proyecto de caldera continental junio 2014

7/22/2019 Proyecto de Caldera Continental Junio 2014

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA

EDUCACIN UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGADEL OESTE

MARISCAL SUCRE

PNF EN INGENIERA MECNICA

DISEO DE UN SISTEMA DE GENERACION DEVAPOR PARA UN CENTRO DE ESTERILIZACION DE

ENVASES FARMACEUTICOS, UBICADO ENANTIMANO, EDIFICIO LA FOSFORERA, CARACAS

Docente: Integrantes:

Ing. Yuri Martin Mayer Marquina 17303863

Giovani Huiza 14623827

Ronald Vivas 15540199

Ruben Vivas 12377636Brayan Pimentel 14362494

Jhonny Serra 10632569

Caracas, Junio, 2014


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OBJETO DEL DISEO

El objeto del presente proyecto es la descripcin del diseo de la

instalacin de un sistema de generacin de vapor, para un centro de

esterilizacin de envases farmacuticos, ubicado en Antimano, Edificio la

Fosforera, el cual se ha realizado para asegurar el suministro de vapor en

cada uno de los puntos donde sea necesario.

NORMATIVAS LEGALES

Para el diseo y clculo de la presente instalacin de vapor, se ha tenido

especficamente en cuenta, las siguientes Normas Venezolanas:

- COVENIN 2217-84, instalacin de generadores de vapor.

- COVENIN 253:1999, Codificacin para la identificacin de tuberas que

conduzcan fluidos.

CALCULO DE LA DEMANDA

SELECCIN DE LOS EQUIPOS A UTILIZAR EN LAS REAS QUE

REQUIEREN VAPOR

Se requiere una instalacin para un sistema de esterilizacin, el cual se

define como el proceso validado por medio del cual se obtiene un producto

libre de microorganismos viables. El proceso de esterilizacin debe ser

diseado, validado y llevado a cabo de modo de asegurar que es capaz de

eliminar la carga microbiana del producto o un desafo ms resistente.


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Dado que la esterilidad no puede demostrarse de manera absoluta sin

causar la destruccin completa de todas las unidades del lote de producto

terminado, se define la esterilidad en trminos probabilsticos, en donde la

probabilidad de que una unidad de producto est contaminada esaceptablemente remota. Se considera que un producto crtico es estril

cuando la probabilidad de que un microorganismo est presente en forma

activa o latente es igual o menor de 1 en 1.000.000 (coeficiente de seguridad

de esterilidad 10^-6).

Los mtodos trmicos de esterilizacin por vapor son comnmente los

ms utilizados para eliminar los microorganismos, incluyendo las formas ms

resistentes como lo son las endoesporas. Entre estos mtodos se

encuentran el uso:

Calor seco: Comprende a su vez varias fases: el calor directo, el

flameado y la esterilizacin al horno.

Calor hmedo: Comprende varias modalidades, ebullicin, pasteurizacin

y empleo del autoclave.

Siendo el mtodo a utilizar, en este proyecto el vapor hmedo, por medio

del uso del autoclave.

Autoclave

Es un aparato provisto de una llave y manmetro para regular la presin y

temperatura que deseemos utilizar (Ver Figura N1).

El vapor por s solo no es esterilizante. Se somete en el interior a una

presin mayor que la atmosfrica, que aumenta la temperatura del vapor,


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siendo de esta forma como se consigue la destruccin de todos los

microorganismos. Este vapor saturado debe estar sometido a una

temperatura determinada y durante un tiempo necesario.

Figura N1. Equipo Autoclave para esterilizacin y sus componentes

El vapor penetra en la cmara de esterilizacin y alcanza cierta presin: la

deseada. Este vapor se condensa por contacto con los materiales fros. Esta

condensacin libera calor humedeciendo y calentando simultneamente

cada material. Por ello es necesario que no haya aire en el autoclave, lo que

se consigue succionando este por medio de un sistema de vaco e

introduciendo el vapor de forma muy rpida, para as forzar la salida del aire.

