Curso Para Operadores de Calderas

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CURSO AVANZADO PARA OPERADORES DE  CALDERAS 

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Secretaria de la Defensa Nacional  Fabrica de Vestuario y Equipo  Octubre 2013

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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN ELEMENTOS DE UNA CALDERA CÁMARA DE AGUA CÁMARA DE VAPOR 

CLASIFICACION DE LAS CALDERAS POR LA DISPOSICIÓN DE LOS FLUIDOS POR SU CONFIGURACIÓN POR EL MECANISMO DE TRANSMISIÓN DE CALOR DOMINANTE POR EL COMBUSTIBLE EMPLEADO POR EL TIRO POR EL MODO DE GOBERNAR LA OPERACIÓN

ELEMENTOS ELEMENTOS Y EQUIPOS EQUIPOS PERIFERICOS PERIFERICOS PARA EL FUNCIONAM FUNCIONAMIENTO IENTO DE UNA UNA CALDERA FUEGO AGUA SUPERFICIE DE INTERCAMBIO DE CALOR 

CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE AGUA (CALDERAS PIROTUBULARES) CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE COMBUSTIBLE CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD EN LA ATOMIZACIÓN AIRE-VAPOR  A IRE-VAPOR  CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD AIRE COMBUSTION CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE CALDERAS MODULADAS CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DEL REGULADOR (DAMPER) DE TIRO FORZADO CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE LLAMA CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE TANQUES DE CONDESADOS CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDA IDAD EN EL TANQUE DIAR IARIO DE COMBUSTIBLE CONTROL PARA SEGURIDAD DE GAS EN CHIMENEA

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CONTROL PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE VAPOR DE LA CALDERA CONTROL PARA MANEJO Y SEGURIDAD IGNICION A GAS O ACPM

VÁLVULAS DE SEGURIDAD PURGAS FALLAS EN CALDERAS FALLAS EN EL ARRANQUE FALLAS EN EL ENCENDIDO FALLAS EN LOS MATERIALES

PRUEBAS Y MANTENIMIENTO EN CALDERAS PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO, CAPACIDAD Y RENDIMIENTO EN CALDERAS

MANTENIMIENTO EN CALDERAS MANTENIMIENTO DIARIO MANTENIMIENTO MENSUAL MANTENIMIENTO SEMESTRAL MANTENIMIENTO ANUAL

NORMAS DE DISEÑO

1. RECORD RECORDATO ATORIO RIO ( Concep Conceptos tos Básico Básicoss )

TEMPERATURA

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La temperatura temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que  puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada r elacionada con la energía energía interna interna de un sistema sistema termod termodiná inámic mico, o, definida definida por el principio principio cero de la termodinámica. más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las  partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. a medida de que sea mayor la energía cinética cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor. En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. en el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multi atómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también). El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente. La temperatura temperatura es una propiedad física física que se refiere a las nociones comunes comunes de calor o ausencia de calor, sin embargo su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor  o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica , que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por la  partícula.

CALOR  Calor  está está definido definido como la forma de energía energía que se transfie transfiere re entre diferen diferentes tes cuerpos cuerpos o diferentes diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor  temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada dejada en una habitación se entibia). La energí energíaa pue puede de ser transfe transferid ridaa por difere diferente ntess mecani mecanismos smos de transfe transferenc rencia, ia, estos estos son la radiación, radiación, la conducción conducción y la convección, convección, aunque en la mayoría de los procesos procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica. térmica. La energía energía existe en varias formas, formas, en este caso nos enfocamos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

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Transmisión del Calor  Existen tres formas de transmisión del calor: radiación, convección y conducción. Radiación La radiación del calor se manifiesta por los rayos o las ondas caloríficas caloríficas que envía el sol a través del espacio. Podemos tener radiación en una lámpara incandescente u otro objeto muy caliente, ya que sus rayos caloríficos son muy semejantes a los rayos luminosos. Se puede definir a la radiación radiación como la transmisión transmisión de calor a través de sustancias intermedias intermedias sin calentar calentar a éstas. El calor transmitido transmitido por los rayos prácticamente prácticamente no calientan calientan el aire a través el cual pasan, sino que ejercen su acción sobre los objetos que encuentran en su camino, los cuales sí absorben dicho calor. Convección Significa la transferencia del calor de un lugar a otro por el movimiento o la circulación de aire, agua u otros gases o líquidos calientes. Dicha circulación puede producirse en forma natural o artificial. Por ejemplo: si generamos corriente de aire alrededor de un objeto caliente por medio de un ventilador ventilador o también si hacemos hacemos circular circular corriente de agua alrededor de un objeto objeto caliente, el liquido será el agente transmisor del calor. Un ejemplo de ésta lo tenemos en el secador de cabello, ya que el calor de éste es transmitido al exterior por una circulación forzada. Conducción Es la transferencia de calor de un cuerpo sólido. Si tomamos una varilla de metal y colocamos un extremo de ésta sobre el fuego, el calor pasara por conducción al otro extremo. Los metales son  buenos conductores del calor y existen otros materiales que cuyas cualidades son completamente opuestas.

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Escalas de Temperatura Escala Centígrada: Se le asigna el valor cero (0) a la temperatura de fusión del agua a presión normal y a 45º de latitud. El intervalo entre dichas temperaturas se divide en 100 partes, cada una de las cuales recibe el nombre de grado centígrado o grado Celsius (ºC ). Las temperaturas inferiores a la de fusión del agua resultan negativas en esta escala. Escala Fahrenheit: Se le da el valor de 32 a la temperatura de fusión del agua y el valor de 212 a la de ebullición del agua. El intervalo de dichas temperaturas se divide en 180 partes, cada una de las cuales se denomina grado Fahrenheit (ºF). Escala Reaumur: La temperatura de fusión del agua se designa por cero (0) y la ebullición del agua por 80, dividiéndose el intervalo entre ellas en 80 partes, cada una de las cuales se denomina grado réaumur (ºR). La ecuación que relaciona las diferentes escalas de temperatura es: La escala centígrada se usa preferentemente en trabajos científicos y en los países latinos. La escala Fahrenheit Fahrenheit es más usada popularmente popularmente en los E.E.U.U. E.E.U.U. y en Inglaterra. La escala réaumur  se emplea exclusivamente en los países escandinavos. La experimentación y los razonamientos teóricos han indicado que no es posible lograr temperaturas inferiores a cierta temperatura mínima que recibe el nombre de cero absoluto. A esta temperatura la energía de las moléculas de los cuerpos tiene su menor valor posible. posible. El cero absoluto corresponde corresponde en la escala centígrada centígrada a una temperatura de -273.16 ºC, usualmente se toma el valor de -273 ºC. Por esta y otras razones, Lord Kelvin (Sir William Thompson) propuso medir las temperaturas negativas o "bajo cero". Escala Kelvin: Es la escala absoluta cuyo cero coincide con el cero absoluto y cuyos grados tienen el mismo valor que los grados centígrados. En esta escala el cero absoluto corresponde a 0 ºK, la temperatura de fusión del agua corresponde a 273 ºK y la de ebullición del agua corresponde a 373ºK. La escala absoluta de Kelvin se utiliza mucho en la ciencia.

Escala Rankine: Es la escala absoluta correspondiente al Fahrenheit, donde el punto cero corresponde a -459.7 ºF.

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Caloría La unidad con la que se mide el calor es la caloría o kilocaloría. Representa el calor necesario para aumentar en 1ºC de temperatura una masa de 1 litro de agua. Como esta unidad es demasiado grande se suele emplear la pequeña caloría, también llamada gramo caloría, que representa la cantidad de calor necesario para aumentar en 1ºC la masa de 1 gramo de agua. Cabe destacar que la pequeña caloría resulta 1000 veces menor que la kilocaloría. Para evitar confundirse la caloría (c) se emplea en la practica de trabajo trabajo de laboratorio, laboratorio, mientras que la kilocaloría o caloría (C) es la que se emplea en la practica. La unidad de medida del calor en el sistema inglés es la denominada BTU (British Thermal Unit) que eso significa Unidad Térmica Británica y representa la cantidad de calor necesaria para elevar  la temperatura de una libra de agua en 1ºF.

PRESION La presión presión es una magnitud física que se mide como la proyección de la fuerza en dirección  perpendicular por unidad de superficie (es una magnitud es escalar), y sirve para caracterizar  cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente equivalente a una fuerza total de un newton actuando actuando uniformement uniformementee en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o  psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada. Presión absoluta y relativa En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la presión absoluta sino como la  presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal,  presión de gauge o presión manométrica. Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica ( Pa  Pa) más la presión manométrica ( Pm  Pm) (presión que se mide con el manómetro).

