Introduccion




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VAPENSA

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Email. Vapensa@sol.racsa.co.cr San Josè, Costa Rica.


PLANTAS DE PRODUCCION DE VAPOR

INTRODUCCION

INTRODUCCION


PROPOSITO

Se publica el presente manual para que sirva de información y guía a las personas responsables de la operación y mantenimiento de plantas y red de distribución de Vapor. En este manual se exponen los métodos de operación más adecuados para cada tipo de máquina y se establece un sistema completo de mantenimiento preventivo, inspección y servicio. También se indican las averías más comunes y la forma de subsanarlas.

Los métodos y normas de trabajo aquí expuestos son suficientemente adaptables para que puedan ser usados con equipos de cualquier marca de fábrica (EN CUALQUIER CASO SE RECOMIENDA USAR EL PRESENTE MANUAL CONJUNTAMENTE CON LAS INSTRUCCIONES DEL FABRICANTE DE CADA EQUIPO).
MANTENIMIENTO PREVENTIVO:

El mantenimiento preventivo es la inspección sistemática y periódi­ca que requiere todo equipo para mantenerse en condiciones apropiadas de funcionamiento. Esto significa reparar las máquinas antes que fallen y mantenerlas en condiciones óptimas para su operación El costo de operación de un equipo bien mantenido es siempre más bajo que el costo de un equipo con mantenimiento deficiente. Además el mantenimiento preventivo adecuado resulta en mejores condiciones de trabajo y mejor moral del trabajador.


CUIDADO BASICO DEL EQUIPO
El mantenimiento de todo equipo requiere ciertas operaciones bási­cas. Estas operaciones efectuadas en forma rutinaria aseguran la detección de cualquier problema o falta incipiente y contribuye a prolongar la vida del equipo. Los pasos más importantes son los siguientes:


a) Observación de la operación normal. Para esto se requiere la colaboración del operario de los equipos tanto como del personal de mantenimiento. Cada máquina tiene un sonido particu­lar y normal de operación. Cualquier cambio aparente en este sonido demanda la inmediata atención del supervisor. Una avería puede estar próxima a ocurrir y la atención inmediata puede ahorrar cuantiosos gastos en reparación de fallas mayores.

b) Pruebas periódicas. La prueba de operación es un paso básico en el mantenimiento preventivo. Un problema puede ser descubierto antes de una falla completa usando este procedimiento. Además nos permite determinar si el equipo es o no capaz de traba­jar a carga máxima.

c) Inspección: La inspección contínua por parte del personal o del inspector de mantenimiento, es una necesidad básica para el buen mantenimiento. En algunos casos será necesario desarmar parcial o totalmente un equipo a fin de determinar con exactitud el estado físico de sus componentes.

d) Lubricación: La importancia de la lubricación es evidente. Pero debe tenerse cuidado de que sea efectuada en forma adecuada con el lubricante correcto. Finalmente debe tenerse en cuenta una sobre-lubricación puede ser más dañina que una lubricación deficiente.
PLANTA DE PRODUCCION DE VAPOR
La función primordial de una planta de vapor es la de producir en forma económica el calor y la energía requeridos en una instalación.

El elemento básico de una planta de producción de vapor es la calde­ra, la cual transforma el agua de su estado natural a vapor utilizando el calor suministrado por un combustible.


TIPOS DE CALDERA
Existen en general pocos tipos fundamentales de caldera pero en ca­da tipo existe una gran diversidad de modelos. Esto hace difícil una clasifi­cación sencilla. Algunos de los métodos de clasificación son las siguientes:

1) De acuerdo al uso estacionarias, portátiles, locomotivas y marinas.
2) De acuerdo a la posición de los gases y el agua: de tubos de agua y de tubos de fuego.
3) De acuerdo ala posición de los ejes principales: horizontales, incli­nadas y verticales.
Para nuestro propósito aceptaremos la clasificación de acuerdo a la posición relativa del agua y los gases ya que es la que más se adapta a nuestras condiciones.

El tipo de caldera más usado en nuestras plantas industriales es de tubos de fuego, esto se debe a que no se requiere gran capacidad generado­ra o grandes presiones que justifiquen la utilización de otro tipo.

En adelante la mayor parte de las consideraciones expuestas se refe­rirán a calderas de tubos de fuego.
DEFINICIONES

Composición de combustibles

Los combustibles más comunes utilizados en las calderas de las industrias son hidrocarburos, es decir, compuestos químicos de hidrógeno y carbono.

Los combustibles son en general sustancias complejas compuestas de un variado número de productos. El gas-oil por ejemplo tiene mayor núme­ro de compuestos que el gas natural.


Combustión.

La combustión es un proceso en el cual la combinación del combustible con el oxígeno de aire produce calor.

La reacción de combustión es un proceso de oxidación; el carbono del combustible se combina con el oxígeno del aire para formar el gas denominado dióxido de carbono; el hidrógeno se combina con el oxígeno para formar agua.

El aire contiene aproximadamente 21% de oxígeno y 79% de nitrógeno (porcentajes tomados en volumen).

El peso del combustible utilizado más el peso de aire utilizado para la combustión es exactamente igual al peso de los gases de combustión descargados al hogar; el de las cenizas producidas y otros sólidos residuales.

Reacción química de un proceso de combustión.

