza al
operativo al realizar su trabajo algunos de estos accesos son:
Válvula de seguridad.
Dispositivo que descarga automáticamente el exceso de presión, actúa
por efecto de la presión estática ejercida en contra de la válvula y se caracteriza
por su rápida apertura total o súbito disparo como se muestra en la figura 4.5.
Figura 4.5. Dos vistas de una Válvula de seguridad.
42
Detector de flama o fotocelda.
Principal control de seguridad de operación del quemador.
Sin detectar la llama, automáticamente e inmediatamente APAGA el quemador.
Mientras exista llama, mantiene operando el quemador.
Actúa con la llama piloto para establecer la llama principal; 10 segundos después
de la llama piloto, el quemador inicia la operación normal.
15 segundo adicionales permiten detectar una mala combustión o combustión
errática (figura 4.6).
Figura 4.6. Partes de una Fotocelda Ultravioleta.
43
Control de presión de seguridad o límite.
- Dispositivo de control de presión que bloquea totalmente la operación de la
caldera cuando la presión excede de la presión normal de operación; por esta
razón es llamado control limite (figura 4.7).
- Preferible de tipo de re-set manual.
- Indispensable en toda caldera.
Figura 4.7. Partes de un control de presión.
44
Control auxiliar de bajo nivel de agua.
- Dispositivo opcional que evita problemas de falta de nivel de agua (figura 4.8).
- Cabezal McDonnell y Miller 150 de ampolleta, colocado en paralelo.
Figura 4.8. Vista de una columna de agua.
45
Alarmas.
- Dispositivo que anuncia una falla o corte de operación por bajo nivel de agua,
falla en llama, falla del programador, etc.
- Tipo acústico: timbre o corneta.
- Tipo o visual: luz en tablero, tablero en remoto o foco local.
- Recomendable en toda caldera.
- Alerta al operador para tomar acción correctiva inmediata.
4.2.2. Accesorios de control.
Programador o control primario de llama.
-Maneja automáticamente los ciclos on-off. (Figura 4.9).
Figura 4.9. Programador de una caldera.
46
Controles de presión y termostatos.
Elementos que censan y miden variables de presión o temperatura que permiten
fijar limites de operación o de proceso.
Actúan ampolletas de mercurio o MicroSwitch para abrir o cerrar un circuito
eléctrico.
Algunos cierran cuando la presión aumenta, otros abren cuando la presión
aumenta o viceversa.
Se re-sestean automáticamente o manualmente (figura 4.10).
Figura 4.10. Controles de presión montados en el cabezal de una caldera.
47
Solenoides o Electroválvulas.
Válvulas que accionadas eléctricamente permiten cerrar o abrir el paso
de fluidos o gases para alimentar un sistema.
Apertura de llama piloto.
Apertura de llama principal.
Aire o vapor de atomización.
Aire pre y post-purga.
Agua de alimentación.
Switches o contactores de baja presión.
Verifican la operación del ventilador principal que genera el aire de
combustión.
Verifica la operación del compresor que genera aire de atomización.
Sin aire de combustión (forzada) y aire de atomización, la combustión
no sería completa y podría provocar daños por explosiones.
48
Microswitch de seguridad.
Elementos auxiliares que evitan la operación de la caldera, cuando
existan condiciones de inseguridad.
Ejemplo Cuando se quita la bayoneta para limpieza de boquillas.
Reset después de un corte de energía.
4.2.3. Accesorios de operación.
Facilitan la operación y/o mejoran el funcionamiento del equipo.
Arrancadores.
Bombas de agua.
Quemador.
Ventilador.
4.2.4. Accesorios de medición.
Manómetros.
Termómetros.
49
4.3. Equipo para la combustión.
Ventilador.
Modulador.
Control de combustible.
Quemador.
Figura 4.11. Partes de un equipo de combustión.
50
4.4. Sistema de alimentación de agua.
Filtros de arena.
La filtración de arena es frecuentemente usada y es un método muy
robusto para eliminar los solidos suspendidos en el agua. El medio de filtración
consiste en múltiples capas para arenas con variedad en el tamaño y gravedad
especifica. Filtros de arena pueden ser suministrados para diferentes tamaños y
materiales ambas manos operan de totalmente de forma automática. Más
información sobre filtración de arena como se muestra en la figura 4.12.
Figura 4.12. Vista exterior de los Filtros de arena.
51
Suavizadores.
Consiste en pasar el agua a través de un lecho de material, llamado
RESINA, que posee la propiedad de remover el calcio y magnesio del agua y de
remplazar estos iones con sodio (figura 4.13).
Figura 4.13. Suavizador con sus accesorios.
52
Intercambiador de calor.
Es un aparato que facilita el intercambio de calor entre dos fluidos que
se encuentran a temperaturas diferentes (figura 4.14).
Figura 4.14. Partes de un intercambiador de calor.
Desaereador.
Un desaereador es un equipo que remueve 02 (aire) de el agua de
alimentación a calderas ya que el oxígeno es altamente corrosivo en los circuitos
de vapor.
Tanque acumulador.
Las calderas con un depósito de almacenamiento (acumulador de agua
caliente) son más capaces de hacer frente a las demandas de uso múltiple y
puede suministrar agua a una temperatura alta y con un caudal muy alto. Tanques
sin ventilación permiten presión de la red de suministro de agua, en lugar de
depender de la gravedad como los sistemas tradicionales de ventilación abierta
hacerlo.
53
Bomba.
Es una máquina que nos permite transportar un fluido de un sitio a
otro, ya sea en un mismo nivel o a diferentes alturas.
Una bomba de agua de alimentación de la caldera, es un tipo
específico de la bomba, para bombear agua de alimentación en una caldera de
vapor. Estas bombas son normalmente unidades de alta presión que tienen
aspiración de un sistema de retorno de condensado y puede ser del tipo de
bomba centrífuga o de desplazamiento positivo como se muestra en la
figura 4.15.
Figura 4.15. Bomba centrifuga de varios impulsores.
54
Válvula de retención.
Se necesita en muchos servicios. Se usa como precaución de
seguridad para evitar flujo inverso. O también para retener liquido en una tubería
cuando se para una bomba (figura 4.16).
Figura 4.16. Válvula de retención para líquidos.
55
CAPITULO 5
OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE SUS
COMPONENTES
5.1. Descripción del funcionamiento de cada componente.
5.2. Operación correcta e incorrecta.
56
5.1.
Descripción
del
funcionamiento
de
cada
Componente.
Cuerpo.
El cuerpo de una caldera esta compuesto de un cuerpo cilíndrico
horizontal de chapa de acero, herméticamente cerrada con el objeto de almacenar
agua y el vapor generado en el proceso, provisto de sus tapas colocadas
convenientemente que llevan el nombre de espejos y por colocación delantero o
trasero. Al centro y en el tercio inferior se encuentra colocado un tubo de cierto
diámetro el cual es el hogar de la caldera misma. Rodeando el hogar y hasta el
segundo tercio. Se encuentran colocados en forma horizontal, de espejo a espejo,
los tubos o fluxes que conducirán los gases a lo largo de la caldera, los cuales
recorren a esta tres veces en toda su longitud antes de salir a la chimenea.
Convenientemente distribuidos en el cuerpo de la caldera, encontramos en la
parte inferior, orificios para:
a) Purga de fondo.
b) Purgas de superficie en los costados y en el tercio superior. Estos orificios
aparecen en las calderas de 100 HP o más.
En la parte superior para la o las válvulas de seguridad, la válvula
general de vapor, conexión para la columna de agua y salida a la chimenea.
En los costados, en cualquiera de ellos, los orificios para la inyección
de agua mediante la bomba centrifuga o bien mediante el inyector de agua.
Los espejos tanto traseros como delanteros, se encuentran atirantados
en la parte superior con la placa de la evolvente.
57
El espejo delantero, tiene un orificio roscado a unos 3 cm arriba de la
ultima hilera de tubos en donde va insertado el tapón fusible, También esta
provisto del numero necesario de registros pasa-mano y en tamaños mayores de
60 HP, de un registro pasa-hombre. Hasta aquí, se ha tratado de describir el
cuerpo de la caldera misma (figura 5.1).
Figura 5.1. Cuerpo de una caldera piro tubular.
58
Hogar.
El hogar o tubo cañón corrugado es el espacio donde se realiza la
combustión, conforme aumenta el diámetro de la caldera (tamaño y capacidad),
aumenta el diámetro del hogar requerido para alojar la flama, así como la longitud
de la flama; al aumentar el diámetro y la longitud entre espejos del cuerpo de
presión, en función de la presión de operación requerida de la caldera, aumenta el
espesor del tubo cañón liso. Al no tener algún “medio” para absorber las
expansiones y contracciones del material, se tiene que aumentar el espesor y de
esta forma obligar a los espejos a recibir la fatiga total, producto de las
contracciones y expansiones del tubo cañón liso. A principios de siglo, en Europa,
se logra fabricar el tubo corrugado, dando de esta forma paso al descubrimiento
más relevante en la fabricación de calderas. El tubo cañón corrugado absorbe las
expansiones y dilataciones del acero, evitando fatigas con tendencias a rupturas
en los espejos del cuerpo de presión. De esta forma se logra la elasticidad
necesaria para asegurar una larga vida del cuerpo de presión, el hogar o tubo
corrugado en caliente esta fabricado en placa A-285-C (figura 5.2).
Figura 5.2. Parte de un hogar o tubo corrugado.
59
Chimenea.
Es el elemento que se encarga de dirigir los gases de la combustión
hacia un lugar seguro como se muestra en la figura 5.3.
A esto se le conoce con el nombre de tiro.
Tiro.- Es la forma como vamos a desalojar los gases que son producto
de la combustión.
Existen tres tipos de tiro:
Tiro Natural.- Es la diferencia de presiones originadas por la altura de
la chimenea y la mayor temperatura de los gases de combustión, con respecto al
medio ambiente, dando como resultado una corriente de aire de la cámara de
combustión hacia fuera pasando por la chimenea. Por esta diferencia de presión y
temperatura los gases de combustión salen prácticamente solos.
Tiro forzado.- Con este tipo se introduce aire a presión a la cámara de
combustión con la ayuda de un ventilador, esta misma presión generada por el
ventilador empuja los gases de la combustión hacia afuera pasando por la
chimenea.
Tiro inducido.- En este tiro existe un extractor instalado en la
chimenea, que se encarga de succionar los gases de la combustión por medio de
la chimenea.
El fabricante determina el diámetro de la chimenea. No es
recomendable disminuir o aumentar este diámetro.
La altura de la chimenea dependerá de las condiciones de la
instalación. La norma local dice: “No menor de tres metros arriba de la altura
mayor de los edificios que la circundan en un perímetro de 25 mts, entre el centro
de trabajo y poblaciones o habitaciones vecinas.