Presión de un gas Para un gas ideal con N moléculas, cada una de masa m y moviéndose con una velocidad aleatoria  promedio vrms contenido en un volumen cúbico V las partículas del gas impactan con las paredes

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del recipiente de una manera que puede calcularse de manera estadística intercambiando momento lineal con las paredes en cada choque y efectuando una fuerza neta por unidad de área que es la  presión ejercida por el gas sobre sobr e la superficie sólida. Propiedades de la presión en un medio fluido

1. La fuerza asociada a la presión en un fluido ordinario en reposo se dirige siempre hacia el exterior del fluido, por lo que debido al principio de acción y reacción, resulta en una compresión para el fluido, jamás una tracción. 2. La superficie libre de un líquido en reposo (y situado en un campo gravitatorio constante) es siempre horizontal. Eso es cierto sólo en la superficie de la Tierra y a simple vista, debido a la acción de la gravedad constante. Si no hay acciones gravitatorias, la superficie de un fluido es esférica y, por tanto, no horizontal. 3. En los fluidos en reposo, un punto cualquiera de una masa líquida está sometida a una  presión que es función únicamente de la profundidad a la que se encuentra el punto. ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA 8

Gas Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares, adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta energía cinética. Los gases son fluidos altamente compresibles, que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las  propiedades: • Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven sus moléculas. • Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene. • Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene. • Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras. A temperatura y presión ambientales los gases pueden ser elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el cloro, el flúor y los gases nobles, compuestos como el dióxido de carbono o el propano, o mezclas como el aire. Vapor 

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El vapor es el estado en el que se encuentra un gas cuando se halla a un nivel inferior al de su  punto crítico; éste hace referencia a aquellas condiciones de d e presión y temperatura por encima de las cuales es imposible obtener un líquido por compresión. Si un gas se encuentra por debajo de ese punto, esto significa que es susceptible de condensación a través de una reducción de su temperatura (manteniendo la presión constante) o por vía de la presurización (con temperatura constante). Es importante aclarar que un gas es una sustancia que cumple con una característica  bien definida: no tener ni forma ni volumen propios. Esto le permite amoldarse a las formas del elemento que lo contiene o dispersarse si no se encuentra contenido. El vapor de agua es el gas obtenid obtenidoo a partir partir de la ebu ebulli llició ciónn (el proceso proceso físico por el cual la totalidad de la masa de un líquido se convierte al estado gaseoso) o de la evaporación (el mismo  proceso, pero que puede concretarse a una temperatura indistinta y sin que toda la masa del líquido llegue a su punto de ebullición ebullición)) del agua líquida o de la sublimación (el cambio del estado sólido al gaseoso) del hielo. Este vapor no tiene olor ni color.

Liquido El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un rango grande de  presión). El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido presente propiedades anisótropas anisótropas (propiedades, como el índice índice de refracción, refracción, que varían según la dirección dentro del material). Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algún líquido están sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad. Solido Un cuerpo sólido es uno de los cuatro estados de agregación de la materia se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. Sus partículas se encuentran juntas y correctamente ordenadas. Las moléculas de un sólido tienen una gran cohesión y adoptan formas bien definidas. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, incompresibles (que no pueden ser  comprimidos), duros y resistentes. Poseen volumen constante y no se difunden, ya que no pueden desplazarse.

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Características • Elasticidad • Fragilidad • Dureza • Forma definida • Volumen definido • Alta densidad • Flotación • Inercia • Tenacidad • Maleabilidad • Ductilidad

Plasma En física y química, química, se denomina denomina plasma al cuarto estado de agregación agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance. El plasma es el estado de agregación más abundante de la naturaleza, y la mayor parte de la materia en el Universo visible se encuentra en estado de plasma, la mayoría del cual es el enrarecido plasma intergaláctico y en las estrellas.

EVAPORACION La evaporación evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquella.  No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturado, la cual no dep depende ende del volume volumen, n, pero varía según la natural naturaleza eza del líquid líquidoo y la tempera temperatur tura. a. Si la

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cantidad cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturado, una parte de las moléculas moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición. Este Este fenóm fenómeno eno tamb tambié iénn es llam llamado ado de enfri enfriam amie ient ntoo evap evapora orati tivo. vo. Un ejem ejempl ploo para para dicho dicho fenómeno es la transpiración (sudor).

AGUA DURA En química, el agua calcárea o agua dura —por contraposición al agua blanda— es aquella que contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de magnesio y calcio. A veces se da como límite para denominar a un agua como dura una dureza superior a 120 mg CaCO3/L. La dureza del agua se expresa normalmente como cantidad equivalente de carbonato de calcio (aunque propiamente esta sal no se encuentre en el agua) y se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede expresarse en concentración de CaCO3. Es decir: Dureza (mg/l de CaCO3) = 2,50 [Ca++] + 4,16 [Mg++]. Donde: • [Ca++]: Concentración de ion Ca++ expresado en mg/l. • [Mg++]: Concentración de ion Mg++ expresado en mg/l. Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre la masa molecular del CaCO3 y las masas atómicas respectivas: 100/40 (para el Ca++); y 100/24 (para el [Mg++]).

Tipos de dureza En la dureza total del agua se puede hacer una distinción entre dureza temporal (o de carbonatos) y dureza permanente (o de no-carbonatos) generalmente de sulfatos y cloruros.

Dureza temporal La dureza temporal se produce a partir de la disolución de carbonatos en forma de hidrógenocarbonatos (bicarbonatos) y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición del hidróxido de calcio (Ca(OH)2).

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El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura. Los carbonatos pueden precipitar cuando la concentración de ácido carbónico disminuye, con lo que la dureza temporal disminuye, y si el ácido carbónico aumenta puede aumentar la solubilidad de fuentes de carbonatos, como piedras calizas, con lo que la dureza temporal aumenta. Todo esto está en relación con el pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los carbonatos. Este  proceso de disolución y precipitación es el que provoca pr ovoca las formaciones de estalagmitas y estalactitas.

Dureza permanente Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, la causa más corriente es la presencia de sulfatos y/o cloruros de calcio y de magnesio en el agua, sales que son más solubles según sube la temperatura, hasta cierta temperatura, luego la solubilidad disminuye conforme aumenta la temperatura.

Medidas de la dureza del agua Las medidas de dureza o grado hidrotimétrico del agua son: 12

CaCO3/l o ppm de CaCO3 Miligramos de carbonato cálcico (CaCO3) en un litro de agua; esto es equivalente a ppm de CaCO3. Grado alemán ( Deutsche  Deutsche Härte, °dH) Equivale a 17,9 mg CaCO3/l de agua. Grado americano Equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua. Grado francés (°fH) Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua. Grado inglés (°eH) o grado Clark  Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de agua. La forma más común de medida de la dureza de las aguas es por titulación con EDTA. Este agente quelante permite valorar conjuntamente el Ca y el Mg (a pH=10) o sólo el Ca (a pH=12),  por los complejos que forma con dichos cationes. ca tiones.

Clasificación de la dureza del agua Tipos de agua mg/l °fH ºdH ºeH Agua blanda ≤17 ≤1.7 ≤0.95 ≤1.19

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Agua levemente dura ≤60 ≤6.0 ≤3.35 ≤4.20 Agua moderadamente dura ≤120 ≤12.0 ≤6.70 ≤8.39 Agua dura ≤180 ≤18.0 ≤10.05 ≤12.59 Agua muy dura >180 >18.0 >10.05 >12.59

Eliminación de la dureza Las operaciones de eliminación de dureza se denominan ablandamiento de aguas. La dureza puede ser eliminada utilizando el carbonato de sodio (o de potasio) y cal. Estas sustancias causan la precipitación del Ca como carbonato y del Mg como hidróxido. Otro proceso para la eliminación de la dureza del agua es la descalcificación de ésta mediante resinas de intercambio iónico. Lo más habitual es utilizar resinas de intercambio catiónico que intercambian los iones calcio y magnesio presentes en el agua por iones sodio u otras que los intercambian por iones hidrógeno. La dureza se puede determinar fácilmente mediante reactivos. La dureza también se puede  percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber si el agua es agua dura, dur a, ya que la dureza  puede provocar depósitos o incrustaciones incrus taciones de carbonatos en conducciones conducc iones de lavadoras, calentadores, y calderas o en las planchas. Si ya se han formado, se pueden eliminar con algunos productos antical existentes en el mercado, aunque un método muy válido para conseguir disolver los carbonatos es aplicar un ácido débil (acético, cítrico, etc.) en los depósitos. 13

Resinas catiónicas de ácido fuerte Intercambian iones positivos (cationes). Funcionan a cualquier pH. Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua, como primera columna de desionizacion en los desmineralizadores o para lechos mixtos. Elimina los cationes del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante, normalmente acido clorhidrico (HCl).

