Calderas Informe Final

PRÁCTICA 3: CALDERAS INFORME

LILIANA PEROSA BELTRÀN. 2053027 LUIS EDUARDO ORTIZ BOHORQUES. 2061889 LAURA XIMENA VELASQUEZ TAMAYO. 2082355

PRESENTADO ING. GUSTAVO GRANADOS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE PROCESOS BUCARAMANGA 2013

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN

Pág. 3

1. OBJETIVOS

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2. MARCO TEÓRICO

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2.1 Partes de la caldera

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2.1.1 Cámara de agua

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2.1.2 Cámara de vapor

5

2.2 Tipos de calderas

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2.2.1 Calderas pirotubulares

6

2.2.2 Calderas acuotubulares

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2.3 Elementos fundamentales para el funcionamiento de una caldera. 2.3.1 Agua

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2.3.2 Combustible

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2.3.3 Energía eléctrica

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3. EQUIPO

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3.1 Sistema de combustión

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3.2 Sistema de agua

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3.3 Lazos de control 3.3.1 lazo de control de nivel

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3.3.2 lazo de control de presión

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3.3.3 lazo de control encendido 4. PROCEDIMIENTO

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4.1 Protocolo de encendido

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4.2 Protocolo de apagado

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5. CUESTIONARIO

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6. PROBLEMAS EN CALDERAS

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7. RESULTADOS

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7.1 Determinación de dureza y PH del agua

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8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

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9. CONCLUSIONES

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10. BIBLIOGRAFÍA

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I INTRODUCCIÓN Las necesidades energéticas de los procesos industriales son cubiertas, en su mayor parte, mediante vapor de agua, este vapor es generado en una máquina denominada caldera; que consiste en un intercambiador de calor que se aprovecha del poder calorífico de un combustible y se transfiere a una sustancia líquida (agua). Estos generadores de vapor industriales se clasifican según la presión de vapor manejada (media, alta y baja presión), tipo de equipo (pirotubulares y acuotubulares), entre otras. Las calderas pueden ser utilizadas para: generación de electricidad, suministro de calor en procesos químicos, calefacción, agua caliente sanitaria y en general en toda aquella industria que necesite energía en grandes cantidades. El objetivo del presente informe es proporcionar argumentos relacionados con la seguridad, aspectos de funcionamiento, características físicas de una de caldera pirotubular de 2 pasos cuyo combustible es el gas natural , con su respectivo protocolo de encendido y apagado, junto con las especificaciones fisicoquímicas de dureza y Ph del agua de suministro a este tipo de generador de vapor. 1. OBJETIVOS 1.1 GENERAL Estudiar y comprender el funcionamiento de una caldera, sus respectivas normas de seguridad y protocolo de encendido y apagado 1.2 ESPECÍFICOS        

Conocer la clasificación y los elementos principales que constituyen una caldera. Realizar la puesta en marcha de la caldera pirotubular. Identificar las partes principales de una caldera, su ubicación y funcionamiento. Establecer las etapas que se llevan a cabo para la puesta en marcha y apagado de la caldera. Identificar y reconocer los sistemas de control que se encuentran acoplados al funcionamiento de este equipo. Conocer las normas de seguridad para la operación de la caldera. Reconocer la importancia del mantenimiento de este equipo para evitar posibles fallas y accidentes. Realizar mediciones de dureza del agua, en diferentes puntos de la caldera.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 2. MARCO TEÓRICO

Las calderas son un caso particular de intercambiadores de calor, en las cuales se produce un cambio de fase. Además, son recipientes a presión, por lo cual son construidas en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas. Una caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería que está diseñado para generar vapor saturado a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia de estado. El calor procedente de cualquier fuente de energía ya sea la combustión de: Un combustible (solido, líquido, gaseoso) o de gases calientes provenientes de otro proceso; se transforma en energía con la cual se calienta un fluido líquido para llevarlo a estado vapor y utilizarlo en otros procesos. Debe recordarse que una caldera de vapor es un recipiente presurizado que contiene agua caliente a temperaturas superiores a los 100°C. Por consiguiente, son necesarios las normativas y equipos de seguridad e inspecciones frecuentes de la caldera que se llevan a cabo para examinar el estado físico de la Caldera. A continuación (figura 1) se muestra el esquema típico de una caldera.