Existen dos tipos de combustión:

a. Combustión completa es aquella donde cada molécula de carbono se com­bina con una molécula de oxígeno para producir dióxido de carbono (C02) y desprender 14093 BTU*~ por cada libra de combustible quemado.

b. Combustión incompleta: cada molécula de carbono se combina con un átomo de oxígeno para formar monóxido de carbono (CO) y desprender 3940 BTU, por cada libra de combustible quemado. Nótese la menor producción de calor que existe en la combustión incompleta.

c. La combustión del hidrógeno para producir agua, desprende 6957 BTU por cada libra de hidrógeno quemado.
Cantidad de aire requerida para la combustión

La cantidad de oxígeno requerido para la combustión de carbono o hidrógeno es conocido como oxígeno teórico y como el oxígeno está contenido en el aire, el aire que suministrará este oxígeno se denomina aire teórico. En la práctica, se requiere un exceso de aire para lograr una combustión completa, el exceso de aire viene determinado por las con­diciones del quemador y del combustible usado.

TRANSFERENCIA DE CALOR

El flujo de calor producido por el combustible y los productos de la com­bustión, puede ocurrir de tres formas:

1) Radiación

2) Convección

3) Conducción

Individualmente o en combinación, estas tres formas son parte de la va­riedad de la transferencia de calor.

Radiación

Es la transferencia directa de calor en forma de energía radiante del combustible incandescente o la llama luminosa y los refractarios del horno a los tubos o la carcaza de la caldera.

La absorción de calor radiante en una caldera es función de la cantidad de superficie expuesta a la llama y los refractarios.

Convección

Es la transferencia de calor a través de un fluido (gas o líquido), causada por el movimiento que continuamente fuerza a las partículas calientes a reemplazar a las partículas ya frías en contacto con la superficie o áreas de absorción de calor. La convección natural o libre es causada únicamente por diferencias

de densidad debido a las diferencias de temperaturas ambientales. La convección forzada se provoca por fuerza mecánica como ventila­dores de tipo forzado aplicados para impartir mayor movimiento al fluido lo cual se traduce aumentando la transferencia de calor.

Conducción

Es la transferencia de calor de una parte a otra de un mismo cuerpo o entre dos cuerpos que están en contacto físico.
Factores que afectan la transferencia de calor

La transferencia de calor está sujeta a variaciones según los siguientes factores:


  1. La temperatura de la llama o de los productos de la combustión. A ma­yor temperatura de la llama mayor transferencia de calor.




  1. La turbulencia o impacto de los gases calientes sobre las superficies que separan el agua de la zona de calentamiento. A mayor turbulencia mayor transferencia de calor.




  1. Cantidad de escoria, cenizas flotantes o acumulación de hollín en el lado de la llama. A mayor acumulación de escoria y ceniza menor transferencia de calor.




  1. Conductividad del metal. A mayor conductividad del metal mayor trans­ferencia de calor.




  1. Depósito o precipitaciones en el lado del agua. A mayores depósitos e incrustaciones, menor transferencia de calor.




  1. Turbulencia y movimiento del vapor de agua. A mayor turbulencia ma­yor transferencia de calor.


COMPONENTES DE UNA CALDERA
Hogar: Parte de la caldera donde se realiza la combustión.

Anillo: Muro de material refractario, que tiene la función especifica de evitar la radiación al quemador y darle forma a la llama.

Cuerpo: (Shell). Compuesto de un cilindro de acero herméticamente cerrado expuesto a la acción de los gases y cuyos elementos principales son:
Cámara de agua
Cámara de vapor
Superficie de calefacción
Superficie de vaporización
Cámara de agua: Espacio ocupado por el agua hasta el nivel de trabajo, teniendo un volumen de alimentación dado por los niveles máximo y mínimo de operación.

Cámara de vapor: Espacio ocupado por el vapor. Se aumenta éste en oca­siones por medio de un domo o cúpula llamado también colector de vapor.

Superficie de calefacción: Aquellas áreas que se encuentran por un lado en contacto con el agua y por el otro con los gases de la combustión (superficies exteriores e interiores de los tubos).

Superficie de vaporización: Es la que separa en cualquier instante el espacio ocupado por el agua del ocupado por el vapor.
Conducto de humos: Todos aquellos elementos que conducen los productos de la combustión desde el hogar hasta la base de la chimenea.
Tiro: Depresión que contribuye al paso de los gases a través de la caldera, puede ser natural, producido por
la chimenea y el artificial producido por medios mecánicos, que a su vez se subdivide en tiro forzado ( con sopladores) y tiro inducido (con aspiradores).
Chimenea: Conducto destinado a evacuar los productos de la combustión a la atmósfera a una altura suficiente para evitar molestias.
Conjunto del quemador: Las partes esenciales de un quemador son las siguientes:
a) Ventilador: Unidad que provee aire en el volumen y la presión adecua da para la combustión.

b) Compresor: Provee aire a mayor presión para atomizar el combus­tible ( gas-oil).

C) Sistema de ignición: Por medio de un transformador de alto voltaje produce la chispa en los electrodos para iniciar la combustión.

d) Control de llama: Una célula fotoeléctrica detecta la existencia de la llama y en su defecto corta el combustible y apaga la caldera.

e) Bomba de combustible: Provee la presión necesaria para llevar el combustible (gas-oil) hasta las boquillas del quemador.

Al poner la caldera en funcionamiento por primera vez, el ajuste correcto de la combustión debe hacerse basado en análisis de los gases de escape y la medición del tiro a través de la caldera.

