CALDERAS

Cuando buscamos en un diccionario el significado de la palabra ‘caldera’, entre las diversas acepciones que aparecen, encontramos:

Recipiente metálico, grande y más o menos redondeado y cilíndrico que sirve para hervir un líquido y generar vapor que será empleado para producir energía o como sistema de calefacción. Viendo esta definición somos capaces de hacernos una idea de la forma y utilidad de una caldera, pero de lo que es más importante, ya podemos saber en que radica su importancia en la industria, que en definitiva es el lo que nos centraremos a comunicar: una caldera es el punto de partida en la producción de energía en la inmensa mayoría de las empresas

Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato de presión donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.

Una caldera es un cambiador de calor; transforma la energía química del combustible en energía calorífica. Además, intercambia este calor con un fluido, generalmente agua, que se transforma en vapor de agua. En una caldera se produce la combustión que es la liberación del calor del combustible y la captación del calor liberado por el fluido. La caldera es necesaria para poder realizar la gran mayoría de los trabajos ya su vez, también para el confort de las personas ya que gracias a ella las personas reciben calor en todos los lugares que posean una caldera. Este calor recibido de la caldera viene dado por los mecanismos básicos de transmisión de calor: la conducción es el calor que pasa de una parte a la otra de la pared del hogar, o de los tubos de humos; la convección, los tubos de humos se calientan al contacto con los productos de combustión y, por último, la radiación se produce un intercambio de calor de la llama a las paredes del hogar.

PARTES DE UNA CALDERA

TAMBOR DE VAPOR

Es el lugar donde el agua y el vapor se separan. Aquí se encuentra la entrada de agua de alimentación, la cual entra bajo control de nivel. Todos los tubos de flujo ascendente y descendente van acoplados a este tambor. Existe también una salida de vapor hacia el sistema de proceso o a un supercalentador. En el tambor de vapor se instalan válvulas de alivio o de escape para proteger al sistema. El método de separación del agua y del vapor es el mismo en la mayoría de las calderas y se lleva a cabo en un separador mecánico o en un separador ciclónico. La mezcla de vapor y de agua procedente del haz ascendente se dirige al separador ciclónico por medio de una placa deflectora. La fuerza centrífuga en el ciclón separa las gotas de agua, y el vapor sale del ciclón y pasa a través de más separadores hasta que se tiene vapor relativamente seco para uso en las unidades de proceso.

CAJA DE SECADO

Es un compartimiento interno para colectar el vapor seco y distribuirlo a los tubos de salida al supercalentador. El tambor de vapor debe estar diseñado para trabajar mínimo durante un minuto sin suministro de agua de alimentación con los quemadores encendidos. En realidad el tambor debe tener reserva para 20 o 30 segundos y los tubos deben proporcionar la diferencia.

TAMBOR DE LODOS

Los tambores de lodos son los cabezales de recolecciónen el fondo de los haces de tubos ascendentes y descendentes. De estostambores de lodos se extrae la purga. La purga es el liquido que se extrae de la caldera para mantener baja la concentración de sólidos en el agua de la caldera.Normalmente hay dos corrientes de purga, una es una purga continua de una cantidad fija de agua, la otra es intermitente. La purga intermitente se ajusta paramantener el agua de calderas dentro de la especificación de sólidos disueltos que se estipule.

VENTILADOR

Son los encargados de suministrar el aire para la combustión en las calderas de tiro forzado y de sacar los gases desde el hogar hacia la chimeneaen las calderas de tiro inducido. Deben tener una capacidad superior en un 15% al flujo a máxima carga para suplir las perdidas por ensuciamiento de la caldera, disminución de la calidad del combustible o desgaste de los mismos ventiladores.

PRECALENTADOR DE AIRE:

Es un intercambiador generalmente con vapor de baja presión que se condensa y retorna al sistema como agua de alimentación. La temperatura normal del aire entrando al calentador de aire debe estar entre 140°Fy 176°F.