Figura 1. Caldera

2.1 Partes de la caldera Las calderas de vapor, constan básicamente de dos partes principales: 2.1.1 Cámara de agua

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I Es el lugar destinado para el agua en el interior de la caldera. Tiene un nivel superior máximo y uno inferior mínimo los cuales, se fijan en la fabricación. 2.1.2 Cámara de vapor Es el lugar en el interior de la caldera ubicado sobre el nivel superior máximo de agua, destinado para almacenar el vapor generado. En este espacio el vapor debe separarse de las partículas de agua que lleva en suspensión. Adicionalmente las calderas tienen dentro de su configuración gran cantidad de elementos, en cuanto a operación y control, entre los más importantes se encuentran los siguientes. Ver figura 2.

Hogar, cámara de combustión o fogón

Válvula de seguridad

Tubos de intercambio de calor

Suavizador de agua

Quemador

Ventilador

Chimenea

Figura 2. Elementos de una Caldera

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 2.2

Tipos de calderas

Existen numerosos diseños y patentes de fabricación de calderas, cada una de las cuales puede tener características propias. Sin embargo, existen dos grandes grupos en los que la mayoría de calderas pueden ser catalogadas: calderas pirotubulares y acuotubulares. 2.2.1 Calderas pirotubulares Se denominan pirotubulares por ser los gases calientes procedentes de la combustión; los cuales, circulan por el interior de los tubos que constituyen el haz tubular de la caldera y cuyo exterior esta bañado por el agua de la caldera como se muestra de la figura 3

. Figura 3. Caldera pirotubular Es importante saber que los gases de combustión deben enfriarse antes de alcanzar la cámara de inversión como mínimo a 420°C para las calderas de acero normales y a 470°C para las calderas de aleación de acero.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I Ventajas y Desventajas de una caldera pirotubular

VENTAJAS: Menor costo inicial debido a la simplicidad de su diseño. Mayor flexibilidad de operación. Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación. Pequeñas y eficientes.

DESVENTAJAS: Mayor tiempo para subir presión y entrar en funcionamiento. No son empleables para altas presiones.

2.2.2 Calderas acuotubulares Al contrario de lo que ocurre en las pirotubulares, es el agua la que circula por el interior de tubos que conforman un circuito cerrado a través del calderín o calderines 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 sobrecalentador, recalentador, economizador, etc. En la figura 4 se muestra la configuración de una caldera acuotubular.

Figura 4. configuración de una caldera acuotubular.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I Ventajas y Desventajas de una caldera acuotubular

2.3

VENTAJAS:

DESVENTAJAS:

Pueden ser puestas en marcha rápidamente. Trabajan a altas presiones

Mayor tamaño y peso. Mayor costo. Debe ser alimentada con agua de gran pureza.

Elementos fundamentales para el funcionamiento de una caldera

2.3.1 Agua El agua de alimentación a la caldera es comúnmente almacenado en un tanque, con capacidad suficiente para atender la demanda de la caldera, una válvula de control de nivel mantiene el tanque con agua, una bomba de alta presión empuja el agua hacia adentro de la caldera, se emplean bombas de presión debido a que generalmente las calderas operan a presiones mucho más elevadas que las que encontramos en los tanques de agua. La vida útil de una caldera de vapor de agua está asociada directamente con la calidad del agua con la que se alimenta por lo que el agua obtenida de ríos, pozos y lagos, denominada agua bruta, no debe utilizarse directamente en una caldera. El agua para calderas debe ser tratada químicamente mediante procesos de descarbonatación o ablandamiento, o desmineralización total, adicionalmente, según la presión manejada por la caldera, es necesario controlar los sólidos suspendidos, los sólidos disueltos, la dureza, alcalinidad, sílice, material orgánico y los gases disueltos (CO2 y O2); de no llevarse a cabo este tipo de tratamiento, la caldera sufrirá problemas de incrustaciones, sedimentación, desgaste por material particulado, entre otros. Un buen tratamiento de agua es necesario para que una caldera opere de forma segura y confiable. La composición del agua que se alimenta a la caldera debe ser tal que las impurezas presentes en la misma se puedan concentrar un número razonable de 8