60
Como regla de dedo, no exceder de 15 pies (5 mts aprox.) por cada
pulgada de diámetro de la chimenea.
En diámetros mayores, cuando la chimenea sea más alta que 50 mts,
deberá ser instalado un dámper barométrico, para evitar el efecto de succión.
Evitar tramos horizontales, codos o múltiples desviaciones.
Figura 5.3. Chimenea instalada en una caldera piro tubular.
61
5.1.2. Accesorios auxiliares.
Son aparatos, instrumentos, conexiones y aditamentos necesarios para
el funcionamiento correcto, adecuado y seguro de la caldera.
5.1.2.1. Accesorios de seguridad.
Válvula de seguridad.- Dispositivo que descarga automáticamente el
exceso de presión, actúa por efecto de la presión estática ejercida en contra de la
válvula y su apertura se realiza en proporción al incremento de presión sobre la
presión de apertura y su funcionamiento es el siguiente.
Cuando la válvula de seguridad esta cerrada durante la operación
normal de la caldera la presión actúa sobre el disco, esta fuerza es contrarrestada
por la fuerza de un resorte que mantiene cerrada la válvula. Cuando por alguna
circunstancia la presión dentro del recipiente se incrementa hasta llegar a una
presión que ejerza sobre el disco una fuerza superior a la tensión del resorte la
válvula automáticamente descargara esta sobre presión, no excede el 1 a 3 % de
la presión de ajuste el fluido comienza a escapar hacia un orificio anular debido a
que se abre un diminuto pasaje entre el disco y el asiento de la válvula, este flujo
es restringido en el orificio que tiene un área de desfogue muy pequeño lo que
ocasiona que se incremente la presión y con ello aumente la fuerza que actúa
sobre el resorte hasta vencerlo y disparar la válvula.
Al abrir la válvula se produce un nuevo incremento en la presión debido
al gran aumento de flujo y la restricción de este a través de un segundo orificio
formado por el extremo de los labios del porta disco y el diámetro exterior del
anillo regulador. Aunado a lo anterior el cambio brusco que sufre el flujo en un
espacio tan reducido aproximadamente 180° llevan a la válvula a su máxima
abertura y la mantienen así hasta restablecer las condiciones originales de
operación.
62
Debido a que este elemento representa el último recurso en caso de
emergencia se hace necesario que la STPS tenga perfectamente registrada y
verificada esta válvula. El único tipo de válvula de seguridad que es aceptado por
la STPS es la válvula de resorte de carga directa, y por lo menos debe haber una
en cada recipiente sujeto a presión. La conexión debe de ser lo más cercana al
recipiente y no debe de haber válvulas de por medio entre la válvula de seguridad
y el recipiente como se aprecia en la figura 5.4.
Los tubos de descarga deben de tener drenaje y si hay codos fijarlos.
Si hay silenciador, el área debe ser amplia para que no exista contra presión.
Existen tres fallas comunes en las válvulas de seguridad.
La válvula abre y cierra con frecuencia.
Se queda pegada por acumulación de sales.
Fuga de vapor por asientos dañados.
Figura 5.4.Valvulas de seguridad colocadas en una caldera piro tubular.
63
Detector de flama o fotocelda.
Principal control de seguridad de operación del quemador.
Requisitos para un buen funcionamiento de detector de llama.
Detector debe tener una buena vista de la llama.
El detector no debe ver la chispa de ignición.
El detector debe estar protegido de altas temperaturas.
Detectores deben ser instalados y conectados correctamente.
Como se muestra en la figura 5.5.
Figura 5.5. Vista funcionamiento de una fotocelda.
64
Control de presión de seguridad o límite.
Controles de presión.- los controles de presión normalmente conocidos
como presostatos o presuretroles.
Tipo mercoid o de capsula.- este tipo es el de mayor utilización y su
función es el de establecer un limite máximo para la presión de operación de la
caldera la cual debe ser menor a la calibración de la válvula de seguridad.
Cuando la caldera alcanza la presión de calibración del presostato este
se activa mandando una señal al programador para que interrumpa la señal
eléctrica y apague la caldera.
Este aviso se da por medio de un diafragma que acciona un
mecanismo de resorte y palanca que acciona un mecanismo de resorte y palanca
que mueve una capsula de mercurio, esta capsula es una ampolleta de vidrio que
en las puntas lleva incrustado un par de electrodos los cuales hacen contacto al
balancearse esta a través de una gota de mercurio encerrada en el interior. En
este instrumento se puede establecer las presiones de paro y arranque
automático del equipo calibradas a través de un par de escalas, una principal
donde se registra la presión limite de operación de la caldera y una diferencial que
representa la diferencia entre el paro y arranque de la caldera y su ajuste es por
medio de un par de tornillos en la parte superior del presostato (figura 5.6).
Presuretrol – control de presión.
Honeywell L-404.
Nos permite controlar la presión de paro y arranque de la caldera.
Honeywell L-404C.
Funciona como control de SEGURIDAD, fijando la presión limite.
65
Bloquea toda operación y tiene reset manual.
Honeywell L-91A-B.
Permite la operación modulada de llama a través de un potenciómetro.
Figura 5.6. Presostatos de seguridad.
66
Control auxiliar de bajo nivel de agua.
Columna de agua.
Es un dispositivo de seguridad que nos ayuda a controlar la cantidad
de agua que tenemos dentro de la caldera, es un accesorio que se compone de
un cuerpo de hierro fundido que se monta a un costado de la caldera y que se
conecta a la misma por medio de una tubería de 1´´ Que lo alimenta de vapor por
la parte de arriba como de agua por la parte de abajo, cuenta con una mirilla que
es donde nosotros podemos verificar el nivel de agua dentro de la caldera.
Esta columna cuenta con un flotador que tiene un desplazamiento
hacia arriba y hacia abajo, según el nivel que acciona un mecanismo por medio
de una varilla, esta varilla mueve un fuelle que tiene montada una capsula de
mercurio con platinos o electrodos incrustados en su extremos y que hacen
contacto de acuerdo al balanceo de la capsula de mercurio.
Cuando esta capsula se acciona por bajo nivel de agua la única forma
de restablecerlo es por medio manual (figura 5.7).
Figura 5.7. Columna de agua.
67
Esta columna básicamente cumple tres funciones que son:
Verificación visual del nivel de agua dentro de la caldera, se realiza por
medio de cristal indicador y el nivel que se debe tomar es 2 ¼ “por arriba de la
tuerca de fijación de cristal, a este nivel la bomba de alimentación de agua a la
caldera debe de detener su operación. Control de suministro de agua. Controla el
suministro del agua dependiendo el nivel al llegar el nivel de agua de cristal a una
altura de 1 ¾ “por encima de la tuerca de fijación del cristal, la bomba se
accionara por medio de una señal que se enviara la capsula de mercurio como se
muestra en la figura 5.8.
Corte por bajo nivel de agua. Paro por bajo nivel de agua, lo realiza por
medio de la capsula de mercurio que tiene tres hilos desconectando
automáticamente el quemador de la caldera al llegar a una altura de 1 ¼ “por
encima de la tuerca de fijación del cristal. Al desconectar el quemador acciona
una alarma lo cual nos indica que la caldera paro por bajo nivel de agua y la
única forma de volver a activar la caldera es realizando un reset manualmente.
(Figura 5.9).
Figura 5.8. Vista de las capsulas de mercurio en la columna de agua.
68
A-Nivel normal del agua: la bomba de agua para en este punto.
B-La bomba arranca cuando el agua alcanza este nivel, la distancia entre A-B
es aprox. 3/4 “.
C-Corte de bajo nivel de agua, el quemador se dispara cuando el agua baja a
este punto.
D-Primer punto visible en el visor de nivel.
.
Figura 5.9. Vista de los diferentes puntos de los niveles del agua.
69
5.1.2.2. Accesorios de control.
Control programador e interruptor de seguridad de flama. En
coordinación con la fotocelda, controla la flama del piloto y la válvula principal,
evitando la apertura de la válvula principal del combustible hasta que se pruebe
que el piloto esta funcionando; dejando sin energía la válvula principal al abrir el
circuito en caso de falla de flama durante la operación de la caldera.
Este control también regula el tiempo y la secuencia de la operación
programada.
El programador LFL1.322 se utiliza para el mando y control de
quemadores modulantes o con varias marchas.
Condiciones para el arranque del quemador.
Programador desenclavado.
Clapeta de cerrada. El interruptor de fin de carrera para la posición
“CERRADO”.
El de las válvulas de combustible u otros contactos con funciones
similares deben estar cerrados.
El contacto en reposo del presostacto de aire.
Los contactos del presostato de gas o termostato también tienen que
estar cerrados.
Símbolos del indicador de posición de avería. (Figura 5.10).
Básicamente, en caso de avería se interrumpe inmediatamente la
alimentación de combustible. Al mismo tiempo, se para el ciclo de programación
y, en consecuencia, también el indicador de posición de averías. El símbolo que
70
se halla sobre la leyenda del indicador denota en cada momento el tipo de
averías.
No hay arranque hay un contacto que no esta cerrado del
interruptor fin de carrera auxiliar.
Interrupción del funcionamiento, porque falta en el borne 8 la
señal de “ABIERTO” del interruptor fin de carrera.
P
Parada por avería, al no existir señal alguna de presión de aire al
comenzar el control de la presión de aire. La falta de presión de aire después de
este momento conduce asimismo a una parada por avería.
Parada por avería como consecuencia de un defecto en el control
de la llama.
Interrupción del funcionamiento al faltar en el borne 8 la señal de
posición del interruptor auxiliar para la posición de encendido.
1
Parada por avería, al no existir señal alguna de llama una vez
transcurrido el tiempo de seguridad (1) Todo fallo de la señal de la llama después
de transcurrido el tiempo de seguridad (1) conduce igualmente a una parada por
avería.
2
Parada por avería por fallo de la señal de llama después de
pasado el tiempo de seguridad (2) (señal de llama de la llama principal en los
quemadores con válvula de encendido).
Parada por avería, porque la señal de llama ha desaparecido
durante el funcionamiento del quemador o por aparecer una falta de presión del
aire.
71
Parada por avería en el desarrollo del programa de control, como
consecuencia de luz extraña (llama sin apagar, válvulas de combustible no
estancas) o debido a una señal de llama defectuosa (tubos UV desgastados fallo
en el circuito de control de flama, o similares).
Si la parada por avería se produce en cualquier otro momento no
señalado por ninguno de los símbolos indicados entre el arranque y el
preencendido, la causa será normalmente una señal de llama defectuosa.
a-b Programa de puesta en marcha.
b-b` Para algunas variantes de tiempo:
Pasos en vacío del programa hasta la autorrecuperacion, tras la puesta
en marcha del quemador.
b(b`)-a
Programa de postbarrido, después de la desconexión del
regulador. En la posición de arranque “a”, el programa se desconecta
automáticamente o provoca la puesta en marcha del quemador inmediatamente.