CALENTADOR DE AIRE

En esta parte se termina de darle temperatura al va para la combustión intercambiando temperatura con los gases que vienen de la combustión.

ECONOMIZADOR

Es la parte de la caldera donde por intercambio de temperatura entre los gases de combustión y el agua de caldera se le baja temperatura a los gases de combustión y se le incrementa al agua de caldera para economizar combustible en el proceso de producir vapor y a su vez minimizar el impacto ambiental porque evitamos el aumento de la temperatura del medio ambiente. El economizador puede estar situado dentro de la caldera, como parte de la zona de convección, o puede ser externo donde por razones de espacio no se puede aplicar el arreglo anterior.

CAJA DE AIRE:

Es la parte por donde se conduce el aire que va del ventilador hacia los quemadores.

HOGAR DE LA CALDERA.

En el interior de la caldera se encuentra el hogar (espacio donde se lleva a cabo la combustión) y los tubos, donde se lleva a cabo el calentamiento del agua, ya sea interior o exteriormente, y tiene un aislamiento interior y exterior para evitar pérdidas de calor y quemaduras al personal. También cuenta con tapas y registros para permitir el acceso para darle mantenimiento. Comprende de tubos, material refractario, mamparas (no siempre), empaques.

QUEMADORES

Son los elementos de la caldera encargados de suministrar y acondicionar el combustible para mezclarlo con el aire y obtener una buena combustión. Deben producir una llama estable y uniforme de manera que se realice una cierta distribución en el hogar

Los quemadores de gas son perforados y por sus orificios el gas debe salir a una velocidad mayor que la del aire para asegurar una penetración integra del chorro de aire. En los quemadores de aceite, este debe ser atomizado para aumentar la superficie de contacto con el aire. La atomización se realiza generalmente con vapor pero se puede utilizar aire también. Aunque el vapor produce una muy buena atomización, presenta como desventaja que causa un mayor contenido de agua en los gases de combustión y disminuye el punto de rocío de los gases, además representa consumo de vapor que no se recupera.

DESHOLLINADOR

La mayoría de calderas están equipadas con sopladores dehollín, los cuales sirven para mantener la superficie exterior de los tubos limpia y libre de material que pudiera afectar la transferencia de calor. Se utiliza vapor para el soplado del hollín y la frecuencia de la operación depende del combustible usado. Existen dos tipos de sopladores de hollín; los fijos o estacionarios y los retráctales.

SUPER CALENTADOR

Es un equipo que ofrece una superficie de absorción de calor por medio de la cual se eleva la temperatura del vapor por encima de su punto de saturación. Entre las principales razones para realizar este trabajo tenemos:

Se aumenta la eficiencia total de la unidad. Se aumenta la ganancia termodinámica del vapor. Se obtiene un vapor mas seco.

CHIMENEA:

Conducto por donde salen los gases de combustión.

ACCESORIOS BÁSICOS DE UNA CALDERA

1. Válvulas de seguridad.2. Válvulas de aguja o de purga3. Válvulas de control.4. Válvulas de corte.5. Indicadores de temperatura.6. Indicadores de presión.7. Transmisores de flujo.8. Transmisores de nivel.9. Analizador de oxigeno.10. Foto celdas.11. Magnetrol. (cortes)12. Mirillas.13. Indicadores de nivel.

SISTEMAS DE CONTROL DE UNA CALDERA

Para tener un adecuado control de la operación de una caldera es necesario conocer los factores que determinan su estado. Estos factores son principalmente: Flujos de gas, aceite, aire, agua, vapor, presiones, temperaturas y nivel. Para comprender mejor la relación y la manera como se afectan entre sí podemos clasificarlos en tres grupos: Factores a regular, factores de perturbación y factores de regulación.