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I veces dentro del sistema sin que por ello se superen los límites permitidos por el fabricante. 2.3.2 Combustible 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, es necesario que exista un combustible, un comburente (oxígeno) 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), que es aprovechada en las calderas para evaporar el agua. Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido en gasificadores. Con los combustibles gaseosos el riesgo de explosiones por acumulación de combustible no quemado es grande y por ello mismo es sumamente importante prever las medidas de seguridad adecuadas. Es común utilizar quemadores duales, que permitan el uso de uno u otro combustible. En la figura 5 se muestran los diferentes tipos de combustibles utilizados para la combustión en caldera. COMBUSTIBLES INDUSTRIALES

SÓLIDOS

NATURALES

MADERA, TURBAS, LIGNITOS, HULLAS, ANTRACITA, RESIDUOS VEGETALES

LÍQUIDOS

ARTIFICIALES

COQUES, BRIQUETAS, AGLOMERADOS, CARBÓN VEGETAL

GASEOSOS

DERIVADOS DEL PETROLEO

GAS NATURAL

RESIDUALES

G.L.P.

GASES ARTIFICIALES

Figura 5.Diferentes combustibles para utilizar en calderas. Autor: INSTITUTO DE ENERGIA Y TERMODINAMICA UPB

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 2.3.3 Energía eléctrica Se utiliza para energizar el tablero de control y favorecer el buen funcionamiento de los lazos de control en el proceso. 3. EQUIPO Marca: Colmaquinas Serie: A-2644 Modelo: CH2-30-150 Tipo: Pirotubular Pasos: 2 Quemador: 5GL-G Control de combustión: ON/OFF Combustible: Fuel Oil/Gas natural Generación calorífica: 1’004.250 BTU/h Capacidad: 30 HP Presión de diseño: 150 psi

Figura 6. Caldera del laboratorio de procesos y sus partes. 10

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 3.1 Sistema de Combustión El sistema de manejo de combustible está compuesto por elementos funcionales indispensables para una óptima operación de transporte del combustible a la zona de quema a condiciones especiales de temperatura y presión.

Figura 7. Líneas de gas de alta y baja presión. En el circuito del combustible existe una tubería de presión alta (para la llama principal) y una de presión baja (para la llama piloto). Ver Figura 7. En la figura 8, se observa algunas válvulas de corte presentes en circuito de combustible.

Figura 8. Válvulas de corte de gas.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 3.2 Sistema de agua Tanque de reserva o aprovisionamiento: Se encuentra en la parte superior del laboratorio y suministra el agua necesaria para la caldera. Tanque suavizador: Es el encargado de reducir la dureza del agua (contenido de iones metálicos de Calcio y Magnesio).

Figura 9. Tanque suavizador Tanque de alimentación o de suministro: Permite el almacenamiento del agua de consumo inmediato.

Figura 10. Tanque alimentador Bomba de inyección: Repone el agua consumida manteniendo el nivel requerido por la caldera. Bomba tipo aurora, encargada de transportar el agua desde el tanque de almacenamiento hasta la cámara de agua de la caldera. Es una bomba de baja velocidad y alta presión. Figura 11.

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Figura 11. Bomba tipo aurora Vertedero: Pila que recibe los fluidos o purgas que se realizan al tanque de almacenamiento, caldera y el McDonell. Figura 12.

