calderas

7/21/2019 Calderas

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II.- Calderas

Objetivo: El alumno desarrollará un programa de mantenimiento

preventivo y correctivo de una caldera, para garantizar su operacióncontinua.

Resultado de aprendizaje: Elaborará el programa de mantenimientopreventivo para el óptimo funcionamiento de una caldera que deberácontener como mínimo los siguientes puntos:

• Tipo de caldera

• Localización

• Equipos auiliares

• Tipo de combustible

• !recuencia de revisión

• requerimientos de mantenimiento y tipo.

PRESENTACION

El uso del agua, el aire comprimido, el vapor de agua y los combustibles, (sólidos,

líquidos o gaseosos) constituyen una fase de la producción industrial de importancia

relevante, constituyen un factor crítico para alcanzar las metas de producción y de calidady son decisivos en los costos de operación. Este apartado presenta los elementos que le

son necesarios al TS en !antenimiento "ndustrial, para conocer operar y mantener

adecuada y económicamente una caldera.

Tema 2.1 Principios y uncionamiento de una caldera.

!o "ue #ay "ue saber: funcionamiento de una caldera, los elementosque la conforman, los equipos auiliares necesarios para su desempe"o,así como las normas t#cnicas de seguridad para su correcta operación.

!o "ue #ay "ue saber #acer: $iagramar el principio y funcionamientode una caldera y sus equipos auiliares, empleando la simbologíacorrespondiente de loselementos que la integran.

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#.$ %alderas

%ntroducción.

La &aldera es un gran intercambiador de calor donde el calor que se origina

en los gases de combustión, reactores nucleares u otras fuentes se trans'ere

al agua a presión constante.

&onceptos Teóricos.

$entro de los generadores de vapor tenemos a las &alderas que no es otra

cosa que un dispositivo para generar vapor que se utilizará para los procesos

industriales y para obtener agua caliente para la calefacción o de uso general.

El uso de una &aldera se remonta (asta la revolución industrial donde se

utilizaba en las famosas locomotoras. )(ora en la actualidad su uso es más

variado, las encontramos en la industria, ba"os p*blicos, tintorerías, etc.

2.1.1 La clasificación de las Calderas

$epende de primeramente de en donde se va a utilizar, la presión requerida,

tama"o, tipo de combustible, forma y posición de los tubos, etc.

La clasi'cación de las &alderas se encuentra que (ay dos tipos que son:

• Las +irotubulares o tubos de (umo.

• Las )cuotubulares o tubos de -.

• Teniendo una tercera que es una combinación de las - anteriores y es

• La +iro/acuotubular.

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na caldera es un recipiente cerrado en el cual se calienta El agua, se genera vapor o se

sobrecalienta (o cualquier combinación de las dos cosas) ba&o presión o vacío mediante la

aplicación de calor de combustibles, electricidad o energía nuclear.

'as calderas se dividen generalmente en cuatro tipos clsicos residencial, comercial,

industrial y para generación de energía el*ctrica.

• Las calderas residenciales. +roducen vapor a ba&a presión o agua caliente,

sobretodo para ser aplicada en la calefacción en residencias privadas.

• Las calderas comerciales. +roducen vapor o agua caliente principalmente para

aplicaciones de calefacción en uso comercial, con uso incidental en operaciones

de proceso.

• Las calderas industriales. +roducen vapor o agua caliente principalmente para

su aplicación en procesos, con uso incidental en calefacción.

• Las calderas para la eneración de ener!a el"ctrica. +roducen vapor

principalmente para la producción de electricidad

#.$.# plicación de las calderas

'as calderas modernas varían en tama-o desde las requeridas para proporcionar vapor

o agua caliente para calefacción dom*stica, pasando por las unidades de tama-o medio

que proporcionan energía para impulsar prensas, asta las unidades muy grandes

establecidas como fuerza motriz primaria para producir energía el*ctrica. 'as calderas

pueden arreglarse para quemar casi cualquier tipo de combustible disponible, siempre

que el dise-ador conozca el combustible que se va a emplear antes de acer los

clculos iniciales del tama-o.

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El propósito principal de una caldera es generar vapor o agua caliente a presiones y/o

temperaturas superiores a las de la atmósfera. El vapor o el agua caliente se producen

por la transferencia de calor del proceso de combustión que tiene lugar dentro de la

caldera, elevando por lo tanto su presión y temperatura.

%on esta presión y temperatura ms altas, se concluye que el recipiente de contención o

recipiente de presión debe dise-arse de tal modo que abarque los limites de dise-os

deseados con un factor razonable de seguridad. En beneficio de la economía, la

capacidad de la unidad debe generarse y suministrarse con p*rdidas mínimas.

En las calderas ms peque-as utilizadas para la calefacción dom*stica, la presión

m0ima de operación de vapor es usualmente de $1 psig ($23,222 4/m#). En el caso del

agua caliente, *sta es igual a 3125 6 (#7#5 %).

'as calderas mayores se dise-an para diversas presiones y temperaturas de acuerdo

con la aplicación dentro del ciclo de calor para el cual est dise-ada la unidad. na

caldera dise-ada para calentar las grandes instalaciones de una universidad puede

requerir cierta capacidad a una presión elevada y una temperatura de

sobrecalentamiento, que proporcione la fuerza para transmitir el vapor a su punto de uso

final. En otros casos se requieren muy altas presiones y temperaturas con ob&eto de

lograr reacciones químicas, para proporcionar vapor de secado en un ciclo de papel, o

para proporcionar la energía necesaria para impulsar una gran pieza de equipo mecnico.

El ingeniero que dise-a calderas a logrado un nuevo entendimiento de la dinmica

t*rmica de las calderas y de la transferencia de calor y a ampliado su conocimiento

sobre el quemado de combustible de manera segura y eficiente, para crear así las

unidades que producen las grandes cantidades de vapor requeridas oy. 'os avances en

el campo de la metalurgia an producido aceros y aleaciones de me&or calidad, las cuales

permiten el empleo de las altas presiones y temperaturas requeridas.

na gran caldera para una estación central se dise-ada basndose en el costo de salida

de la electricidad producida. Su operación est ba&o estricto control y el ciclo de carga

sigue un patrón muy bien definido y predecible basado en las necesidades de potencia del

rea. Sin embargo, la caldera industrial suele ser una sola unidad instalada principalmente

como un importante paso en la producción de un producto. Su uso es sólo un medio

mediante el cual el producto puede ser fabricado en el periodo ms corto de tiempo, con

el costo ms ba&o de materiales, y embarcado. +or lo tanto, con frecuencia se e0ige a la

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caldera realizar una tarea difícil en condiciones a menudo desfavorables de carga de

vapor, agua y combustible.

'os parmetros de operación incluyen niveles de carga mínima, m0imo y normal tiempo

de un ciclo8 y tipo de carga, ya sea constante o variable. Todos estos parmetros deben

analizarse para la adecuada selección de tama-o.

2.1.# $uncionamiento

'os componentes bsicos de una caldera son

El ogar y las secciones de convección.

$. En la sección del %oar , los productos de combustión se consumen y el calor se

libera y transfiere al agua, produciendo, por lo tanto, vapor o agua caliente. Este

espacio debe dise-arse para las tres 9T: de la combustión tiempo, turbulencia y

temperatura. +ara tener combustión completa, es necesario que el combustible

tenga el tiempo suficiente para ser consumido por completo debe aber suficiente

turbulencia para un mezclado completo del combustible y del aire para quemado

eficiente8 debe e0istir una temperatura lo suficientemente alta para permitir la

ignición de los productos. 'a forma del %oar se controla de acuerdo con el tipo

de combustible y el m*todo de quemado. Se deben tomar previsiones adecuadas

para establecer y mantener la ignición y combustión del combustible. +ara

aquellas unidades que queman combustible sólido, se deben tomar previsiones

adecuadas para permitir la remoción del combustible sin quemar y/o las cenizas.

