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MANTENIMIENTO Y OPERACION DE CALDERAS


1. RED DE DISTRIBUCION VAPOR - Línea de distribución de vapor - Línea retorno de condensado - Aislamientos - Separadores de Vapor (Trampas) - Corregir anomalías componentes en Red.


1.a) LINEA DE DISTRIBUCION DE VAPOR

- Conjunto de tuberías principales, secundarias, de derivación y accesorios necesarios para lograr transportar vapor desde el punto de su generación hasta los puntos en que va a ser utilizado.


- Equipadas con juntas de expansión para facilitar y absorber dilatación, y evitar daños mayores.

- Cuenta también con Separador de gotas, donde se decantan gotas de agua que arrastra el vapor.


1.c) AISLAMIENTOS

- Cubre tuberĂ­as de vapor y retorno, para reducir la pĂŠrdida de calor.

- Materiales usuales son: asbesto y fibra de vidrio.


- Las trampas de vapor mas utilizadas en la industria son: Termodinรกmicas, de balde invertido y de flotador.


- La funciĂłn mas importantes de la trampa es que el vapor sirva realmente para fines de calefacciĂłn, eliminando el agua contenida en las tuberĂ­as de vapor.


- Las trampas defectuosas permitirĂĄn que el vapor penetre en las tuberĂ­as de retorno del condensado, elevando la temperatura del agua de retorno pudiendo originar problemas con los sistemas de bombeo (cavitaciĂłn).


VALVULAS DE SEGURIDAD i) Chequear cada vรกlvula para ver si tiene escapes. Repare y rectifique cuando sea necesario

ii)Operar vรกlvulas manualmente hasta que la presiรณn llegue al punto de seguridad. Observe si vรกlvula opera en forma adecuada. Reparar fallas de acuerdo a fabricante.


CAVITACION Es un fenómeno físico, mediante el cual un líquido, en determinadas condiciones, pasa a estado gaseoso y unos instantes después pasa nuevamente a estado líquido.

Ocurre cuando la temperatura de retorno de condensado es mayor a 80 °C, pudiendo causar daños a los álabes volviendo inútil la bomba.


2. UNIDAD DE ABLANDAMIENTO DE AGUA - Tratamiento de agua - Componentes para tratamiento agua. - Problemas del Tratamiento de agua


2.a) TRATAMIENTO DE AGUA El agua en calderas necesita tratamiento previo para desmineralizarla.

El agua dura, se compone de sales minerales, que al ser calentada y evaporada, quedan “incrustaciones” que se impregna en los recipientes dañándolos.


Los sistema de ablandamiento, para desmineralizar el agua dura, mas utilizados en la Industria son: - Intercambio IĂłnico (Ablandadores y resina) - Intercambio QuĂ­mico (Osmosis Inversa) El contenido de dureza de un agua se determina por anĂĄlisis y se expresa como ppm.


2.c) PROBLEMAS DEL TRATAMIENTO DE AGUA INCRUSTACIONES Las sales del calcio y magnesio revisten una importancia máxima dentro de la composición del agua, ya que dichas sales son muy poco solubles y en consecuencia tienden a precipitarse sobre las superficies, produciendo una capa dura y aislante de difícil remoción llamada incrustación.


CORROSION El acero se corroe, se forma óxido, cuando es expuesto al oxígeno o al aire.

La corrosión también se conoce como el proceso degradativo del hierro y metales por el cual pierde gradualmente características físicas y estructurales.


PARA EVITAR LA CORROSION - Controlar la adecuada temperatura del agua de retorno de condensado que ingresará a la Caldera. -Efectuar buen control de los parámetros de pH y Oxígeno. - Controlar adecuada dosificación de secuestrantes de Oxígeno, recalcular de acuerdo a resultados de la calidad del agua.


ARRASTRE Vapor producido en el caldero que lleva consigo partículas o gotitas de agua líquida a la línea de distribución.

Las gotas de agua, por no ser portadoras de calor, no contribuyen en nada al transporte calórico y restan eficiencia a los elementos de transferencia.


CAUSAS DE LOS ARRASTRES Y COMO CORREGIRLOS - Niveles demasiados altos de agua en el interior de la Caldera, revisar los sensores de nivel máximo de agua, de ser necesario cambiarlo.

- Demandas súbitas y excesivas de vapor de los procesos, mantener un buen sistema de trampeo para evitar escapes de vapor de lo componentes y evitar súbita demanda.


- Contenido excesivo de sólidos disueltos, controlando de manera periódica la calidad del agua y recalculando la dosificación de químicos.

- Contaminación del agua con aceite vegetal o mineral, mantener hermético el tanque de retorno de condensado.