Resinas catiónicas de ácido débil Tienen menor capacidad de intercambio. No son funcionales a pH bajos. Elevado hinchamiento y contraccion lo que hace aumentar las perdidas de carga o provocar  roturas en las botellas cuando no cuentan con suficiente espacio en su interior. Se trata de una resina muy eficiente, requiere menos acido para su regeneracion, aunque trabajan a flujos menores que las de acido fuerte. Es habitual regenerarlas con el acido de desecho procedente de las de acido fuerte.

¿Cómo trabaja el intercambio de resinas iónicas? Las resinas se separan como cuentas esfericas 0,5 a 1,0 mm de diametro. Estos parecen solidos, incluso bajo el microscopio, pero a escala molecular la estructura es bastante abierta. Esto significa que la solucion pasa por una capa de resina que puede fluir a traves del polimero entrecruzado, puesta en contacto intimo con los sitios de intercambio. La afinidad de las resinas

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de acido sulfonico para los cationes varia con el tamano y la carga ionica del cation. En general, la afinidad es mayor para los grandes iones con alta valencia. Algunos ejemplos de resinas de intercambio ionico por orden de afinidad para algunos cationes comunes son aproximadamente: Hg2+ 4 HO Los iones HO- (oxidrilos) formados en el cátodo migran hacia el ánodo donde completan la reacción con la formación de hidróxido ferroso que precipita de la siguiente forma: Fe ++ + 2 OH- ----------> (HO)2 Fe Si la concentración de hidróxido ferroso es elevada, precipitará como flóculos blancos. El hidróxido ferroso reacciona con el oxígeno adicional contenido en el agua según las siguientes reacciones: 4 (HO)2 Fe + O2 ---------- 2 H2O + 4 (HO)2 Fe 2 (HO)2 Fe + HO- ----------> (HO)3 Fe + e (HO)3 Fe ----------> HOOFe + H2O 2 (HO)3 Fe ----------> O3Fe2 . 3 H2O

Problemas de Incrustación: La formación de incrustaciones en el interior de las calderas suelen verse con mayor frecuencia que lo estimado conveniente. El origen de las mismas está dado por las sales presentes en las aguas de aporte a los generadores de vapor, las incrustaciones formadas son inconvenientes debido a que poseen una conductividad térmica muy baja y se forman con mucha rapidez en los  puntos de mayor transferencia de temperatura. Por esto, las calderas incrustadas requieren un mayor gradiente térmico entre el agua y la pared metálica que las calderas con las paredes limpias. Otro tema importante que debe ser considerado, es la falla de los tubos ocasionados por  sobrecalentamientos debido a la presencia de depósitos, lo que dada su naturaleza, aíslan el metal del agua que los rodea pudiendo así sobrevenir desgarros o rupturas en los tubos de la unidad con los perjuicios que ello ocasiona. Las sustancias formadoras de incrustaciones son principalmente el carbonato de calcio, hidróxido de magnesio, sulfato de calcio y sílice, esto se debe a la baja solubilidad que presentan estas sales y algunas de ellas como es el caso del sulfato de calcio, decrece con el aumento de la temperatura. Estas incrustaciones forman depósitos duros muy adherentes, difíciles de remover, algunas de las causas más frecuentes de este fenómeno son las siguientes:    

Excesiva concentración de sales en el interior de la unidad. El vapor o condensado tienen algún tipo de contaminación. Transporte de productos de corrosión a zonas favorables para su precipitación. Aplicación inapropiada de productos químicos.

Las reacciones químicas principales que se producen en el agua de calderas con las sales presentes  por el agua de aporte son las siguientes: Ca ++ + 2 HCO3 - ------------> CO3 Ca + CO2 + H2O Ca ++ + SO4

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= ------------> SO4Ca Ca++ + SiO3 = --------> SiO3Ca Mg++ + 2 CO3 H- -------------> CO3 Mg + CO2 + H2O CO3 Mg + 2 H2O ---------> (HO)2 Mg + CO2Mg++ + SiO3 -----> SiO3 Mg

Ensuciamiento por Contaminación. Se consideran en este rubro como contaminante, distintas grasas, aceites y algunos hidrocarburos, ya que este tipo de contaminación son las más frecuentes vistas en la industria. Dependiendo de la cantidad y característica de los contaminantes existentes en el agua de aporte a caldera, la misma generará en su interior depósitos, formación de espuma con su consecuente arrastre de agua concentrada de caldera a la línea de vapor y condensado, siendo la misma causante de la formación de incrustaciones y depósitos en la sección post-caldera. La formación de espuma, suele ocurrir por dos mecanismos, mecanismos, uno de ellos es el aumento aumento del tenor  de sólidos disueltos en el interior de la unidad, los que sobrepasan los límites aceptados de trabajo, la presencia de algunos tipos de grasas y/o aceites (como ácidos orgánicos) producen una saponificación de las mismas dada la alcalinidad, temperatura y presión existentes en el interior de la caldera. La cont contam amina inaci ción ón por por hidro hidroca carbu rburos ros agreg agregaa a lo vist vistoo la form formaci ación ón de un film film aisl aislan ante te difi dificu cult ltan ando do la tran transfe sferen renci ciaa térm térmic icaa entr entree los los tubo tuboss y el agua agua del del inte interi rior or de la un unid idad ad,, agravándose esto con las características adherentes de este film que facilita y promueve la formación de incrustaciones y la formación de corrosión bajo depósito, proceso que generalmente sigue al de formación de depósitos sobre las partes metálicas de una caldera. Luego de un tiempo, las características físicas del film formado cambian debido a la acción de la temperatura que reciben a través de las paredes metálicas del sistema, lo que hace que el mismo sufra un endurecimiento y "coquificación", siendo este difícil de remover por procedimientos químicos simples. Por todas estas consideraciones, se ve como método más económico y lógico de mantenimiento de calderas, efectuar sobre el agua de aporte a las mismas mismas los procedimient procedimientos os preventivos que la misma requiera, evitando así costos de mantenimiento innecesarios y paradas imprevistas en  plena etapa de producción con los costos que esto conlleva.

LIMITES RECOMENDADOS PARA LOS CONSTITUYENTES DEL AGUA QUE SE USAN EN CALDERAS PARTES POR MILLON (PPM) Presión lb/in2 0-300 301-450 451-600 601-750 751-900

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Total de sólidos sólidos Alcalinidad disueltos 3500 700 3000 600 2500 500 2000 400 1500 300

Dureza 0 0 0 0 0

Sílice 100-60 60-45 45-35 35-25 25-15

Turbidez 175 150 125 100 75

Aceite 7 7 7 7 7

Fosfatos residuales 140 120 100 80 60

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OBJETIVOS DEL ACONDICIONAMIENTO DEL AGUA 1. Evitar la acumulación de incrustación y depósitos en la caldera. 2. Eliminar los gases disueltos en el agua. 3. Proteger la caldera contra la corrosión. 4. Eliminar el acarreo y retardo (vapor). 5. Mantener la eficiencia más alta posible de la caldera. 6. Disminuir la cantidad de tiempo de paralización de la caldera para limpieza.

TRATAMIENTO PARA AGUA DE CALDERAS

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Con relación al tratamiento de agua para calderas, se ha estudiado ampliamente en el desarrollo de compuestos inorgánicos tales como: fosfatos, sulfitos, aminas, etc., sin embargo todos estos compuestos se comportan exclusivamente como preventivos, esto significa que cuando una caldera ya se encuentra incrustada, estos productos evitarán que dicha incrustación continúe creciendo, pero la incrustación formada no sufrirá disminución alguna (al contrario, tiende a aumentar cuando existen errores en la dosificación) por tanto la desincrustación se deberá realizar  manu manual alme ment ntee o por por medi medioo de reci recirc rcul ulac ació iónn de ácid ácidos os teni tenien endo do este este últi último mo los los ries riesgo goss correspondientes y en ambas opciones se tendrá que parar el funcionamiento del equipo. La forma mas frecuente de expresar la concentración de impurezas es la que relaciona las partes en peso del elemento por millón de partes de agua (ppm) un grano por galón es igual a 17.1 ppm.

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Los sólidos productores de espuma en grandes concentraciones dentro del agua de la caldera contribuyen a que esta sea portadora de partículas contaminantes y por ende contaminan el vapor. Debido a que el agua de la naturaleza no es apropiada para las calderas, es necesario realizar  los siguientes tratamientos: 

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1. Separación de los elementos nocivos del agua. 2. Conversión de las impurezas residuales en formas inocuas. 3. Remoción sistemática por medio de purgas de los concentrados del agua de la caldera. La razón fundamental del tratamiento de las aguas de alimentación y de la caldera es evitar los depósitos de lodos e incrustaciones, que dan lugar a la corrosión de las superficies internas. La presencia de condiciones ácidas o gases disueltos dan lugar a la corrosión. La corrosión y los depósitos sólidos están estrechamente relacionados. Esto es debido a que las grandes concentraciones de sólidos a altas temperaturas, crean depósitos y a su vez la corrosión. Algunas reacciones químicas presentan un ataque ínter granular en el metal, que se vuelve quebradizo hasta que sobreviene la fractura. El tratamiento más apropiado económicamente justificado, para una planta determinada, depende de las características del agua disponible, en la cantidad de reposición y el diseño de su generador de vapor y sus accesorios. 