#. La sección de con&ección de una caldera es la parte en la cual el calor

contenido en los gases de combustión se transfiere al agua para la

producción de vapor. 'a selección de la superficie de calentamiento y el

espaciamiento de los tubos depende completamente del tipo de

combustible que produce el gas de cimenea con sus partículas

arrastradas. Se deben tomar previsiones adecuadas en esta sección para

permitir que pasen las partículas no quemadas a trav*s de ella para ser

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colectadas en separadores corriente aba&o. 'a caída de presión y el flu&o

volum*trico son factores de influencia que dictan el dise-o global de la

sección de convección. ;eneralmente, un volumen ms alto de gas a

trav*s de un rea fi&a de flu&o produce una mayor caída de presión, que

favorece la transferencia asta un punto en el que se deben tomar

decisiones econ<micas sobre entradas de equipo au0iliar para producir el

flu&o necesario de estos gases.

'a tasa de circulación del vapor y el agua dentro del recipiente a presión decide la

efectividad de la superficie de transferencia de calor. %uando se a-ade nueva agua de

alimentación al sistema, caen precipitados que se deben e0traer como purga.

usualmente se toman previsiones en la parte inferior de la sección de convección en la

cual el operador de la caldera puede remover estos precipitados de partículas abriendo

las vlvulas de purga de la caldera.

2.1.# Componentes de las calderas

+ara comprender la operación de una caldera es necesario observar lo que

sucede desde la entrada asta la salida de la unidad. =arios ciclos estn incluidosen la operación completa de la unidad. 'os ciclos de calor, de vapor y agua, y el

ciclo de circulación de agua en la caldera interaccionan para producir la salida de

la caldera. El combustible y el agua se llevan a la unidad8 el agua se calienta asta

alcanzar su condición final que se precisa (agua y / o vapor) y es transportada al

punto de su uso final. %uando se a tomado todo el calor del agua, la mezcla

remanente de vapor yagua (o condensado), si puede utilizarse, se devuelve a la

unidad y se recicla.

En el ciclo de combustible, el combustible sólido, líquido o gaseoso se suministra a la

caldera donde se mezcla con aire y se quema. Esta liberación de calor se realiza casi

siempre en el ogar de la caldera. 'os ogares pueden ser del tipo refractario o del tipo

enfriado por agua.

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En el ogar del tipo refractario los ladrillos refractarios forman la envolvente del ogar.

Estos ogares refractarios suelen estar revestidos con aislamiento y un material de

cubierta. +ara el ogar del tipo de paredes enfriadas con agua, la envolvente consiste en

tubos colocados cercanos entre sí, que absorben el calor y ayudan a la producción de

vapor. Estos ogares enfriados por agua pueden tener paredes de tubo y enladrillado,tubo tangente o de membrana soldada.

'a función bsica del ogar es permitir que se queme el combustible. Es necesario que el

tama-o del ogar sea suficiente para permitir la combustión adecuada, el tiempo para la

combustión y la turbulencia suficiente para tener una combustión eficiente.

Sección de caldera

Se suele mencionar como la sección de caldera o de convección de la unidad. 'os tubos

cercanos entre sí estn dispuestos para permitir el paso de los productos de la

combustión alrededor de los tubos o a trav*s de los tubos, seg>n el tipo de unidad. 'a

mayor parte del vapor se genera en la parte de caldera de la unidad. En las unidades de

tubos de agua, si se requiere temperatura adicional del vapor para el proceso, el vapor se

envía entonces acia un sobrecalentador.

So'recalentador

En una unidad sobrecalentadora el vapor se dirige acia atrs a trav*s de los productos

de combustión para tomar calor adicional. Este calor adicional produce una ganancia

considerable de energía en el vapor que ser liberada en el uso final. Este uso final puede

ser una turbina de vapor o cualquier otro tipo de equipo que requiera liberación

considerable de energía para su operación.

'os sobrecalentadores son del tipo radiante o de convección. En un sobrecalentador

radiante los tubos estn localizados casi siempre en la sección del ogar de la caldera.

'os sobrecalentadores del tipo de convección se suelen localizar detrs de la pared

pantalla de la sección de convección. 'os sobrecalentadores de tipo radiante reciben su

calor por radiación directa de la llama, en tanto que los de convección reciben su calor

principalmente por el paso de los productos de combustión alrededor de los tubos.

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Calentadores de aire

Es deseable con frecuencia precalentar el aire para la combustión antes de ponerlo en

contacto con el combustible. Esto es necesario cuando se queman combustibles con un

alto contenido de umedad. En un calentador de aire se capta el aire ambiente y se

precalienta utilizando el calor sensible del gas de cimenea de la caldera que se est

descargando de la unidad. Esto aumenta la eficiencia global y elimina el uso de

combustible e0tra para este propósito. ?ste es un tipo de unidad de recuperación de calor.

Economi(adores

n economizador (otro tipo de unidad para recuperar calor) es un componente de caldera

que precalienta el agua de alimentación con respecto a la temperatura de suministro,

utilizando el calor sensible del gas de cimenea de la caldera que sale de la unidad.

%omo sucede en el calentador de aire, la elevación de esta temperatura del agua de

alimentación aumenta la eficiencia de la unidad al eliminar el combustible adicional para

esta operación.

Tema 2.2 Tipos de calderas

!o "ue #ay "ue saber: $escribir los diferentes tipos de calderas deacuerdo a su aplicación y dise"o, acuotubular, tubos de (umo, tubos(orizontales o verticales. &lasi'car los diferentes tipos de calderas deacuerdo a su aplicación y dise"o, acuotubular, tubos de (umo, tubos(orizontales o verticales.

!o "ue #ay "ue saber #acer: $eterminar qu# tipo de calderaadecuado en función de su aplicación. 0ealizar cálculos de intercambiode calor en calderas ba1o los principios de la primera y segunda ley de latermodinámica

CLASI$ICACIONES )E LAS CAL)ERAS

%aracterísticamente, los tipos de caldera se suelen clasificar como de tubos de umo o

tubos de agua.

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Calderas de tu'os de %umo

En las calderas de tubos de umo (6ig. #@3), la flama y los productos de combustión

pasan a trav*s de tubos. El agua calentada u otro medio rodea el ogar interno y los

aces de tubos.

Aunto con las calderas de tubos de umo se utilizan varios tipos de ogares. lgunos sonlargos tubos cilíndricos, mientras que otros son disposiciones de ca&as de umo que

permiten el quemado de combustibles sólidos. En la mayor parte de los casos, las

calderas de tubos de umo incluyen un casco que contiene el agua y el espacio de vapor.

Bentro del casco estn las placas que soportan los grupos de tubos y los tubos que son

porciones del recipiente a presión. El ogar o ca&a de umo proporciona el espacio para

los procesos de combustión de la fuente de calor.

!ucos tipos de calderas de tubos de umo se suministran a la industria. no de ellos es

la caldera orizontal tubular de retorno. En esta unidad, los productos de la combustión

via&an a trav*s del casco y retroceden a trav*s de los tubos dentro del recipiente a

presión. Estas unidades suelen estar asentadas en soportes de ladrillo.

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Ctro tipo de unidad de tubos de umo es la caldera marina escocesa, que fue creada

originalmente para ser instalada en barcos. Este tipo de caldera puede alimentarse con

combustible sólido, líquido o gaseoso.

Bebido a que la caldera marina escocesa es un tipo de unidad muy compacto, fue

adaptada rpidamente para servicio estacionario. %uando se acen modificaciones al tipo

bsico para adaptarla al uso en procesos y calefacción, se denomina caldera marina

escocesa modificada.

Ctro tipo de unidad de tubos de umo es la caldera de tipo vertical en la cual el

combustible o la fuente de calor est en la parte inferior, y los productos de combustión

suben a trav*s de los tubos y se eliminan por la parte superior de la unidad.