No es recomendable ninguna modificación de esta calibración ya que cual­quier desajuste sólo se traducirá en una reducción de la eficiencia de la com­bustión.
Control de la combustión.

La combustión se controla mediante el análisis periódico de los gases de escape.

El análisis ordinario de gases da las proporciones en volumen de Bióxido de carbono (C02), Monóxido de carbono (CO) y oxígeno ( 02), el nitrógeno se determina restando la suma de los tres anteriores de 100, con lo que se pue­de controlar una buena combustión.
Un analizador digital de gases se muestra en la siguiente figura. Varios tipos similares existen en el mercado, al familiarizarse con uno de ellos, es muy sencillo trabajar con cualquiera de los restantes. Para el uso de los mismos siga la instrucciones del distribuidor, o fabricante.

La presencia de CO en el análisis de los gases de combustión es indicati­va de que la combustión es incompleta lo cual indica que es necesario suministrar más aire a la llama.

En ausencia de analizadores de gases, es indicativo de la eficiencia de la combustión, el color de la llama. A mayor temperatura en el hogar corresponde una mayor eficiencia.

Blanco brillante.....................-1426 ° C

Blanco...................................- 1200° C

Naranja claro........................ - 936° C

Rojo cereza brillante............ - 760° C

Rojo cereza opaco.................- 622° C

Rojo oscuro...........................- 583° C

Rojo opaco............................- 436° C
Control de encendido por presión de aire

Está formado fundamentalmente por un interruptor ajustable de mercurio activado en este caso por la presión del aire de combustión, y de igual forma en caso de falla de presión interrumpe la operación de la caldera.




Regulador de presión de vapor

Es un interruptor ajustable de mercurio activado por la presión de vapor de la caldera y ajustado a la presión de trabajo. Consiste de un resorte de tensión ajustable, accionado por la presión de vapor, la cual al llegar a su punto de trabajo obliga al resorte a contraerse, movimiento que se trasmite por medio mecánico (una palanca), o un interruptor de mercurio que da señal de apagado o encendido para la caldera.
Control de la llama
Se efectúa por medio de un controlador de presión (presuretrol) el que controla el suministro de combustible y aire al quemador. El controlador de pre­sión activa un motor eléctrico reversible que acciona la válvula de regulación de combustible y la entrada de aire.

Existe un control adicional de seguridad mediante una célula fotoeléctrica, la cual en caso de falla corta el suministro de combustible.

El lente de la fotocélula debe mantenerse limpio ya que la formación de hollín o polvo producirá una falsa información a la misma con la consiguiente i­nestabilidad de operación.
DISPOSITlVOS DE SEGURIDAD DE LA CALDERA
Toda caldera de vapor debe estar provista por lo menos de una válvula automática de seguridad cuya misión es evitar que la presión sobrepase el nivel normal de trabajo establecido.
Válvula de seguridad

La válvula de seguridad tendrá capacidad para desahogar todo el vapor que pueda ser generado por la caldera, sin que la presión aumente más de 6% sobre la presión máxima admisible de trabajo. No deberá
existir entre la válvula de seguridad y la caldera, ningún tipo de estrangulamiento.

La descarga de la válvula debe hacerse libremente a la atmósfera con el menor estrangulamiento posible.

Cuando hay dos válvulas de seguridad, la segunda se regulará a una pre­sión máxima de 3% más alta que la primera válvula y solo entra en acción cuando la primera válvula no libera la presión acumulada a una velocidad tal que evite la elevación de la presión.

Estos mecanismos de seguridad deben ser controlados por lo menos dos veces por semana mientras la caldera está en acción. La válvula puede ser accionada manualmente para comprobar su funcionamiento.

V
ALVULA DE SEGURIDAD

Indicador de nivel:

Toda caldera debe estar provista de por lo menos dos aparatos independientes que permitan conocer el nivel del agua, uno de ellos de cristal indica­dor y el otro pueden ser las válvulas de prueba.

El cristal consiste generalmente de un tubo de vidrio resistente, con ambos extremos conectados al interior de la caldera, de tal manera que el nivel del agua en el tubo es representativo del nivel del agua en la caldera.

La oscilación del nivel del agua alrededor de su nivel de trabajo es característica de la operación normal del nivel. Si el nivel no oscila esto indica que las conexiones están obstruidas.

De estas consideraciones se desprende la importancia de mantener el ni­vel y sus conexiones libres de sedimentos e incrustaciones que perturben el libre flujo del agua produciendo indicaciones erróneas del nivel del agua en la caldera.


Manómetros

Son los aparatos destinados a medir la presión de la caldera sobre el ni­vel de la presión atmósferica. Normalmente se usan manómetros con tubo de Bourdon. La presión actúa sobre el tubo y tiende a enderezarlo, éste movi­miento se usa para accionar el sistema de levas que acciona el indicador.

Los manómetros han de instalarse de manera que se hallen aislados del calor radiante y en sitio visible. El tubo de conexión estará fijado directamente a la cámara de vapor debiendo ir provisto de un sifón para que el agua con­densada en el sifón sea la que actúe sobre el aparato evitando el rápido deterioro del mismo por la acción directa del vapor.

En la escala del aparato debe destacarse la presión máxima de trabajo, siendo la capacidad del mismo no menor de 5 atmósferas (75 lbB/pul2) más que la presión de trabajo.