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AGUA CRUDA Los tratamientos que se le dan al agua cruda para convertirla en agua de alimentación comprenden uno o más de los siguientes procedimientos:

SEPARACIÓN DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN: Consiste en separar partículas grandes (tamices, telas o capas de material granular ) y pequeñas ( productos  productos químicos).

TRATAMIENTO QUÍMICO PARA ELIMINAR LA DUREZA: Las principales impurezas que dan lugar a la formación de incrustaciones en la caldera son calcio, magnesio y sílice. La cal-sosa y la soda ash mediante una reacción química forman un precipitado que puede separarse junto con los lodos. En ambos procesos se obtiene sulfato de sodio.

ELIMINACIÓN DE LA DUREZA POR INTERCAMBIO DE CATIONES: Ciertos minerales como el silicato de aluminio y sodio y algunas resinas sintéticas, como los  poliestirenos o materiales de tipo fenólico, poseen pos een la capacidad de d e intercambiar los iones de sodio  por iones de calcio y magnesio, cuando éstos se encuentran en solución acuosa. Luego se hace  pasar el agua cruda o filtrada a través de lechos de partículas granuladas de zeolita.

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Para restaurar los iones de sodio de la zeolita, se hace pasar el agua por una salmuera con alta concentración de cloruro de sodio. En la actualidad el sistema mas popular de ablandamiento de aguas combina los tratamientos químicos con los intercambios de cationes, utilizando cal caliente (con magnesio o sin él, para  separar los silicatos), seguida del intercambio de cationes de sodio en caliente.

DESMINERALIZACIÓN POR MEDIO DE LA SEPARACIÓN TOTAL DE SÓLIDOS DISUELTOS: Algunos tipos de resinas orgánicas sintéticas tienen la capacidad de seleccionar y separar los cationes o aniones indeseables en una solución acuosa, por intercambio de iones hidrógeno y oxidrilo. Los iones de hidrógeno y oxidrilo son liberados por la resina durante el proceso combinado, calentándose para formar agua pura.

EVAPORACIÓN: El agua pura puede obtenerse colectando el destilado de la evaporación, al hervir el agua cruda, esto debido a que los constituyentes solubles permanecen en el agua, entonces se separan por   purgas sucesivas o medios mecánicos. La contaminación del destilado se da por el arrastre de partículas de agua en el vapor o reabsorción de gases no condensables. El reciclaje del condensado de vapor procedente del calentamiento de procesos es conveniente  para aprovechar el condensado relativamente puro. Debido a la disipación atmosférica y a la contaminación por los equipos de procesamiento, se requiere casi siempre una cantidad adicional de materia prima.

AGUA DE ALIMENTACION. El agua de alimentación se forma con el condensado o con agua después de un tratamiento y algunas veces con una mezcla de ambos. El factor primordial en la corrosión de superficies de acero en contacto con agua es el oxígeno disuelto. Este gas puede eliminase en forma parcial calentando el agua a temperatura de ebullición en calentadores de agua de tipo abierto. Para compleme complementa ntarr se agrega agrega hidraci hidracina na o sulfit sulfitoo de sodio sodio para remover remover comple completam tament entee el oxígeno. Otros gases que producen corrosión son el dióxido de carbono, dióxido de azufre y ácido sulfhídrico que se encuentran en el tubo de condensados y en el sistema de precalentador. Estos gases pueden haber tenido su origen en la atmósfera o se forman a partir de los constituyentes del agua dentro de la caldera.

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La presencia de gases en el condensado, da una reacción ácida causando así la corrosión. Si se agrega amoniaco a algunas aminas volátiles como la morfolina o la ciclohexilamina se logra aumentar el pH del agua de alimentación. Cuando se agregan aminas formadoras de películas (que no elevan el pH), estas protegen las tuberías por medio de capas monomoleculares que se adhieren a la superficie metálica. El tratamiento interno del agua de la caldera tiene por objeto evitar la corrosión, las impurezas en las superficies conductoras de calor, contaminación del vapor y las condiciones ideales del agua. La prevención de la corrosión en las calderas se realiza manteniendo un estado alcalino o pH en el agua. La presencia de los iones hidrógeno (H+) u oxidrilo (OH-) en las soluciones acuosas dan una reacción ácida o alcalina. Cuando en una solución acuosa se encuentran presentes iones de muchos compuestos, como sucede en las aguas de la caldera, caldera, se tiene una elevada actividad actividad de interacción entre ellos. Estos fenómenos se conocen como efecto amortiguador o “Buffer” y afecta la concentración de los iones específicos resultantes; entonces la solución tiende a acercarse al punto de equilibrio según los principios químicos de acción de masas. El pH de una muestra de agua puede determinarse por la medida de su potencial eléctrico, o  bien en forma aproximada por indicadores que cambian de color dentro de determinados valores de pH debido a su relación con la solución. El pH del agua de una caldera que trabaje con una presión aproximada aproximada de 1800 psi, mantiene mantiene un pH 10.2 a 11.5; si la presión es mayor a esta se emplean lechos desmineralizadores que disminuyen el pH entre 9 y 10. Es necesario eliminar eliminar la dureza del agua de la caldera caldera para evitar evitar las incrustacio incrustaciones nes lo cual se cons consig igue ue agre agrega gand ndoo fosf fosfat atoo de sodi sodioo o de po pota tasi sioo al agua agua de la cald calder eraa y mezc mezcla land ndoo  perfectamente. El pH lo bajamos normalmente con oxido clorhídrico (H+). El pH lo subimos con sodas (OH-). Un pH alto (> 10) me da formaciones de lodos insolubles y no adherentes, mientras que un pH  bajo forma lodos adherentes. La sílice como impureza puede entrar en el sistema en forma de compuestos solubles, como  partículas finamente f inamente divididas que no son retenidas en el proceso de filtración, una vez dentro se se disuelve en el agua alcalina de la caldera o se combina con ella y entra en solución y produce incrustaciones adherentes, y en otras ocasiones produce silicatos que forman incrustaciones con el oxido de hierro o alúmina. Los limites de las concentraciones varían en función de la presión de operación, en un intervalo que va de 10 ppm con 1000 psi a 0.3 ppm con 2500 psi. El método Chelant  para  para tratamiento de agua es utilizado en la industria por muchos operadores de caldera. El Chelant  reacciona con los residuos divalentes de los iones metálicos de calcio, hierro y magnesio . 

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DESAIREADORES:

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Se conocen como desaireadores (desgasificadores) aquellos dispositivos mecánicos empleados  para liberar los gases contenidos en el agua de alimentación (aire, ( aire, oxigeno, anhídrido carbónico y otros gases). 

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Su funcionamiento consiste en dividir el agua de alimentación en finas gotitas, calentándolas a continuación para transformarlas en vapor dentro del desaireador, y separar el aire, anhídrido carbónico y otros gases del vapor a medida que este se va condensando. En los desaireadores el fluido calorífico acostumbra a ser el vapor, a presiones comprendidas entre valores altos hasta otros inferiores a la presión atmosférica.

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Un calentador de agua de alimentación del tipo abierto o de contacto directo puede desempeñar  la función de desaireador con tal que el agua se caliente a una temperatura suficientemente alta  para que se desprendan los gases contenidos en ella, los cuales se hacen salir por el purgador purga dor del calentador. 

El agua a pesar de encontrarse en grandes cantidades, no siempre se encuentra en las mejores mejores condiciones, por tal razón es necesario realizar un tratamiento previo antes de ser usada.

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Es de suma importancia conocer las sustancias que se pueden encontrar en el agua, ya que a  partir de estas podremos determinar el tratamiento adecuado a realizarse. 

Realizando un correcto tratamiento de las aguas usadas en las calderas, podremos evitar gran cantidad de daños como corrosión, incrustaciones o taponamientos. Elevaremos la eficacia de la máquina y ahorraremos tiempo y dinero en mantenimiento (algunas veces innecesario).