Calderas de tu'os de aua

'as calderas de tubos de agua cuentan con mucos arreglos y dise-os. En este de agua

tipo de unidad, los productos de combustión rodean usualmente a los tubos y el agua

est en el interior de los tubos, que se inclinan acia un recipiente o domo en el punto

ms alto de la caldera. 'a configuración de estos tubos describe por lo general el tipo de

caldera. lgunos fabricantes ofrecen unidades de tubos rectos en tanto que otros ofrecen

unidades con tubos curvados. Ctras configuraciones de las calderas de tubos de aguacorresponden a los diversos tipos en t*rminos de las variaciones en el arreglo del

recipiente de presión.

En una caldera de tubos de agua con cabezal de ca&ón, los tubos de agua estn

conectados a cabezales rectangulares dispuestos de modo que la mezcla de agua y

vapor en circulación suban acia un domo colector. 'os cabezales de ca&ón estn

usualmente en cualquier e0tremo de los aces de tubos, y los productos de combustión

pasan entre los cabezales y alrededor de los aces de tubos.

lgunas calderas son del tipo de domo largo, esto es, cuando se mira al frente de la

caldera, el domo tiene la longitud de la caldera. Su consecuencia lógica es la caldera de

domo atravesado. %uando se contempla desde el frente de la unidad, los domos estn

instalados perpendicularmente a la larga línea central o a trav*s de la caldera. '

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'as unidades de tubos de umo se suministran casi siempre en aplicaciones asta de

apro0imadamente 72222 lb ($7122 Dg.) de vapor por ora. Se suministran para operar a

ba&a presión $1 psig ($23 F4/m#) y menosG y como calderas de potencia asta

apro0imadamente 722 psig (#$22 F4/m#) de presión de vaporG. 'as calderas de tubos de

agua para utilizarse en aplicaciones industriales se proporcionan capacidades asta decasi un millón de lb (312 222 Fg) de vapor por ora. 'as presiones de dise-o varían desde

$22 psig (H22 F4/m#) asta $ #22 ó $ 322 psig (I.7 ó J.< !4/m#) con temperaturas de

vapor que varían desde la saturación asta $ 2225 6 (1325 %).

Calderas unitarias

!ucos fabricantes suministran tanto las unidades de tubos de agua como de tubos deumo preparadas en forma unitaria, o ensambladas en la fbrica. na caldera unitaria de

vapor o de agua caliente generalmente est ensamblada en la fbrica e incluye todos los

componentes mayores quemador, equipo de tiro, recipiente de presión, marco y

controles. 'a principal limitación de las calderas unitarias es la capacidad de que sean

mane&adas por equipo de transporte en carretera o en ferrocarril. 'a mayor parte de los

fabricantes an dise-ado líneas completas de calderas de tubos de umo y de tubos de

agua que pueden embarcarse por camión o ferrocarril. lgunos fabricantes an utilizado

procedimientos de ensamblado de taller para fabricar calderas que pueden ensamblarsefcilmente en el campo. Estos componentes pueden ser una parte >nica del recipiente o

m>ltiples partes mayores que pueden acoplarse &untas en el campo.

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Tema 2.$ %antenimiento a calderas

!o "ue #ay "ue saber: %denti'car las normas o'ciales y las actividadesde mantenimiento que regulan la operación de una caldera necesariapara su correcto funcionamiento.

!o "ue #ay "ue saber #acer: $eterminar un programa demantenimiento preventivo de una caldera.

2.# OPERACI*N + ,ANTENI,IENTO

2.#.1 Arran-ue

ntes de que pueda acerse cualquier preparación para arrancar una caldera, nueva o

no, debe estar disponible el manual de operación proporcionado por el fabricante de la

caldera para el modelo particular de unidad. Es importante que el personal de operación

siga cuidadosamente los procedimientos indicados en el manual, sobre todo respecto a

las precauciones de seguridad, antes de intentar la activación del equipo.

%uando se prepara una caldera nueva para su operación inicial, deben seguirse

los procedimientos se-alados para asegurar la alta eficiencia a que se puede

operar la unidad durante largo tiempo, con la economía que se espera obtener de

una pieza de equipo dise-ada. unque la unidad aya sido verificada por el

fabricante, se deben observar las siguientes precauciones

$. Se debe e0aminar perfectamente la unidad tanto del lado del agua como del fuego

para tener la seguridad de que no e0iste material e0tra-o.

#.Todas las tuberías, como la de purga, la de vapor y la de agua de alimentación

deben e0aminarse para tener la seguridad de que la tubería a sido instalada

adecuadamente, a fin de eliminar todo peligro. Se deben verificar detalles como el

nivel del agua y los controles para encontrar cualquier evidencia de da-o o rotura

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producida durante el transporte o causado por el personal de instalación que traba&ó

con el equipo cuando fue colocado.

7.Siempre que sea posible deben ponerse en marca los equipos el*ctricos, como

motores, bombas, sopladores y compresoras para verificar la adecuada rotación.

'os elementos como las vlvulas de control, enclavamientos, vlvulas motorizadas e

interruptores limitadores deben verificarse siempre que sea posible para asegurar se

adecuado funcionamiento.

3.Beben verificarse todas las líneas de combustible para que est*n instaladas de

acuerdo con las instrucciones del manual.

Bespu*s de que se a realizado una inspección concienzuda de la unidad, se efect>anlos pasos para el arranque.

+recaución. Todos los fabricantes de calderas. Suministran usualmente manuales de

instrucciones de operación con su equipo. ntes de arrancar la unidad t*ngase la

seguridad de que se a leído y entendido perfectamente el manual de instrucciones.

2.#.2 Secado + lleada al punto de e'ulliciónKa que los materiales refractarios y el aislamiento de la unidad pueden contener

umedad absorbida y ya que (en el arranque inicial) la caldera est llena con agua a la

temperatura de suministro (ms fría que la normal), el encendido inicial de la unidad debe

mantenerse a un nivel tan ba&o como sea posible. El periodo de ebullición debe proseguir

a apro0imadamente el 12L de la presión de operación de la unidad durante el tiempo

necesario para asegurarse de que todos los aceites y materiales que deben removerse

por el proceso de ebullición se, an desprendido. 'a e0periencia indica que un periodo

mínimo de ebullición de $# suele ser suficiente para completar la limpieza. Sin embargo,factores como la concentración química, la cantidad de material que se debe remover y la

presión pueden modificar el tiempo de ebullición.

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2.#.# Limpie(a

El sistema debe limpiarse con cuidado antes de que la caldera se encieda. !ucas

calderas limpias se an arruinado con los contaminantes del sistema, como selladores de

tubería, aceite de corte y rebabas o virutas de metal. !ucos contratistas utilizan una

caldera nueva para calentar y curar un edificio en construcción. Se debe tener especialcuidado para que durante este uso inicial de la caldera el contratista proporcione

adecuado tratamiento del agua. 'os propietarios pueden recibir una caldera da-ada o

incrustada por el mal uso que le dio el contratista. dems, conforme nuevas zonas

entran en el sistema, se requiere la limpieza de ellas para evitar da-o a la caldera. Se

debe utilizar solamente una caldera para llevar a ebullición un sistema.

'a limpieza me&ora un sistema de calefacción de vapor o de agua caliente. na fase

importante al terminarla instalación de calderas se descuida con frecuencia en las

especificaciones. sualmente no se ace ninguna previsión para limpiar el sistema.

lgunas veces se drena para efectuar cambios o a&ustes, pero nunca se limpia en

realidad. El arquitecto, ingeniero o contratista, selecciona las calderas para diversas

instalaciones y la selección puede representar el me&or sistema8 pero siempre ser me&or

si es un sistema limpio. %ómo saber si un sistema necesita limpieza. May síntomas

definidos de un sistema sucio. continuación se presenta una lista típica de puntos por

verificar Si cualquiera de los puntos es positivo, el sistema necesita limpieza.

2.#.#.1 Aua o'&iamente sucia oscura o con coloración.