MANÓMETRO

Apa ratos de alarma
La mayor de las calderas modernas están equipadas con diversos apa­ratos de alarma. La alarma funciona cuando el nivel del agua está demasiado bajo, para llamar la atención del operador que deberá rectificar la condición de funcionamiento. Se encuentran entre éstos los silbatos, que pueden ser instalados directamente sobre la caldera o la columna hidrométrica y los tapones fusibles.

Los tapones fusibles consisten de un tapón de cobre perforado y sellado con una aleación de bajo punto de fusión, enroscado en las paredes de la cal­dera con el objeto de facilitar su reemplazo.

Los tapones se instalan con su centro 4 cm, por arriba de la última hilera de tubos de fuego, de manera que durante un descenso anormal del nivel de agua el vapor funde el metal de sello y el escape de vapor advierte al operario.

Existe también otro aparato de alarma llamado Ruptor de Vacío, que es un dispositivo que permite la entrada de aire a la caldera durante el vacia­do de la misma para evitar su aplastamiento.

SISTEMA DE ALIMENTACION DE AGUA
Se encarga de reemplazar el agua que se vaporiza en la caldera, mante­niendo de esta forma un nivel adecuado de operación. El sistema más utilizado es el de bomba centrífuga (calderas de baja presión) o bomba de pistón de desplazamiento positivo (calderas de mediana y alta presión). Modernamente es­tán siendo utilizadas las bombas de presión regenerativa.

Debe existir dos sistemas independientes de agua de alimentación cada uno de capacidad 2 veces la de la caldera.

El funcionamiento del sistema de alimentación está controlado por los re­guladores automáticos de nivel, entre los cuales los más utilizados son el tipo flotante y el tipo de electrodos.
En el tipo flotante, cuando el nivel es bajo acciona un interruptor de mer­curio se pone en funcionamiento la bomba de alimentación, en caso de que el nivel de agua no se recupere sino que siga bajando, el flotador acciona un se­gundo interruptor para apagar la caldera por bajo nivel.

En el sistema de electrodos, éstos funcionan como interruptores de alto y bajo nivel, accionando la bomba de alimentación cuando sea necesario.
TANQUE DE CONDENSADO.
Se encarga de la recolección del agua formada por la condensación del vapor, que retorna de las líneas y equipos, para de esta forma ser reinyectada a la caldera por medio de la bomba de alimentación.
La finalidad de utilizar condensado es reducir el consumo de agua tratada y el consumo de energía. En algunas oportunidades algo de vapor no llega a condensarse, si éste llegase a la bomba de alimentación originarría problemas de bloqueo (el aumento de presión a la salida de la bomba hace desintegrar las burbujas de vapor con explosiones contínuas que producen perforaciones so­bre las superficies metálicas); la forma de evitar la llegada de vapor a la bomba es intercalando un tanque de enfriamiento que produce la condensación de vapor obteniendo también de esta forma una disminución de la temperatura hasta la temperatura recomendada aproximadamente de 900C (l92° F). La lle­gada de vapor al tanque de condensado se evita manteniendo las trampas de vapor en buen estado.

Al tanque de condensado llega también una tubería de suministro de agua fría, con el fin de reponer las pérdidas de agua en el caso de que sea necesa­rio. Esta alimentación de agua fría no debe utilizarse para disminuir la tem­peratura del condensado ya que esto representa una pérdida económica para la Empresa.
OTROS ACCESORIOS
PUERTA Y TAPONES DE INSPECION Y LIMPIEZA
Boca de visita:

La boca de visita es una abertura practicada en la caldera para facilitar las tareas de inspección o de limpieza interna. La tapa está construida de mayor diámetro que la entrada, y es instalada en el interior de la caldera, de manera que la presión del vapor favorece el cierre hermético sin necesidad de hacer grandes esfuerzos sobre los tornillos de cierre.
Tapones de limpieza (tortugas):

Los tapones de limpieza son orificios más pequeños ubicados en las proximidades de los lugares inaccesibles de la caldera, donde se acumulan los sólidos con el fin de poder retirarlos a mano. Las tapas de cierre de estos orificios se basan en el mismo principio de los anteriores.
DISPOSICION DE TOMAS DE VAPOR Y DE PURGA
Toda caldera de vapor, debe estar provista de una válvula de cierre que permita aislarla de la tubería de salida de vapor, la cual debe estar colocada lo más cerca posible del cuerpo de la caldera ( max. 25 cm.).

También es necesario eliminar periódicamente los sólidos en suspensión en el agua de la caldera, para evitar que su concentración alcance niveles muy elevados para el funcionamiento correcto de la unidad. Para dicho efecto se permite la salida periódica del agua de la caldera, operación que recibe el nombre de purga.

Las purgas de fondo deben estar ubicadas en la parte más baja de la cal­dera, en sitios de fácil acceso.

Se dispone, para la purga de fondo, de una válvula de cierre lento y otra de cierre rápido, colocadas en serie y lo más próximas al cuerpo de la cal­dera como sea posible, en calderas de más de 100 HP se debe colocar una 3a. válvula. Para la purga de superficie del flotante y del cristal de nivel se dis­pone de una válvula

de compuerta.

Se procurará instalar por separado todas las tuberías de purga, evitando en lo posible las curvas y formación de sifones, obteniendo en los tramos ho­rizontales una pendiente mínima de 2% hacia la descarga.