3. QUEMADOR Y SISTEMA DE ENCENDIDO: PARTES, COMPONENTES Y MANTENIMIENTO


4.a) COMPONENTES DEL QUEMADOR

Cuando una caldera entra en funcionamiento por primera vez, o luego de un Mantenimiento, deberá efectuarse ajuste correcto de combustión en base al análisis de gases de escape. Partes críticas y esenciales de un quemador: SISTEMA DE IGNICION Por medio de un transformador de alto voltaje produce la chispa en los electrodos para iniciar la combustión.


VENTILADOR Unidad que provee aire en volumen y presión adecuada para la combustión. CONTROL DE LLAMA Célula fotoeléctrica detecta llama piloto y en su defecto corta el combustible y apaga la Caldera. BOMBA DE COMBUSTIBLE Provee presión necesaria para llevarlo hasta los pulverizadores. PULVERIZADORES Provee aire a mayor presión para atomizar el combustible


- El control de la combustión se realizará mediante un análisis periódico de los gases de escape.

- A falta de analizadores de gases, el color de la llama será el indicativo de la eficiencia de combustión. A mayor temperatura en el hogar corresponde una mayor eficiencia.


vii)En unidades equipadas a gas, es necesario desarmar el mezclador gas-aire y limpiar.

Suciedad u obstrucción en tubería de aire, producirá mezcla demasiado rica en gas para el piloto y el encendido será defectuoso o irregular.


ii)Limpiar los impulsores con solvente adecuado.

iii)Probar en vacĂ­o bomba y verificar corriente, no mayor a valor nominal.


4. SISTEMA DE CONTROL DE COMBUSTIBLE Y SUS COMPONENTES


5.a) SISTEMA DE CONTROL TRADICIONAL

Los quemadores usados en calderas industriales operan con un sistema mecĂĄnico de levas y varillas, sincronizados entre sĂ­ con el ingreso de aire y el combustible.


5.c) SISTEMA DE CONTROL DE COMBUSTIBLES ACTUALES

-Con actuales sistemas control, se busca: i)Un control de reducciรณn de consumo del combustible.

ii)Control automรกtica y monitoreo continuo. iii)Disminuir emisiones de gases contaminantes, perjudicial al medio ambiente.

de


5.d) COMPONENTES DE LOS ACTUALES SISTEMAS DE CONTROL DE COMBUSTIBLES

SENSOR DE OXIGENO Monitorea en tiempo real emisiones de gases; y realiza una micro correcciรณn dentro de la curva de operaciรณn de la caldera. SERVO MOTORES Se acoplan directamente a vรกlvulas de aire y a la de gas, eliminando las varillas que se afloja y desajustan, alterando la calibraciรณn inicial de la caldera.


Controla relación aire/combustible con monitoreo de actuadores y sensor de oxígeno, controla también flujos hacia el quemador para mantener la más óptima combustión, monitorea en línea e indica en el visualizador el estado actual del equipo.


5. OPERACIร“N Y FUNCIONAMIENTO DE CALDERAS - Funcionamiento y aplicaciones - Componentes de una Caldera - Rutina de Operaciรณn - Soluciรณn a problemas de Operaciรณn


3.a) FUNCIONAMIENTO Y APLICACIONES

- Las calderas son recipientes que trabajan a presión por medio de transferencia de calor constante, en la cual el líquido calienta y cambia de estado, produciendo vapor a altas presiones. - El vapor producido será posteriormente utilizado en diferentes procesos de una industria, tales como aportación de calor en procesos o movimiento de máquinas.


3.b) COMPONENTES DE UNA CALDERA


- HOGAR Parte de la caldera donde se realiza la combusti贸n. - ANILLO Muro de material refractario, evita radiaci贸n al quemador y da forma a la llama. -QUEMADOR Da adecuadas proporciones de aire y combustible para la 贸ptima combusti贸n.


- VENTILADOR Unidad que provee aire en volumen y presiรณn adecuada. - BOMBA DE COMBUSTIBLE Provee presiรณn necesaria para llevar combustible a boquillas del quemador. - CHIMENEA Conducto destinado a evacuar gases de combustiรณn, a una altura suficiente para evitar molestias.


PURGAS, - Se deberán realizar de manera periódica en calderas y en Tanque de condensado: En la Caldera. - Abrir las válvulas de purga de fondo completamente y cerrar, luego repetir la operación. - Abrir la válvula de purga de superficie completamente y cerrar, luego repetir la operación.

En el Tanque de condensado - Abrir y cerrar válvulas - Abrir la válvula de purga de fondo completamente y cerrar.