;ases e0pulsados por los respiraderos en los puntos altos en el rea de calefacción que

se encienden y arden con una llama azulada casi invisible. na prueba de alcalinidad de

pM que da una lectura de prueba de pM por deba&o de H. (n pM inferior de H indica que el

agua en el sistema es cida).

Sin importar lo cuidadosamente que se aya instalado un sistema, ciertos materialese0tra-os entran al sistema accidentalmente durante la construcción, por e&emplo, sellador

de tuberías, aceite para cortar cuerdas, fundente de soldadura, preventivos contra la

corrosión, compuestos contra errumbre, arena gruesa, escoria de soldadura y suciedad,

y arena o arcilla del sitio de traba&o. +or fortuna, las cantidades de estas materias suelen

ser peque-as y no causan dificultades. Sin embargo, en algunos casos pueden ser

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cantidades suficientes para descomponerse químicamente durante la operación del

sistema y causar la formación de gas y acidez en el sistema de agua. En la mayor parte

de los casos los sistemas de agua caliente, operan naturalmente con un pM de H o ms

alto. 'a condición del agua puede probarse rpidamente con papel Mydrión, que se utiliza

de la misma forma que el papel tornasol e0cepto que proporciona lecturas específicas depM. na tabla de colores en el lado del peque-o paquete de Mydrión da las lecturas en

unidades de pM. El papel Mydrión es barato y se obtiene fcilmente a trav*s de los

canales adecuados de mayoreo y menudeo.

n sistema cuya prueba indica cido (por deba&o de H en la escala, algunas veces tan

ba&o como 3) tendr usualmente los siguientes síntomas

• 6ormación de gas (problema de aire).• +roblemas en sellos y prensaestopas de la bomba.• +egamiento y fuga en el respiradero.• Cperación frecuente de las vlvulas de alivio.• 6ugas en las &untas de la tubería.

na vez que *sta condición e0iste, los síntomas continuarn asta que la situación se

corri&a mediante la limpieza del sistema. !ucas veces, debido a la formación de gas, seagregan respiraderos automticos en todo el sistema para intentar poner remedio. El uso

e0cesivo de respiraderos automticos puede invalidar la función del sistema de

eliminación de aire, ya que las peque-as cantidades de aire que entran deben devolverse

al tanque de e0pansión para mantener el balance entre el colcón de aire y el volumen de

agua.

Si se permite que un sistema se deteriore con las fugas resultantes y con crecientes

p*rdidas de agua, pueden ocurrir serios da-os en la caldera. +or lo tanto, la principal

consideración es mantener un sistema cerrado que est* limpio, neutro y erm*tico al

agua.

n sistema neutro limpio nunca debe drenarse e0cepto para una emergencia o para dar

servicio al equipo que lo necesite despu*s de a-os de operación. 'a solución

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anticongelante en el sistema debe probarse cada a-o, como recomiendan los fabricantes

del anticongelante que se utilice. Sin duda alguna, el sistema limpio es el me&or sistema.

%uando se requiere apagado frío de una caldera, debe permitirse que la unidad se enfri*

por un periodo de $# , asta que pierda su calor en la atmósfera 4o se recomienda

enfriamiento forzado, que tal vez aflo&e tubos en las placas de tubos o cause otros da-os

a las partes de presión.

2.#./ Tratamiento de aua

Se requiere tratamiento de agua para la operación satisfactoria de una caldera del agua

en el arranque inicial para evitar cualquier depósito de incrustación y evitar cualquier

corrosión por cidos, o0ígeno y otras sustancias da-inas que pueden e0istir en el

suministro de agua. Se debe consultar a un especialista calificado en tratamiento de agua

y el agua debe tratarse en forma adecuada.

'as metas y ob&etivos bsicos del acondicionamiento de agua para calderas son

• Evitar la acumulación de incrustación y depósitos en la caldera.• Eliminar los gases disueltos en el agua.• +roteger la caldera contra la corrosión.• Eliminar el acarreo y el retardo Nvapor).• !antener la eficiencia ms alta posible de la caldera.• Bisminuir la cantidad de tiempo de paralización de la caldera para limpieza.

El tratamiento de agua debe verificarse y mantenerse siempre que se encienda la caldera.

Precaución. El comprador debe asegurarse de que la caldera no se opere para pruebas

de aprobación o cualquier otra operación de encendido si no se a dado tratamiento al

agua.

Tambi*n debemos indicar que las calderas de agua muy bien pueden necesitar

tratamiento químico desde el primer llenado de agua, lo mismo que tratamientos químicos

periódicos adicionales dependiendo de las p*rdidas en los sistemas y de las necesidades

de Oreposición de agua@ El tratamiento de agua puede variar de estación a estación o

durante cierto periodo de tiempo8 por lo tanto, puede requerir se que el procedimiento de

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tratamiento de agua se verifique no menos de cuatro veces al a-o y tal vez con ms

frecuencia si lo requieren las condiciones locales de agua. %uando el sistema se drena y

se vuelve a llenar, se requiere el tratamiento químico debido a que se a introducido agua

cruda en el sistema de la caldera.

May dos m*todos principales de tratamientos del agua de alimentación de calderas,

e0terno e interno.

Tratamiento e0terno del aua de alimentación . Este tipo de tratamiento se realiza en

tanques separados, contenedores u otros dispositivos necesarios para la eliminación de

o0ígeno y de otros gases per&udiciales, y la eliminación del carbonato de magnesio,

carbonato de calcio, sílice, ierro, etc. Tambi*n ay filtros para la eliminación de materias

e0tra-as. n m*todo com>n para eliminar el gas del agua para la caldera es utilizar

calentadores de aereadores para el agua de alimentación. +ara eliminar los carbonatos

de magnesio y calcio se emplean suavizadores de zeolita de sodio@ May filtros y otros

equipos que se fabrican en la actualidad y cubren virtualmente todos los requerimientos

para el tratamiento del agua.

Tratamiento interno del aua de alimentación. El tratamiento interno del agua de

alimentación suele consistir por lo general en la adición de productos químicos adecuados

para evitar que se depositen materiales de incrustación en las superficies calientes de la

caldera. n lodo formado por productos químicos con carbonatos de calcio y/o magnesio

se deposita en el fondo de la caldera o permanece en suspensión. En las calderas de

vapor este lodo puede eliminarse por procedimientos adecuados de purga. 'os productos

químicos que se agregan al agua de la caldera, el procedimiento de purga y el anlisis y

mantenimiento del acondicionamiento del agua de alimentación deben utilizarse de

acuerdo con un consultor en tratamiento de agua.

2.#. Cuidado de las calderas ociosas

'as calderas ociosas durante largos periodos de tiempo Nms de 72 días) deben de&arse

en reposo mediante el empleo de un m*todo seco o >medo de protección durante los

periodos de inactividad.

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Reposo en seco de las calderas.

Si una caldera est su&eta a temperaturas de congelación o si va a estar ociosa durante

un periodo muy largo de tiempo, se deben llevar a cabo los siguientes procedimientos afin de que la caldera no se per&udique durante su periodo de inactividad

Br*nese y límpiese la caldera perfectamente (ambos lados, de fuego y agua) y s*quese.

%olóquese cal o cualquier otra sustancia que absorba el agua en carolas abiertas en el

interior de la caldera y ci*rrese la unidad erm*ticamente para e0cluir toda umedad y

aire.

Todo el equipo au0iliar, como tanques, bombas, etc., deben drenarse perfectamente.

Reposo %medo de calderas.

%on ob&eto de proteger la caldera durante cortos periodos de inactividad se debe poner en

reposo >medo en la siguiente forma

'l*nese la caldera con agua caliente asta el derrame. El agua debe estar

apro0imadamente a $#256 (315%) para ayudar a e0pulsar el o0ígeno libre. gr*guese

sosa custica suficiente al agua caliente para mantener apro0imadamente 712 partes por

millón (ppm) de alcalinidad y tambi*n agr*guese suficiente sulfito de sodio para producir

un residuo de 12 a <2 ppm de este producto químico.