Se debe colocar el material de forma adecuada, dejando espacio suficiente

para la entrada del vapor saturado.


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Materiales que pueden esterilizarse por calor hmedo:

- Textiles secos: (ropas, vestidos, paos, gasas, algodones).

- Materiales duros: (envases, bateas, contenedores, etc).

Materiales que no pueden esterilizarse por calor hmedo:

- Todos los que contengan sustancias grasas (gasas furanizadas,).

(materiales termosensibles como gomas y plsticos).

Ventajas del Autoclave

- Esta forma de esterilizacin es segura y econmica.

- No deja residuos txicos.

- Es rpida.

- Es cmoda, ya que los autoclaves son automticos.

Desventajas del autoclave

- Corroe los materiales metlicos, estropea los cortes.

- Deteriora los materiales de goma o plstico.

- Requiere mucho tiempo para la preparacin de paquetes, bultos y tambin

requiere mucho cuidado en la carga del autoclave.


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Segn Tabla N1, este equipo posee las siguientes caractersticas:

Tabla N1.

Caractersticas del equipo Autoclave

Caractersticas Tcnicas

Marca De Lama

Modelo CarraroSerie CS

Capacidad 2340 lts

Lnea Elctrica 3ph

Voltaje 220V, trifsico

Frecuencia 50Hz

Presin de Trabajo 2,5 bar (250 kPa)Temperatura Terica de Trabajo 138,2 C (411,2 K)

Peso terico de vacio 3750 kg (36787,5 N)

Peso terico de Prueba Hidrulica 6090 kg (59742,9 N)

Peso terico de Trabajo 3850 kg (37768,5 N)

Caractersticas Dimensionales de la Cmara Interna

Altura (mm) 1300

Ancho (mm) 900Profundidad (mm) 2000

Caractersticas Dimensionales de la Cmara Externa

Altura (mm) 2200

Ancho (mm) 1700

Profundidad (mm) 2500

Vapor Seco Saturado Puro

Presin mxima 3,5 bar (350 kPa)Presin mnima 2,5 bar (250 kPa)

Caudal mximo requerido 220 kg/h

Consumo indicativo ciclo 165 kg


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SELECCIN DE LA CALDERA

A continuacin se refleja, las necesidades de vapor, de las diferentes

reas del centro de esterilizacin de envases farmacuticos.

Tabla N2.

Calculo del Cauda de Vapor Total de la Instalacin

Maquinaria Caudal de

vapor kg/h

Presin de

Vapor bar

N de

Aparatos

Total

AutoclaveManual

220 kg/h 3,5 bar 2 440 kg/h

Total 440 kg/h

Las necesidades a satisfacer, para nuestra produccin de vapor, son de

440 kg/h de vapor, como se puede observar en la tabla N2.

Para cubrir la demanda de vapor, por una posible ampliacin de la

produccin, se ha considerado un coeficiente de expansin del 25% sobre la

demanda inicialmente prevista.

As mismo, y con objeto de tener en cuenta posibles fugas eventuales, se

ha aplicado un coeficiente de sobredimensin estimado en el 15% del vapor

generado.

La cantidad de vapor que se debe producir es:

440 kg/h 1, 25 1,15= 632,5 kg/h.


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Se realiza una conversin, sabiendo que:

1 kg//h = 2.204623 lb/hr

Entonces:

632,5 kg/h = 1394,42lb/hr

Con este consumo de 1394,42, se ha seleccionado una caldera

automtica de 2 pasos, con capacidad de 70Hp, con potencia trmica de

0.68725158566 kW, seleccionada del Catalogo Continental (Ver Figura N3).

La cual cumple con la certificacin ISO 9001:2000 en la lnea de fabricacinde recipientes a presin.

Figura N3. Caldera de dos pasos continental

Presin de trabajo y N de pasos

La construccin de dos pasos de la Caldera Continental se distingue de

las dems por su perfecta estabilidad en la combustin. El quemador viene

diseado y construido especialmente para la caldera. El aire de la


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combustin es automticamente precalentado en la garganta del hogar (Ver

Figura N4).

