AGUA DE ALIMENTACIÓN
El agua para calderas debe ser tratada químicamente mediante procesos de descarbonatación o ablandamiento, o desmineralización total.
Adicionalmente, según la presión manejada por la caldera, es necesario controlar los sólidos suspendidos, sólidos disueltos, dureza, alcalinidad, sílice, material orgánico, gases disueltos (CO2 y O2).
De no llevarse a cabo este tipo de tratamiento, la caldera sufrirá problemas de incrustaciones,corrosión, sedimentación, desgaste por material particulado, etc.
El tratamiento del agua de una caldera de vapor o agua caliente es fundamental para asegurar una larga vida útil libre de problemas operacionales, reparaciones de importancia y accidentes.
El aseguramiento de la calidad del agua de alimentación y agua de la caldera se consigue cumpliendo con los requerimientos de las normas, que definen los límites recomendados para los parámetros involucrados en el tratamiento del agua.
Parámetros para el Tratamiento de Agua
Los principales parámetros involucrados en el tratamiento del agua de una caldera, son los siguientes:
- pH. El pH representa las características ácidas o alcalinas del agua, por lo que su control es esencial para prevenir problemas de corrosión (bajo pH) y depósitos (alto pH).
- Dureza. La dureza del agua cuantifica principalmente la cantidad de iones de calcio y magnesio presentes en el agua, los que favorecen la formación de depósitos e incrustaciones difíciles de remover sobre las superficies de transferencia de calor de una caldera.
- Oxígeno. El oxígeno presente en el agua favorece la corrosión de los componentes metálicos de una caldera. La presión y temperatura aumentan la velocidad con que se produce la corrosión.
- Hierro y cobre. El hierro y el cobre forman depósitos que deterioran la transferencia de calor. Se pueden utilizar filtros para remover estas sustancias.
- Dióxido de carbono. El dióxido de carbono, al igual que el oxígeno, favorecen la corrosión. Este tipo de corrosión se manifiesta en forma de ranuras y no de tubérculos como los resultantes de la corrosión por oxígeno.La corrosión en las líneas de retorno de condensado generalmente es causada por el dióxido de carbono. El CO2 se disuelve en agua (condensado), produciendo ácido carbónico. La corrosión causada por el ácido carbónico ocurrirá bajo el nivel del agua y puede ser identificada por las ranuras o canales que se forman en el metal.
- Aceite. El aceite favorece la formación de espuma y como consecuencia el arrastre al vapor.
- Fosfato. El fosfato se utiliza para controlar el pH y dar protección contra la dureza.
- Sólidos disueltos. Los sólidos diosueltos la cantidad de sólidos (impurezas) disueltas en al agua.
- Sólidos en suspensión. Los sólidos en suspensión representan la cantidad de sólidos (impurezas) presentes en suspensión (no disueltas) en el agua.
- Secuestrantes de oxígeno. Los secuestrantes de oxígeno corresponden a productos químicos (sulfitos, hidrazina, hidroquinona, etc.) utilizados para remover el oxígeno residual del agua.
- Sílice. La sílice presente en el agua de alimentación puede formar incrustaciones duras (silicatos) o de muy baja conductividad térmica (silicatos de calcio y magnesio).
- Alcalinidad. Representa la cantidad de carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos y silicatos o fosfatos en el agua. La alcalinidad del agua de alimentación es importante, ya que, representa una fuente potencial de depósitos.
- Conductividad. La conductividad del agua permite controlar la cantidad de sales (iones) disueltas en el agua.
ACCESORIOS DE CALDERAS
Los accesorios de la caldera son todos los elementos útiles y necesarios para permitir y o controlar el buen funcionamiento del equipo generador de vapor.