=erifíquense todas las cone0iones de la caldera para que no tengan fugas y tómese

semanalmente una muestra de agua para tener la seguridad de que la alcalinidad y el

contenido de sulfito se !antienen estables.

Re3arran-ue de calderas.

+ara volver a arrancar una caldera que a estado en reposo seco o >medo, o que a

sido apagada asta el enfriamiento para reparaciones, t*ngase la seguridad de seguir el

procedimiento recomendado de arranque como se indica en el manual de operación

7/21/2019 Calderas


proporcionado por el fabricante. +reparación para reposo. %uando se est limpiando una

caldera en preparación para reposo, el lado de agua de la unidad debe limpiarse, y en

seguida debe encenderse la unidad para e0pulsar los gases. El lado del fuego debe

limpiarse despu*s. Es ben*fica una capa de aceite en las superficies metlicas del lado

del fuego cuando la caldera no se va a utilizar durante largo tiempo. Ctro tratamiento deayuda consistiría en llenar la caldera con un gas inerte y sellarla erm*ticamente para

evitar cualquier fuga de dico gas. Esto ayudar a evitar la o0idación del metal. 'as líneas

de aceite combustible deben drenarse y en&uagarse para eliminar el aceite residual y

rellenar se con combustible destilado. Si todas las calderas se van a de&ar en reposo, se

requiere tambi*n el cuidado de los tanques de aceite, líneas, bombas y calentadores.

2./ Cuidado del -uemador

n programa planeado de mantenimiento preventivo es una ruta directa a la del

quemador operación segura y confiable en la unidad de caldera. 'as calderas se

suministran con equipo dise-ado para el quemado del combustible que debe mantenerse

a trav*s de un programa regular y concienzudo de mantenimiento para asegurar una

condición satisfactoria de operación. 'as boquillas de aceite, encendedores, electrodos y

partes internas del quemador deben verificarse como parte de un programa regular de

mantenimiento mensual. 'os a&ustes de la distancia disruptiva y las aberturas de lasboquillas, así como sus dimensiones generales deben verificarse para comprobar su

desgaste y limpieza. 'as instrucciones específicas y los m*todos de limpieza, m*todos de

a&uste y dimensiones particulares estn contenidos en el manual de instrucción

proporcionado por los fabricantes de la caldera.

El me&or m*todo para mantener debidamente un programa planeado de mantenimiento

preventivo es llevar una bitcora diaria de la presión, temperatura y otros datos de los

medidores, lo mismo que la información sobre el tratamiento de agua. En el momento en

que aparezca una variación en las lecturas normales, la dificultad puede analizarse y

corregirse rpidamente para evitar problemas serios. +or e&emplo, una unidad que quema

aceite y muestra una caída en la presión del aceite puede indicar que una vlvula

reguladora est fallando, un colador taponado, una fuga de aire en la línea de succión, o

problemas en alguna otra parte del equipo en la línea del aceite. na disminución en la

7/21/2019 Calderas


temperatura del aceite puede indicar mal funcionamiento de los controles de temperatura

o fallas en el elemento de calentamiento.

+or e&emplo. en una unidad que quema gas, una disminución en la presión del gas puede

indicar una mala función del regulador, una caída en la presión del suministro de gas, o

alguna reducción en el flu&o de gas causado posiblemente por una o ms vlvulas o

controles que no operan bien.

Puntos 4ue de'en re&isarse periódicamente.

+untos como los eslabonamientos y otras su&eciones y topes mecnicos deben

verificarse periódicamente para que no tengan &uego y e0aminarse visualmente para

advertir cualquier vibración o movimiento. %ualquier parte que est* suelta o que ayacambiado de posición debe verificarse concienzudamente y rea&ustarse seg>n se

necesite. E0amínense diariamente las cimeneas respecto a las condiciones de umo y

niebla. na cimenea brumosa, con niebla o umo indica una posible necesidad de

a&ustar el quemador. El fuego puede no recibir suficiente aire8 tal vez la razón aire /

combustible no es la adecuada, o puede aber un cambio en el suministro de

combustible, etc.

'as temperaturas de la cimenea deben verificarse y anotarse en la bitcora8 sin

embargo, se debe tener en cuenta que una elevación de temperatura en la cimenea no

significa siempre una mala combustión o que los conductos del agua est*n atascados o el

ogar sucio. 'as temperaturas de las cimeneas variarn proporcionalmente conforme

cambia el punto ba&o. 'as temperaturas de la cimenea se deben observar en relación

con la rapidez de quemado del combustible y debe acerse una comparación con los

registros previos de las mismas velocidades. 'as temperaturas de las cimeneas pueden

tener diferencias de asta $2256 (115%) de los niveles altos de fuego a los ba&os, y por

ello se debe tener cuidado cuando se interpretan las lecturas de las temperaturas de

cimenea.

,antenimiento del lado del fueo

'a inspección periódica y la limpieza del lado del fuego debe realizarse cuando la

temperatura de salida del gas de combustión est a ms de $22 a $H156 por encima de la

7/21/2019 Calderas


temperatura normal de operación. 'a limpieza debe realizarse inmediatamente despu*s

de parar. Beben seguirse los procedimientos recomendados por el fabricante de la

caldera para todo el mantenimiento del lado del fuego. 'os empaques del quemador,

acceso o cabezal deben inspeccionar se y reemplazarse cuando sea necesario. Todos los

refractarios deben inspeccionarse para descubrir agrietamientos, descascarado o erosióne0cesivos, o secciones sueltas. Esta inspección debe llevarse a cabo cuando la caldera

est abierta para ser limpiada o al menos una vez al a-o. Se deben e0aminar las vlvulas

de solenoide y vlvulas motorizadas del combustible observando el fuego conforme se

apaga la unidad. Si el fuego no se corta inmediatamente, la vlvula puede estar sucia o

desgastada. Si esto ocurre, la vlvula debe repararse o reemplazarse de inmediato para

evitar cualquier problema serio. Todos los interruptores, controles, dispositivos de

seguridad y cualquier equipo asociado con la caldera debe verificarse periódicamente. 4o

se debe suponer que todos los dispositivos de seguridad, interruptores, controles, etc.,estn operando adecuadamente, sino e0aminarse periódicamente seg>n el plan de

mantenimiento y cualquier mal funcionamiento debe anotarse y repararse.

2. Pie(as de repuesto

T*ngase la seguridad de que se dispone de las piezas de repuesto para el equipo.

%ons>ltese al fabricante de la caldera para que sugiera una lista de estas piezas.

,anual

El manual del operador suministrado con la caldera es una guía e0celente para las

funciones de control, cuidado de los controles y a&ustes de los controles. Es importante

conocer y usar el manual de instrucciones. El manual debe mantenerse en un lugar donde

el operador pueda consultarlo en cualquier momento.

Controles del ni&el

7/21/2019 Calderas


El propósito de los controles del nivel de agua es mantener el agua en el interior de

agua de la caldera al nivel adecuado. Todos los controles de nivel tienen una gama de

operación, no sólo un punto de a&uste. 'os controles de nivel con indicador de vidrio

deben a&ustarse de modo que el nivel del agua ba&o o alto, nunca de&e de verse.

'as columnas de agua, vidrios de nivel, y dispositivos de corte por nivel ba&o del agua en

una caldera de vapor requieren en&uagarse por lo menos una vez en cada turno. El

propósito de este en&uagado es evitar cualquier acumulación de lodo o suciedad que

pudiera causar una falla del control. %uando se en&uaga la columna de agua, es

aconse&able probar la operación del corte por ba&o nivel del agua.

El control del nivel de agua que se encuentra con ms frecuencia en las calderas es una

combinación de indicador de nivel y corte por ba&o nivel del agua que suele estar

incorporado a un dispositivo de columna de agua. Esta combinación de control permite lainspección visual del nivel del agua, y adems act>a para interrumpir la corriente el*ctrica

a un circuito del quemador en caso de que se llegue a un nivel de agua inseguro.