Figura 12. Vertedero 3.3 Lazos de control. La caldera presente en el laboratorio de la escuela de Ingeniería Química presenta tres lazos de control. 3.3.1 Lazo de control de nivel. El controlador de nivel utilizado es de tipo McDonnell y el elemento final de control es la bomba tipo aurora. Existen dos rangos de trabajo: nivel alto y nivel bajo de agua. Cuando el nivel es alto el controlador envía una señal a la bomba y ésta se apaga, y cuando el nivel es bajo la bomba nuevamente se enciende, y así se cumple el ciclo de la bomba. Siempre el nivel del agua dentro de la caldera debe cubrir completamente los tubos por donde pasan los gases de combustión. En caso de falla, existe un sensor (vástago), que actúa cuando el nivel del agua en la caldera baja hasta el nivel crítico, enviando una señal al controlador principal de la caldera para apagarla inmediatamente (tipo ON/OFF). 13

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Figura 13. Medidor tipo McDonnell

Figura 14. Vástago

3.3.2 Lazo de control de presión. Evita que la caldera alcance niveles de presión muy altos (peligrosos). El controlador de presión marca Honeywell L404 A-1404 es el encargado de controlar el diferencial de presión de la caldera respecto al tiempo. El presóstato cuenta con una ampolla de mercurio que permite medir la presión. La ampolla es calentada con una resistencia eléctrica que hace desplazar el mercurio. Al alcanzar las 100 libras de presión (presión de operación), el movimiento de la ampolla alcanza su punto máximo y la caldera se apaga. Mientras la presión desciende (hay consumo de vapor saturado generado), un resorte actúa elevando la ampolla hasta alcanzar el diferencial (15 psi), en un tiempo aproximado entre 5 y 15 minutos. En el momento en que se ha alcanzado el diferencial (85 psi), el resorte se encuentra elongado y se enciende nuevamente la caldera. Así continua el ciclo de trabajo de la caldera: a 85 psi se enciende y a 100 psi se apaga automáticamente.

Figura 14. Vástago 14

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 3.3.3 Lazo de control de encendido Su propósito es impedir errores de encendido, manteniendo así la seguridad de la operación. Existen dos lazos de control de encendido: Lazo de control de encendido de llama piloto Un sensor eléctrico (fotocelda, Fireye UV2), que detecta si hay llama, manda una señal al controlador principal y éste a su vez envía una señal a la válvula hidromotor para permitir el paso de combustible al quemador y proceder a encender la llama principal.

Figura 15. Sistema para encendido de llama piloto Lazo de control de encendido de llama principal El modulador es el encargado de regular el suministro de la mezcla airecombustible. El damper es manejado mecánicamente por un servomotor, garantizando que la caldera no encienda en una posición distinta a bajo fuego (para evitar explosiones en el encendido por exceso de aire y combustible). Durante el procedimiento de encendido de la cadera el damper se acciona dejando pasar aire a alta velocidad (aproximadamente 20 segundos) para limpiar la cámara de combustión y nuevamente se cierra. Cuando se alcanza la llama piloto, la fotocelda manda una señal a la válvula hidromotor para dejar entrar el combustible al quemador. La válvula es de apertura lenta y cerrado rápido (cerrada en falla), permitiendo el encendido de la caldera. Al mismo tiempo, el servomotor acciona el damper para permitir el acceso del aire, y así comenzar el proceso de combustión. La válvula hidromotor es una válvula de control y a la vez una válvula de seguridad. 15

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Figura 16. Servomotor y Damper

Figura 17. Válvula hidromotor

4. PROCEDIMIENTO 4.1 Protocolo de encendido 1) Garantizar

-Combustible (Presión de Gas o A.C.P:M) -Energía Eléctrica -Agua.

2) Inspección ocular

-Nivel de la caldera. -Nivel en el tanque alimentador. -Válvulas de corte de vapor, agua y gas en posición a que correspondan. -Tacos en posición a que correspondan. -Válvulas aireadoras o desaireadoras según el caso.

3) Purga en frío

-Controlador de nivel de agua. -Cámara de agua. -Tanque de alimentación y apertura de la válvula de corte de agua del tanque alimentador a la bomba de alimentación. Tiempo de duración: 10 segundos cada acción.