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Se puede disponer de una gran cantidad de métodos y sustancias para el tratamiento del agua usada en las calderas, cada uno de estos se aplican dependiendo la necesidad

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3. TERM TERMOD ODIN INAM AMIICA La termodinámica (del Griego θερμo-, ''termo'', que significa 'calor' y ''dinámico'', que significa „fuerz „fuerzaa ) es una rama rama de la físi física ca que estu estudi diaa los los efect efectos os de los camb cambio ioss de la temp temper erat atura ura,,  presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico. Aproximadamente, calor  ‟

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significa 'energía en tránsito' y dinámica se refiere al 'movimiento', por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor. El punto de partida para la mayoría de consideraciones termodinámicas son las leyes de la termodinámica, que postulan que la energía puede ser  intercambiada entre sistemas físicos en forma de calor o trabajo. También se postula la existencia de una una magn magnit itud ud llam llamad adaa entr entropí opía, a, que que pue puede de ser ser defi defini nida da para para cualq cualqui uier er sist sistem ema. a. En la termodinámica se estudian y clasifican las interacciones entre diversos sistemas, lo que lleva a definir conceptos como sistema termodinámico y su contorno. También conocido como principio de la conservación de la energía, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema, la energía interna del sistema variará. La diferencia entre la energía interna del sistema y la cantidad de energía es denominada calor. Fue propuesto por Antoine Lavoisier. En otras palabras: La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma. ( Ley de la Conservación de la energía).

Vapor

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4. GENE GENERA RALI LIDA DADE DES S DE CALD CALDER ERAS AS

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Clasificación Las calderas o generadores de vapor son instalaciones industriales que, aplicando el calor de un combus combusti tibl blee sóli sólido, do, líqu líquid idoo o gaseo gaseoso, so, vapo vapori riza zann o cali calient entan an el agua agua para para aplic aplicaci acion ones es industriales. Hasta principios principios del siglo XIX se usaron calderas para teñir ropas, producir vapor para limpieza, limpieza, etc., hasta que Papin 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 Papin 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 y continua en el nuestro. Máquinas de vapor alternativas de variada construcción han sido usadas durante muchos años como agente motor, pero han ido perdiendo gradualmente gradualmente terreno frente a las turbinas. 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. Dentro de los diferentes tipos de calderas se han construido calderas para tracción, utilizadas en locomotoras para trenes tanto de carga como de pasajeros.

Elementos de una caldera Las calderas de vapor, constan básicamente de 2 partes principales:

Cámara de agua.

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Recibe este nombre el espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera, el nivel de agua se fija en su fabricación, 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 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. 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 Lt de agua  por cada m2 de superficie de calefacción. calefac ción. Las calderas de mediano volumen volumen de agua están provistas provistas de varios tubos de humo y también 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 au menta considerablemente la superficie de calefacción. Como características características importantes 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.

Cámara de vapor. 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 entre el nivel del agua y la toma de vapor. Adicionalmente las calderas tienen dentro de su configuración gran cantidad de elementos en cuanto a operación y control.

Adicionalmente un sistema de generación de vapor tiene 

Válvulas de seguridad

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Válvulas reguladoras de flujo

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Bomba de alimentación

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Tanque de condensados

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Trampas de vapor 

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Redes de distribución

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Equipos consumidores

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Sistemas de recuperación de calor 

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5. CLASIFI CLASIFICAC CACION ION DE LAS CALDER CALDERAS AS

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Por la disposición de los fluidos 

Pirotubulare Pirotubulares: s: En este tipo de calderas calderas los gases de combustión circulan circulan por el interior de los tubos y manejan presiones de operación de 0-300 PSIG.

La caldera de vapor pirotubular, concebida especialmente para aprovechamiento de gases de recuperación presenta las siguientes características. El cuerpo de caldera, está formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal, incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisión de calor y una cámara superior de formación y acumulación de vapor. La circulación de gases se realiza desde una cámara frontal dotada de brida de adaptación, hasta la zona posterior  donde termina su recorrido en otra cámara de salida de humos. El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas en la cámara frontal y posterior de entrada y salida de gases, equipadas con bridas de conexión. En cuanto al acceso, al lado agua se efectúa a través de la boca de hombre, situada en la bisectriz bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran diámetro en la bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza de posible acumulación de lodos.

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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 empleables para altas presiones.

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Acuatubulares: En este tipo de calderas el agua circula por el interior de los tubos y manejan presiones de operación de 0-2200 PSIG.

Las calderas acuotubulares (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 acc ionar las máquinas a vapor de principios de siglo. s iglo. 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. La producción del vapor de agua depende de la correspondencia que exista entre dos de las características fundamentales del estado gaseoso, que son la presión y la temperatura.

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A cualquier temperatura, por baja que esta sea, se puede vaporizar agua, con tal que se disminuya convenientemente la presión a que se encuentre sometido dicho líquido, y también a cualquier   presión puede ser vaporizada el agua, con tal que se aumente convenientemente su temperatura. temperatura . 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. 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.

Ventajas: La Caldera de tubos de agua tiene la ventaja de poder trabajar a altas presiones dependiendo del diseño hasta 350 psi y de ser puestas en marcha rápidamente. Se fabrican en capacidades de 20 HP hasta 2,000 HP.

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Por su fabricación de tubos de agua es una caldera "INEXPLOSIBLE". La eficiencia térmica está por arriba de cualquier caldera de tubos de humo, ya que se fabrican de 3, 4 y 6 pasos dependiendo de la capacidad. El tiempo de arranque para producción de vapor a su presión de trabajo no excede los 20 minutos. Los equipos son fabricados con materiales que cumplen con los requerimientos de normas. Son equipos tipo paquete, con todos sus sistemas para su operación automática. Son utilizados quemadores ecológicos para combustóleo, gas y diesel. Sistemas de modulación automática para control de admisión aire-combustible a presión. El vapor que produce una caldera de tubos de agua es un vapor seco, por lo que en los sistemas de transmisión de calor existe un mayor aprovechamiento. El vapor húmedo producido por una caldera de tubos de humo contiene un porcentaje muy alto de agua, lo cual actúa en las paredes de los sistemas de transmisión como aislante, aumentando el consumo de vapor hasta en un 20%.  

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Inconvenientes: Mayor tamaño y peso, mayor costo. Debe ser alimentada con agua de gran pureza.

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Por su configuración

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Vertical

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Horizontal

Por el mecanismo de transmisión de calor dominante

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Convección Radiación Radiación y Convección

Por el combustible empleado  Combustibles sólidos  Combustibles líquidos  Combustibles gaseosos  Combustibles especiales (Licor negro,  De recuperación de calor de gases  Mixtas  Nucleares

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bagazo, etc.)

Por el tiro  De  De  De

tiro natural hogar presurizado hogar equilibrado 53

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Por el modo de gobernar la operación  De operación manual  Semiautomáticos  Automáticos

Las calderas en su configuración interna presentan tuberías para el transporte de los fluidos, las cuales pueden ser de 1, 2 ó 3 pasos.

6. ELEMEN ELEMENTOS TOS DE DE FUNCION FUNCIONAMI AMIENT ENTO O DE UNA CALD CALDERA ERA

7. CONTRO CONTROLES LES PARA PARA MANEJ MANEJO O Y SEGU SEGURID RIDAD AD Controles para manejo y seguridad de agua (Calderas pirotubulares) a) Control de nivel por flotador.

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Sistema que habilita el contactor de la bomba por intermedio de un interruptor para controlar el agua en la caldera.

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 b) Control de nivel (Auxiliar) Warrick. Se acciona cuando el control de flotador falla, protege la caldera por bajo nivel de agua apagando el quemador, posee un electrodo que al dejar de censar agua inhabilita el quemador. Es importante saber, en caso de detectar el nivel de agua por debajo de la mitad del volumen total, no suministrar agua fría a la caldera porque implotaría por choque térmico brusco.

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Controles para manejo y seguridad de combustible El sistema de manejo de combustible esta compuesto por elementos funcionales indispensables  para una optima operación de transporte del combustible a la zona de quema a condiciones especia especiales les de tempera temperatur turaa y presión presión.. Estos Estos elemen elementos tos deb deben en funcion funcionar ar correct correctamen amente, te, pue puess manejan líquidos o gases inflamables, que pueden causar un accidente. Componen un sistema de manejo de combustible: 

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Filtro: Protección de cuerpos extraños.

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Bomba: Mecanismo de transporte.

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Precalentador eléctrico y a gas: Elevar la temperatura del combustible.

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Válvula desaireadora: Sacar el aire en el precalentador eléctrico.

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Válvula termostática: Localizada a la entrada del calentador de vapor, si baja la temperatura del combustible se abre.

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Válvula Reductora: Reduce la presión de vapor de la línea al precalentador según lo requerido por este.

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Trampa: Desalojar los condensados a la salida del precalentador.

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Manómetro y termómetro: Se instalan después del filtro y muestran presión de atomización y temperatura.

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Válvula Modulante: Regula la presión y la cantidad de combustible al quemador principal.

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Válvulas Solenoides: Abren y cierran el flujo de combustible.

Controles para manejo y seguridad en la atomización aire-vapor El presuretrol N.O”, Es el dispositivo que controla la existencia de atomización, cerrando o abriendo las válvulas solenoides del sistema de combustión

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Controles para manejo y seguridad aire combustión Control que garantiza la existencia de flujo de aire y habilita el control de combustión, para que siga la secuencia de encendido.