'as condiciones locales del agua y la introducción de productos químicos para el

tratamiento de calderas arn variar la cantidad de acumulación de sedimento en un

flotador de controlo en una columna de agua. Se recomienda, para las calderas de

calefacción y las calderas de potencia, que el control de seguridad de la caldera se

purgue regularmente al menos una vez por semana, cuando la caldera est* en operación8

sin embargo, las calderas de potencia pueden requerir una purga ms frecuente, de

acuerdo con las condiciones de operación y de agua. %uando se purga un control, es

aconse&able verificar la operación del corte por ba&o nivel del agua en un a&uste de ba&o

fuego del quemador.

Bebe probarse cada mes el corte por ba&o nivel del agua en las condiciones reales de

operación. %on el quemador operando y la caldera produciendo el vapor al nivel

adecuado de agua, ci*rrense todas las vlvulas en el agua de alimentación y en las líneas

de retorno del condensado durante la prueba y prese la bomba de agua de alimentaciónsi se requiere, de modo que la caldera no reciba ning>n reemplazo de agua. Entonces se

observa cuidadosamente la línea de agua para determinar donde el interruptor de corte

interrumpe al quemador con relación a la línea de agua ms ba&a permisible establecida

por el fabricante de la caldera. 4unca se debe permitir que el nivel de agua de la caldera

caiga por deba&o de la parte ms ba&a visible del cristal del medidor de agua. Si el corte no

7/21/2019 Calderas


funciona durante esta prueba, de inmediato debe detenerse la operación del quemador.

Entonces se determina la causa de la falla y se remedia. 'a prueba de evaporación con

producción lenta de vapor debe repetirse entonces para verificar que el control funciona

en forma correcta.

Si el nivel de corte del quemador no est al nivel de agua ms ba&o permisible, o

ligeramente arriba, el corte por nivel ba&o del agua debe moverse asta el punto

adecuado, o debe drsele servicio, repararse o aun reemplazarse si es necesario.

El corte por ba&o nivel del agua debe desmontarse y verificarse a intervalos anuales por

un t*cnico calificado para comprobar que no ay obstrucciones y asegurarse del

funcionamiento adecuado de las partes que traba&an. "nspecciónense las líneas que se

conectan a la caldera para buscar acumulaciones de sedimento o incrustación, y

límpiense si es necesario. E0amínense todo el alambrado visible para comprobar si elaislamiento aparece quebradizo o gastado, y para tener seguridad plena de que los

contactos el*ctricos estn limpios8 tambi*n, si este es el caso, verifíquese el estado de los

interruptores de mercurio en busca de cualquier decoloración o separación del mercurio.

+or lo general, los mecanismos no deben repararse in situ. 'as piezas de repuesto y los

mecanismos completos de reemplazo, incluyendo las &untas que se requieran y las

instrucciones de instalación, estn disponibles en las empresas manufactureras.

En las calderas, el corte por ba&o nivel del agua puede verificarse periódicamente

disparando manualmente el control@ 'as instrucciones sobre el m*todo de disparo del

control específico se encuentran en el manual del operador suministrado por el fabricante.

E-uipo au0iliar

Se recomienda un e0amen cuidadoso de todos los accesorios de engrase, para de la

caldera aceitar y otros puntos de lubricación, y establecer un programa de mantenimiento

para asegurar la adecuada lubricación de todas las partes en movimiento, como elfabricante establece. Elementos como los compresores de aire, co&inetes de sopladores,

motores y otro equipo operado mecnicamente requieren lubricación de tiempo en tiempo.

%ons>ltese el manual de instrucciones para los elementos citados8 no de&e de

establecerse un programa continuo de mantenimiento.

7/21/2019 Calderas


Seg>n las condiciones particulares de la instalación, aquellas piezas como los

coladores de aceite, los filtros de aire, las re&illas, etc., acumularn materias e0tra-as.

Todos los filtros, re&illas y coladores deben limpiarse periódicamente para evitar

obstrucciones o mal funcionamiento. 'a presencia de umo en el quemador puede

deberse a una entrada de aire al soplador obstruida o a un filtro de aire del compresor obstruido, así como a un e0ceso de entrada de combustible. na reducción en el flu&o de

aceite puede deberse a un colador sucio. Se debe establecer un programa de

mantenimiento de acuerdo con las condiciones particulares de la instalación para evitar

cualquier acumulación de material e0tra-o.

Sistema de aceite Com'usti'le.

'os tanques deben verificarse anualmente respecto a la presencia de agua y

combustible lodo. En cada llenado deben comprobarse la firmeza de las cubiertas y los

empaques adecuados. T*ngase la certeza de que la ca&a de llenado est* por encima del

nivel del terreno para evitar que pase agua a los tanques. E0amínense los tubos

respiraderos para eliminar las obstrucciones.

Calentadores

'os calentadores deben verificarse anualmente para comprobar que no ay en ellos

agua o lodo y para 9desincrustar el carbón: de las superficies del intercambiador de calor.

5om'as

'as bombas se deben e0aminar al menos una vez al mes para que no aya sellos de e&es

con fugas y mecanismos impulsores flo&os o gastados.

Tu'er!a

7/21/2019 Calderas


'as líneas de aceite deben verificarse al menos cada mes respecto a fugas e0ternas y

da-os.

+recauciones

Bebe verificarse diariamente el manómetro de vacío de la línea de aceite. 'aslecturas en aumento o errticas manómetros indican problemas potenciales. En ese caso

deben revisarse los coladores y limpiarse, y acer lo mismo con las líneas de aceite para

que no tengan obstrucciones o acumulación interna de lodos.

%uando se ponen fuera de servicio los sistemas de calentamiento y circulación del aceite,

se deben tomar precauciones para que no aya obstrucciones por aceite combustible

congelado al arrancar. Esto puede requerir que se en&uaguen las líneas con un aceite de

grado ms ligero y/o apagar el sistema cuando est* lleno con combustible de grado ligero.

Contactos el"ctricos

'os contactos el*ctricos en los arrancadores, contactores y controles se deben revisar

periódicamente para su limpieza y encontrar quemaduras de arco. 4o se debe permitir

que se acumule el polvo en cualquier contacto. 'as cubiertas de los controles deben estar

en su lugar y las puertas de los gabinetes de los controles deben estar cerradas e0cepto

durante los periodos en que realmente se requiera el acceso para el servicio. Precaución.Bebe cortarse la energía el*ctrica antes de que se abra cualquier gabinete o cubierta de

controles.

Sistemas de &apor

Se recomienda que se lleve a cabo una revisión periódica de los sistemas de vapor para

evitar el mal funcionamiento de la caldera debido a problemas e0ternos.

%ompru*bese que el equipo de tratamiento del agua de alimentación est* operando

adecuadamente.

seg>rese de no alimentar agua fría a una caldera caliente

7/21/2019 Calderas


=erifíquense los equipos como las bombas de alimentación, vlvulas y otros elementos

para asegurar el rendimiento adecuado.

=erifíquense las vlvulas de seguridad de acuerdo con las instrucciones indicadas por el S!E Poiler Q +ressure =essel %ode, sección =", 9Recommended Rules for %are and

Cperation of Meating Poilers:.