4) Apertura de las válvulas de gas -Principal. -Llama piloto. 5) Energía eléctrica

-Totalizados principal. Posición ON. -Totalizador secundario. Posición ON.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I -Breker principal. Posición ON. -Interruptor de maniobra al tablero de control. Posición ON. -Interruptor de maniobra al selector de combustible. Aceite OFF Gas. Según corresponda. -Interruptor de maniobra al control de agua. Manual OFF Automático. Según corresponda. -RESET del controlador FIREYE. -RESET manual del tablero de control. -Interruptor de maniobra al control de quemador. Bomba de Aceite OFF automático según corresponda. 6) Vapor

-Apertura de válvulas desaireadoras. Rango 2550 Psi hasta vapor. -Apertura de válvula principal de corte de vapor al distribuidor.

4.2 Protocolo de apagado 1) Energía eléctrica -Interruptor de maniobra al control de quemador. Bomba de aceite (OFF) automático a posición de apagado (OFF) -Interruptor de maniobra al control de agua. Manual (OFF) automático a posición de apagado (OFF) -interruptor de maniobra al selector de combustible. Aceite (OFF) gas a posición de apagado (OFF) -Interruptor de maniobras al tablero de control a posición de apagado (OFF). -Breker Principal a posición de apagado (OFF). 2) Cierre de válvulas de corte de gas (principal y llama piloto) 3) Cierre de válvula principal de corte de vapor al distribuidor 17

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I

4) Cierre de válvula de corte de agua del tanque alimentador a la bomba de alimentación. 5) Purgas en caliente -Válvula de corte de vapor del controlador de nivel de agua. -Válvula de corte de vapor de la cámara de agua. Tiempo de duración: 10 segundos cada acción.

5. CUESTIONARIO 1) De que está compuesta la resina. De gránulos microporosos, es una resina catiónica que retiene el paso de Ca y Mg. 2) como se regenera la resina Se le realiza un lavado con cloruro de sodio al 10% en contracorriente a la entrada del agua. 3) cada cuanto se realiza el mantenimiento de la resina. Cada 6 meses, o dependiendo de la dureza que muestre el agua que sale del tk suavizador.

6. Para tener en cuenta sobre la importancia de tratar el agua. Problemas en calderas. Incrustación: Los causantes son los depósitos de carbonatos y silicatos de calcio y magnesio (Figura 18) formados debido a una excesiva concentración de estos componentes en las fuentes de agua. El principal problema es el sobrecalentamiento de las piezas metálicas y la deformación de los tubos pantalla provocando fallas. Esto reduce la eficiencia en la transferencia de calor, aumenta la presión del cabezal y el consumo del combustible. Corrosión cáustica: Se refiere a la interacción corrosiva de hidróxido de sodio con un metal, para producir depresiones claras, hemisféricas o elípticas (Figura 20). En general, la superficie metálica alterada tiene un contorno liso y laminado. Dos factores contribuyen a la corrosión cáustica: disponibilidad de hidróxido de sodio y sobreconcentración local en zonas de elevadas cargas térmicas.

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I Corrosión por oxígeno: Es el resultado de la exposición del metal de la caldera al oxígeno disuelto en el agua de alimentación. Éste tipo de corrosión conduce a perforación de la pared del tubo (Figura 19). Estas picaduras se convierten en sitios de concentración de esfuerzos, fomentando de esta manera el desarrollo de grietas por fatiga con corrosión, grietas cáusticas y otras fallas relacionadas con los esfuerzos. Corrosión por bajo pH durante el servicio: Se debe a que la caldera opera fuera de los parámetros normales y recomendados de la química del agua. Siempre que existen condiciones de bajo pH, la delgada capa de óxido magnético se disuelve y el metal es atacado. El resultado es pérdida de metal en bruto. Esta pérdida puede tener contornos lisos y laminados con aspecto semejante al de la corrosión cáustica. Figura 20.