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CONTROLES PARA MANEJO Y SEGURIDAD DE CALDERAS MODULADAS Que es un sistema modulado ? Sistema que permite aumentar o disminuir la generación de vapor, variando la cantidad de combustible en al quemador. Un sistema modulado varia la energía producida por la combustión según la demanda de vapor  que los elementos consumidores requieran. Esta modulación debe conservar las proporciones de aire y combustible para lograr una combustión eficiente con bajos niveles de contaminación por  residuos. La secuencia de modulación consiste en:

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Censa presión de vapor.

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Percibida por sensor (Presuretrol).

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Envía señal eléctrica a Motor modulador (Modutrol).

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El modulador (Modutrol) acciona el regulador de aire y la válvula reguladora de combustible mecánicamente.

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Controles para manejo y seguridad del regulador (damper) de tiro forzado El damper es manejado mecánicamente por el motor modutrol modulador, garantiza que la caldera no encienda en una posición distinta distinta a bajo fuego, de lo contrario provocaría provocaría explosiones en el encendido por exceso de aire y combustible (encendido brusco).

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Controles para manejo y seguridad de llama El control de combustion, permite que se produzca y sostenga la llama. El sistema tiene una secuenci secuenciaa de encendi encendido do y ope operaci ración ón automá automátic ticaa para hab habili ilitar tar o deshabi deshabilit litar ar el sistem sistemaa de combustión, mediante el censo de variables como: existencia de llama, presión de atomización, demanda necesaria, etc.

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Controles para manejo y seguridad de tanques de condesados 62

Para controlar el nivel de fluido en los tanques de condensado se usa válvulas flotador, es aconsej aconsejabl ablee utili utilizar zar con contro trolad ladores ores de nivel nivel Warric Warrick, k, electr electrodo odoss y válvul válvulas as solenoi solenoides, des, para para incrementar la seguridad.

Controles para manejo y seguridad en el tanque diario de combustible

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Se usan como recipiente de calentamiento de fuel oil No.6 para ser manejado fácilmente por la  bomba y a presurar la elevación de la temperatura en el precalentador. Deben estar provistos de: - Control de nivel - Resistencia eléctrica - Control de temperatura - Venteo - Bomba de trasiego - Drenaje - Termómetro - Entrada y salida de combustible

Control para seguridad de gas en chimenea Es ubicado en algunas calderas un termómetro a la salida de los gases, en cual es enclavado direct directame amente nte con el que quemad mador or pera desact desactiva ivarlo rlo cuando cuando la tempera temperatur turaa supera supera el set point point indi indicad cado. o. Esta Esta elev elevada ada temp temper erat atura ura puede puede orig origin inars arsee po porr falt faltaa de agua, agua, ho holl llin inami amien ento to e incrustaciones al lado del agua, etc.

Control para manejo y seguridad de vapor de la caldera Limita la presión de trabajo, deshabilitando el control de combustión cuando censa la presión establecida. 63

Control para manejo y seguridad ignicion a gas o acpm Lo más importante de este control es el regulador de gas pues debe ser su salida de menos de media libra, de lo contrario estaríamos mandando mucho caudal de gas y habría una posible explosión

Válvulas de seguridad Se accionan a determinada presión de trabajo, desalojando cierta cantidad de vapor. Debe ser  manipulada solo por personal autorizado, y contener los sellos de seguridad luego de manipulada.

Purgas El agua y vapor presente en una caldera esta provisto de sedimentos y material particulado que deben ser evacuados para evitar mal formaciones en la estructura y evitar la falsa toma de señales de presión y temperatura de los diferentes elementos de control y seguridad. Existen purgas de: 

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Columna de agua. Se hace por lo menos cada turno. Si la cámara de Macdonnell se queda con lodos, el flotador se queda pegado dando una falsa señal de que la caldera tiene agua.

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Purga de fondo. Para desalojar los lodos de la caldera en la parte inferior. Si hay sedimentación se generan puntos calientes que agrietan y queman las laminas de la caldera.

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Purga continua: Desaloja los lodos que circulan en el agua, las espumas y las grasas. Es continua al mantener la válvula con una proporción de apertura.

8. PROCED PROCEDIMIE IMIENTO NTO DE ARRANQ ARRANQUE UE Y PARO PARO 9. FALL FALLAS AS EN CALD CALDER ERAS AS Fallas en el arranque Características: El quemador y el ventilador no arrancan (Hay enclavamiento eléctrico en las calderas moduladas). Posibles causas: Bajo nivel de agua, falla del sistema de energía eléctrica, interruptor manual defectuoso en posición off, control de operación o controles de carácter limite defectuosos o descalibrados, voltajes demasiado altos o bajos, control principal de combustión apagado o defectuoso, fusibles defectuosos en el gabinete de la caldera, térmicos del motor del ventilador o del motor del compresor compresor que saltan, saltan, contactos o arrancadores arrancadores eléctricos defectuosos, defectuosos, motores del compresor y/o ventilador defectuosos, mecanismos de modulación de fuego alto y bajo no se encuentran en la posición adecuado de bajo fuego y fallo en el fluido eléctrico.

Fallas en el encendido Características: Ventilador y Quemador arrancan pero no hay llama principal a) No hay ignición Posible causa: Falla de chispa, hay chispa pero no hay llama piloto, válvula solenoide a gas defectuosa, interruptor bajo fuego abierto.  b) Hay llama piloto, pero no hay llama principal Posibles causas: Llama piloto inadecuada, falla en el sistema de detección de llama, falla en el suministro principal de combustible, programador ineficaz. c) Hay llama de bajo fuego, pero no de alto fuego. Posibles causas: Baja temperatura de combustible, presión inadecuadas de la bomba, motor  modutrol deficiente, Articulación suelta o pegada d) Falla de llama principal durante el arranque

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Posibles causas: Ajuste defectuoso de aire combustible, control de combustión o programador  defectuoso. e) Falla de llama durante la operación Posibles causas: Combustible pobre e inadecuado, fotocelda deficiente, circuito limite abierto, interruptor automático no funciona correctamente, motores ocasionan sobrecargas, control de combust combustión ión o program programado adorr defectu defectuosos osos,, calibr calibraci ación ón de que quemad mador or incorre incorrecta cta,, disposi dispositi tivos vos de interconexió interconexiónn defectuosos defectuosos o ineficaces, ineficaces, condiciones condiciones de bajo nivel de agua, falla en el suministro suministro de energía eléctrica, proporción aire combustible f) No funciona el motor modutrol Características: No hay movimiento del modulador (modutrol) a las palancas que regulan el damper. Posibles causas: Interruptor alto y bajo fuego en posición inadecuada, sistema de palancas  pegadas, motor no se mueve a lato fuego durante la prepurga porque están sucios o abiertos los contactos del control de combustión, modutrol no va a bajo fuego porque los contactos no se abren, el motor es ineficaz (conexión eléctrica suelta, transformador del motor esta defectuoso).

Fallas en los materiales a) Por corrosión Proceso de acción erosiva ejercida sobre la superficie interna de la caldera por la acción mecanica de materiales sólidos, abrasivos, transportados por el agua o los gases en circulación. La corrosión tambien se presenta por oxidación.  b) Por Sobrecalentamiento Cuando los materiales de fabricación de la caldera son expuestos a altas temperaturas se presentan fallas de diferentes tipos dependiendo de las causas que la generan. c) Soldadura y construcción El conjunto de partes soldadas no debe ser poroso ni tener inclusiones no metálicas significativas, debe formar contornos superficiales superficiales que fluyan suavemente con la sección que se está uniendo uniendo y no tener esfuerzos residuales significativos por el proceso de soldadura. d) Implosión y explosión Las explosiones en calderas suelen ocurrir cuando la presión a la que esta operando la caldera supera la presión para la cual fue diseñada. Generalmente esto ocurre cuando algunos de los sistemas de alarma o control estan descalibrados, dañados o no funcionan.

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Las implosiones en calderas ocurren generalmente cuando el flujo de agua de entrada para  producir vapor no ingresa al equipo, ocasionando un sobrecalentamiento excesivo y el colapso del material.

El conjunto completo, calorífugado y con sus accesorios, se asienta sobre un soporte deslizante y  bancada de sólida y firme construcción suministrándose como unidad compacta y dispuesta a entrar en funcionamiento tras realizar las conexiones a instalación. La caldera, una vez realizadas las pruebas y comprobaciones reglamentarias y legales por una Entidad Colaboradora de la Administración, se entrega adjuntando un "Expediente de Control de Calidad" que contiene todos los certificados y resultados obtenidos.