Sistemas de aua

Se deben realizar periódicamente las siguientes comprobaciones para evitar problemas en la caldera

• +ara asegurar el adecuado rendimiento se deben e0aminar los tanques de

e0pansión.• 'os circuladores de agua deben e0aminarse para tener la seguridad de que se

mantiene la circulación en todas las condiciones de operación.• 'as fluctuaciones e0tremas de los manómetros de presión pueden indicar

problemas del sistema. =erifíquese el sistema en busca de un posible bloqueo en

el tanque de e0pansión. El dispositivo de remoción del aire o la cone0ión en la

parte superior de la caldera deben e0aminarse para poner la seguridad de que

estn funcionando en forma adecuada.• Se debe e0aminar la tubería para estar seguros de que no ay detenciones

debidas a aire bloqueado.• 'os respiraderos en los puntos altos de los sistemas deben verificarse para tener

la seguridad de que no estn introduciendo aire en el sistema durante los

arranques de la bomba.• 'as vlvulas de seguridad que gotean no sólo causan marcas de agua

indeseables y p*rdidas de vapor, sino que pueden indicar mal funcionamiento de

la vlvula. Beben comprobarse las cantidades e0cesivas de agua de reposición al

sistema por medio de un medidor de agua en la línea de entrada.• Se deben realizar e0menes cuando el equipo est* cambiando de un ciclo de

enfriamiento a otro de calentamiento, para asegurarse de que la caldera no sufra

da-os por cambios e0tremos en la temperatura. %uando se utiliza una caldera en

7/21/2019 Calderas


un sistema de enfriamiento/calefacción, el cambio al ciclo de enfriamiento debe

realizarse con cuidado. Se deben instalar controles adecuados en el sistema para

evitar que el agua elada entre a la caldera.

• %uando est en uso un sistema de agua caliente, se recomienda que se mantenga

la circulación. Si es necesario parar los circuladores, el sistema se enfriar asta la

temperatura ambiente y puede producir da-os en el arranque, lo cual se denomina

coque t*rmico. Se deben seguir las instrucciones y las recomendaciones

particulares del manual correspondiente para asegurar una larga vida a la caldera.• %uando se drena una caldera para su inspección, se recomienda mantener un

flu&o de agua en la caldera con una manguera de alta presión para obtener la

completa agitación de cualquier sedimento en suspensión y evitar que se empasteel lodo, ya que puede ser e0tremadamente difícil removerlo despu*s.

• =erificaciones y na vez que el equipo se a puesto en servicio, su mantenimiento

es responsabilidad del propietario. El mantenimiento debe incluir e0menes y

pruebas recomendadas periódicas de los controles y dispositivos de seguridad. El

propietario y/o el operador de la caldera debe mantener registros o bitcoras de

dico mantenimiento.• El mantenimiento y la prueba se a-aden a las inspecciones requeridas por las

diversas oficinas gubernamentales o compa-ías de seguros. En la tabla #@$ se

muestra una lista con las frecuencias recomendadas de pruebas y verificaciones

periódicas.

7/21/2019 Calderas


#.< E"+C +R E!R %E"TE

El quemador es el componente principal del equipo para quemar aceite. 'os quemadores

se localizan normalmente en las paredes verticales de los ogares.

'os quemadores utilizados con mayor frecuencia son de tipo circular. 'a figura muestra un

quemador de un solo registro circular para quemar gas y aceite.

'a capacidad m0ima del quemador individual circular varía asta 722 $2 Ptu/. En los

quemadores circulares las 9puertas: tangenciales construidas en el registro de aire

proporcionan la turbulencia necesaria para mezclar el combustible y el aire y controlar laforma de la llama. un cuando la mezcla de combustible como se introduce al quemador

tiene muca densidad en el centro, la dirección y la velocidad del aire, ms la dispersión

del combustible lo mezclan completa y perfectamente con el aire de combustión.

%on ob&eto de quemar el aceite combustible a las altas temperaturas que requieren las

unidades modernas de calderas es necesario que el aceite se atomiza, es decir, se

disperse en el ogar en un fino rocío, para e0poner una gran a cantidad de superficie de

las partículas de aceite en el aire para asegurar su pronta ignición y la combustión rpida.

+ara la adecuada atomización, los aceites de grados ms pesados que el n>mero #

deben calentarse para reducir la viscosidad de $71 a $12 SS Nsegundos Saybolf

universales). Se requieren calentadores de vapor o el*ctricos para elevar la temperatura

del aceite al nivel requerido, apro0imadamente a 1H5% ($7156) para el aceite n>mero 3,

7/21/2019 Calderas


H35% ($I156) para el aceite n>mero 1, y J7 a $235% (#22 a ##256) para el aceite n>mero

<.

Atomi(adores de &apor o de aire. 'os atomizadores de vapor son los ms utilizados. Engeneral operan de acuerdo con el principio de producir una emulsión de vapor con

combustible la cual, cuando se libera en el ogar, atomiza el aceite a trav*s de la

e0pansión rpida del vapor. El vapor atomizador debe ser seco debido a que la umedad

entrampada causa pulsaciones que pueden llevar a la p*rdida de ignición. %uando no se

dispone de vapor, se puede sustituir con aire comprimido libre de umedad.

'os atomizadores de vapor estn disponibles en tama-os de asta 722 !Ptu/ de

entrada, cerca de $< 122 lb de aceite por ora. 'a presión del aceite es muco menor que

la que se requiere para los atomizadores mecnicos. 'a presión m0ima del aceite puede

llegar a ser asta 722 lb/pulg y una presión m0ima de vapor de $12 "b/pulg#.El

atomizador de vapor se comporta con ms eficiencia en un amplio nivel de carga que los

otros tipos. 4ormalmente atomiza bien el combustible asta #2L de su capacidad

nominal.

na desventa&a del atomizador de vapor es su consumo de vapor. n buen atomizador de

vapor puede operar con un consumo tan ba&o como 2.2#$b de vapor por libra de aceite

combustible a su capacidad m0ima.

Atomi(adores mec6nicos. En los atomizadores mecnicos la presión del mismo

combustible se utiliza como el medio para que la atomización se efect>e.

El atomizador con flu&o de retorno se emplea en mucas unidades donde el uso de vapor

atomizador es imprctico. 'a presión requerida del aceite en el atomizador para

capacidades m0imas varia de <22 a $ 222 "b/pulg#, seg>n su capacidad, rango de carga

y combustible. 'os atomizadores mecnicos estn disponibles en tama-os asta de $I2

!Ptu/ de entrada y cerca de $2,222 lb de aceite por ora.

E0ceso de aire.3 Es necesario suministrar ms aire de la cantidad teórica para asegurar

la completa combustión del combustible en el ogar. 'a cantidad de e0ceso de aire

proporcionado debe ser la suficiente para quemar por completo el combustible con ob&eto

7/21/2019 Calderas


de minimizar las p*rdidas del calor sensible en los gases de cimenea. El e0ceso de aire

normalmente requerido para quemar el aceite, e0presado como porcenta&e de aire teórico,

est casi siempre entre el 1 y HL.

2.7 E48IPO PARA 48E,AR 9AS

4uemadores de as natural.3 n e&emplo presentado en la figura 7@$1 es un elemento

con mezcla de gas variable en boquillas m>ltiples para usarse con los quemadores del

tipo circular Es posible el quemado simultneo de gas natural y de aceite en el mismo

quemador.

+ara proporcionar una operación segura, la ignición de un quemador de gas debe

permanecer cercana a la pared del quemador a trav*s del nivel pleno de las presiones

permitidas de gas, no sólo con flu&os normales de aire, sino tambi*n con muco ms flu&o

de aire a trav*s del quemador del que se requiere teóricamente.

4uemadores para otros ases !ucas aplicaciones industriales utilizan el gas de orno

de coque, el gas de otros gases alto orno, gas de refinería, u otros gases de

subproductos de la industria. %on estos gases, el calor liberado por unidad de volumen de

gas combustible puede ser muy diferente al liberado por el gas natural, de aquí que los

elementos para quemar gas deben dise-arse para adecuarse a las características

particulares del gas que se va a quemar. +ueden producirse otros problemas especiales

con la presencia de impurezas en los gases industriales, como el azufre en el gas de

orno de coque y el polvo arrastrado en los gases de alto orno.