Duración del tiempo de seguridad en los quemadores de 1 llama.
Duración de los tiempos de seguridad en los quemadores con
válvula de gas de encendido.
Figura 5.10. Símbolos de indicación de fallas.
72
Solenoide o electroválvulas.
Válvulas que accionadas eléctricamente permiten cerrar o abrir el paso
de fluidos o gases para alimentar un sistema. Electroválvula doble tipo DMV.
Dos electroválvulas de una marcha, sin corriente, cerradas. De
apertura y cierre rápido, con posibilidad de limitación manual de caudal de gas,
mediante ajuste del caudal principal V1. (Figura 5.11).
Datos técnicos:
Presión máxima de trabajo: 500 mbar.
Tensión/Frecuencia: 110V 50/60 Hz.
Temperatura ambiente: -15 a +60°C.
Posición de colocación: Bobina vertical hasta horizontal.
Figura 5.11. Electroválvula doble.
Leyenda
1 presión delante v1, 2 presión entre v1 y v2, 3 presión detrás de v2,
4 conexiones brinda de entrada, 5 conexión brinda de salida.
73
Switches o contactores de baja presión.
Sin aire de combustión (forzada) y aire de atomización, la combustión
no seria completa y podría provocar daños por explosiones.
Presostato de aire tiene un pulsador de prueba para la comprobación
manual, el cual interrumpe la presión de aire. Esta comprobación es posible solo
cuando la clapeta de aire esta abierta.
Antes del arranque del quemador se comprueba automáticamente el
funcionamiento del presostato de aire. No es necesario realizar un control manual
de la función de conexión a la recepción de la conexión a la recepción de la
instalación. El control automático del presostato de aire, y el encendido solo se
produce cuando se conecta el presostato de aire al comienzo del barrido.
(Figura 5.12).
Figura 5.12. Presostato de aire.
74
Funcionamiento del presostato.
Motor del quemador en marcha, clapeta de aire abierta.
Cuando arranca el motor del quemador, la presión de la soplante
conecta el presostato.
Cuando la clapeta de aire esta cerrada, la presión de la soplante es tan
baja, que la función de conmutación del presostato de aire no puede asegurarse.
(Figura 5.13).
Figura 5.13. Presostato de aire no puede asegurarse.
75
Motor del quemador en marcha, clapeta de aire cerrada.
Por ello, el presostato esta conectado en la parte de la presión y de la
aspiración. Esta conexión garantiza, incluso estando la clapeta de aire cerrada y
con un tiro muy fuerte en la cámara de combustión plenamente fiable del
presostato. (Figura 5.14).
Figura 5.14. Presostato en posición de conectado.
Motor del quemador desconectado. (Figura 5.15).
Figura 5.15. Motor del quemador en posición de desconectado.
76
5.1.2.3. Accesorios de operación.
Equipo para la combustión.
Unidad de combustión o quemador tipo paquete de importación.
El quemador es tipo cañón de unidad compacta pre ensamblada.
Controles de uso común para este tipo de caldera.
Motor del ventilador de tiro forzado: Acciona al ventilador y proporciona
el aire para la combustión.
Arrancador del motor del ventilador.
Rotor del ventilador de tiro forzado: Proporciona el aire a una
determinada presión para la combustión de la flama piloto y de la flama principal,
así como para la purga del tubo cañón.
Transformador de ignición: Suministra chispa con alto voltaje para la
ignición.
Switch de dos posiciones (QUEMADOR) para:
Encendido de la unidad de combustión. Para encendido y apagado de
la unidad.
Luces piloto en el tablero: Estas luces nos indican visualmente
información sobre la operación de la caldera: Ciclo de ignición, válvulas de
combustible, falla de flama y bajo nivel de agua.
Control de flama programador: Programa automáticamente el arranque,
la operación y el apagado, con periodos prefijados con el sistema de operación de
la caldera interconecta. Incluye una secuencia de tiempo para la operación del
77
ventilador, el sistema de ignición y la apertura de cierre de las válvulas de
combustible. (Figura 5.16).
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO PARA GAS.
Figura 5.16. Descripción del esquema del funcionamiento de gas.
Leyenda.
1 Válvula principal de paso.
2 Filtro de gas.
3 Reguladora de presión de ajuste fino (baja presión).
4 Control de presión de gas.
4a
Control de presión de gas máximo (opcional).
5 Conjunto de doble válvula magnética integral.
5b
Solenoide para encendido.
6 Moduladora de gas.
7 Manómetro.
78
Sistemas de alimentación del agua.
El agua de su caldera.
La calidad del agua de su caldera y por lo tanto el cuidado de la misma,
son de suma importancia en la vida de su caldera. El agua de la caldera es igual
de importante que la sangre en el cuerpo humano si no tenemos el cuidado de la
misma y se generan incrustaciones, tendremos como consecuencia, un derrame
cerebral o un paro cardiaco o la muerte.
Todas las aguas con las que alimentamos a las calderas, contienen
ciertas impurezas como minerales y sales. Al generar vapor, el cual sale de las
calderas sin estas impurezas, se quedan dentro de la caldera, generando
incrustaciones comúnmente llamadas sarro.
Estas incrustaciones también llamadas sarro, son sumamente dañinas
para la caldera ya que al incrustarse en las superficies de transferencia de calor,
eliminan dicha transferencia causando daños fatales al caldera: Las áreas de
transferencia de calor son el hogar, el wet back y los tubos flux, fabricados en
acero, transfieren el calor de la flama y de los gases de combustión hacia el agua
dentro de la caldera, llevando a cabo la transferencia de calor. En este proceso, el
agua de la caldera enfría al acero de estas áreas para que no se eleve a
temperaturas superiores a los 100°C sobre la temperatura del agua de la caldera.
El sarro o material incrustante, formado por sales (silicatos), es un material
aislante excelente que no permite el flujo de calor y por lo tanto no permite el
enfriamiento necesario del acero. Cuando esto no sucede, las áreas de
transferencia de calor fabricadas e acero, están en peligro ya que, pueden llegar a
fisurarse, picarse o en el peor de los casos, hasta reventarse por el exceso de
calor sobre esta área y la falta del medio enfriante (agua) para llevar a cabo el
enfriamiento del acero.
79
Adicionalmente, las aguas que entran a la caldera, tienden en general a
volverse acidas y por lo tanto corrosivas.
Por lo anterior, la caldera requiere de un extremo cuidado en la calidad
del agua de alimentación.
Tratamiento de agua.
Un tratamiento de agua adecuado en el agua de alimentación, es
elemental para la eficiencia, el bajo costo de mantenimiento y operación de una
caldera. El fabricante recomienda hacer pruebas múltiples del agua de
alimentación antes de instalar la caldera para que en base a un análisis químico,
se puede recetar el tratamiento adecuado o el equipo necesario para la buena
operación de la caldera.
Este análisis, así como la recomendación de un tratamiento de agua o
equipo a ser empleado, deberá ser seguido al pie de la letra previniendo la
presencia de solidos no deseables, así como gases corrosivos en el agua de
alimentación. Los objetivos principales de un tratamiento de agua, son los
siguientes:
Prevenir las incrustaciones así como depósitos de masas o soluciones
acuosas en las áreas de transferencia de calor, los cuales evitaran el flujo de
transferencia de calor llegando a sobrecalentar el material (metal), lo cual a la
larga, causara serios daños costosos en reparaciones y en tiempos de operación,
por paros necesarios.
Eliminación de gases corrosivos en el agua de alimentación.
Prevención de fracturas intercristalinas o de fragilidad
caustica del
metal del cuerpo de presión.
80
Prevención de contaminantes del agua como espumas o algún tipo de
aceite u otros.
Para cumplir con los puntos mencionados anteriormente, normalmente
se requiere de un tratamiento en la alimentación de agua antes de introducir el
agua de la caldera. La selección del tratamiento o el proceso para el tratamiento
de agua, depende de la fuente de agua y sus análisis químicos.
Sistemas de generación de vapor.
El agua en sistemas de vapor.
Las calderas son equipos que convierten el agua liquida en vapor,
transfiriendo el calor liberando en un proceso de combustión al agua.
Las calderas reciben agua de alimentación, la cual es constituida por
una proporción variable de agua condensada y agua reposición.
Cuando el agua se evapora, las impurezas que contienen se
concentran progresivamente en el agua liquida que permanece en la caldera.
Para controlar la concentración de estas sustancias, parte del agua de
la caldera se purga y se remplaza por agua de alimentación con un menor
contenido de impurezas.
Propiedades del agua.
El agua es un compuesto químico sencillo que posee una serie de
propiedades físicas y químicas que la hacen una de las sustancias más
importantes para toda forma de vida en el planeta.
Dentro de las propiedades más importantes del agua están:
Capacidad para disolver sustancias con las que entra en contacto.
81
Capacidad de absorción de energía calorífica.
Impurezas del agua.
El agua, debido a su alto poder disolvente, puede contener distintos
tipos de impurezas, las cuales se pueden clasificar en tres grupos:
Solidos disueltos.
Gases disueltos.
Materia suspendida.
Sustancias disueltas en el agua.
Solidos disueltos.
CATIONES
ANIONES
SODIO (Na+)
CLORURO (C l -)
CALCIO (Ca 2+)
BICARBONATO (HCO3-)
MAGNESIO (Mg 2+)
CARBONATO (CO3 2-)
FERROSO (Fe 2+)
SULFATO (SO4 2-)
GASES DISUELTOS
OXIGENO O2
DIOXIDO DE CARBONO CO2
82
Problemas ocasionados por las impurezas del agua en la
generación de vapor.
Incrustación y depósitos de lodos.
Corrosión.
Por acidez en tuberías de vapor y condensado.
Por oxígeno disuelto.
Contaminación del vapor.
Fragilizacion caustica del acero.
Problemas asociados al agua en sistemas de vapor.
Cuando el agua recibe calor, los bicarbonatos disueltos en ella se
descomponen de acuerdo a la siguiente reacción:
Incrustación.
Es un recubrimiento denso, principalmente de material inorgánico,
formado por la precipitación de constituyentes insoluble en el agua.
Dado que las sales minerales disueltas y los solidos en suspensión no
son volátiles, al evaporarse el agua se concentraran en el agua de las calderas,
formando depósitos en las tuberías, domos, válvulas, etc.
83
Comparación entre caldera limpia (figura 5.17) y caldera con
incrustación (figura 5.18).
Figura 5.17. Vista interior de una caldera limpia de incrustaciones.