Cada uno de los accesorios tiene una función especifica que cumplir cuando el equipo está en servicio. Y se pueden clasificar como sigue:
a) Accesorios de Observación
Indicadores de nivel de agua
Tubo de Nivel
Grifos o llave de prueba
Indicadores de presión
- Manómetros
- Indicadores de CO2
- Indicador de CO
- Termómetro
- Pirómetros
b) Accesorios de Seguridad
Válvula de Seguridad
Silbatos de Alarma
Tapones Fusibles
c) Accesorios de Alimentación de agua
Bombas Centrífugas
Bombas Manuales
Bombas De Embolo
d) Accesorios de Limpieza
Puertas de Inspección
Válvulas de extracción de fondo
Sopladores de hollín
e)Accesorios de aumento de Eficiencia
Economizadores
Calentadores de Aire
Retardador
f) Accesorios de Control Automático
Control de Presión Presostato
Control de temperatura Termostato
Control nivel de agua
Control de aire
Control de la llama
Control de encendido
Descripción de los Accesorios
Accesorios de Observación:- Indicadores de nivel de agua: Toda caldera deberá estar provista, a lo Menos, de dos indicadores de nivel de agua, independientes entre sí. Uno de ellos deberá ser de observación directa del nivel de agua, del tipo tubo de vidrio, pudiendo ser el otro formato por una serie de tres Grifos o llaves de prueba.
- Indicadores de presión: Toda caldera deberá estar provista de uno o más manómetros, que se conectarán a la cámara de vapor de la caldera Mediante un tubo que forme un sello de agua.
-Analizadores de gases: Son aparatos que sirven para controlar la calidad de la combustión dentro del hogar, a través del análisis de los gases que salen por la chimenea.
- Indicadores de temperatura: Son instrumentos destinados a medir la temperatura, ya sea del agua de alimentación, del vapor, de los gases de la combustión del petróleo, etc.
Accesorios de Seguridad:
Válvulas de seguridad: Tiene por objeto dar salida al vapor de la caldera cuando ésta sobrepasa a la presión máxima de trabajo.
- Tapón fusible: El tapón fusible, es un elemento que permite el paso de vapor y agua hacia el hogar, cuando el nivel de agua en la caldera baja más allá del mínimo permitido.
- Alarmas: Toda caldera dispondrá de un sistema de alarma, acústica o visual, que funcione cuando el nivel de agua alcance el mínimo o el máximo, deteniendo a la vez, el funcionamiento del sistema de combustión, cuando se alcance el nivel mínimo de agua.
Accesorios de Alimentación de Agua:
- Bombas: Este accesorio al igual que el inyector, nos permite reponer él agua que se ha vaporizado en el interior de la caldera. Entre éstas, tenemos las Bombas Centrífugas y las de émbolo.
- Inyectores: Los inyectores, son dispositivos que funcionan con el mismo vapor que produce la caldera y son capaces de descargar agua a una presión mayor que la presión interna de la caldera.
Accesorios de Limpieza
-Puertas de inspección: Según sus dimensiones se llaman puertas de hombre o tapas de registro. Éstas últimas sólo permiten el paso de un brazo. Ambas puertas sirven para efectuar limpiezas o inspecciones en el interior de los colectores principales o de los tubos según sea su ubicación.
- Llaves de purga: Entre las llaves de purga, se pueden distinguir las válvulas de extracción de fondo y las de extracción de superficie. La primera de ellas va ubicada en las partes más bajas de la caldera y sirven para extraer los lodos o barros provenientes de la vaporización de las aguas duras y acción del uso de los desincrustantes.
Accesorios de Control
-Retardadores: Consisten en una plancha lisa, del mismo ancho que el diámetro interior del tubo, torcida en forma de hélice, la que se mete en el tubo de caldera. Los gases calientes tienen ahora que recorrer un camino mayor, siendo más lento el paso de ellos por el interior de los tubos y entregando mayor cantidad de calor al agua. La eficiencia de la caldera se aumenta entre un 2 % y 8 % con el uso de retardadores.
- Presostatos: Son accesorios que funcionan sobre la base de la máxima y mínima presión de trabajo de la caldera. Actúan sobre el quemador, apagándolo al llegar a la máxima presión para lo cual fue regulado y encendiéndolo al alcanzar la mínima presión deseada.
- Termostato: Son accesorios que funcionan de acuerdo a la temperatura del agua. Apagan el quemador cuando se obtiene la máxima temperatura para la cual fue regulada.