Estas tuberías deben descargar, a través de una tanquilla de purga, a la red de drenaje. tratando de ubicar el tanque o tanquilla de purga fuera de la sala de calderas. Deben tomarse medidas de seguridad pertinentes para evi­tar posibles accidentes por roturas de tuberías, instalando canales tapados con rejas, no empotrando las tuberías en concreto, no descansando las tuberías en el piso del canal, e instalando tubería de ventilación a la tanquilla o tanque.

Dicha tanquilla deberá estar provista de un amortiguador de agua para evitar ruidos y disipar la fuerza de vapor.

Las conexiones desde el cuerpo de la caldera hasta la primera válvula de purga de cierre rápido, deben ser de acero negro sin costura extra pesado Para 300 lbs., de presión y las tuberías desde la válvula rápida hasta el tanque de purga deberán ser de acero negro sin costura del peso normal hasta una presión de vapor de 150 lbs. /pulg2. Todas las conexiones y accesorios para di­cha tubería después de la válvula rápida serán de la clase arriba descrita.


OPERACION DE CALDERAS

La operación de la Caldera está a cargo del operador debidamente super­visado por el adjunto técnico al Jefe de Mantenimiento.


PROCEDIMIENTO PARA PUESTA EN MARCHA DE LA CALDERA
a. Verifíquese, si las siguientes válvulas están cerradas:


Función

1. Purga defondo

2 Purga de fondo

3 Purga de fondo

5 Purga de columna de agua

13 Alimentación de agua de inyector

14 Entrada de vapor al inyector

15 Entrada de agua al inyector (desde el tanque elevado

y de la red).
b. Verifique que las siguientes válvulas están abiertas:
Función


  1. Purga alta de la columna de agua

  1. Entrada de agua al tanque de alimentación de la caldera

  2. Entrada de agua a la caldera a través de la bomba de alimentación


c. Revise el nivel de agua de la caldera, abriendo completamente y luego volviendo a cerrar las siguientes válvulas
Función
6 Purga de limpieza del vidrio del nivel

7 Purga baja de la columna de nivel de agua

8 Purga media de la columna de nivel de agua

5 Purga de fondo de la columna de agua

d. Comprobar el nivel de condensado en el tanque, limpiando el cristal purgando el tanque con la válvula No 10.
e. Procédase al encendido de la caldera y manténgala durante 10 minutos en fuego bajo, luego párela durante 3 minutos, repítanse estas operaciones hasta obtener 50 libras de presión, momento en el cual se efectuará el procedimiento de purga, luego se dejará funcionando la caldera hasta que llegue a la presión de trabajo. Pase el interruptor a fuego lento.
j. Abra lentamente la válvula principal de salida de vapor (No 11) y luego purgue la línea de vapor (manifold).

P
ower master, cyclo therm, cleaver brooks
PROCEDIMIENTO DE PURGA ( cada 2horas)

Observaciones:

Este intervalo de tiempo puede aumentarse proporcionalmente a medida que la cantidad de sólidos disueltos disminuya, pero esto implica el conocimiento de dicha concentración.
Purga de la caldera.

a. Abrir la válvula de purga de fondo (No 3) completamente
b. Abrir la válvula de purga de fondo (No 1) completamente, cerrar y repetir la operación.

Purga del tanque de condensado
a. Cerrar la válvula ( N° 3)

b.Cerrar la válvula (No 1)

c.Abrir la válvula ( N° 3)

d.Abrir la válvula de purga de fondo (N° 2) completamente

e.Cerrar la válvula (N° 3)

f.Cerrar la válvula (No 2)
Purga de Superficie

Abrir la válvula (N0 4) completamente, inmediatamente vuélvala a cerrar, repítase la operación una vez más.
Purga de la columna de agua

Abrir la válvula de purga de columna de agua (N0 5) completamente, inmediatamente vuélvala a cerrar, repítase la operación una vez más.

RECOMENDACIONES FlNALES DE OPERACION.

a. Todos los días al apagar la caldera, cierre la válvula de salida de vapor (No 11), deje en automático el switch de la bomba de alimentación y pasada la cuchilla principal.


  1. No se permite bajo ningún concepto, fugas de vapor por lla­ves, registros, etc., por lo que hay que corregir estas anormalidades en el menor tiempo posible. En caso de cualquier anormalidad debe reportarla al adjunto técnico o al Jefe de Mantenimiento.




  1. No debe permitir que la caldera tenga aceite en su interior, ya que esto causará el aflojamiento de los tubos de fuego. La presencia de aceite en el cristal del nivel de agua es señal segura de ésta condición, por lo que debe de pararse la caldera, esperar a que se enfríe y vaciarla completamente, después de abrir la llave de purga de aire en la parte superior (en calderas no equipadas con rompedor de vacío) enjuáguese la caldera hasta eliminar el aceite.


a. Debe efectuarse la última purga del día inmediatamente después de apagar la caldera.
RESPONSABILIDAD DEL OPERADOR

1. Chequear el funcionamiento del quemador por medio de la observación de la llama (continuamente)

2. Verificar la presión del combustible (contínuamente)

3. Limpiar los filtros y boquillas cada vez que sea necesario.

4. Inspeccionar las uniones flexibles

5. Inspeccionar ocularmente el funcionamiento del ventilador, mantenerlo completamente limpio y notificar de inmediato cualquier anormalidad que se observe.
6. Constatar diariamente que los controles de nivel funcionan adecuadamente, en caso de falla apagar la caldera y avisar inmediatamente al Jefe de Mantenimiento.