Figura 5.18. Vista interior de una caldera con incrustaciones.
84
Corrosión.
Figura 5.19. Metal con corrosión.
Es la cualidad que tienen los metales procesados de volver a su estado
natural, es decir, a la forma de óxido. (Figura 5.19).
Tipos de corrosión comunes en sistemas de vapor:
Corrosión por oxígeno disuelto.
Corrosión en las líneas de condensado.
Corrosión por acidez.
Corrosión caustica.
85
Corrosión por oxigeno disuelto.
El oxígeno es un gas altamente reactivo, cuando esta disuelto en el
agua de los sistemas de vapor, reacciona produciendo picaduras a los metales.
(Figura 5.20).
Figura 5.20. Placa con picaduras por corrosión.
86
Corrosión en las líneas de vapor y condensado.
Figura 5.21. Corrosión en líneas de vapor y condensados.
Es ocasionado por el dióxido de carbono (CO2) formando en la
descomposición de los bicarbonatos presentes en el agua de relleno.
El dióxido de carbono disuelto en agua forma acido carbónico, el
cual ataca el metal (figura 5.21).
87
Prevención de problemas asociados al agua.
Tratamiento externo, consiste en adecuar el agua antes de ser
utilizada.
Tratamiento interno, consiste el acontecimiento del agua dentro de los
sistemas.
Control de parámetros del agua en las distintas áreas del sistema de
vapor.
Control de formación de depósitos.
Precipitación de fosfatos.
Solubilizacion con quelantes.
Dispersión con polímeros.
Fosfatos.
Actúan precipitando la dureza (calcio y magnesio) produciendo lodos,
que deben ser removidos por las purgas.
Desventajas:
Mantener alcalinidad controlada.
Purgado excesivo.
Limpiezas más frecuentes.
88
Quelantes.
Actúan formando un compuesto soluble con la dureza del agua.
Pueden ayudar a la limpieza de calderas incrustadas. Tratamientos largos con
quelantes pueden ocasionar corrosión.
Polímeros.
Son compuestos orgánicos de peso molecular formados por bloques
elementales llamados monómeros, repetidos en cadenas largas.
Como funcionan los polímeros.
Inhiben el crecimiento de la estructura de los cristales.
Penetran en las incrustaciones, rompiendo su estructura.
Modifican la estructura de los cristales, resultando en la formación de
pequeñas partículas.
89
Los métodos para el tratamiento incluyen: filtrado, suavizado,
deareado y precalentado. (Figura 5.22).
Figura 5.22. Diagrama de alimentación de agua a una caldera.
90
Descripción de los sistemas de alimentación de agua para una
caldera.
Filtración.
El tren de filtración esta compuesto por los filtros F1, F2, cada uno de
los filtros esta compuesto en forma ascendente como sigue:
Una capa de grava de 100 a 120 kg de ¾ por ½ pulgada la cual esta
colocada en el fondo del filtro.
Posteriormente se encuentra una capa de grava de ½ x ¼ de pulgada
con una altura aproximada de 10 cm.
A continuación existe una capa 100 a 120 kg de grava de 1/8 x 1/16 de
pulgada (aproximadamente 10 cm de altura).
Finalmente, se encuentra una capa de arena silica de 650 a 670 kg
Con un tamaño de 16 por 24 mm y un lecho con una altura
aproximadamente de 60 cm.
Operación.
El agua que entra a los filtros tiene una concentración de 8 a 10 ppm
de solidos suspendidos y a la salida del proceso se tienen de 1 a 3 ppm.
Es importante mencionar que esta operación se realiza a temperatura
ambiente. Los filtros operan a una presión manométrica de 1 bar +/- 0.1 bar y el
flujo de agua viajan de forma descendente a través de ellos. Cuando la presión en
el manómetro desciende hasta un valor de 0.5 bar +/- 0.1 bar es necesario
retrolavar los filtros del tren que esta en operación.
91
Retrolavado.
Para retrolavar los filtros se hacen pasar agua en flujo ascendente
durante 20 minutos, al cabo de los cuales se suspende la operación y el tren
respectivo se encuentra en condiciones para volver a operar cuando se le
requiera.
Suavización.
Esta operación tiene como objeto eliminar la dureza de calcio y
magnesio que se encuentra presente en forma de sales disueltas (carbonatos,
bicarbonatos, sulfatos e hidróxidos) procedente del manantial y que se utiliza para
la alimentación de la caldera.
Esto se logra haciendo pasar el agua a través de un tren de
suavización.
El primer tren de suavización esta compuesto por suavizador 1 y
suavizador 2.
Descripción de los suavizadores.
Cada uno de los suavizadores esta compuesto en forma ascendente
como sigue:
Una capa de grava de 100 a 120 kg. De ¾ por ½ pulgada la cual está
colocada en el fondo del suavizador.
92
Posteriormente se encuentra un lecho de resina de intercambio iónico
de tipo catiónico modelo IR-120 de 100 a 120 kg. De ¾ x ½ x ¼ de pulgada con
una altura aprox. De 50 cm.
Operación.
El agua que entra a los suavizadores tiene una concentración de 115 a
130 ppm. Como dureza total y a la salida del proceso se tienen de 0 a 3 ppm.
Es importante mencionar que esta operación se realiza a temperatura
ambiente.
Regeneración.
Ésta operación tiene por objeto eliminar la dureza de calcio y magnesio
que se encuentra presente en forma de sales en el agua de alimentación de la
caldera.
Para lograr esto se utilizan un tren de suavizadores, cada uno con dos
suavizadores que actúan de manera alternada, es decir, cuando la resina de
intercambió iónico del primer tren compuesto por suavizador 1 se satura es
desconectado para su regeneración y se pone en operación el suavizador 2.
Calentamiento.
Debido a que el tratamiento químico externo se efectúa a temperatura
ambiental y dado que no es posible introducir agua a la caldera a dicha
temperatura es necesario efectuar un calentamiento por medio de un
intercambiador de calor que permite incrementar asta 95º C+/-2 ºC la temperatura
del agua de alimentación a la caldera.
93
El intercambiador de calor utilizado es del tipo de tubo y coraza con
una superficie de 38 m3 y esta construido de acero inoxidable y utiliza como medio
calefactor vapor saturado a una presión de 8 bar manométricos.
La temperatura de operación del intercambiador de calor se controla
por medio de un lazo cerrado de temperatura.
Deareaciòn.
El agua de alimentación de las calderas contiene principalmente dos
gases disueltos: oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2). El propósito de la
desaereacion es de eliminarlos antes de que se liberen dentro de la caldera, pues
estos gases producen corrosión en los metales de las calderas, en líneas de
vapor, líneas de condensados y en los intercambiadores de calor, debido a que el
oxigeno busca formar óxidos principalmente con el hierro contenido en el acero.
Sin embargo, cabe decir que el sistema no es muy usual debido a su alto costo
inicial y por ellos se recomienda para calderas de más de 200 CC, ya que resulta
ventajoso a largo plazo pues permite una mayor duración de los equipos.
Su principio de operación se basa en la mayor volatilidad de los gases
con respecto al agua y reduce el contenido de oxigeno a menos de 0.005 cc/l, lo
cual es llamado en termino prácticos “cero oxígeno”. Los gases son eliminados
del agua de alimentación a la vez que es precalentada antes de entrar a la
caldera.
La mayoría de los desaereadores están diseñados para operar con
vapor de la caldera, vapor residual de un retorno de alta presión o ambos; si se
utiliza vapor residual, significa una reducción en el consumo de combustible de
aproximadamente 1% por cada 6 °C que se incremente la temperatura del agua
de alimentación.
94
Construcción del deareador Cleaver Brooks.
El equipo consiste en un tanque presurizado y como tal lleva incluidos
controles de nivel y de presión que resguardan la seguridad el usuario. A este
tanque se le alimenta con agua fría por una entrada y vapor por otra. En su
interior lleva la parte principal desaereadora que son las boquilla de pulverización
y atomización y un colector cónico además de mamparas deflectoras, un venteo y
una tubería de sobre flujo.
El tanque es fabricado al código ASME, para una presión de diseño de
3.5kg/cm2 (50 psi) cuentan con un registro de hombre de 280 x 240 mm, un
manómetro de 0 a 4 kg/cm2 (0 a 60 psi) un termómetro y tubos indicadores de
nivel.
Interconstruida a la brida colocada a la superior del tanque, se
encuentra el ensamble de la boquilla de atomización del agua que incluye una
válvula de venteo automática y otra manual así que todo el ensamble de
la
desagregación puede ser removido por la brida en la parte superior del tanque.
Operación.
El agua de abastecimiento entra el desaereador a través de la boquilla
de pulverización auto limpiable en la sección de calentamiento primario y
ventilación de gases concentrado que se encuentra llena de vapor. Aquí el agua
se calienta casi a la temperatura de vapor (1 o 2 grados debajo, según la presión),
y la mayoría de los gases se desprenden. De ahí se reciben entonces en un
colector cónico donde se fluye hacia la válvula atomizadora (que lleva un resorte o
contra peso con ajuste de fabrica según su tamaño), para que al abrirse choque
con el flujo de vapor de alta velocidad que la separa en partículas pequeñísimas y
la calienta formando una niebla muy fina a una temperatura igual a la de
saturación de vapor.
95
La mezcla golpea una mampara de deflectora que separa el vapor y el
condensado, que ya caliente y libre de gases cae al tanque de almacenamiento,
los gases no condensable se descarga hacia la atmosfera a través de una válvula
de venteo.
Almacenamiento.
Una vez que el agua ha recibido su tratamiento externo es almacenada
en un tanque acumulador construido de acero al carbón y con una capacidad de 9
m3 nominales, con el propósito de mantener una reserva de agua que permita
que la caldera en operación no suspenda la generación de vapor.
Especificaciones requeridas para agua interior de la caldera:
Dureza: 0.
Solidos disueltos: 3000 – 3500 ppm.
PH: 10.5 – 11.5
Oxigeno disueltos: 0.
Bomba.
Es una maquina que nos permite transportar un fluido de un sitio a otro,
ya sea en un mismo nivel o a diferentes alturas.
Estas maquinas realizan su trabajo manteniendo un fluido en
movimiento, y el efecto que se consigue es de aumentar la presión del fluido para
llevarlo a los sitios deseados.
El tipo de bomba que se ocupa para la alimentación de agua para la
caldera piro tubular es una bomba centrifuga horizontal de paso múltiple marca
Sulzen. (Figura 5.23).
96
Equipo de bombeo para una caldera piro tubular.
Equipo de bombeo y control del sistema.