Figura N4. Ciclo de trabajo de la Caldera de dos pasos

Dos corrientes de aire de combustin que giran a la inversa imparten

accin giratoria a los gases, lo cual crea una alta transferencia de calor a

travs de la cmara.

El recorrido de los gases en el diseo de dos pasos Continental es mucho

ms largo que el de calderas construidas con diseos de tres o cuatro pasos.

Gracias al movimiento helicoidal que se imparten a los gases.

Distribucin balanceada del calor

Alta eficiencia y una larga vida se logran permitiendo grandes reas de

circulacin de aire entre los tubos y cmaras de combustin (Ver Figura N5),

as como tambin entre los tubos y el tambor de la caldera.


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La cmara de la combustin est localizada bastante debajo de la lnea

normal del agua. Para proteccin mxima contra el agua baja y est

colocada lo suficientemente arriba del fondo del tambor, para evitar

acumulacin de barro aislante.

Figura N5. reas de Circulacin entre los tubos y la cmara de combustin

El dimetro de la cmara de combustin es muy amplio para permitir el

volumen adecuado de combustin.

Impulsores de los gases

Las calderas Continental de dos pasos, tienen el diseo exclusivo de los

impulsores de gases que imparten accin continua de giro a los gases (Ver

Figura N6). Estos impulsores dan tambin proteccin al tubo para evitar susobrecalentamiento o corrosin.


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Fcil acceso

El diseo de dos pasos Continental es el nico que ofrece acceso rpido

tanto a la parte delantera como a la parte trasera de la caldera. En lascalderas Continental se manipulan fcilmente las puertas mediante bisagras

y solo requiere aflojar un pequeo nmero de tuercas.

Generalidades

- Ahorro en espacio.

-

Eficiencia en el ahorro de combustible.- Circulacin interna balanceada.

- Rpido acceso.

- Controles electrnicos a toda prueba.

- Baja temperatura de la chimenea.

- Tiro forzado silencioso.

- Confianza en la operacin automtica.

- Quemadores eficientes.

- Proteccin a los tubos.

- Calidad del vapor.

- Garanta contra choque trmico.


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Caractersticas Tcnicas y Dimensionales

Tabla N3.

Caractersticas tcnicas y Dimensionales


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SALA DE MAQUINAS

Segn la norma COVENIN 2217-84, instalacin de generadores de

vapor, se establece lo siguiente:Los recipientes donde se genere vapor debern instalarse en locales

denominados Sala de generadores de vapor. Las cuales, debern ubicarse

separadamente de otros ambientes de trabajo.

Los generadores de vapor debern instalarse en locales separados de las

edificaciones y a nivel del piso del predio, que no sea utilizado para otro fin,

con las siguientes excepciones:

Se permitir la instalacin de recipientes donde se genere vapor en

stanos o entre plantas de edificios, siempre y cuando:

a) La presin manomtrica de trabajo no sea superior a 7kg/cm y el

volumen de agua por m de superficie de calentamiento no sea mayor

de 50 litros.

b) La estructura del stano este calculada y fabricada para resistir, los

diferentes esfuerzos a la que ser sometida (peso, vibraciones, etc).

c) Se deber adems cumplir con los requisitos exigidos para los

generadores e instalaciones en general.

Y a su vez, en referencia al diseo de la sala de calderas, se seala lo

siguiente:

- La sala debe estar totalmente aislada de locales e instalaciones donde sedepositen materiales inflamables y se usen estos tipos de materiales.

- Se debe ubicar en sitios donde se encuentren protegida contra daos por

cualquier agente extrao.


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- Si se ubica cerca de un estacionamiento o trnsito de vehculos

automotor, deber ser protegida contra posibles colisiones.

- El techo debe ser construido con material que ofrezca la menor resistencia

a una onda expansiva.

- Debe estar dotada de medios de escape.

- Debe mantenerse limpia y seca.

- La sala debe tener como mnimo un espacio libre de 2 metros entre el

techo y las vlvulas o accesorios ms altos y 2 metros sobre la plataforma

ms elevada, que permita en esa forma la operacin de todos los aparatos

de seguridad.