- Control de nivel de agua: Los controles de nivel de agua, tienen por objeto controlar que el agua, dentro de la caldera, se mantenga en un valor o en un rango pre-determinado.
- Control de la llama: Mediante una celda fotoeléctrica se controla la llama (su largo) impidiendo la alimentación de combustible, en caso de que ésta no exista en el hogar.
- Control del encendido (chispa): Por medio de este control, se impide que salga combustible sin que exista la chispa para encender
CONTROL AUTOMÁTICO
Se podría decir que el automatismo de una caldera encara dos variables principales de funcionamiento: la combustión y la alimentación de agua.
-Control automático de combustión: mantiene la entrada de combustible y aire al hogar de acuerdo a la demanda de vapor y proporcionar el combustible y el aire para una mayor eficiencia en la combustión. La operación de este tipo de sistema depende entonces de la medida de la presión de vapor, del aire usado para la combustión y del flujo de combustible a la cámara de combustión. Estos sistemas tienen las ventajas de la gran economía de combustible y la reducción de humo.
-Regulador de agua de alimentación: regula el nivel o el flujo del agua de alimentación en función del nivel de la caldera o de la presión de la toma de vapor.
ALIMENTACIÓN DE AGUA
CONTROLES AUTOMÁTICOS
OBJETIVOS A LOGRAR EN NUESTRA CALDERA
- Producir vapor a presión constante y seco.
- Mantener agua de buena calidad y a nivel constante.
- Gases de salida lo más limpios posibles, sin elementos no quemados y con el menor exceso de aire posible.
TAREAS DE MANTENIMIENTO
• Mantenimiento electromecánico de equipos auxiliares.
• Limpieza del sistema de gases.
• Tratamiento y control del agua de alimentación.
• Programa de rutinas para inspecciones y control.
GUÍA PARA PREVENIR ACCIDENTES
- Cumplir estrictamente el plan de rutinas establecido.
- Bajo ningún concepto obviar la purga de niveles al inicio de cada turno.
- No encender nunca la caldera sin el chequeo previo del nivel de agua
- No perder de vista el indicador visual de nivel.
- No permitir irregularidades en la indicación de nivel: ensuciamiento, falta de luz, pérdidas.
- No encender nunca un quemador sin barrido previo de gases.
- Usar sistemas de encendido adecuados: la demora en el encendido es causa de explosión.
- Prever las emergencias y estar preparado para enfrentarlas. No esperar a que sucedan para empezar a pensar.
- No encender nunca una caldera sin chequear la posición de todas las válvulas: purgas, venteos, niveles, manómetros, etc.
- No abrir nunca una válvula de agua o vapor a presión en forma rápida.
- No dejar nunca una válvula de purga abierta sin atención directa.
- No apretar tornillos o tuercas bajo presión de aire o vapor.
- No golpear ningún objeto sometido a presión de aire o vapor.
- No dar nunca órdenes verbales para operaciones importantes: registrar por escrito.
- No modificar el ajuste de la presión de escape de las válvulas de seguridad sin la debida autorización.
- No permitir la intervención de personas no autorizadas en ninguno de los equipos de la planta de vapor.
- Llenar cuidadosamente las planillas diarias, datos de operación y novedades.
- No dejar nunca de comunicar a quien corresponda cualquier anormalidad que se observe en la caldera o equipos auxiliares.
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ENTRADAS RELACIONADAS
-Regulador de agua de alimentación: regula el nivel o el flujo del agua de alimentación en función del nivel de la caldera o de la presión de la toma de vapor.
ALIMENTACIÓN DE AGUA
CONDUCCIÓN DE CALDERAS
ASPECTOS GENERALES A TENER EN CUENTA EN LA INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE UNA CALDERA
RIESGOS
1. Por la presión interna, que puede provocar su rotura en caso de diseño o fabricación defectuosos.
2. Por el almacenamiento de energía térmica, que en caso de liberación por rotura tiene efectos destructivos.
3. Por la existencia de una fuente de calor de alta temperatura.
METAS A LOGRAR
1.Satisfacción de los requisitos operacionales necesarios.