Existen cinco criterios de diseño que deben ser considerados antes de
que una bomba de alimentación de agua sea seleccionada:
1.- La primera consideración que hará tomar una decisión es
determinar si la bomba va a funcionar en forma continua o intermitente; esta
consideración depende de una serie de factores tales como, el tipo de servicio de
las calderas, piro tubular o Acuatubulares, marca, etc. En la mayoría de los casos
de aplicación de bombas de alimentación de agua en calderas piro tubulares,
estas están dentro de un ciclo de operación intermitente; mientras que para las
calderas Acuatubulares el ciclo de trabajo para las bombas de alimentación es
continua. Las calderas piro tubulares son usualmente proporcionadas con un
flotador sobre el cual actúa un switch, el cual para y arranca la bomba de
alimentación entre cierto nivel. En este caso la línea de descarga a través de la
bomba de alimentación debe dirigirse directamente a la caldera sin restricciones
en la línea.
Las calderas Acuatubulares son usualmente proporcionadas con un
tipo de regulador de agua de alimentación el cual modula la cantidad de agua
alimentada a la caldera entre ciertos niveles predeterminados, en este caso la
bomba trabajara continuamente y esta operación será entre sus rangos de
mínima y máxima capacidad.
Cuando la caldera piro tubular es proporcionadas con algún tipo de
válvula motorizada en la línea de alimentación, la bomba de alimentación puede
ser seleccionada para operación intermitente o continua dependiendo de las
especificaciones. Es improbable que una caldera acuatubular sea proporcionada
con un simple switch para operación intermitente de la bomba de alimentación de
agua.
97
Es importante saber si la bomba opera en forma intermitente o
continua, debido a que la capacidad, presión de descarga y tipo de la bomba
seleccionada dependerá de esta consideración. Existen dos tipos de bombas
disponibles por seleccionar, estas son:
Bombas tipo turbina y bombas tipo centrifugas- Como una regla la
bomba tipo turbina es frecuentemente seleccionada para operación, intermitente y
la bomba centrifuga para operación continua.
Esto no implica que una bomba tipo turbina no pueda ser usada para
operación continua, a que una tipo centrifuga no pueda ser usada para operación
intermitente, sin embargo el criterio de selección será diferente. Si usted
encuentra ciertas especificaciones o ciertas aplicaciones especiales, reserve este
procedimiento y consulte con el fabricante.
2.- La temperatura del agua inicialmente manejada por la bomba es
también un criterio importante en la selección de ella usualmente están
disponibles bombas standard con rangos de temperatura entre aproximadamente
100°C (212°F) a 104°C (220°F), mientras que otras bombas están disponibles
para temperaturas hasta de 121°C (250°F) o mayores con enfriamiento de agua
externo. Si la temperatura es mayor de 121°C (250°F) será necesario consultar el
fabricante.
3.- Todas las bombas tipo turbina tienen que ser seleccionadas para
una capacidad de 1.5 a 2.0 veces la capacidad de evaporación de la caldera para
la que se va a utilizar, a menos que las especificaciones requieran valores mas
altos. Las bombas centrifugas (operación continua) deben ser seleccionadas
sobre la base de 1.10 a 1.15 veces la capacidad de evaporación de la caldera.
4.- La presión de descarga de la bomba es otro principio el cual
requiere cuidadosa consideración. Si la tubería en la línea de descarga de la
bomba esta conectada directamente a la caldera (sin válvula motorizada o
98
regulador de alimentación de agua en esta línea) solamente es necesario
considerar la presión de operación de la caldera y las perdidas a través de las
líneas para determinar la presión de descarga en la bomba. La selección de la
presión de descarga en bombas tipo turbina es menos critica que en bombas
centrifugas. Se debe tener la seguridad de que la presión de descarga
seleccionada es siempre mayor que la presión de operación de la caldera.
Generalmente de 0.35 a 1.76 kg/cm2 (.5 lbs/pulg2 a 25 lbs/pulg2) por arriba de la
presión de operación de la caldera es una buena consideración.
5.- El quinto criterio para la correcta selección de una bomba es la
carga neta de succión positiva (NPSH).
Cada diseño de bomba tiene un cierto requerimiento de NPSH. Esta es
la cantidad de liquido en cm. (pies) que deberá ser presentada en la succión de la
bomba para prevenir la cavitación y para proporcionar una apropiada operación.
Es recomendable hacer una selección que tenga los más bajos requerimientos de
NPSH posibles. Para cumplir con esto deben ser aceptadas una serie de
limitaciones. Usualmente una selección con un requerimiento de bajo NPSH,
establece una bomba grande y consecuentemente requiere un motor de gran
capacidad.
Figura 5.23. Bomba centrifuga.
99
Válvula de retención.
Válvula que no permite el flujo inverso. Actúa en forma automática ante
los cambios de presión para evitar que se invierta el flujo figura (5.24).
Conocidas como válvulas CHECK. Las válvulas de retención tipo
columpio, pueden ser instaladas tanto horizontal como verticalmente con flujo
ascendente
o
en
cualquier
posición
intermedia.
Además
operan
satisfactoriamente en un plano inclinado (no mayor de 10°).
Figura 5.24. Descripción de las partes de una válvula de retención.
1 Tapón registró
8 Tuerca disco
2 Cuerpo
9 Disco
3 Perno
4 Tapón guía
5 Biela
6 Tuerca biela
7 Porta disco.
100
5.1.2.4. Accesorios de medición.
Manómetros.
La presión, la velocidad, el calor, el volumen, todos los parámetros que
ayudan al hombre a realizar de manera mas eficiente su trabajo debe ser medido
y para ello se han desarrollado diferentes instrumentos para llevar un control
exacto de dichos parámetros. Estos aparatos reciben el nombre de instrumentos
de medición, y nos auxilian para llevar el control de los diferentes procesos en la
industria.
El manómetro es un instrumento con el cual nosotros podemos
auxiliarnos para controlar la presión de los procesos, en el caso de las calderas
los manómetros nos auxilian para indicarnos la presión interna de la misma, así
como para controlar y la presión de alimentación de combustible y alimentación
de agua. El manómetro más común es el conocido como tubo bourdon que tiene
el siguiente funcionamiento. Al entrar el fluido en el tubo elástico la presión se
reparte homogéneamente la presión ejercida sobre las paredes provoca una
deformación esta deformación es trasmitida a la aguja por medio de una palanca
y dos engranes los cuales dependiendo la deformación existente en el tubo es el
movimiento que tienen y es la lectura que nos brinda la aguja. (Figura 5.25).
Figura 5.25. Manómetro indicador de presión.
101
5.2. Operación Correcta e Incorrecta.
La caldera en su planta indudablemente ha sido construida de acuerdo
con el código ASME o alguna otra norma de fabricación de reconocida
competencia.
En forma similar, el quemador y controles deben haber sido construidos
de acuerdo con códigos autorizados, aprobados por compañías de seguros.
Consiguientemente, su caldera fue recibida con la seguridad de una operación
digna de confianza.
Sin embargo, la seguridad, confiabilidad y eficiencia de operación,
solamente pueden conservarse con un programa básico de mantenimiento. El
manual de su caldera será el auxiliar más valioso para la comprensión de la
función correcta de su caldera y para la prolongación de la vida de la misma.
Principales medidas de seguridad en la operación.
Las calderas modernas se construyen según normas de fabricación de
prestigio internacional y van provistas de equipos automáticos de operación y
seguridad, haciendo pensar a algunos usuarios que ellas no requieren la atención
de expertos. Ponen sus unidades en manos de gente con poca experiencia que
no sigue las buenas reglas de operación en forma debida. Muchos de ellos se
figuran que su caldera al ser completamente automática, esta protegida contra
accidentes, sin comprender que todo recipiente a presión bajo fuego es
potencialmente peligroso y que los controles automáticos no sustituyen a las
reglas de seguridad.
Combustible en el hogar.
El estudio de explosiones, nos indica que un renglón muy importante lo
cubren las explosiones en los hogares de las calderas. Las explosiones de lado
102
del fuego se producen básicamente por la falta de una pre-purga y post-purga
adecuada en el barrido de gases o bien por la anormal dosificación de
combustible al iniciarse un ciclo de operación.
La función de la pre-purga es la eliminación de vestigios indeseables
de combustible y comburente antes de alimentar los pilotos de combustión.
Operadores con poca experiencia o exceso de confianza han reducido o
eliminado intencionalmente el tiempo de pre-purga en una caldera, teniendo la
desgracia de pagar con su vida su ignorancia o imprudencia. Esta clase de
accidentes es más común en las unidades que queman gas natural. En este
punto se puede advertir que es necesario tener la absoluta seguridad de que
antes de iniciar un ciclo de operación por cualquier medio, debe existir una
interesada pre-purga que elimine el riesgo de explosión en el hogar y que puede
ser tanto o mas desastrosa que la explosión del propio recipiente a presión.
Válvulas de seguridad.
Buena proporción de explosiones son originadas por falta de
protección contra un exceso de presión. Ciertos tipos de válvulas de seguridad
presentan defectos de diseño que después de un corto periodo de funcionamiento
del disco tiende a pegarse llegando a inutilizarla. La falta de observación y acción
preventiva en el “lagrimeo” de una válvula de seguridad, así como la ausencia de
revisiones y pruebas periódicas, favorecen la acumulación excesiva de materias
extrañas que pegan el asiento de las válvulas. Un usuario de calderas estará
confiado que ha tomado todas las medidas de seguridad posibles para evitar
fallas desastrosas cuando:
a) Ha obtenido el mejor equipo en el mercado para un trabajo en específico.
b) Ha instalado adecuadamente su caldera cumpliendo con todos los
requisitos y normas.
103
c) Ha
pasado
todas
las
pruebas
dispuestas
por
los
organismos
gubernamentales las compañías de seguros.
d) Lleva correctamente el libro de anotaciones (bitácora).
Paro por bajo nivel de agua.
Las estadísticas de accidentes nos indican que gran número de ellos
se deben a la falta de agua dentro de las calderas por que esto provoca
calentamiento y fatigan el cuerpo de la caldera.
La mayoría de los daños de los equipos en operación, resultan por
bajos niveles. Enfatizamos por medio del presente, que el operador debe estar
checando los niveles constantemente. Periódicamente se debe inspeccionar
minuciosamente las tuberías a las cuales están conectados los controles de
seguridad, asegurándose que no exista ningún tipo de obstrucción, que pueda
llegar a derivarse en algún mal funcionamiento del control de nivel.
Tomando en cuenta, que dentro del recipiente a presión, llevamos
como medio de trabajo en una caldera de vapor de agua, el agua en si; esta
deberá cumplir con los requisitos necesarios para la operación de la caldera.
Cuando el nivel del agua desaparece del cristal de nivel:
1.- Pare inmediatamente la caldera.
2.- Cerrar la válvula de alimentación de agua.
3.- Cerrar la válvula general de vapor.