- El espacio entre las paredes de la sala y la parte anterior y posterior de lacaldera nunca deber ser menor de 1metro.

- Las calderas, instaladas en stanos, debern cercarse con mallas

metlicas de 2 metros mnimos de alto.

- Todo acceso a vlvulas elevadas, columnas de agua, y otros accesorios

de la caldera, se debe hacer mediante plataformas y escaleras con

barandas, construidas con material resistente a la combustin y el cual no

deber estar soldado a la estructura del cuerpo de las calderas.

- Todas las tuberas, debern ser identificadas con colores segn lo

establecido en la norma covenin 253.

PRESIN DE TRABAJO DE LA CALDERA

El comportamiento de una caldera puede expresarse en funcin de los

kilogramos de vapor producido por metro cuadrado de superficie de

calefaccin y por hora (coeficiente de evaporacin). Esta produccin de

vapor se ha ido elevando en los tiempos modernos.

La intensificacin de la produccin de vapor se basa principalmente en la

circulacin de agua en el interior de los tubos, con una velocidad tal, que el


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vapor que se va formando por el calentamiento de los mismos, va saliendo

con la misma corriente del agua que se evapora, porque de no ser as, las

burbujas de vapor formadas crearan espacios huecos en el lquido que no

podran absorber el calor transmitido, quemndose el material de los tubos.

Tambin, se debe considerar lo siguiente:

Presin: magnitud fsica que expresa la fuerza ejercida por un cuerpo

sobre la unidad de superficie.

Presin de Trabajo mxima Permisible:es el valor de la presin lmite ala que puede trabajar con seguridad una caldera. Ninguna caldera podr

funcionar a presin mayor que la presin de trabajo mxima permisible.

Presin de diseo: valor de la presin que se considera durante el

diseo de los elementos de la caldera sometidos a presin y que sirve para

el clculo del espesor mnimo de la pared.

Algunas de estas caractersticas se ven en la tabla N5:

Tabla N5.

Caractersticas de las calderas


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La caldera a utilizar en este proyecto, es una caldera de hogar exterior,

con presin mxima de trabajo de 10kg/cm (142,200 lbs/pulg).

Y por otra parte, segn el catalogo continental (ver Figura N7), la presinde diseo de la caldera seleccionada est entre 15 a 300 lbs/pulg.

Figura N7. Presin de diseo de una caldera

Se debe considerar que la presin requerida para los equipos autoclaveses de 3,56 kg/cm (50,7513 lbs/pulg). Tomando en cuenta esto, segn la

Norma COVENIN 2217-84, instalacin de generadores de vapor, la caldera

de 70hp puede ir ubicada en el stano del edificio, ya que no sobrepasa los 7

kg/cm, de la presin de trabajo, ya que su operacin ser regulada a 7

kg/cm, de la presin de trabajo.

DIMENSIONES PARA BASE DE SOPORTE DE LAS CALDERAS

La base para la caldera, adems de proveer una superficie bien horizontal

y plana, debe satisfacer que la vlvula de purga de fondo este a una altura


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Figura N9. Diseo de una Chimenea, segn la capacidad de la caldera


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SALIDA PRINCIPAL DE VAPOR

Las tuberas y vlvulas deben tener la resistencia suficiente y ser de la

calidad y del tamao correspondientes a la presin mxima para la cual lacaldera est registrada. Una vlvula de asiento (o globo) debe montarse lo

ms cerca de la caldera que sea posible. Todas las tuberas de agua y de

vapor deben ser aseguradas firmemente, para evitar los esfuerzos en las

vlvulas.

TUBERIA DE LA VALVULA DE SEGURIDAD

La descarga de la o de las vlvulas de seguridad deben conectarse lo mas

directamente que sea posible a la atmosfera, con un dimetro no inferior a la

de la salida de esta vlvula. Esta tubera debe tener una ligera inclinacin

para su drenaje y ser soportada firmemente para evitar todo esfuerzo sobre

la vlvula de seguridad.