Figura20. Corrosión cáustica en tubería

Figura 18. Incrustaciones en una tubería

Figura 19. Corrosión por oxígeno en tubería

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23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 7. RESULTADOS 7.1 Determinación dureza y ph del agua. PROCEDIMIENTO Tabla 1. Test de Dureza total y determinación de PH. Procedimiento. MUESTRA OBSERVACIÓN IMAGEN Se toma 5 ml de agua del tanque o del punto de muestra a analizar, se añaden 3 gotas del indicador negro de eriocromo. La muestra toma una coloración roja.

Tanque almacenamiento Tanque alimentador Tanque suavizador

A la muestra anterior se le añaden gotas de EDTA por medio de una con la pipeta. Hasta que la muestra tome una coloración verde.

Se lee en la pipeta la cantidad de reactivo EDTA agregado, y esto determina la dureza de la muestra.

Lectura del PH. Se sumerge el Phchimetro en la muestra y se procede a leer el valor. Fuente: Autores 20

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I

Para conocer las características del agua alimentada a la caldera, se realizó la toma de muestras para determinar Dureza y PH, en diferentes puntos. Tabla 2. Dureza y PH del agua de la caldera. PUNTO DE MUESTRA

PARÁMETRO

TK ALMACENAMIENTO

TK ALIMENTADOR

PURGA

60

50

20

6,94

7,35

8,73

DUREZA[mg/L de CaCO3] PH

Fuente: Autores En la tabla 2. Se observa una alta dureza, debido a esto se decidió comparar con los datos de Dureza y PH que debe tener una caldera para su correcto funcionamiento. Tabla 3. Rango normal de los parámetros del agua de calderas PARAMETRO

RANGO NORMAL

DUREZA[mg/L de CaCO3] PH

0-5 10,5-11,2

Fuente: Colmaquinas S.A. Tabla 4. Dureza y PH del agua de la caldera.

LECTURA

#1

#2

PARAMETRO DUREZA[mg/L de CaCO3] PH DUREZA[mg/L de CaCO3]

TK ALMACENAMIENTO

PUNTO DE MUESTRA TOPE DEL TK TK SUAVIZADOR ALIMENTADOR

PURGA

59

55

47

16

6,94

7

7,35

8,73

59

55

50

15

Fuente: Autores

21

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 8. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Cabe aclarar que los datos de la Tabla 3, son los establecidos para el agua de purga, es decir a la salida de la caldera. Sin embargo se observó una diferencia grande entre los datos lo cual indicaba el funcionamiento incorrecto de la resina. Se supone que al pasar el agua por la resina de intercambio iónico la dureza del agua en el tk alimentador debería ser cero, ya que la función de la resina es retirar todas las trazas de iones calcio y magnesio. Debido a estos inusuales resultados de los parámetros se decidió informar al personal encargado de la operación de la caldera y ellos procedieron hacer nuevas tomas de muestras. Tabla 4. Era de esperarse que el agua proveniente del acueducto mostrara una alta dureza ya que a esta se le retirara cierta cantidad de dureza hasta unas condiciones óptimas para consumo humano, por esto el agua a utilizar en la caldera se le retira la mayor cantidad posible de trazas de iones calcio (Ca2+) e iones magnesio (Mg2+) (iones de dureza). La dureza de un agua está condicionada por su contenido en sales de los metales alcalinotérreos calcio, magnesio, estroncio y bario (formadores de dureza). Debido a esto el agua se somete a un tratamiento que es el paso de esta por la resina de intercambio que como hemos mencionado baja la dureza del agua para que cumpla con los parámetros establecidos para poder suministrarla a la caldera y evitar problemas de incrustaciones y corrosión. A la salida en las purgas la dureza debe ser baja ya que en la cámara de agua que se encuentra dentro de la caldera también se le suministran ciertos agentes, los cuales contribuyen en la disminución de la dureza. Pero como observamos en la tabla 4, algo estaba sucediendo y se plantearon las siguientes razones para explicar lo ocurrido: 1) El mantenimiento que le habían realizado a la caldera no había sido bien ejecutado. 2) Parámetros mal obtenidos debido a que el kit de dureza podría estar vencido. (para los datos de la tabla 2). 3) Mala toma de las muestras. 4) Problemas en la resina y por lo tanto su mal funcionamiento. También se observó que el agua que salía del tanque alimentador presentaba una coloración oscura y esto nos llevó a determinar que el problema podría estar en