- LA CALDERA NO RECUPERA NIVEL DE AGUA •El nivel da agua disminuye y no se recupera, llegando casi al mínimo. •Bomba de agua que alimenta a caldera trabaja, pero no llena nivel. Posibles causas a resolver: •Tanque de recuperación de condensado caliente, purgar tanque y compensar con agua fría. •Revisar sistema de trampeo, retorna mucho vapor. •Impelente de bomba desgastado.


- NO FUNCIONA EL CONTROL MODUTROL No hay movimiento del modulador a las palancas que regulan el damper.

Causas a resolver: •Interruptor alto y bajo fuego en posición inadecuada •Sistema de palancas pegadas. •Modutrol no va a bajo fuego contactos no se abren. •Conexión eléctrica suelta.

porque

los


6. GESTION DE MANTENIMIENTO PARA CALDERAS: TIPOS Y FRECUENCIAS


Para atender oportunamente a una Caldera, se deben de considerar casi todos los tipos decir: - Mantenimiento Autรณnomo. - Mantenimiento Preventivo.

- Mantenimiento Predictivo.


6.a) Mantenimiento Autรณnomo Donde todas las tareas programadas de mantenimiento son atendidas por el propio operador. Son tareas bรกsicamente abocadas a limpieza de equipos, lubricaciรณn, ajustes menores que el operador estรก calificado para realizar.


6.b) Mantenimiento Preventivo Son tareas técnicas programadas con una determinada frecuencia, mecánicas o eléctricas. Se toma como referencias manuales o controles propios detectados por historiales de fallas. Serán controlados con un reporte (OT) para trazabilidad e historial.


6.c) Mantenimiento Predictivo Técnicas y herramientas de monitoreo a equipos en base a variables cuantitativas y cualitativas de control. Permitirán diagnosticar intervenciones oportunas y programadas a equipos antes que se terminen de dañar y provocar parada de línea inesperada.


6.e) Mantenimiento Preventivo Trimestral i)Limpiar tubos de la caldera interiormente, las placas tubulares utilizando cepillo de alambre, debe hacerse al seco sin utilizar sustancias como aceite o agua, usar mascarillas

ii)Sacar tapas de registros y cambiar empaques, limpiando incrustaciones en los contornos.


v)Limpiar célula fotoeléctrica (ojo electrónico) con trapo/paño limpio.

vi)Limpiar con solvente los contactos eléctricos de la caldera. Ajustar conexiones. viii)Revisar empaque de bomba alimentación, reemplazar si es necesario. ix)Limpiar filtro de la bomba de alimentación de agua.


7. NORMAS TECNICAS PERUANAS - NTP - NTP 350.300.2008 - NTP 350.301.2009 - Decreto Supremo 42-F


NORMA TECNICA PERUANA - NTP 350.301.2009 (Estándares de Eficiencia Térmica y Etiquetado) Establece estándares de eficiencia térmica (combustible/vapor) y características de etiquetado, que deberán cumplir las calderas industriales. - Estándar de Eficiencia Térmica. - Características de Etiquetado. - Regulaciones de la Combustión. - Tipos de Combustibles a utilizar.


DECRETO SUPREMO EN SEGURIDAD INDUSTRIAL 42-F (Artículo Sétimo – Referido a Seguridad en Calderas) Reglamento de Seguridad Industrial, contiene conjunto de Normas y disposiciones para salvaguardar integridad de Colaboradores con previsión y eliminación de causas de accidentes. Referidos en: - Título Sétimo – Capítulo I: Registros e Inspección. - Título Sétimo – Capítulo II: Instalación y Control. - Título Sétimo – Capítulo III: Condiciones de trabajo. - Título Sétimo – Capítulo IV: Operación.


Título Sétimo – Capítulo I: Registros e Inspección.  Fabricación bajo código ASME.  Libro de Servicio (bitácora), auditable, consignar su Registro Oficial y todos los eventos de mantenimiento e incidentes.

Título Sétimo – Capítulo II: Instalación y Control.  Elementos requeridos para control: Válvula seguridad, alarma nivel agua, sistemas desagüe, alimentación agua.  Bases y estructuras capaces de soportar esfuerzos, peso total, expansión y pruebas hidrostáticas.


Título Sétimo – Capítulo III: Condiciones de trabajo.  Estarán provistos de aberturas de inspección y de limpieza, para extraer sedimentos.  Elementos de control: Manómetros, reguladores de combustión, termómetros, indicadores de nivel agua. Título Sétimo – Capítulo IV: Operación.  Colaboradores debidamente entrenados y experiencia.  Válvulas de seguridad en buen estado y con pruebas según plan.  No efectuar trabajos de reparación en Calderas y redes cuando esté con presión.  Reducciones de presión y evacuación de agua.

eBook del Curso: Calderas de Vapor  

El líder de Operación y Mantenimiento de Calderas debe describir principales características y técnicas importantes para el manejo en la gen...

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