TUBERIA DE PURGA

Por lo general las lneas de purga, pueden ser conectadas a una tubera

comn, con una seccin que sea suficiente para todas las conexiones de

purga.

La descarga de las tuberas de purga pueden ir a un tanque de purga que

llene los requisitos de seguridad (ver Figura N10). Se seleccionar el tanque

para la caldera de 70Hp.


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Figura N10. Tanquilla de purga


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SISTEMA DE COMBUSTIBLE A LA CALDERA

Definicin de combustible y clasificacin

Combustible es cualquier material capaz de liberar energa en forma de

calor cuando reacciona con el oxigeno, habitualmente el contenido en el aire,

transformando su estructura qumica, supone la liberacin de una energa de

su forma potencial a una forma utilizable (por ser una reaccin qumica, se

conoce como energa qumica). En general, se trata de sustancias

susceptibles de quemarse.

De acuerdo con su estado de agregacin, los combustibles se clasifican

en:

Combustibles slidos: son aquellas sustancias en las que las molculas

presentan una grana cohesin entre s, ya que las fuerzas de atraccin son

superiores a las que originan los movimientos moleculares. Su caracterstica

fundamental es que mantienen una forma y volumen definidos.

Combustibles Lquidos: son aquellas sustancias en las que las fuerzas

resultantes de los movimientos moleculares son lo suficientemente elevadas

frente a las fuerzas de atraccin para permitir el movimiento de las molculas

entre s, permitindole fluir y adaptarse a la forma del recipiente que los

contiene. Su caracterstica fundamental es que no poseen una forma

definida, aunque mantienen un volumen determinado.

Combustibles gaseosos: son aquellas sustancias en las que las fuerzas

resultantes de los movimientos moleculares son muy superiores a las fuerzas

de atraccin entre molculas. Por ello, las molculas de los gases se

distancian ocupando todo el espacio disponible. Si no se contienen en un


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- Ideal para Plantas Elctricas de Industrias o condominios o

almacenamiento en Transportes o Fincas.

Tuberas y Accesorios del Suministro de Combustible

Segn el manual de Calderas Continental, se recomienda la siguiente

instalacin en tuberas y accesorios para el suministro de combustible, como

se puede apreciar en la Figura N 12.

Figura N12. Diagrama esquemtico de tubera de gasoil, para caldera Continental

- 11mts tubera de entrada .

- 11 mts tubera de retorno .

- 01manometro de vacio.

- 01 filtro .

- 02 vlvulas de compuerta del quemador.


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TRATAMIENTO DE AGUA PARA CALDERA

En la vida cotidiana el agua va acompaada de sustancias que pueden ser

en algunos casos consideradas impurezas, tales como:

Sales minerales.

Gases disueltos.

Materia orgnica.

Slidos en General.

Dichas sustancias en su carcter de impurezas pueden causar problemas

en los intercambiadores de calor, al darles ciertas propiedades al agua, tales

como dureza, que causan incrustaciones o bien, el grado de acidez o

alcalinidad, tambin conocido como potencial de Hidrogeno (pH); este se

mide en una escala de 0 a 14 y el valor de 7 es obviamente el punto medio o

neutro, tal como se muestra en la Figura N 13.

Figura N13. Grado de acidez o Alcalinidad

El agua qumicamente pura debe ser totalmente neutra, pero en la

prctica puede ser acida o alcalina. Esto en si no ocasionara problemas,

pero allana el camino para las sustancias que si lo presentan, por ejemplo la

alcalinidad excesiva favorece la formacin de incrustaciones; la acidez

excesiva conduce a la corrosin. La mayora de las sales inorgnicas


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incrementan su solubilidad al aumentar la temperatura del agua, sin

embargo, las sales de magnesio y calcio presentan un comportamiento

inverso, es decir, su solubilidad disminuye, de esta forma se incrustan en

superficies de calentamiento. Dependiendo de las sales de estos metales, sepuede conocer dos tipos de dureza:

Dureza alcalina (o temporal), causada por iones carbonato (o

bicarbonato).