  1. Deberá revisar el sistema de alarma y desconexión por bajo nivel de agua, al menos una vez a la semana en condiciones de trabajo normal. Una forma práctica de chequear este control es suspender la alimentación de agua a la caldera, y dejar que continúe la evaporación, observar cuida­dosamente el cristal que indica el nivel de agua y marcar sobre el prime­ro el punto exacto en el cual la alarma comenzó a sonar y donde fue interrumpido el funcionamiento de la caldera. Esto dará un punto de referencia para chequeos posteriores. Este punto de control debe ser siempre el mismo, en caso de que exista una variación pronunciada, debe revisarse el control y sustituirlo de ser necesario.

8. Debe revisar por lo menos 2 veces cada semana las válvulas de seguridad y asegurarse que están en perfectas condiciones.

9. Debe asegurarse que todos los accesorios están bien lubricados.

10. En general debe verificarse continuamente que el equipo está funcionando en condiciones normales y cualquier anormalidad debe ser notificada in­mediatamente al Jefe de Mantenimiento.

11. Llevar hoja de control de encendido y purga diaria.
MANTENIMIENTO GENERAL DE LA CALDERA
Las operaciones de mantenimiento, (con pocas excepciones) serán efec­tuadas por el Operario Encargado de la caldera en lo que a mecánica se refie­re y por un electricista en la parte eléctrica bajo la supervisión directa del Adjunto técnico y del Jefe de Mantenimiento.

Estas operaciones tal como han sido desarrolladas en el presente manual son aplicables sin mayor modificación a las siguientes marcas de calderas: Columbia, Cyclotherm, Power Master y Cleaver-Brooka. Pueden, además, con pocas modificaciones servir de base para procedimientos similares en otros tipos de calderas.
MANTENIMIENTO DIARIO Y SEMANAL

El mantenimiento diario y semanal es responsabilidad del operador y aparece descrito anteriormente con el título "Responsabilidades del Operador ".
MANTENIMIENTO TRIMESTRAL (Operador de la Caldera y Electricista).

  1. Limpiar loa tubos de la caldera interiormente, así como las placas tubulares utilizando cepillo de alambre. Esta operación debe hacerse en seco sin utilizar substancias tales como aceite o agua. Los operarios deben usar mascarillas.

2. Sacar las tapas de los registros y ponerles empacaduras nuevas eliminando todos los depósitos en las orillas de los mismos. Lubríquense las empacaduras con grafito.

  1. Eliminar los depósitos de lodo e incrustaciones en el interior de la caldera utilizando chorros de agua y medios mecánicos.

4. Si en el interior del cuerpo (shell) existen excesivas incrustaciones hay que atacarlas con un un producto químico adecuado para el tipo de incrus­tación, o quitarlas mediante un procedimiento mecánico.

5. Revisar los refractarios del horno y la tapa trasera y si tienen grietas, taparlas con cemento refractario, eliminando antes el hollín que esté de­positado.

6. Revisar el aislante de la caldera. Reparar cuando sea necesario.

7. Revisar los tubos de la caldera por fugas. En caso de fugas reparar de inmediato o cambiar los tubos.

  1. Examinar el interior de la caldera para determinar acción corrosiva. Chequear, cuerpo, tubos y empalmes.

  1. Abrir la válvula (N0 10) para purgar los depósitos en el tanque de condensado.

  2. Limpiar la turbina de aire del quemador.

  3. Revisar las válvulas de seguridad y sus conexiones.

  4. Limpiar la célula fotoeléctrica (ojo electrónico) con un trapo limpio. Nunca quitar el vidrio de protección.

  5. Limpiar con tetracloruro de carbono u otro solvente adecuado, todos los contactos de los diversos accesorios e1éctricos de la caldera. Elimínense las picaduras con una lima de platinos. Ajústense las conexiones.




  1. Revisar la empaquetadura del eje de la bomba de alimentación de agua, reemplazar en caso necesario.

  2. Lubricar la bomba de alimentación de agua.

  3. Limpiar el filtro de la bomba de agua.

  4. Ver las condiciones de funcionamiento de la válvula de retención de la tu­bería de agua de alimentación, desarmarla para su limpieza y ajuste interior, en caso necesario reemplácense.

  5. Revisar los interruptores de mercurio del flotador de nivel de agua. Si la caldera lleva el sistema de electrodos para nivel de agua, desmontarlos para su limpieza interior.


19. Revisar los interruptores de mercurio del control de presión del modulador.

20. Lubricar las levas del motor del control electrónico si la caldera está equipada con modulador.

21. Lubricar la leva del modulador si va equipada con modulador.

22. Purgar los tanques de combustible accesibles.

23. Revisar la chimenea por fugas y corrosión. Limpiar y pintar si es necesario con pintura resistente al calor.

MANTENIMIENTO TRIMESTRAL DE ACCESORIOS (Operador de la Caldera y electricista).


QUEMADOR

1. Limpieza de boquillas. Debe tomarse especial cuidado cuando se efectúe la limpieza, utilizar un solvente apropiado y tener cuidado de no dañarlas.

2. El conjunto del quemador se debe sacar de la cámara (Plenum) de aire, desarmarlo y limpiarlo perfectamente.

3. Inspeccionar las puntas de los electrodos y ajustarlas de ser necesario, para tal efecto siga las recomendaciones del fabricante.