10. PRUEBAS PRUEBAS Y MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO EN CALDERAS CALDERAS pruebas de funcionamiento, capacidad y rendimiento en calderas Cuando se opera con calderas y en especial cuando estas son adquirida por primera vez, es necesario realizar ciertas pruebas que garantizan la correcta operación de la caldera según las especificaciones dadas por el proveedor. Entre ellas se destacan: a) Inspec Inspecci cione oness de fabri fabrica caci ción ón y prueb pruebas as de comp compor orta tami mient entoo en fábri fábrica ca:: Co Cons nsis iste te en la verific verificaci ación ón de materi materiale aless especif especifica icados. dos. Inspecc Inspeccion iones es radiográ radiográfic ficas, as, ultraso ultrasonid nido, o, partícu partículas las magnéticas Balanceo estático y dinámico de rotores.  b) Pruebas durante el montaje e instalación de los equipos. Consiste Con siste en la verificación de correcta instalación del equipo, apropiada ubicación, nivelación, alineamiento, soportes y utilización de métodos y procedimientos de montaje aceptables, calificación de soldadores y ejecución de inspecciones radiográficas, Limpieza de tuberías y equipos, Funcionamiento de controles y alarmas. c) Pruebas de funcionamiento previas a la recepción por el cliente. Adelantadas por el contratista antes de la puesta en operación de la instalación. El cliente debe exigir pruebas de: Capacidad individual de cada equipo o sistema, correcto funcionamiento de protecciones, controles y alarmas, correcto funcionamiento de uxiliares y accesorios de cada equipo. Es importante que el cliente compare estos resultados con los especificados en el contrato.

MANTENIMIENTO EN CALDERAS 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.

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El mantenimento en calderas puede ser de tres tipos: - Correctivo Þ Corregir  - Preventivo Þ Prevenir  - Predictivo Þ Predecir  El mantemiento en calderas debe ser una actividad rutinaria, muy bien controlada en el tiempo. Es  por ellos que se recomiendan las siguientes actividades a corto, media y largo plazo.

RECOME RECOMENDA NDACIO CIONES NES PARA PARA EL MANTEN MANTENIMI IMIENT ENTO O DE CALDER CALDERA A DE VAPOR  VAPOR  Cleaver Brooks C.C. QUEMANDO COMBUSTOLEO. MANTENIMIENTO DIARIO. Por el operador de la caldera. 1. Limpia Limpiarr las boquil boquillas las del quem quemador ador de la la caldera. caldera. 2. Comprob Comprobar ar el nivel de lubricant lubricantes es para el compresor compresor en el tanque aire-ac aire-aceit eite. e. Debe de estar a 1/2 de nivel, esto es, dentro del tercio medio y si está más bajo, ponerlo a nivel. 3. purga purgarr la calde caldera ra por lo meno menoss cada cada ocho horas horas de traba trabajo jo,, tant tantoo de la pu purga rga de fondo fondo como de sus columnas de control de nivel. esto se hace subiendo el nivel de agua a 1/2 cristal y purgando hasta que arranque la bomba de alimentacion. recomendamos consultar  a su experto en tratamiento de aguas al respecto y es muy importante se sigan sus instrucciones asi como tambien colocar las instrucciones que sobre purgas de fondo y control de nivel, envia la fabrica con el manual de operacion. lea y siga las instrucciones de la placa de advertencia que aparece a un costado de la caldera. 4. Co Comp mpro roba barr así así mism mismoo que que la pres presió iónn indi indica cada da po porr los los manó manóme metr tros os de entr entrad adaa al combustible , la presión en la válvula medidora y la presión de salida de combustible ,son las fijadas en su Manual de Operaci6n. 5. Comprobar Comprobar si la presión presión de aire aire de atomizaci6n atomizaci6n es la correcta. correcta. 6. Comprobar Comprobar y registra registrarr la temperat temperatura ura de los los gases de la chimenea chimenea . 7. Tomar análisis análisis de gases de de combustió combustiónn y registra registrarr en bitácora. bitácora. 8. Ciclo Ciclo de de funcio funcionam namien iento to del del quema quemador. dor. 9. Con Contro troll de la bomb bombaa de alim aliment entaci ación. ón. 10. Ubicación Ubicación de todos los protectores protectores de seguridad. 11. Control Control rígido rígido de las purgas. 12. Purga diaria diaria de columna columna de agua. 13. Procedimient Procedimientoo en caso de falla de suministro. suministro. 14. Tipo de frecuencia de lubricación lubricación de suministro de motores motores y rodamientos. 15. Limpieza de la boquilla del quemador y del electrodo de encendido (si es posible). 16. Verificación de la la temperatura de agua de alimentación. alimentación. 17. Verificación Verificación de limpieza limpieza de mallas mallas a la entrada del aire al ventilador, ventilador, filtro de aire en el compresor, filtros de combustible, área de la caldera y sus controles. 18. 18. Preca Precauc ucio iones nes al dejar dejar la cald calder eraa fuera fuera de servi servici cio, o, en las las no noch ches es o fine finess de semana semana.. Verificación de combustión. 19. Verificación de presión, producción de vapor y consumo de combustible .

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MANTENIMIENTO CADA TERCER DIA , Por el operador de la caldera. 1. Comprobar Comprobar que la trampa trampa del calentador calentador de vapor opera opera correctam correctamente. ente. 2. Limpiar Limpiar los filtros filtros de combustib combustible le que están en la succión succión de la bomba. bomba.

MANTENIMIENTO CADA OCHO DIAS. Por el operador de la caldera. 1. Comprob Comprobar ar que no hay fugas de gases gases ni de aire en las juntas juntas de ambas ambas tapas tapas y mirill mirillaa trasera. 2. Comprob Comprobar ar la tensi tensión ón de la banda banda al al compre compresor. sor. 3. Limpiar Limpiar el filtro filtro de lubrican lubricante te , que está pegado pegado al compresor compresor . 4. Lavar Lavar los filtro filtros, s, tanto tanto el de entrada entrada a la bomba como como el de entrada entrada de agua al tanque tanque de condensados. 5. Limpia Limpiarr el elec electro trodo do del del pilot pilotoo de gas gas . 6. Comprob Comprobar ar que los interru interrupto ptores res termostá termostátic ticos os del calent calentador ador de combust combustibl iblee ope operen ren a la temperatura temperatura a que fueron calibrados calibrados al hacer la puesta en marcha. Consulte su Manual de Operaci6n. 7. Inspeccione Inspeccione los los prensa estopas estopas de la bomba de de alimentac alimentación ión de agua.

MANTENIMIENTO QUINCENAL. Por el operador de la caldera. 1. 2. 3. 4.

Hacer limpieza limpieza de todos todos los filtros filtros de agua, agua, aceite aceite combustible combustible y aceite aceite lubricante. lubricante. Probar Probar la la operac operaci6n i6n por por falla falla de flama flama.. Revisión Revisión a las las condicione condicioness del quemador, quemador, presión, temperatura, temperatura, etc. etc. Checar Checar los nivel niveles es de entrada entrada y paro de la bomba, bomba, hacien haciendo do uso de las válvul válvulas as de purga de fondo de la caldera. 5. Asegurese Asegurese que la fotocelda fotocelda est~ limpi limpia, a, así como como el tubo tubo en donde se encuentra encuentra colocada. colocada.

MANTNIMIENTO MENSUAL. Por el operador de la caldera. 1. Comprob Comprobar ar que los los niveles niveles del del agua son son los indic indicado ados: s: 58 mm (2 1/4") de nivel máximo. 45 mm (13/4") arranque de la bomba. 32 mm. ( 1 ¼") corte por bajo nivell

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2. comp compro roba barr el bajo bajo nive nivel, l, baja bajand ndoo el inte interr rrup upto torr de la bo bomb mbaa de alim alimen enta taci cion on.. el agua al evaporarse ira disminuyendo disminuyendo el nivel y si al llegar a 32 mm (11/4") no se corta el por bajo nivel, hay que parar inmediatamente la caldera e inspeccionar el bulbo de mercurio de tres hilos (del lado de la caldera) asi como tambien asegurarse de un correcto funcionamiento del flotador y que la columana este excenta de lodos o acumulaciones. 3. Comprob Comprobar ar el voltaj voltajee y cargas cargas que toman toman los motor motores. es. 4. Limpieza Limpieza de polvo en controles controles eléctri eléctricos cos y revisión revisión de contactos. contactos. 5. Limpieza Limpieza de filtros filtros de las las líneas líneas de combust combustible, ible, aire y vapor. 6. Mantenimie Mantenimiento nto a todo todo el sistema sistema de agua: agua: filtros, filtros, tanques, tanques, válvul válvulas, as, bomba, bomba, etc.. 7. Engr Engras asar ar moto motore res. s. 8. Desmon Desmonte te y limpie limpieza za del siste sistema ma de combust combustión ión.. 9. Verificar Verificar estado estado de la cámara cámara de combustión combustión y refractarios. refractarios. 10. Verificar Verificar estado de trampas trampas de vapor. 11. Limpieza cuidadosa de columna de agua. 9) Verificar acoples y motores. 12. Verificar Verificar asientos asientos de válvulas y grifos. grifos. 13. Verificar Verificar bloqueos de protección protección en el programador. programador. 14. Dependiendo del combustible incluir incluir limpieza del sistema sistema de circulación de gases.