22

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I dicho tanque, se procedió a llenar y vaciar el tanque alimentador aproximadamente 5 veces y se obtuvieron los siguientes datos. Tabla 5. Tabla 5. Dureza y PH del agua de la caldera, después de vaciar el tanque alimentador. LECTURA

PARÁMETRO

#1

DUREZA[mg/L de CaCO3] DUREZA[mg/L de CaCO3] PH

#2

PUNTO DE MUESTRA TK ALMACENAMIENTO TK ALIMENTADOR 59 0 59 0

PURGA 11 10 9

Fuente: Autores Para la toma de la información reportada en la tabla 4 y 5 se contó con un kit nuevo de dureza y tras la limpieza del tanque alimentador, se concluyó que la resina esta en realizando un buen trabajo ya que la dureza a la salida de dicho tanque ya era cero, y que el problema pudo presentarse debido a que cuando realizaron el mantenimiento de la caldera que había sido hace una semana no habían limpiado correctamente el tanque alimentador. El PH se determinó por medio de una cinta de ph y se informó su resultado a la persona encargada de la operación de la caldera para su debido ajuste. Que debería ser PH 10,5-11,2. Se puede resaltar que gracias a esta práctica pudimos analizar los resultados obtenidos y así dar un reporte de alarma al personal encargado de laboratorio ya que identificamos y logramos reparar la falla de dureza del agua que se alimenta a la caldera. 9. CONCLUSIONES  

 

Resaltar que el correcto funcionamiento de una caldera depende del tratamiento previo del agua. El realizar un correcto protocolo de encendido y apagado nos permite que la caldera realice un buen trabajo, e igualmente se contribuye a alargar la vida útil de la caldera. Reconocer los diferentes tipos de control y su funcionamiento, nos llevan a dimensionar la importancia de estos en la seguridad industrial. El vapor que se genera en las calderas es muy utilizado en diferentes actividades en la industria, en el laboratorios vimos que es útil para el funcionamiento de los equipos que permiten realizar las prácticas de laboratorio. 23

23234 Laboratorio de Procesos 2013-I 





Realizar mantenimiento periódicamente a la caldera es muy importante para la seguridad de las personas y los lugares que tienen relación con esta. Es importante evaluar y verificar que las propiedades del agua de alimentación a la caldera, como la dureza y el pH estén dentro de los requerimientos establecidos, garantizando el buen desempeño de la caldera y así evitar daños como la corrosión, incrustaciones, entre otros. Debido a la aplicabilidad y a la importancia que representa el uso del vapor saturado en el desarrollo de la industria, el conocimiento adquirido durante la realización de esta práctica con respecto a las calderas ha sido un gran aporte para nuestra formación como ingenieros.

10. BIBLIOGRAFIA  

 

Manual de Operación de calderas. Disponible en: http://www.colmaquinas.com/disenoyfab.html [05-07-13]. Instituto de Ingeniería Aplicada (IDIA). Manual de operación de calderas. Disponible en: http://www.idia.org.pe/web/articulos/Manual_Operacion_Calderas.pdf [04-07-13]. Calderas: Generalidades [en línea]. Disponible en: http://www.corporacionambientalempresarial.org.co/documentos/496_Prese ntacion_fuentes_fijas_calderas.pdf [04-07-13]. INSTITUTO DE ENERGIA Y TERMODINAMICA UPB, Calderas. OELKER, Arnulfo, Articulo Técnico: Tratamiento de agua para calderas, Santiago de Chile. CALDERAS CONTINENTAL LTDA, Manual de Capacitación, 12 de diciembre de 2006. Bogotá.

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