Encendedores + pilotos.@ sualmente se produce la ignición por medio de un

dispositivo de cispa con y pilotos energía de duración suficiente sólo para asegurar que

la llama principal se auto sostiene. unque la ignición debe ser auto sostenida durante

uno o dos s, despu*s de que el combustible alcance el aire de combustión, en un

7/21/2019 Calderas


quemador plenamente automatizado es costumbre permitir de $2 a $1 s 9de prueba para

ignición:, de modo que el combustible pueda alcanzar al quemador despu*s de que la

vlvula de corte del quemador se a abierto. May aplicaciones donde es necesario un

encendedor o piloto que arda continuamente. Esto sucede cuando se utiliza como

combustible un subproducto, como el gas de un proceso químico.

E0ceso de aire.@ Es posible operar la mayor parte de las unidades con un e0ceso de aire

tan limitado como 1 a HL en la salida de orno a plena carga, y algunas calderas se an

operado con menos de #.1L de e0ceso de aire sin demasiada p*rdida de combustibles

no quemados.

En todas las unidades a cargas parciales, sin importar el combustible que se est*

quemando, es necesario aumentar el e0ceso de aire conforme se reduce la carga. 'as

compuertas de los quemadores estn dise-adas para no cerrar erm*ticamente con

ob&eto de permitir el paso del aire que protege a los quemadores apagados para que no

se sobrecalienten por el calor radiante de los quemadores cercanos en operación.

2.: ,ANTENI,IENTO )EL ;O9AR

El mantenimiento preventivo incluye una política de operar adecuadamente el equipo

dentro de su rango de capacidad, así como conservar el equipo limpio y en condiciones

óptimas de operación. Esto se verifica por medio de la puesta en prctica de las

observaciones de servicio. El mantenimiento preventivo tambi*n incluye paros

regularmente programados para acer las inspecciones que no pueden realizarse durante

la operación y llevar a cabo las reparaciones necesarias.

2.:.1 ,ANTENI,IENTO )8RANTE EL SER<ICIO

Seuridad. El inter*s primario debe estar puesto en la operación segura, en durante el

servicio evitar las condiciones que pudieran resultar en mezclas e0plosivas de

7/21/2019 Calderas


combustible en el ogar u otras partes de la montadura, y en la protección de las partes

de presión del ogar para evitar e0cesivos esfuerzos t*rmicos o sobrecalentamiento que

pudieran causar una falla.

;oar + montadura. Evitar las e0plosiones en el ogar merece la ms alta prioridad

debido a la posibilidad de que lesionen al personal, el alto costo de las reparaciones y el

efecto del tiempo del paro en los procesos industriales. %uatro puntos son de la mayor

importancia para evitar las e0plosiones en el ogar

+rocedimientos óptimos de operación y capacitación del operador.

Uptima observación del quemador con detección rpida de fallas de la llama.

Betección de los combustibles no quemados en el gas de cimenea.

"nmediata indicación positiva de la relación de combustible @ aire en los quemadores.

'a mayor parte de las e0plosiones en los ogares se derivan de fallas en detectar una

p*rdida de ignición, aun cuando otras indicaciones, como la caída de presión de la

caldera, temperatura del vapor y temperatura del gas de salida muestren que el

combustible no se est* quemando o est siendo quemado en forma incompleta. Estorealiza el eco de que nada sustituye la observación visual del fuego. +or lo tanto, una

indicación remota confiable de ignición positiva en todos los quemadores debe

transmitirse al operador en el punto central de control. na alarma de combustible para

indicar la presencia de combustibles no quemados en el gas de cimenea se considera un

buen respaldo para la observación de la llama.

'a medición de la presión en el ogar en las unidades de equipo de presión o de succión

requiere comprobar que las presiones de dise-o y la envolvente o el contenedor no se

e0ceden. Se necesita alguna forma de medición de la presión diferencial de gas o aire, en

combinación con el lapso de tiempo, como indicación de que el con&unto a sido purgado

adecuadamente antes del quemado. Esta es una guía necesaria de operación para

asegurarse de que ay una proporción adecuada de aire@combustible en los quemadores.

7/21/2019 Calderas


<aria'les en las p"rdidas de eficiencia.@ May dos variables en las p*rdidas de gas seco

la temperatura en la cimenea del gas y el peso del gas que sale de la unidad. 'a

temperatura de cimenea varía con el grado de depósitos presentes en la superficie que

absorbe el calor a trav*s de la unidad, y varía con la cantidad de e0ceso de aire de la

combustión. El efecto del e0ceso de aire es doble $) umenta el peso del gas, y #) elevala temperatura del gas de salida. mbos efectos aumentan la p*rdida de gas seco y por lo

tanto reducen la eficiencia. na regla apro0imada proporciona una reducción de $L en la

eficiencia para cerca de un aumento de ##5% (3256) en la temperatura del gas de

cimenea en las instalaciones que queman carbón.

En las unidades que queman carbón, las p*rdidas de combustible no quemado incluyen

los constituyentes no quemados en los residuos del foso de cenizas y el polvo arrastrado

por los gases de cimenea.

Eficiencia del monitoreo.@ El monitoreo continuo de las temperaturas de los gases de

cimenea y del contenido de o0ígeno en los gases de cimenea por medio de un

registrador calibrado regularmente en el indicador y por verificaciones periódicas del

combustible en los desecos indicarn si se estn manteniendo las eficiencias originales.

Si las condiciones varían respecto a la base establecida de rendimiento, pueden acerse

los a&ustes de corrección o revisarse los pasos de mantenimiento.

'as altas temperaturas del gas de salida y las p*rdidas elevadas de tiro con el e0ceso

normal de aire indican superficies de absorción de calor sucias y la necesidad de soplar el

ollín.

El alto e0ceso de aire aumenta normalmente la temperatura del gas de salida y las

p*rdidas de tiro e indica la necesidad de a&ustar la proporción de combustible y aire. El

alto e0ceso de aire puede, sin embargo, ser causado por fugas del revestimiento o por aire de enfriamiento, aire de sello o fugas en el calentador de aire.

El e0ceso de combustible en el desperdicio indica que es necesario acer a&ustes o

mantenimiento en el equipo de preparación y quemado del combustible.

7/21/2019 Calderas


Limpie(a en el lado del aua.3 no de los me&ores pasos preventivos que se pueden

tomar para conseguir la operación segura y confiable es el mantenimiento de las

condiciones de agua que asegurarn que no se formen depósitos en el interior de los

tubos que pudieran causar sobrecalentamiento y fallas de los tubos del ogar.

,antenimiento en paro.@ Se deben programar paros para realizar el mantenimiento

preventivo adecuado con paralización para evitar las fallas del equipo.

Limpie(a en el lado del aua. El m*todo ms rpido y satisfactorio para la eliminación

de los depósitos en el lado del agua es la limpieza química con cidos. Sin embargo, es

muy importante utilizar un procedimiento de reconocida confiabilidad ba&o cuidadosocontrol.

Inspección por el lado del as.@ Burante los periodos de paro debe inspeccionar se a

conciencia el ogar8 los ob&etivos deben ser

Betectar cualquier signo posible de sobrecalentamiento de los tubos8 los tubos de lasparedes del ogar deben e0aminarse para encontrar incazones, ampollas o alabeos.

Bescubrir cualquier signo posible de erosión o corrosión. dvertir cualquier

desalineamiento o torcedura en los tubos 'ocalizar cualquier depósito de ceniza o escoria

que no aya sido eliminado por el soplado del ollín, que pudiera interferir con la

transferencia, de calor o el flu&o libre del gas en el ogar.

Beterminar la condición del equipo de preparación del combustible, sobre todo si el

muestreo rutinario de la ceniza a indicado la presencia de cantidades crecientes dematerial combustible no quemado.

Beterminar la condición de cualquier elemento refractario e0puesto a los gases del ogar,

como las gargantas de los quemadores y las paredes de ogar.

7/21/2019 Calderas


Limpieza del lado del gas.- Cuando los depósitos de ceniza contienen una cantidad

apreciable de azufre, deben eliminarse antes de un paro prolongado, ya que estos

depósitos pueden absorber la humedad del ambiente para formar ácido sulfúrico que

corroerá las partes de presión del hogar.

calderas

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