MANTENIMIENTO DE CALDERA TRIMESTRAL. Por el operador de la caldera. 69

1. Observa Observarr la temperat temperatura ura del termóme termómetro tro de salida salida de gases de la chimenea chimenea de la caldera, caldera, cuando tenga 80°C por arriba de la temperatura del vapor saturado es indicativo que la caldera está hollinada y hay que proceder a limpiarla 2. Es conveni convenient entee también también que se destapen destapen varias varias tortuga tortugass ó registr registros os de enmedio enmedio y de la  parte de abajo, para ver el estado de limpieza interior por el lado del agua. Llame al técnico en tratamiento de agua. 3. Cada Cada vez que se desholli desholline ne es conv conveni enient entee para la mejor mejor conservaci conservación ón del refractar refractario, io, darle una lechada con mortero refractario, tanto a la tapa trasera como al refractario del hogar. Cambie los empaques. ! 4. Tirar Tirar ligerame ligeramente nte de las palancas palancas de las válvul válvulas as de segurid seguridad ad 'para que escapen escapen y evitar  evitar  que peguen en su asiento.

MANTENIMIENTO DE CALDERA SEMESTRAL. 1. Comprobar Comprobar el nivel nivel de aceite aceite del del reductor reductor de velocidad velocidad de la la bomba de de combustible. combustible. 2. Revisar Revisar los empaques empaques del prensa-es prensa-estopa topa de la la bomba de alimentaci alimentación ón de agua. En En caso de encontrárse secos, cámbiense por nuevos. 3. Efectue Efectue Limpieza Limpieza general general a los contact contactos os del programador programador de de flama y los arrancadores arrancadores con con un trozo de genero limpio, humedecido con tetracloruro de carbono. 4. No después después de tres meses meses de efectuada efectuada la la puesta en en marcha inicial inicial de de la caldera caldera y después, después, según las condiciones lo requieran, la caldera deberá ser enfriada y secadas las cubiertas quitadas y el interior debe ser lavado con agua a presión. Tubos y espejos deberán ser  inspe inspecc ccio iona nados dos al mismo mismo tiem tiempo po para para bu busc scar ar incru incrust stac acio ione nes. s. La efect efectiv ivid idad ad del del tratamiento de agua y el porcentaje de agua de repuesto requerida, determinarán los

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siguientes siguientes períodos de limpieza. limpieza. El servicio servicio de su experto experto en tratamiento tratamiento de agua, deberá incluir inspecciones al interior de la caldera, así como análisis del agua periódicas. 5. Inspeccione Inspeccione los los tubos fluxes fluxes por el el lado del del hollín hollín y límpiens límpiensee de ser necesario. necesario. 6. Inspeccione Inspeccione el material material refractari refractarioo del horno horno y la la puerta puerta trasera. trasera. ij 7. Limpie Limpie las grietas grietas y saque el materia materiall refractar refractario io que se haya desprendi desprendido. do. Recubra Recubra el mismo con un cemento refractario de - . fraguado al aire; el período de este recubrimiento varía con el tipo de carga y operación de la caldera y deber ser determinado por el operador al abrir las puertas para hacer limpieza de hollín. 8. Revise sus bandas bandas de transmisión, transmisión, de la tensión tensión apropiada apropiada 9. Es convenie conveniente nte lavar lavar la caldera caldera interi interiorm orment ente. e. Para hacer esto, esto, se quita quita la reducción reducción del manómetro que va en la tee a la salida de la bomba de alimentación de agua, se coloca ahí una reducción reducción al tamaño tamaño de la manguera que se va a utilizar. utilizar. Antes de hacer todo esto, se enfría la caldera, bajándola de presión y haciendo circular el agua, purgándola para que entre agua fría, así, hasta que este totalmente fría. La operación de enfriamiento deberá hacerse con lapsos de reposo de 20 a 25 minutos para que el enfriamiento no sea brusco y dañe los fluxes. Luego se vacía totalmente de agua y se quitan todas las tortugas. Ya habiendo puesto la manguera en la bomba, se cierra la válvula de entrada de agua a la caldera y al poner a funcionar la bomba, sale agua por la manguera a bastante presión. Con este chorro de agua se lava la caldera interiormente, se mete la manguera por todos los registros de mano hasta que quede  bien limpia. Se tapa, limpiando perfectamente las tortugas y el asiento de la mismas en la caldera. 10. Comprobar Comprobar la limpieza limpieza de las columnas de control y de las entradas del agua de la bomba de alimentación y el inyector11. 11. Co Comp mpro roba barr y lava lavarr los los pressu pressure retr tro1 o1es, es, toda toda la línea línea de los los mism mismos os y la líne líneaa del manómetro. 12. Se refrescan las las cuerdas al tornillo tornillo de las tortugas y se les pone grafito con aceite aceite para que no se peguen. 13. Destapar Destapar todas las cruces y comprobar que esten limpias. limpias. limpiar cada seis meses cuando menos. 14. Lavado interior al lado del agua, removiendo incrustaciones y sedimentos. 15. Verificar Verificar si hay indicios indicios de corrosión, picadura picadura o incrustación incrustación al lado del agua. Análisis  periódico del agua. 16. Utilizar Utilizar empaques empaques nuevos en tapas de inspección inspección de mano y hombre. 17. Cambiar Cambiar correas de motor si es necesario. Revisar Revisar su tensión. 18. Limpiar los tubos del lado de fuego, pues el hollín es un aislante térmico. 19. Verificar hermeticidad de las tapas de inspección al llenar la caldera. 20. Verificar Verificar el funcionamiento funcionamiento de las válvulas de seguridad.

MANTENIMIENTO DE CALDERA ANUAL 1. Limp Limpia iarr el cale calent ntad ador or eléc eléctr tric icoo y el cale calent ntado adorr de vapor vapor para combus combusti tibl ble, e, así como asentar la válvula de alivio y las reguladoras de presión.

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2. Revisa Revisarr el estado en que se encuentr encuentran an todas las las válvulas válvulas de 1 la caldera caldera,, asentarla asentarlass si es necesario y si no se pueden asentar, cambiarlas por otras nuevas. 3. Reengrasar Reengrasar los los baleros baleros de la bomba bomba de agua de de combusti combustible. ble. 4. Relubri Relubricar car los baleros baleros sellados sellados de las transmis transmision iones es ó motore motoress que tengan tengan este tipo tipo de  baleros. Repónganse los sellos cuidadosamente, reemplácense los baleros defectuosos ó los que se tenga duda. 5. Va Vací cíee y lave lave con algú algúnn solve solvent ntee aprop apropia iado do el tanq tanque ue aire-ac aire-acei eite te , así como como toda todass las las tube tuberí rías as de aire aire y acei aceite te que que de él salga salgan, n, procu procura rando ndo que al repone reponerl rlas as,, que quede denn debidamente apretadas 6. Cámbie Cámbiese se el lubri lubricant cantee por aceit aceitee nuevo nuevo SAE 10. 10. 7. Desarme Desarme e inspeccione inspeccione las las válvulas válvulas de seguridad seguridad,, así como como las tuberías tuberías de drenaje drenaje.. 8. Cambio Cambio de empaques empaques de de la bomba bomba de alimentació alimentaciónn si es necesario. necesario. 9. Mantenimie Mantenimiento nto de motores motores en un taller taller especializado especializado.. Desarme total total con limpieza limpieza y prueba de aislamientos y bobinas. 10. De acuerdo a un análisis análisis del agua y las condiciones condiciones superficiales superficiales internas internas de la caldera, se determina si es necesario realizar una limpieza química de la caldera.

CERTIFICACION DE OPERADORES DE LAS CALDERAS DE VAPOR. 71

NORMAS DE DISEÑO En los años 20, no existía ningún criterio a la hora de diseñar calderas y recipientes a presión. Ocurrian explosiones por causas desconocidas. Fue entonces cuando en esta misma decada la American American Society of the Metal and Electricity Electricity (ASME) comenzó a crear códigos para utilizar utilizar en el diseño y control de los recipientes que fuesen a trabajar a presión. La ASME VIII Div. 1, Es la parte encargada de diseño, tiene distintas partes que comprenden cálculo de espesores, cálculo de aberturas, conexiones, etc.

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Esta norma para diseño de calderas y recipientes a presión es utilizada a nivel mundial, aunque exist existee otros otros norm normas as como como:: No Norm rmaa alem alemana ana (AD(AD-Me Merkb rkblä lätt tter er), ), Dise Diseño ño de cald calder eras as según según normativa española UNE 9-300. Es necesario verificar que la empresa oferente de este tipo de equipos este certificada en cuanto a calidad, lo que implica que dicho fabricante usa alguna de estas normas para la fabricación y montaje.

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