Visita Tecnica

“UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO”

FACULTAD: ING.QUIMICA E ING.METALURGICA

CARRERA PROFESIONAL: ING. METALURGICA CURSO: INGENIERIA METALURGICA II

TEMA:

DOCENTE: ING. Rolando Ramos Obregón. ALUMNO: Riquelme Gutierrez Cristian Oliver CÓDIGO: 113478

Diciembre - 2014

Mantenimiento Mantenimiento y Manejo de Calderos

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PRESENTACIÓN

Ingeniero, ROLANDO RAMOS OBREGON presento a su distinguida persona el informe “manejo y mantenimiento de calderos” del curso de ingeniería metalúrgica II esperando colmar sus expectativas. En el informe realizado obtendremos los resultados que deseamos conseguir por medio de la visita que se dio a los calderos del hospital regional, si falta algún dato o apunte anotado, sépase entender. Gracias.

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1. Objetivo -

Aprender lo necesario de la visita técnica realizada al hospital regional del cusco. Observar los fenómenos de transferencia de calor que puedan ocurrir, de esta forma consolidaremos lo aprendido en las clases de Ingeniería Metalúrgica II. La información necesaria para el uso y aplicación de estos calderos. Conocer sobre el funcionamiento y Mantenimiento de los calderos y los equipos complementarios en la industria de la ingeniería.

2. Introducción En el curso de Ingeniería Metalúrgica II estudiamos sobre la transferencia de calor, estos son por conducción, convección y por radiación, ahora visitaremos una instalación de calderos el cual tiene estos 3 tipos de transferencia de calor.

3. Marco teórico LOS CALDEROS son recipientes que trabajan a presión por medio de la transferencia de calor constante, en la cual el líquidos calienta y cambia de estado. Hay dos tipos de calderas las pirotubulares son las que el liquido se encuentra en un recipiente y es atravesado por tubos por los cuales circulan gases de alta temperatura producto de un proceso de combustión el otro tipo de caldera se llama agua tubulares son aquellas en las que le fluido de trabajo se desplaza a través de tubos durante su calentamiento

Los calderos tienen una gran aplicación en la industria ya que de ella depende muchos productos como hospitales que las utilizan para esterilizar los instrumentos médicos, también en las petroleras para calentar los petroleos pesados para mejorar su fluidez, en alimentos, lavanderías, textiles etc. El agua utilizada en calderas de agua caliente y de vapor (para producir éste), necesita normalmente de un tratamiento previo de descalcificación, etc. para preservar la vida de la caldera en la que se usen, además de, en ocasiones, purgas continuas de lodos y espumas que el proceso genera, lo que deriva en pérdidas de energía. Por otra parte, suele estar a disposición de los usuarios con facilidad y en abundancia. Toda caldera estará equipada con uno o más tubos de desagüe, comunicados con el punto más bajo de la caldera y destinados a las purgas y extracciones sistemáticas de lodos. La descarga de los tubos de purga estará dispuesta en tal forma que no presente peligro de accidentes para el personal y sólo podrá vaciarse al alcantarillado a través

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de un estanque intermedio de retención o de purgas. Este estanque de retención debe reunir las siguientes condiciones: a) Será fácilmente accesible para su inspección y la extracción de los lodos. b) Las tapas o puertas de inspección tendrán un ajuste tal que eviten escapes de vapor. c) El estanque estará provisto de un tubo de ventilación metálico, con salida al exterior de la sala. d) El diámetro del tubo de escape a la atmósfera debe ser mayor que el diámetro del tubo de purga. e) Llevará una válvula en la parte más baja que permita vaciar toda el agua purgada de la caldera, cuando sea necesario Otro asunto sobre los calderos industriales es que necesitan de un buen combustible, éstos están caracterizados por un alto poder calorífico, un grado específico de humedad y un porcentaje de materias volátiles y cenizas. Es necesario analizar los combustibles que vamos a utilizar en cada dispositivo, el análisis químico es el que nos permite distinguir los elementos que forman parte del combustible; debe haber una exactitud correcta entre las mezcla “aire -combustible” de lo contrario no sólo puede dañarse la caldera industrial sino que pueden producirse serios accidentes. Es necesario tomar todas las precauciones necesarias antes de manipular estos artefactos como sus fuentes de energía.