4.- Esperar a que la caldera se enfrié.
5.- Comprobar que no halla habido fugas de presión por las tapas o
que la caldera no haya sufrido ningún daño antes de arrancarla.
104
Explosiones.
Básicamente se pueden clasificar en dos las explosiones en una
caldera:
De hogar. Por el lado de los gases.
1. Falta de barrido de gases (figura 5.26).
2. Fuga de combustible.
Súbitas. Por el lado del vapor.
1. Sobre presión de vapor (figura 5.27, figura 5.28).
2. Falla del material de la caldera.
3. Falla del material humano.
Figura 5.26. Explosión de una caldera por falta de barrido de gases.
105
Figuras 5.27. Vista de una caldera que exploto por falta de agua.
Figura 5.28. Vista de una caldera que exploto por falta de agua.
106
Otros de los errores de operación que encontramos frecuentemente en
la practica, es que el agua de alimentación de la caldera entra fría a la caldera,
produciéndose continuos termo choques que a su debido tiempo causara daños
en los espejos de la caldera. Es indispensable que el agua de alimentación de la
caldera en el tanque de condensados, mantenga una temperatura por lo menos
superior a los 60°C.
No permita que el fogonero u operador desarme al quemador sin previo
estudio a fondo del mismo.
Por ultimo, deseamos mencionar que una caldera piro tubular se debe
arrancar lentamente. Aun cuando la gerencia de producción de la planta exija al
operador de la caldera, la producción de vapor lo mas rápido posible, el operador
de la caldera deberá negarse a un arranque en frio acelerado. Si una caldera no
se arranca lentamente, pronto tendremos daños en los espejos, los aislamientos y
refractarios, así como lo tubos flux de la caldera.
107
CAPITULO 6
MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y DIAGNOSTICO DE
FALLAS.
6.1. Recomendaciones para la conservación de la caldera.
6.2. Análisis de fallas: Síntoma-posible causa-posible solución en
las calderas pirotubulares.
.
108
6.1. Recomendaciones para la conservación de la
caldera.
Un
programa
de
mantenimiento
evita
paros
innecesarios
y
reparaciones costosas y a su vez aumenta la seguridad del equipo. El programa
deberá tener un listado de procedimiento para ser llevados a cabo en diferentes
tiempos a través de un año de trabajo. Es recomendable llevar este reporte de
mantenimiento con todas las anotaciones necesarias, para ser llevadas a cabo
durante el mantenimiento programado así como las operaciones llevadas a cabo
durante este mantenimiento. Este reporte deberá encontrarse siempre en el
cuarto de maquinas y con acceso a los supervisores y operadores del equipo. Se
deberá llevar un reporte de las operaciones diarias, semanales, mensuales y
anuales. (Bitácora registrada ante la Secretaria del Trabajo y Previsión Social).
La caldera se compone del equipo eléctrico y el equipo mecánico que
hace posible su operación automática o semiautomática; el equipo requiere de un
mantenimiento periódico sistemático. Al hablar de operación automática no se
esta
relevando
al operador de
su
responsabilidades de inspección
y
mantenimiento.
El cuarto de máquinas deberá mantenerse siempre en buen estado de
limpieza; solamente el personal autorizado se le deberá permitir operar, ajustar o
reparar a la caldera y a sus equipos colaterales. Dentro del cuarto de la caldera
no deberá existir ningún material que no sea necesario para la operación de la
caldera o del sistema de calentamiento en general.
Poniendo atención en acontecimientos anormales como son ruidos,
fugas o lecturas defectuosas en cada indicador ayudara al operador a prevenir el
mal funcionamiento del equipo y podrá tomar las precauciones necesarias para
corregir las fallas lo mas pronto posible. Cualquier tipo de fugas ya sean de vapor
agua o combustible, se deben reparar de inmediato. Este tipo de fugas no nada
109
mas costosas sino que pueden ser además dañinas hacia los equipos. Inclúyanse
en el programa de mantenimiento medidas preventivas como son checar
regularmente todo tipo de juntas y uniones.
La relación de combustión entre aire y combustible deberá ser checada
regularmente para evitar perdida de eficiencia. Tomando en consideración que los
combustibles cambian en su composición de acuerdo a los diferentes suministros,
normalmente será necesario reajustar de vez en cuando a la unidad de
combustión. Dentro del cuarto de máquinas deberá existir un analizador de
combustión para poder llevar a cabo pruebas de los gases de combustión,
optimizando la eficiencia y la economía. Las inspecciones periódicas así como el
programa de mantenimiento preventivo se deberán llevar a cabo de acuerdo a las
facilidades que permita el proceso para el cual trabaja la caldera.
La inspección general principal deberá ser enfiladas hacia las partes en
contacto con agua y hacia las partes en contacto con flama o gases de
combustión; aprovechando el tiempo para una inspección minuciosa de todos los
componentes de la caldera incluyendo tuberías, válvulas, bombas, empaques,
refractarios, etc. Una vez que se puedan programar paros del equipo se podrán
llevar a cabo limpiezas generales, así como las reparaciones mayores necesarias
antes diagnosticadas. Habrá que tomar en cuenta que para programar un paro se
debe programar la adquisición de los repuestos necesarios para el mismo.
Recomendamos dar mantenimiento también a la pintura del equipo.
6.1.1. Importancia de los mantenimientos.
La importancia de realizar los mantenimientos tiene relación con dos
factores: la confiabilidad en el suministro de vapor y la operación con buenos
niveles de eficiencia (bajos consumos de combustible).
110
Ambos factores tienen relación con la operación con el menor costo
posible, primero por el costo que tiene una falla imprevista en el suministro de
vapor en un proceso productivo y segundo la operación con el menor costo
posible (mayor eficiencia). El hecho de no remplazar componentes de las
calderas o sus equipos auxiliares en el periodo que recomienda el fabricante, se
traducirá probablemente en una falla imprevista, que afectara el suministro de
vapor. Por otro lado la operación con una caldera, que por falta de mantención
funciona en forma ineficiente, traerá consigo un aumento en los costos de
producción. A modo de referencia por cada 20°C, que aumenta la temperatura de
salida de gases en una caldera, debido por ejemplo a la acumulación de hollín
sobre las superficies de transferencia de calor se traducirá en un aumento de 1%
en el consumo de combustible. En la Figura 6.1 es posible observar un grafico
que muestra la relación entre el espesor de la capa de hollín y el aumento en el
consumo de combustibles.
Figura 6.1 Espesor capa hollín v/s Aumento consumo combustible.
111
Otra referencia tiene con el hecho que por cada 10 % de mayor exceso de aire
con el que trabaja el quemador de una caldera, el consumo de combustible
aumento en un 1 %.
Estas dos referencias tienen directamente relación con la reducción de
los costos de operación a través de la mantención, en este caso la limpieza del
circuito de gases y la correcta regulación del quemador.
En muchas ocasiones el ahorro mensual asociado a la limpieza y/o la
regulación del quemador, son superiores al costo de las mantenciones.
6.1.2. Mantenimiento Preventivo de la caldera piro tubular.
Desarrollar un programa de mantenimiento permite que la caldera
funcione con un mínimo de paradas en producción, minimiza costos de operación
y permite un seguro funcionamiento.
El mantenimiento en calderas puede ser de tres tipos:
Correctivo para corregir.
Preventivo para prevenir.
Predictivo para predecir.
El mantenimiento en calderas debe ser una actividad rutinaria, muy bien
controlada en el tiempo. Es por ellos que se recomiendan las siguientes
actividades a corto, medio y largo plazo.
6.1.3. Mantenimiento diario.
El mantenimiento diario tiene relación principalmente con el monitoreo
de las condiciones de operación de la caldera y el funcionamiento de los sistemas
de seguridad.
112
1) Verificación condiciones de operación: presión de vapor, presión del
combustible del quemador, presión combustible de la línea, color del humo
de la chimenea, nivel del agua de la caldera, temperatura de los gases de
la salida por la chimenea, purga de fondo, temperatura tanque deareador,
bomba en servicio, filtros en servicio, suavizadores en servicio , nivel
tanque acumulador, temperatura tanque acumulador,
purga de nivel,
disparo válvula de seguridad, control de presión, bomba de alimentación de
agua paro y arranque, paro por falla de flama, todas estas lecturas se
anotan en el siguiente formato de una bitácora. (Figura 6.2).
2) Verificación forma y color de la llama. A través de la mirilla controlar que la
llama no este tocando las paredes de la cámara de combustión (fogón en
una caldera pirotubular) y que el color sea el correcto según el combustible
que se esté siendo utilizado.
3) Verificación de la operación de la detención del quemador por bajo nivel de
agua. Este es uno de los procedimientos más importantes, ya que, la
mayoría de los accidentes en calderas tienen relación con fallas en el
control de nivel.
4) Verificación de la operación de las válvulas de seguridad de la caldera.
113
Análisis
Gases
Chimenea.
Caldera
Hora
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
1
2
3
4
5
O2
0peracion
man. Aut
Presión
vapor
Presión
Comb.
Quemador
Presión
combustible
lineal
Color humo.
Co2
Exceso de
aire
Nivel agua
caldera
Tem. gases
chimenea C°
Purga fondo
Eficiencia.
Tem. Tanque
de areador
C°
Bombas
Filtros
Suavizadores
Temp.
Chimenea.
Nivel tanque
acumulador
temp. tanque
acumulador
C°
Purga nivel
Disparo
válvula
seguridad
Control de
presión
Bomba de
agua.
Paro y
arranque
Paro por falla
flama.
Figura 6.2. Formato de bitácora.
114
1er
Turno.
2do.
Turno.
6.1.4. Mantenimiento semanal.
El servicio semanal tiene relación con trabajos de limpieza menores,
lubricación y ajuste de la posición de ciertos componentes de los quemadores.
1) Limpieza de filtros (en el caso de combustión líquido).
2) Lubricación piezas móviles.
6.1.5. Mantenimiento Mensual.
El servicio mensual tiene relación con la realización de trabajos de
limpieza más profundos.
1) Revisión e inspección del quemador.
2) Revisión de cuerpo (zonas recalentadas).
3) Revisión de luces indicadoras y alarmas.
4) Revisión por fugas, ruidos, vibraciones y condiciones inusuales.
6.1.6. Mantenimiento semestral.
El mantenimiento semestral tiene relación con la realización de trabajos
de limpieza más profundos y ajustes de instrumentos de control.
1) Chequeo de controles de presión de operación y limite.
2) Chequeo de controles de seguridad y bloqueo.
3) Calibración de manómetros.
6.1.7. Mantenimiento anual.
El mantenimiento anual corresponde a los trabajos de limpieza más
importantes, que deben ser realizados en una caldera; así como también la
calibración del quemador.