Dureza no alcalina (o permanente), causada por iones sulfato y

cloruro.

En la Tabla N7, se muestran las impurezas ms comunes en el agua de

suministro para las calderas. Dichas sustancias no suelen presentarse de

forma aislada, por lo que parecen en combinacin con otras conformando as

la concentracin de los slidos disueltos totales (SDT), sin embargo el

exceso de las mismas ocasiona, algunos efectos:

Tabla N7

Impurezas ms comunes en el Agua para suministro de Calderas.


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Segn lo anterior, existen diferentes procesos para el tratamiento de agua,

para calderas, entre ellos se encuentran los tratamientos internos y los

tratamientos externos, siendo el seleccionado en este proyecto la

suavizacin.

Una caldera de vapor, requiere de agua filtrada, libre de impurezas,

cristalina y sin dureza. Si el agua disponible viene de un pozo, ser necesario

filtrarla a travs de un filtro de arena slice, y si contiene cloro u olores,

adicionalmente pasarla a travs de un filtro de carbn activado, para eliminar

las impurezas, olores y cloro.

Es recomendable mandar a chequear la dureza del agua disponible, ya

que si la dureza del agua es mayor a 80 ppm, es recomendable pasar esta

agua a travs de un equipo suavizador de agua. (Si tomamos agua de la

red, limpia y cristalina. Chequeamos su durezasi no pasa de 80 ppmse

puede obviar la necesidad de la instalacin de un equipo suavizador de

agua, tratando esta agua con tratamiento qumico y un sistema programado

de purgas).

Si el agua disponible viene libre de impurezas y bajo contenido de cloro,

pero tiene una dureza mayor a 80 ppm, es recomendable suavizar esta agua,

pasndola a travs de un equipo suavizador de agua y tanque de salmuera

(Ver Figura N14).

El principio de operacin del suavizador est basado en el intercambio

inico. El equipo consiste en dos tanques. Uno de ellos es el tanque de

suavizacin propiamente, el cual tiene en su interior una resina, ya sea

natural o sinttica conocida como zeolita, recubierta normalmente de sodio

(Na).


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en donde se va a instalar la caldera. Esto nos va a asegurar una alta

eficiencia en el proceso de seleccin del suavizador.

El orden para seleccionar un suavizador de agua, comienza con determinarcomo primer paso la cantidad de dureza. Muchos de los anlisis del agua

expresan la dureza en partes por milln (ppm). Las partes por milln deben

de convertirse a granos por galn (gpg), para poder calcular el tamao del

suavizador. Para convertir la dureza expresada en ppm a gpg hay que dividir

los ppm entre 17,1.

Determinar el volumen de agua de reemplazo

Para poder determinar la cantidad de agua utilizada para alimentar a una

caldera, se necesita hacer clculos para convertir la capacidad de la caldera

a la cantidad mxima de agua de reposicin en litros (galones). Las

capacidades de la caldera se dan en varias formas. Sin embargo, todas

pueden y deben ser convertidas a un factor comn de caballos de fuerza. Por

cada caballo de fuerza (0.745 kilowatts) se requiere un volumen de agua de

alimentacin de 16 lt (4.25 gal.) por hora. Para convertir otras capacidades

de la caldera a caballos de fuerza debe consultarse la Tabla N8.

Tabla N8.

Capacidad de una caldera, expresadas en diferentes capacidades.

Capacidad de la caldera Factor de Conversin (Hp)

Libras de vapor por hora Dividir entre 34,5

Btus Dividir entre 33,475

Pies cuadrados- tubos de agua Dividir entre 10

Pies cuadrados- tubos de humo Dividir entre 12


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Para determinar los caballos de fuerza de la caldera deben conocerse dos

factores adicionales para poder obtener la cantidad neta de agua de relleno

requerida en un perodo de 24 horas. El primero de stos es determinar la

cantidad de retorno de condensado a la caldera. La cantidad del condensadoregresado a un sistema de caldera es informacin vital para seleccionar un

suavizador de agua. Esta informacin normalmente la conoce el operador de

la caldera o el ingeniero de diseo. La cantidad del condensado regresado se

resta de la cantidad mxima del volumen de agua de relleno calculado de la

capacidad en caballos de fuerza. La cantidad neta a la que se hace

referencia es la diferencia entre la mxima agua de relleno menos la cantidad

de condensado regresado al sistema.