4. Procedimiento para la visita La concentración fue a las 7 am de día lunes 1 de Diciembre en la puerta de emergencia del hospital regional del Cusco. La entrada a las instalaciones se realizó media hora tarde, en el Cual nos esperó el Ingeniero encargado de dichos calderos. 1. Él ingeniero a cargo nos informó de antemano que el agua que entra a los calderos viene de la planta de tratamiento de agua que también está ubicado en el mismo hospital, tiene que ser AGUA TRATADA debido a dos casos: -El vapor de agua proveniente de los Calderos se va al hospital, el cual sirve para lavandería, esterilización de objetos de medicina, cocina, y más. -en dichos calderos, el agua hierve y debido a sus impurezas se contamina en forma de incrustaciones, sarro y otros, el cual se disminuye demasiado al pasar por una plata de tratamiento de agua.

2. El filtro de agua como su propio nombre dice filtra las impurezas del agua, pasando luego por los ablandadores de agua donde su PH está entre 8 y 10.5, ya llegando a los calderos, Los calderos trabajan con gran cantidad de combustible, el caldero visitado trabaja con Diesel, y está en una presión de 100 atm, la bomba que trabaja con el caldero esta a 80 psi. El vapor va la central de esterilización, cocina, lavandería, calefacción, pero el vapor no utilizado se condensa y mediante tubos de regresión regresan a los calderos. Manejo y Mantenimiento de Calderos

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3. El ingeniero nos dijo que la capacidad del caldero es de 150 Lt. por hora, esta forrado de un material refractario, consta de una palanca que expulsa el calcio en 5 segundos, por atrás del caldero se observo una válvula de temperatura, el cual no debe superar los 150°C, el cual al pasar a su costado desprende una gran cantidad de calor y se observo que tiene un color rojiso.

Válvula 5. los tubos que transportan el vapor de agua, están reforzados por material refractario para que no pierdan el calor mientras se transportan

6. Cuestionario

Palanca de succión.

a) Realizar un plano de distribución de la planta de calderos y de los equipos complementarios, tuberías de alimentación y descarga de acuerdo a las normas.

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AGUA

Ablandador

Motor

Caldero

Filtro Motor transportador

Combustible

Vapor hacia lavandería Purificador

Vapor hacia cocina Vapor hacia centro de esterilización Vapor condensado de C. esterilización

b)  Averiguar sobre tipo de calderos con que cuenta la institución para cumplir su objetivo: dando a conocer su importancia, fabricación, funcionamiento desde el  punto de vista de la transferencia de calor su relación con los equipos complementarios, el tiempo de su mantenimiento, numero de personal entre ingenieros y técnicos, el tiempo de horas de funcionamiento, volumen de agua caliente que produce.

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Clasificación de acuerdo a la presión de trabajo de la caldera a) Calderas de baja presión Calderas que producen vapor a baja presión, hasta unos 4 o 5 kg/cm2. Este rango de presiones es mas común en las calderas de agua caliente que en las calderas que generan vapor. b) Calderas de media presión Producen vapor hasta aproximadamente 20 kg/cm2. Generalmente vapor saturado, utilizadas en la industria en general. c) Calderas de alta presión Asociadas a ciclos de potencia, trabajan con presiones de 20 kg/cm2 hasta presiones cercanas a la crítica. d) Calderas supercríticas. Son calderas que trabajan con presiones superiores a la crítica: 225,56 ata, 374,15ƒC. Utilizadas en grandes  plantas de generación de energía eléctrica, en EEUU y en algunos países de Europa, también hay algunas en Japón.

Clasificación de acuerdo a la producción de vapor a) Calderas chicas Producen hasta 1 o 2 toneladas de vapor saturado por hora. b) Calderas medianas Producciones de hasta aproximadamente 20 toneladas de vapor por hora. Las calderas chicas y medianas casi en su totalidad son calderas humotubulares de baja y media presión. c) Calderas grandes Calderas que producen desde 20 toneladas de vapor por hora, siendo normal encontrar producciones de 500 y 600 toneladas por hora. Generalmente vapor sobrecalentado, siendo calderas acuotubulares.

Clasificación de acuerdo al combustible utilizado a) Calderas de combustibles líquidos Se fabrican Generadores de Vapor de todo tipo y tamaño que utilizan combustibles líquidos. Requieren de instalaciones de almacenaje y tanques de servicio, de elementos de precalentamiento del fuel y de sistemas de bombeo y transporte. La viscosidad de estos combustibles varía desde 30 – 40 cSt (100ºC) en los fuels de baja viscosidad hasta 700 cSt (100ºC) y más para combustibles de alta viscosidad, como los utilizados en sistemas de generación eléctrica. En las plantas industriales en general se utilizan fuels de viscosidad del orden de 380 - 450 cSt (100ºC). Es normal tener que precalentarlos a 30 – 40ºC para reducir su viscosidad y poder bombearlos hasta los quemadores. Para una buena atomización del combustible en quemadores que no utilicen vapor para atomizar se requiere una viscosidad de 25 a 30 cSt (100ºC), y utilizando atomización con vapor se pueden manejar viscosidades entre 55 y 70 cSt (100ºC), por lo tanto es necesario precalentar el combustible a temperaturas desde 80 a 130 ºC en el quemador.