115
1) Al dejar fuera de servicio la caldera dejar como mínimo 2 días en proceso
de enfriamiento, para poder abrir la caldera lado humo (figura 6.3).
2) Apertura de la caldera por la tapa delantera para inspección y limpieza de
materiales aislantes y refractarios (figura 6.4).
3) Apertura de la caldera por la tapa de atrás para inspección y limpieza de
material aislante y refractario (figura 6.5).
4) Al abrir la caldera como se encuentra sucio el hogar (figura 6.6), sucios
los fluxes (figura 6.7), sucio el espejo y tapa interior (figura 6.8).
5) Deshollinamiento: limpieza de tubos fluxes (figura 6.9), limpieza de espejo
por
lado humo (figura 6.10), (figura 6.11), limpieza de
combustión
tubo de
(figura 6.12).
6) Revisión de refractarios y en caso necesario, resane de los mismos
(siempre y cuando los refractarios presenten grietas que se puedan
resanar) (figura 6.13).
7) Cambio de tapón fusible.
8) Limpieza interna no agresiva ni
química de la columna de nivel para
eliminar sarro de incrustaciones.
9) Limpieza lado agua no agresiva ni química.
10) Limpieza y ajuste de los controles de presión así como la línea de los
mismos.
11) Cambio de empaques en el lado humo del equipo y cierre de la caldera.
12) Remplazo empaquetaduras tapas registro hombre y mano acceso a lado
agua.
13) Limpieza de varillas de bajo nivel de la caldera.
14) Cambio de grifos de prueba de la columna de agua.
15) Cambio de válvulas del cristal indicador de la columna de agua.
16) Cambio del cristal y empaques del indicador de la columna de agua.
17) Limpieza de sifones en los que se encuentran instalados los presostactos.
18) Transmisores de presión y manómetros de vapor de la caldera.
19) Cambio de empaques y refractario en compuertas de alivio de presión de
gases de combustión.
116
20) Calibración de las válvulas de seguridad.
21) Limpieza del tablero eléctrico del control de la caldera.
22) Limpieza de filtro entrada gas a quemador.
23) Limpieza del difusor del quemador.
24) Revisión del sistema de combustión con carburación de la unidad en caso
de ser necesario (figura 6.14).
25) Pruebas de operación a la caldera como lo son:
Paro del equipo por bajo nivel, arranque y paro del equipo por bajo nivel.
6.1.8
Sugerencias
cuando
se
va
a
realizar
un
mantenimiento general en una caldera pirotubular primero ay que
realizar las siguientes actividades por seguridad del equipo y
personal que va a laborar en dicho mantenimiento.
1) Desergenizar eléctricamente
interruptor general de la caldera y poner
tarjeta con leyenda de mantenimiento.
2) Cerrar válvulas de suministro de gas.
3) Cerrar válvulas de suministro de agua a la caldera.
4) Cerrar válvulas de salida de vapor a cabezal.
5) Quitar aire a los actuadores de las válvulas neumática control de entrada
agua caliente a la caldera.
6) Acordonar área donde se va a realizar mantenimiento.
7) Antes de empezar a realizar el mantenimiento, realizar llenado de hoja de
seguridad para que personal de seguridad cheque físicamente el área
donde se va a realizar el mantenimiento.
117
En las siguientes figuras se muestra las actividades del mantenimiento a la
caldera pirotubular.
Figura 6.3. Caldera fuera de servicio y en proceso de enfriamiento antes de abrir
las tapas dejarla enfriar mínimo 2 días para que no tenga choques térmicos con el
aire y se dañe el refractario.
118
Figura 6.4. Caldera con la tapa delantera abierta.
119
Figura 6.5. Caldera con las tapas traseras abiertas y los fluxes sucios.
120
Figura 6.6. Caldera con hogar sucio.
121
Figura 6.7. Caldera con fluxes sucios.
122
Figura 6.8. Caldera abierta y con el espejo sucio de hollín.
123
Figura 6.9. Caldera abierta se esta realizando limpieza en los fluxes lado fuego.
124
Figura 6.10. Caldera donde se esta realizando limpieza de fluxes y espejo.
125
Figura 6.11. Vista de fluxes y espejo donde ya se realizo la limpieza.
126
Figura 6.12. Caldera donde se esta realizando la limpieza al hogar.
127
Figura 6.13. Caldera donde se esta revisando el refractario.
128
Figura 6.14. Quemador de la caldera donde se realizara el ajuste de carburación.
129
6.2. Análisis de fallas: síntoma-posible causa-posible
solución en las calderas pirotubulares.
6.2.1. Origen y solución de averías.
En caso de fallas se debe comprobar primeramente si se cumplen las
condiciones básicas para un funcionamiento correcto:
1. ¿Hay corriente eléctrica?
2. ¿Existe en la red de alimentación la presión correcta del gas, y
esta abierta la llave de paso?
3. El interruptor de falta de agua, el interruptor fin de carrera, etc.,
4. ¿Están correctamente ajustados?
5. ¿Ha variado el caudal de aire de combustión o el consumo de
gas?
Si se observa que el origen de la avería no esta en ninguno de los
puntos anteriores, deberán comprobarse las funciones relativas al quemador. Por
ejemplo, se encuentra el quemador fuera de funcionamiento, bloqueado en
posición de avería. Para buscar el origen de la avería se procederá a desenclavar
y conectar el quemador, pero antes hay que comprobar a conciencia los ciclos
siguientes. Así, el posible origen de la avería podrá detectarse y eliminarse
rápidamente.
130
6.2.2. Falla: En el arranque.
El motor del quemador no arranca.
Causas posibles.
Solución.
No hay tensión.
Cerrar el circuito de corriente.
Fusible defectuoso.
Recambiarlo.
Motor defectuoso.
Recambiar.
Circuito
de
corriente
de
regulación interrumpida.
Buscar
interrupción,
conectar
el
regulador o el presostato y conectar
o desbloquear.
Interrumpida la alimentación del
Abrir la válvula de paso: en caso de
gas llave de paso cerrada
falta prolongada, avisar a la empresa
suministradora del gas.
Aparato de mando defectuoso.
Recambiar.
131
6.2.3. Falla: Falta aire.
El motor del quemador arranca o después de la preventilizacion a
potencia total se produce la desconexión por avería.
El motor del quemador arranca y se desconecta después de aprox. 20
seg (solo en ejecución con control de estanqueidad).
Causas posibles.
Solución.
Presostato de aire defectuoso.
Recambiar.
Tubo del presostato sucio
Limpiarlo.
La electroválvula no estanca,
Eliminar la falta de Estanqueidad.
se produce la indicación en el
transmisor del programa del
control
de
estanqueidad
cuando el programador esta
nuevamente en posición de
arranque.
Soplante sucia.
Limpiarla
Giro invertido del motor del
Cambiar sentido de giro.
quemador.
132
6.2.4. Falla: En el encendido.
El motor del quemado arranca, hay tensión en borne 16 del aparato de
mando, no hay encendido, enseguida se produce la desconexión por avería.
Causas posibles.
La
distancia
Solución.
entre
los
electrodos es excesiva.
Los
electrodos
conductos
tienen
de
contacto
o
Efectuar
ajuste
de
distancia
del
electrodo.
los
Eliminar
contacto
a
masa,
encendido
recambiar los electrodos o los cables
a
dañados.
masa,
cuerpo de aislamiento
Transformador de encendido
Recambiar.
defectuoso.
133
6.2.5. Falla: No se produce la formación de la llama.
El motor arranca y se produce el encendido, enseguida se produce la
desconexión por avería.
El motor del quemador arranca, el encendido es correcto, enseguida se
produce la desconexión (no por avería).
Causas posibles.
Solución.
La electroválvula no se abre,
Recambiar la electroválvula o eliminar la
ya
interrupción
que
su
bobina
esta
defectuosa o el cable esta
del
cable;
controlar
la
tensión en el borne.
interrumpido.
Caída de presión del gas al
abrir
la
electroválvula
Limpiarlo o recambiarlo.
al
pasar el gas por el filtro.
134
6.2.6. Falla: Tras la formación de la llama se produce la
desconexión.
Se forma la llama de encendido; al nivel máximo de la potencia nominal
se produce la desconexión.
Causas posibles.
Solución.
Filtros sucios.
Limpiarlos.
El regulador de presión
Controlar el inyector de toma de aire.
trabaja
demasiado
despacio.
El contador de gas es
Avisar a la empresa suministradora del
defectuoso o se produce
gas.
acumulación de agua en
las tuberías inferiores.
135
6.2.7. Falla: Del control de llama en la ionización.
El motor del quemador arranca, se oye el encendido, formación normal
de la llama, luego desconexión por avería
Causas posibles.
Solución.
Fotocelda ultravioleta sucia.
Limpiarla (eliminar huellas de
aceite y grasa)
Iluminación
demasiado
débil.
Comprobar
ajuste
de
la
Combustión.
Fotocelda
ultravioleta
Recambiarla.
defectuosa.
6.2. 8. Falla: Mala combustión.
Caldera trabajando al realizar los análisis de gases están salidos de los
parámetros.
Causa posible.
Solución.
Exceso de humo negro
Reducir proporción de combustible.
.
Exceso de humo blanco
Reducir proporción de aire.
136
6.2.9. Falla: Fugas en registros.
Caldera tiene fuga de agua en registros.
Causa posible
Solución.
Están flojas las tuercas
Apretarlas (sin presión en la caldera)
Empaques defectuosos
Cambiar empaque limpieza.
Asientos sucios con sarro.
Profunda y cambio de empaque.
6.2.10. Falla: Fugas en la válvula de purga.
Al realizar la purga en la caldera hay fuga.
Causa posible.
Los
asientos
Solución.
en
las
Limpieza del asiento.
las
Asentarlos o cambiar válvula.
válvulas están sucios.
Los
asientos
válvulas
en
están
desgastados.
137
6.2.11. Falla: Fuga en tapa de enfrente.
Al estar trabajando la caldera existe goteo de agua.
Causa posible
Fusible
de
Solución.
seguridad
Reponerlo por uno nuevo.
fundido
Lagrimean los tubos flux.
Cambiarlos.
6.2.12. Falla: Fuga en el control de nivel.
La caldera trabaja pero existe fuga de agua en control del nivel.
Causa posibles
Solución.
Fuelle roto.
Cambiarlo por uno nuevo
Empaques en mal estado.
Cambiarlos.
Cuerpo poroso
Cambiar el control.
138
6.2.13. Falla: La bomba de agua no funciona.
Al estar trabajando la caldera empieza a bajar el nivel de agua no esta
funcionando la bomba de alimentación.
Causa posible
Solución.
Se boto el interruptor termo
Restablecerlo o cambiar el relevador
magnético.
bimetálico.
Switch manual abierto.
Cerrarlo.