2. Eficiencia.
3. Seguridad de funcionamiento.
4. Costos mínimos de mantenimiento.
5. Vida útil lo más larga posible.
CONDICIONES PARA QUE EL METAL SE REFRIGERE
1. Que haya agua suficiente en el interior de la caldera.
2. Que el diseño de la caldera asegure velocidad de circulación suficiente.
3. Que el metal esté limpio del lado agua.
4. Que no hay obstrucciones para la circulación.
- Diseño adecuado.
- Control seguro del nivel de agua.
- Mantenimiento adecuado.
- Tratamiento de agua adecuado.
1. Por la presión interna, que puede provocar su rotura en caso de diseño o fabricación defectuosos.
2. Por el almacenamiento de energía térmica, que en caso de liberación por rotura tiene efectos destructivos.
3. Por la existencia de una fuente de calor de alta temperatura.
METAS A LOGRAR
1.Satisfacción de los requisitos operacionales necesarios.
2. Eficiencia.
3. Seguridad de funcionamiento.
4. Costos mínimos de mantenimiento.
5. Vida útil lo más larga posible.
CONDICIONES PARA QUE EL METAL SE REFRIGERE
1. Que haya agua suficiente en el interior de la caldera.
2. Que el diseño de la caldera asegure velocidad de circulación suficiente.
3. Que el metal esté limpio del lado agua.
4. Que no hay obstrucciones para la circulación.
- Diseño adecuado.
- Control seguro del nivel de agua.
- Mantenimiento adecuado.
- Tratamiento de agua adecuado.
OBJETIVOS A LOGRAR EN NUESTRA CALDERA
- Producir vapor a presión constante y seco.
- Mantener agua de buena calidad y a nivel constante.
- Gases de salida lo más limpios posibles, sin elementos no quemados y con el menor exceso de aire posible.
TAREAS DE MANTENIMIENTO
• Mantenimiento electromecánico de equipos auxiliares.
• Limpieza del sistema de gases.
• Tratamiento y control del agua de alimentación.
• Programa de rutinas para inspecciones y control.
GUÍA PARA PREVENIR ACCIDENTES
- Cumplir estrictamente el plan de rutinas establecido.
- Bajo ningún concepto obviar la purga de niveles al inicio de cada turno.
- No encender nunca la caldera sin el chequeo previo del nivel de agua
- No perder de vista el indicador visual de nivel.
- No permitir irregularidades en la indicación de nivel: ensuciamiento, falta de luz, pérdidas.
- No encender nunca un quemador sin barrido previo de gases.
- Usar sistemas de encendido adecuados: la demora en el encendido es causa de explosión.
- Prever las emergencias y estar preparado para enfrentarlas. No esperar a que sucedan para empezar a pensar.
- No encender nunca una caldera sin chequear la posición de todas las válvulas: purgas, venteos, niveles, manómetros, etc.
- No abrir nunca una válvula de agua o vapor a presión en forma rápida.
- No dejar nunca una válvula de purga abierta sin atención directa.
- No apretar tornillos o tuercas bajo presión de aire o vapor.
- No golpear ningún objeto sometido a presión de aire o vapor.
- No dar nunca órdenes verbales para operaciones importantes: registrar por escrito.
- No modificar el ajuste de la presión de escape de las válvulas de seguridad sin la debida autorización.
- No permitir la intervención de personas no autorizadas en ninguno de los equipos de la planta de vapor.
- Llenar cuidadosamente las planillas diarias, datos de operación y novedades.
- No dejar nunca de comunicar a quien corresponda cualquier anormalidad que se observe en la caldera o equipos auxiliares.
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CAU-UNIDAD 3: CONTROL Y FUNCIONAMIENTO DE LOS DIVERSOS TIPOS DE CALDERAS. Parte3 _______________________________________________________________________________
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FUENTES:
M.J.D.
MAQ 303 CALDERAS NAVALES CAPITULO 9 Accesorios de calderas.
http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=2953
THERMAL ENGINEERING LTDA."TRATAMIENTO DE AGUA PARA CALDERAS"
Ing. Walter Barreto “CALDERAS DE VAPOR”