4. Verifíquense que los terminales de los cables de encendido están suficientemente apretados.
5.Verifíquense la condición de la porcelana de los electrodos, en caso de es­tar dañados, sustituyáse.

6. En las unidades equipadas con encendido a gas, es necesario desarmar el mezclador de gas-aire y limpiar los conductos internos. El taponamiento u obstrucción en la tubería de aire o en el venturi de gas producirá una mezcla demasiado rica para el piloto y un encendido defectuoso o irregular.
BOMBA DE COMBUSTIBLE

1. Desarmar la bomba y verificar las condiciones de los rodamientos. Nor­malmente, aunque el rodamiento parezca estar en buenas condiciones, si su período de vida útil está llegando a su final, es recomendable sustituirlo (síganse las recomendaciones del fabricante para tal fin).

2. Limpiar los impulsores con un solvente adecuado.

3. Lubricar los rodamientos del motor. Sustituirlos en caso de ser necesa­rio, verificar que la intensidad de la corriente no sobrepase el valor nomi­nal (de placa).
VENTILADOR

1. Limpiar la malla de entrada del aire al ventilador

2. Limpiar el rotor del ventilador

3. Inspeccionar si los prisioneros están suficientemente ajustados

4. Verificar si las correas estdn suficientemente ajustadas, Sustituirlas en caso de desgaste avanzado.

5. Engrasar los rodamientos (incluyendo los del motor).

6. Verificar que la intensidad de la corriente del motor no se sobrepase al valor nominal (de placa).

7. Lubricar el motor del ventilador

8. Lubríquense los rodamientos del motor, sustituyanse los que presenten al­gún defecto.

COMPRESOR

1. Limpiar las partes mecánicas.

2. En el caso de compresores reciprocantes verifíquese si los anillos tienen desgaste, de ser necesario sustutuyanse.

3. Lubríquense adecuadamente los rodamientos. Sustituyanse los que presen­ten algún defecto.

4. Verifíquese el buen funcionamiento de las válvulas de admisión y escape; utilícese manómetro para verificar la buena compresión del equipo.

5. Verífiquese si el consumo del motor no sobrepasa la corriente nominal (de placa).
MANTENIMIENTO ANUAL (Operador de la Caldera y Electricista)

Procédase inicialmente a efectuar el mantenimiento trimestral y en adición efectúense las siguientes operaciones:


  1. Limpiar exteriormente la caldera.

  2. Preparar la superficie y pintar donde sea necesario (Pintura recomendada Q-665-V-22 de Sherwin Williams o equivalente. Para aplicación seguir Instrucciones del suplido

  3. Rectificar los asientos de las válvulas defectuosas o en su defecto sustituirlas.

  4. Sacar los tapones de inspección (tortugas) y procédase a limpiar las tuberías accesibles, procurando que las incrustaciones sean eliminadas.

5. Inspecciónese y ajústese al manómetro principal.

6. Cambiar las empacaduras del cristal del nivel.

7. Revisar y ajustar las válvulas de seguridad.

8. Cambiar el tapón fusible.
9. Destapar el tanque de condensado y el tanque de combustible, para efectuar una limpieza interna.

10. Desarmar el sistema de control de nivel, limpiarlo y hacer las reparaciones necesarias. En caso de
que se usen electrodos, verificar su condición, reemplazarlos si es necesario.

11. Efecúese la inspección anual de la caldera conjuntamente con la División de Seguridad Industrial del Ministerio de Trabajo en su jurisdicción.

INSPECCION ANUAL DE CALDERAS. DIVISION DE SEGURIDAD INDUSTRIAL. MINISTERIO DE TRABAJO.

La División de Seguridad Industrial del Ministerio de Trabajo efectúa la inspección rutinaria anual de todas las calderas que poseen certificado de suficien­cia. El Jefe de Mantenimiento debe de ordenar la preparación de la caldera para la prueba hidrostática, una vez que reciba la notificación del Ministerio de Trabajo.

Prueba Hidrostática

La operación de preparación de una caldera es sumamente delicada, la persona encargada de esta tarea, debe ser de reconocida competencia.

Para evitar fugas o filtración de agua durante la prueba hidrostática, deben de asentarase previamente las siguientes válvulas.

a) Válvula principal de vapor

b) Válvula (3) de la columna

c) Válvulas de purga de la columna hidrostática.

d) Válvulas esféricas y de retención de la línea de alimentación de agua.

e) Válvula de la línea de purga o descarga principal.
Así mismo, deben procurarse previamente juntas o empaquetaduras nuevas para la boca de Visita, todos los registros de mano o de lodo, y para el cristal indicador del nivel de agua.

Si la caldera tiene uno o dos tapones fusibles, éstos deben ser cambiados por nuevo: si la caldera es nueva y no tiene más de un mes de haber sido ins­talada éste último requisito no es necesario.
Procedimientos:


  1. Retirar el quemador.

  2. Mientras la caldera tiene presión de vapor, se puede purgar a intervalos para así evacuar la mayor cantidad de depósito de lodo o materiales posible.

3. Abrir la puerta del hogar, así como el registro de tiro (si la caldera está equipada con uno), a fin de que la caldera se enfríe lentamente hasta la temperatura ambiente. Nunca se debe inyectar agua fría con el fin de enfriar rápidamente la caldera.

4. Descargar el agua de la caldera por la línea de purga.

5. Si la caldera es de tipo vertical (tubo de humo), se abrirá la caja de humos para descubrir la. placa superior. Si la caldera es de tipo horizontal tubular de hogar interno, se quitarán las tapas delanteras y traseras para des­cubrir los extremos de los tubos y las placas tubulares.