Un mtodo muy preciso para determinar la cantidad neta del agua de

relleno por hora, o el porcentaje de condensado regresado, puede ser

calculando simplemente de las operaciones existentes, comparando un

anlisis del agua del tanque receptor del condensado y el agua cruda de

relleno. Al comparar estas dos aguas, uno puede ser muy preciso en la

cantidad de condensado regresado al sistema.

El paso final en nuestra recoleccin de informacin para el proceso de

seleccin del suavizador es obtener el nmero de horas que la caldera es

operada en un da. Esto no es importante slo para poder determinar el

volumen total de agua de relleno, tambin es informacin requerida para

determinar el diseo de nuestro sistema suavizador. Una caldera que opera

24 horas al da requerir agua suave en todo momento. Por lo tanto, el

diseo requerir el uso de dos unidades. En los sistemas que operan 16horas al da, el uso de un solo suavizador llenar las necesidades de la

operacin. Tpicamente, el tiempo requerido para regenerar un suavizador es

menos de tres horas.


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Seleccin del Suavizador

Para la instalacin de una caldera pirotubular con capacidad de 70HP, se

conocen los siguientes datos:

Dureza del Agua Cruda, proveniente de la red de Hidrocapital = 260ppm

Lb/hr de Vapor de la Caldera seleccionada = 2415 lb/hr

Horas de Operacin de la Caldera = 12 hr

Segn estos datos, se procede al clculo para seleccionar el suavizador,

aplicando lo siguiente:

1. Determinar la dureza del Agua

El anlisis recibido o tomado est en partes por milln (ppm) o mg/l. Si

se usa sistema ingls convertir a granos por galn (gpg).

2. Determinar los Hp de la Caldera

La capacidad de la caldera es en kg (libras) por hora de vapor. Convertir

a HP.

3. Determinar la alimentacin de agua mxima a la caldera

La capacidad de la caldera es de 70Hp. Convertir los Hp a galones por

hora de agua de alimentacin.


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Figura N 16. Tanque de Alimentacin de agua condensada, con bomba y motor acoplado y

arranque para calderas automticas Continental.


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Tubera de Succin de la Bomba

Se debe utilizar una tubera en buen estado, limpia y con las roscas en

buenas condiciones y competas. Todas las juntas y roscas deben quedarselladas para evitar cualquier aspiracin de aire.

La tubera debe tener una pendiente ascendente hasta llegar a nivel de la

bomba evitando las curvas o codos cerrados.

Debe evitarse la existencia de todo trayecto alto en el cual el aire pueda

acumularse.

Nunca usar tuberas de dimetro inferior al de succin de la bomba.

Evitar exceso de codos y otros accesorios. Utilizar vlvulas de compuerta y

no las de globo o asiento.

Instalar un filtro para proteccin de la bomba contra los cuerpos extraos.

Su rea neta debe ser 3 o 4 veces mayor que la tubera de succin y de un

tipo que permita la revisin y la limpieza. Si la altura total de succin excede

5 metros o si la tubera de succin tiene ms de 30 mts de largo, debe

usarse una vlvula de retencin a la entrada de esta tubera. Esto la

mantiene llena de agua y lista para un bombeo rpido. Nunca debe ponerse

a funcionar una bomba cuya tubera de sala tiene una vlvula cerrada.

Segn esto, se recomienda la siguiente instalacin de la Figura N18,

segn el manual de Calderas Continental:


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Figura N18. Instalacin recomendada para la alimentacin de agua de las calderas

Continental

Tubera de alimentacin de agua a la Caldera

Generalmente las calderas que funcionan a una presin de 2kgs/cm estn

provistas de un inyector, cuando se especifica, para usarse como dispositivo

auxiliar de alimentacin de agua y para aadir compuestos qumicos al

interior de la caldera. Si el inyector succiona d un tanque abierto, deben

usarse un filtro al final de la tubera de succin.