Bobina el arrancador
Cambiarla por un nueva.
Capsulas de mercurio rota
Cambiarlas.
Impulsores rotos
Cambiarlos.
Cuña de la flecha.
Cambiarla.
Cople flexible en mal estado
Cambiarlos.
Válvula
Cambiarla.
de
retención.
Defectuosa.
Tubería de acceso a la
Limpiar obstrucciones.
caldera esta tapada.
Control de nivel esta tapada.
Limpiar obstrucciones.
.
139
6.2.14. Falla: La caldera se llena Completamente de agua.
Al estar trabajando la caldera el control de alimentación de agua, no
trabaja correctamente ocasionando que se inunde totalmente.
Causa posible
Solución.
Flotador de control de nivel
Reponerlo.
perforado.
Corto
en
la
capsula
de
Cambiar la capsula
mercurio.
Incrustamiento que obstruye
Limpieza interior.
al flotador.
Platinos muy flameados no
Cambiar los platinos.
se desconectan, se quedan
pegados.
.
140
6.2.15. Falla: En el control de presión.
Cuando esta trabajando la caldera no operan los controles de presión,
ocasionando que se abran las válvulas de seguridad, ya que la caldera no paro
por alta presión.
Causa posible
Capsula
de
Solución.
mercurio
Cambiar la capsula.
carbonizada.
Fuelle
de
control
de
Reponerlo.
presión dañada.
Control
de
presión
Ajustar a lo deseado.
en
el
Reparar anomalía.
al
Efectuar limpieza de tubería.
desnivelado.
Corto
circuito
alambrado.
Tubería
de
acceso
control obstruido.
141
CONCLUSIONES
142
Como resultado del presente trabajo podemos decir lo siguiente: Se
cumplió el objetivo señalado ya que se mostro el funcionamiento, operación,
mantenimiento de una caldera pirotubular marca powermaster, se obtuvo una
visión al termino de este trabajo, que los principios y funcionamiento de una
caldera vienen de maquinas muy antiguas, que a través del tiempo vinieron
evolucionando en diseños y características, lo que se busco en este trabajo que el
estudiante o consultor tenga las bases al entender lo que es una caldera, ya que
las calderas se dividen en dos diseños calderas pirotubular y calderas
Acuatubulares, que sepan cuales son las diferencias de una a otra por la
características que tienen, en el uso en que se van a emplear, tipos de presiones,
combustibles, áreas donde se van a colocar, condiciones de trabajo,
características del vapor etc. Por tal motivo, en este trabajo se explico el
funcionamiento, mantenimiento de los componentes de una caldera pirotubular
con el objeto de dar a conocer de una manera sencilla y clara del funcionamiento
de los componentes tanto mecánicos y eléctricos.
También se explicaron el cuidado que se debe tener en una caldera,
ya que aunque tenga dispositivos de seguridad no relevan el cuidado que debe
tener el operador, se describió que cuando no esta dando un buen rendimiento en
su operación, cuales son los puntos de referencia los cuales hay que
saber
interpreta, los cuales son los siguientes: Los cambios de temperaturas en la
chimenea, análisis de gases, ruidos anormales, análisis del agua del interior de
las caldera, se mostró la portada de una hoja de una bitácora donde esta escrito,
todo el historial de la caldera y como se deben interpretar las lecturas básicas de
una bitácora, que es esencial en las auditorias que realizan dependencias
federales y certificaciones ISO 9014, se mostro como se debe de llevar a cabo un
mantenimiento, diario, mensual, semestral, anual de una caldera piro tubular,
también se describió las fallas mas importantes y la forma de resolverlas con
seguridad ya que esta información fue obtenida de personal especializado.
143
También se comento la operación de los equipos auxiliares de una
caldera, como son los filtros de entrada de agua, suavizadores, intercambiador de
calor, deareador, tanque acumulador, bomba de agua y lo más importante las
principales medidas de seguridad en las calderas pirotubular.
¿Alguna vez se ha imaginado que su caldera pirotubular puede
explotar totalmente?
De ser así, ¿se ha imaginado la magnitud de la explosión?
Le vamos a dar una idea.
¡La energía que se libera en una explosión de una caldera de 100
C.C. (Caballos Caldera) equivale al impacto de una locomotora de 50
toneladas a una velocidad superior a los 500 Km/h!
Para evitar este peligro se mencionaron los siguientes pasos a seguir,
mantenga siempre un nivel visual en el cristal de nivel, ya que la falta de agua
puede causar un sobrecalentamiento que puede provocar una explosión de la
caldera. Si por alguna circunstancia ajena a usted no existe agua en el nivel,
PARE LA CALDERA, NO INYECTE AGUA, antes de verificar el nivel a través de
los grifos de prueba y sobre todo, este seguro de haber corregido el problema
antes de arrancar nuevamente, también se menciono que no se reduzca el tiempo
o elimine la fase del barrido de gases, ya que cuando existe combustible en el
interior (sobre todo gas), al momento de la chispa sobreviene una explosión cuya
magnitud dependerá del combustible acumulado pudiendo ser peor que la
explosión por sobre presión o sobre calentamiento.
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GLOSARIO
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ASME: Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
BTU (British Termal Unit): Cantidad de calor necesaria para
elevar un
grado Fahrenheit (F°) la temperatura de una libra de agua.
Caballo de Fuerza Caldera (B.H.P): Se dice que una caldera tiene una
capacidad de Un Caballo de Fuerza Caldera, cuando es capaz de producir
34.5 Lbs. Vapor /hora (212°F) o 15.65 Kg. Vapor/hr (100°C).
Calor latente: Es la cantidad de calor requerida para lograr el cambio de
estado físico de una sustancia sin modificar la temperatura.
Calor sensible: Es el calor que produce una elevación de temperatura en un
cuerpo, se registra en un termómetro.
Calor: Es energía en transición (en movimiento) de un cuerpo o sistema a
otro, solamente debido a una diferencia de temperatura entre ellos.
Clapeta: Tablero rectangular que gira alrededor de su borde superior o
inferior, situada normalmente en el tubo de aspiración.
Coeficiente de transmisión de calor: Es la cantidad de flujo de calor en
Kcal o BTU por hora, a través de un Mt2 o Pie2 de superficie por grado de
diferencia en temperatura.
Combustible: Es toda sustancia que combinada con el oxígeno del aire,
produce luz, calor y desprendimiento de gases.
Condensación: Es el cambio de vapor (fase gaseosa) a liquido con una
transferencia de calor del vapor a la superficie de condensación.
Conducción: Es la transmisión de calor entre dos cuerpos o partes de
cuerpos en los que existe una diferencia de temperaturas.
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Convección: Es el medio por el cual se mueve energía de un lado a otro, un
fluido en movimiento toma energía de un cuerpo caliente y lo entrega a un
cuerpo más frio.
Conversiones.
Para convertir de °C a °F use la formula: °F= °C x 1.8 + 32
Para convertir de °F a °C use la formula °C= (°F-32) / 1.8.
Ebullición: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa
del estado líquido al estado de vapor.
Evaporización: Es la producción de vapores en la superficie libre de líquidos.
Entalpia del líquido: El calentamiento del agua hasta alcanzar una
temperatura determinada a una presión dada causara que esta entre en
ebullición y de esta forma el vapor sea liberado.
HRGS: Recuperación de calor generado de vapor.
Kilocaloría: Es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado
centígrado la Temperatura de un kilogramo de agua.
Mantención: Acción y efecto de mantener o mantenerse.
Presión: Es la fuerza ejercida por el fluido sobre la unidad de superficie de la
pared del recipiente que lo contiene, se mide por medio de un manómetro y
se expresa en Kg/cm2 o Lb/pulg2 o (PSI).
Presión Relativa: La presión arriba de la presión atmosférica.
Presión atmosférica: Es el peso que ejerce la atmosfera a cualquier altura,
sobre un punto o una superficie con la que esta en contacto.
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Presión absoluta: Es la presión que resulta de la suma de la presión
atmosférica más la presión manométrica.
Presión manométrica: Es la presión arriba de la presión atmosférica, se
mide con un instrumento llamado manómetro.
STPS: Secretaria del Trabajo y Previsión Social.
Temperatura: Es el estado térmico de un cuerpo considerando su capacidad
para comunicar el calor a otros cuerpos.
Transmisión del calor: Es el flujo de calor a través de un cuerpo de
temperatura más alta, hacia un cuerpo de menor temperatura. La transmisión
de calor puede ser por conducción o por radiación o ambas.
Radiación: Es la transmisión del calor a través de un cuerpo a algún otro
cuerpo por medio de ondas de calor, las cuales se radian de un cuerpo con
una temperatura mayor a otro de menor temperatura. Sin tomar en cuenta el
calentamiento del medio entre ellos.
Vapor: Es una fase intermedia entre un líquido y un gas. Los vapores tienen
características muy semejantes a las de los gases, puesto que llenan por
completo las paredes de los recipientes que los almacenan, pero no siguen
las leyes de los gases perfectos.
Vapor saturado: Son aquellos que tienen la temperatura igual a la de
ebullición (acorde a la presión) y constan únicamente de la fase de vapor.
Saturación es la condición de temperatura y presión en la cual el líquido y el
vapor pueden existir simultáneamente. El vapor saturado es vapor húmedo,
tiene al mismo tiempo la fase liquida y la de vapor.
Vapor sobrecalentado: Temperatura superior a la temperatura de ebullición
y presente solamente en fase de vapor. Cuando un líquido cambia a vapor,
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cualquiera cantidad adicional de calor aumentara su temperatura (calor
sensible) siempre y cuando la presión se mantenga constante.
Vaporización: Cambio de estado de líquido a gaseoso.
.
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BIBLIOGRAFIA
150
Manual de operación, Servicio y Mantenimiento Powermaster. Págs.: 2-20,
3-7, 6-1.
Bayer Technology Técnica. Capacitación técnica. Servicios Especializados
de Capacitación técnica para la industria mexicana. Págs.: 7, 16, 17, 19,
21, 41, 55, 56.
Manual División Industrial Urrea. Pág.: 4
INSTITUTO DE ENERGIA Y TERMODINAMICA
www.ingecap.com/pdf/CALDERAS.pdf
http://www.librosmaravillosos.com/capitulo06.html
Capacitación Operación y Mantenimiento de Calderas
http://es.scribd.con/doc/74291337/Calderas
Manómetros-Sabelotodo
www.sabelotodo.org/aparatos/manometros.html
Calderas Powermaster México
www.powermaster.com.mxl
MANTENIMIENTO DE CALDERAS
Norese.com/publicaciones/mantenciondeCalderas.pdf
GUIA TECNICA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE CALDERAS.
Normateca.isste.gob.mx/webdocs/x10/200312100841372335.pdf?...
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