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En unidades grandes es común arrancar con un combustible de baja viscosidad y luego pasar a utilizar uno más viscoso. Los quemadores que utilizan combustibles líquidos se instalan generalmente horizontales. Hay algún tipo de quemadores de ángulo regulable para poder variar el intercambio por radiación en el hogar. La turbulencia del aire que entra al quemador es importante para obtener una correcta combustión y un largo de llama apropiado, de tal manera que no dañe las paredes de refractario o las paredes de tubos de agua y al mismo tiempo asegure una combustión completa de todas las gotas de fuel. Para esto es fundamental el dimensionamiento correcto del tamaño del hogar. b) Calderas de combustible gaseosos Utilizan tanto gas natural como GLP, aire propanado o gas obtenido en gasificadores. Generalmente los quemadores de gas trabajan con muy baja presión, por lo que es común que tengan sistemas de reducción de presión importantes. En el caso de tener asociado un gasificador que suministre un gas muy particulado se utilizan cámaras torsionales a fin de aumentar el tiempo de permanencia del combustible en el hogar. Es importante lograr una buena mezcla de aire-gas. Con los combustibles gaseosos el riesgo de explosiones por acumulación de combustible no quemado es grande, por lo que es sumamente importante proveer las medidas de seguridad adecuadas. La posición de los quemadores de gas es similar a la de los que utilizan combustibles líquidos. Es común utilizar quemadores duales, que permitan el uso de uno u otro combustible, dependiendo de su disponibilidad y costo. La emisividad de las llamas de estos combustibles es diferente, por lo que el intercambio por radiación resultará distinto según el combustible utilizado, Lo mismo ocurre con la temperatura de los humos a la salida del hogar y con las condiciones de intercambio en las zonas convectivas de la caldera. Son factores que hay que tener en cuenta, ya que modifican los resultados obtenidos en el equipo. De cualquier manera el fuel oil y el gas natural son de los combustibles más fácilmente intercambiables. c) Calderas de combustibles sólidos Los combustibles sólidos utilizados son muy variados: leña en todos los tamaños (rolos, astillas, chips), deshechos de producción (pellets de  madera, aserrín, bagazo de caña de azúcar, cáscara de arroz), carbón (en distintos grados de pulverización), etc. Cada uno requerirá una tecnología apropiada para poder quemarlos de la mejor manera, desde molinos para pulverizarlos finamente hasta grillas muy sofisticadas. El diseño del hogar para estos combustibles es sumamente complejo, teniendo que considerar el ingreso de aire suficiente y su correcta mezcla con el combustible, la permanencia de las partículas en el hogar para quemarse completamente y la disposición de las cenizas entre otros factores. En general resultan hogares de mayor volumen que los utilizados en caleras de combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles pulvurentos, finamente molidos se inyectan en el hogar mediante toberas apropiadas. Hay algún tipo de combustible que se quema en un lecho fluidizado, regulado mediante el ingreso de aire a distintas alturas del hogar. (Este sistema se utiliza también en las calderas de recuperación de la industria de la celulosa). En el caso de combustibles no pulvurentos el diseño de las grillas que los sostienen durante la combustión es de fundamental importancia. Manejo y Mantenimiento de Calderos

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En países desarrollados se utilizan calderas que queman los residuos sólidos urbanos.

c) Escriba un programa interactivo para computadora que dé la efectividad de un intercambiador de calor y la temperatura de salida tanto del fluido caliente como el  frio cuando se especifica la naturaleza de ambos fluidos, las temperaturas de entrada, los gastos de masa, el área superficial de transferencia de calor, el coeficiente de usuario seleccionar entre los fluidos agua, aceite, glicerina, alcohol etílico y amoniaco. Suponga calores específicos constantes más o menos a la temperatura ambiente.

d) Desde el punto de vista de la ingeniería. ¿Qué criterios, pasos, métodos factores, unidades de medida se consideran para seleccionar un intercambiador de calor  para cumplir un trabajo específico en la industria metalúrgica?

e) Escribir la bibliografía consultada, registrando de acuerdo a las normas Vancouver  para cada una de las referencias.

7. Bibliografía. http://calderasindustrialesperu.blogspot.com/2011/10/funcionamiento-y-aplicaciones-de.html http://epsem.upc.edu/~intercanviadorsdecalor/castella/calcul%20general%20doble%20tub.html http://www.monografias.com/trabajos97/calderos-tipos/calderostipos.shtml#clasificaa#ixzz3LJw6VXbX

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