Accesorios y conexiones en Tubera del Tanque de condensado

- 01 conexin debe conectarse a una tubera que termina en el exterior,

para salida del aire.

- 01 conexin para la tubera de retorno de agua condensada.

- 01 conexin en la puerta delantera para aadir el agua del suavizador.


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Se despeja, el rea

Donde:

A= rea

Q= Caudal

V= Velocidad

Se despeja:

Debido a que este dimetro no es comercial, se debe realizar una

conversin para obtener el dimetro.

d. Calculo de rea, velocidad y dimetro de la tubera 1 o de Succin


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Para calcular el coeficiente de friccin se debe utilizar el diagrama de Moody

(ver Figura N16).

Sale con 0.006 y 42000 = 0.036 Sale con 0.009 y 14000= 0.037

Figura N19. Diagrama de Moody

h. Calculo de perdidas en la Tubera de Succin, por accesorios y tuberas


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Perdida por accesorios (Ver Tabla N10)

Cantidad Accesorios Valor de K (D=1In)

1 Vlvula de Compuerta 0.26

1 T 0.30

2 Codos 90 0.76

2 Vlvulas de Globo 8.25

Tabla N10.

Prdidas por Friccin en Accesorios de Tuberas


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TABLA N11. CALCULO DEL CONSUMO TOTAL REAL DEL SISTEMA

CONSUMO TOTAL TEORICO 0,18

CAIDA DE PRESIN

DESGASTES DE EQUIPOS 5% 0,009

FUGAS 10% 0,018EXPANSION 15% 0,027CONSUMO TOTAL (lb/h) 0,234

FACTOR DE SIMULTANEIDAD 100% POR SER CRITICO 0,234 l/seg

Segn la Tabla N12, las longitudes de la tubera de la lnea principal, son

las siguientes:

SUMINISTRO C (m)

LONGITUD INICIAL 37,4LONGITUD FINAL 42,8CONSUMO (l/S) inicial 0,18CONSUMO (l/S) final 0,234

PRESION REQUERIDA 3,5 bar

PRESION CTTE 8,0 bar

CAIDA DE PRESION RECOMENDADA 0.01 bar

Tabla N12.Longitud de la Tubera Principal

Se conoce la longitud de la tubera principal:

TUBERIA /AREA Caudal real l/s Longitud de la tuberia (m)

Tramo Principal 0,234 37,4

Con estos datos se procede a buscar en diagrama de cada de presin(Ver N13), tomando en cuenta que no hay prdidas en la tubera.

Obteniendo as:

Dimetro 1= 12mm= 0,47


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Ahora bien conociendo el dimetro interno de 12mm, y del diseo de la

lnea principal, se tienen las siguientes longitudes equivalentes de la Tabla

N14:

TABLA N14. LONGITUD EQUIVALENTE POR ACCESORIOS DE LA TUBERIA

ACCESORIOS CANTIDADRESISTENCIA PORACCESORIOS (m)

TOTAL RESISTENCIA(m)

CODOS DE 90 5 0,38 1.9

TRAMPAS DE CONDENSADO 2 2 4

T 2 0.10

VALVULAS DE COMPUERTA 3 0.14 0.42

LONGITUD EQUIVALENTE EN (m) 6.52

LONGITUD EQUIVALENTE TOTAL(m) 43,92

As la longitud total equivalente ser, la suma de la longitud inicial, con la

longitud equivalente por accesorios:

LT= 12m + 6.52m = 43.92m

Asumiendo que el dimetro interno es de 12mm. Ya se tiene los datos

suficientes para entrar en el diagrama de cada de presin, (Ver Tabla N15),tomando en cuenta las prdidas por accesorios. Obteniendo as:

Dimetro Final = 13,5mm= 0,53=3/4


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Tabla N15. Diagrama de cada de presin


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proyecto de caldera continental junio 2014

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