6. Limpiar el interior de los tubos, usando cepillos de acero de forma espiral, para desprender el hol1ín, también se debe cepillar cuidadosamente las placas tubulares.

7. Abir los accesos a la parte interior de la caldera o sea a la cámara de agua y cámara de vapor. Esos accesos incluyen, la tapa de registro, boca de Visita y todas las tapas de los registros de mano.

8. Limpiar cuidadosamente el interior de la caldera, usando un chorro de a­gua por medio de una manguera para lavar hacia afuera por la línea de purga los depósitos de lodo y acumulaciones de incrustaciones sueltas.

9. Quitar la (s) válvula (s) de seguridad, cerrando el orificio en la caldera con un tapón o una brida ciega. No hay necesidad de quitar la válvula de seguridad si se utiliza mordaza para evitar que la válvula se abra durante la prueba hidrostática. Nunca se debe tratar de utilizar el tornillo de ajute de la válvula de seguridad como mordaza.
10. Preparar una conexión cerca del manómetro de la caldera, donde puede ser colocado el manómetro de prueba. (Manómetro de precición para comprobar la exactitud del manómetro de la caldera).

11. Preparar conecciones para poder colocar la bomba de prueba. La manguera de aspiración puede ser conectada a una toma de agua conveniente, (un tam­bor de agua fría), cerca de la caldera o una conección en la línea de agua que suple el tanque de almacenamiento de la caldera. La manguera de impul­sión o descarga, puede conectar a cualquier conexión donde el agua puede ser inyectada libremente al interior de la caldera.

12. Una vez hecho el reconocimiento interno, se procederá a preparar la caldera para la prueba hidrostática, colocando las tapas de los registros, (con empaquetaduras) e instalando los tapones fusibles nuevos.

13. Durante la prueba hidrostática se mantendrá la presión (presión máxima de trabajo multiplicado por 1.5) durante 30 minutos con mínimo y 60 minutos como máximo. En este lapso de tiempo se descargará la presión a cero y se volverá a aplicar la presión rnáxima de prueba para observar si hay señales de fátiga en la envoltura, placas, etc. También se aplicará la prueba de martillo, mientras la caldera está sometida a presión.

14. Si hay otras calderas funcionando en la misma línea de vapor y hay una fu­ga en la válvula principal de vapor, puede producirse una situación peligrosa si pasa agua de la caldera bajo presión hidrostática a la caldera bajo presión de vapor. En muchos casos, es necesario independizar la calde­ra bajo prueba, utilizando bridas ciegas o tapones ea la línea principal de vapor. También es aconsejable desmontar el control eléctrico de presión durante la prueba, para evitar que éste sea dañado.

15. Terminada a satisfacción la prueba hidrostática, se procederá a preparar la caldera para funcionar a presión de vapor, quitando bridas ciegas, tapo­nes mordazas, etc., y colocando tapas delanteras y traseras, válvula (s) de seguridad, quemador, etc., la (s) válvula(s) de seguridad será (n) probadas para presión de apertura y cierre, y para su capacidad a la prueba acumulativa.
Corrientemente no es necesario remover materiales aislantes o refractarios para el reconocimiento, pero si hay sospechas que éstos esconden un de­fecto o debilidad del material de planchas, placas, tubos, etc., debido a la ve­jez o malas condiciones generales de la caldera y para poder apreciar, la verdadera condición de ésta, remuévase el material aislante, refractario, mampostería o cualquier objeto que obstruya. A veces es
justificable, taladrar un tubo, placa o plancha, para verificar su verdadera condición y fortaleza.

Los datos estampados en el metal de la envoltura, o en el colector de vapor de la caldera de tubos de agua, siempre deben estar visibles y nunca tapados con materiales aislantes o refractarios. También deben ser removidos los tapones de los conductos de la columna hidrométrica y de la línea de alimentación de agua, para verificar que no hay obstrucción en estas líneas.
AVERIAS MAS CORRIENTES EN LAS CALDERAS DE VAPOR Y FORMA DE LOCALIZARLAS


Avería

Posible causa

Solución




a)Fotocelda sucia

a)Limpiar el lente de la fotocélula




b)Control electrónico defectuoso

b)Comprobar conexiones,relés,etc




c)Válvula solenoide desconectada

c)Conectar la válvula solenoide

Se enciende el

piloto pero la

d)Bobina de la válvula solenoide quemada

d) Cambiar bobina a la válvula solenoide

válvula principal

e)No hay combustión

e) Revisar líneas de combustible

de combustible no se abre

f)Modulador no está en la posición de arranque

f) Esperar que llegue a la posición de arranque o revisar conexiones




g)Pirostato defectuoso

g) Revisar y ajustar el pirostato

Avería

Posible causa

Solución


Caldera hecha mucho humo

  1. Falta de aire




  1. Exceso de presión de combustible

  2. Boquillas defectuosas



  1. Entrada de aire incorrecta




  1. Falta de regulación en el damper

  2. Retorno de gasoil

  1. Regular damper, limpiar turbina de aire.

  2. Regular línea de retorno de combustible

  3. Limpiar boquillas, sustituirlas en caso necesario. Usar boquillas de tamaño correcto.

  4. Regular damper, limpiar turbina de aire.

  5. Regularlo


f) Ajustar línea de retorno.









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