FACTORES A REGULAR

Son los que deben ser mantenidos a un valor determinado para que el funcionamiento de la caldera sea correcto. Los más importantes son: Presión de vapor a la salida de la caldera, exceso de aire orelación aire /combustible, temperatura de vapor sobrecalentado, nivel del tamborde vapor y presión en el hogar.

FACTORES PERTURBADORES

Tienen su origen en la demanda de vapor que desequilibra la relación entre la energía que entra en forma de combustible y la que sale en forma de vapor, de esta manera se afectan los factores a regular que actuarán unos sobre otros.

FACTORES DE REGULACIÓN

Con ellos se compensa la influencia de losfactores perturbadores sobre los factores a regular y los principales son:

FLUJO DE COMBUSTIBLE: Con él se compensa la variación de la presión devapor. FLUJO DE AIRE: Con él se mantiene una relación aire /combustible adecuada. FLUJO DE AGUA DE ALIMENTACIÓN: Que debe ser igual al flujo de vaporque sale

más las pérdidas para mantener el nivel. DIVERSOS MEDIOS PARA CONTROL DE TEMPERATURA DE VAPOR:Varían según el

diseño de la caldera.Los factores de regulación se pueden controlar dividiéndolos en tres bloques.

CONTROL DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

Su objetivo es igualar el flujo deagua de alimentación con el flujo de vapor, manteniendo un nivel estable en el tambor de vapor durante cargas bajas, altas, o con cambios rápidos, tomando como referencia la producción de vapor y el nivel del tambor.

CONTROL DE COMBUSTIÓN.

Es el encargado de regular la entrada de combustible para mantener un suministro continuo de vapor a una presión constante, y de regular la entrada de aire a la caldera en proporción correcta a la entrada de combustible. En las calderas de tiro balanceado también regula la extracción o salida de gases de combustión para mantener un tiro constante en el hogar.

CONTROL DE TEMPERATURA.

Es muy importante en calderas que alimentan turbinas. Aunque se pudiera pensar que entre más falta la temperatura de vapor, mayor eficiencia de la caldera, esto está limitado por la resistencia de los aceros y demás materiales. Para mantener un control efectivo del funcionamiento de la unidad el operador debe tener la siguiente información de los instrumentos y otras fuentes.

Nivel del tambor de vapor. Presión de vapor y de agua de alimentación. Temperatura de vapor súper calentado. Tiros y presiones de gases / aire entrando y saliendo de las principales partes de la

caldera. Relación aire / combustible determinada por analizadores de gases / oxigeno. Temperatura del agua y de los gases de combustión y aire entrando y saliendode

las principales secciones de la caldera. Flujo de agua de alimentación. Flujo de vapor. Operación de fuegos, hornos y quemadores. Operación de bombas, ventiladores, circuitos de combustible y equipos

decombustión. Conocimiento de cuales operaciones tienen bloqueo, de manera que nopuedan

efectuarse en forma incorrecta. Conocimiento de cuales operaciones pueden efectuarse en automático.

TIPOS DE COMBUSTIBLES

CLASIFICACIÓN DE CALDERAS

a) Por la disposición de los fluidos

De tubos de agua (acuotubulares)

De tubos de humo (pirotubulares)

b) Por la circulación de agua

Circulación natural

Circulación asistida

Circulación forzada

c) Por el mecanismo de transmisor de calor

a) De convección

b) De radiación

c) De radiación y convección

d) Por el combustible empleado

a) De carbón mineral

b) De combustible líquido

c) De combustible gaseoso

d) Nucleares

e) Por la presión de trabajo:

Subcrítico

De baja presión p< 20 Kg /cm2

De alta presión p> 64 Kg/ cm2

Supercrítico

f) Por el tiro:

Tiro natural

Tiro forzado

Tiro inducido

LOS PRINCIPALES TIPOS DE CALDERAS

Aunque existen numerosos diseños y patentes de fabricación de calderas, cada una de las cuales puede tener características propias, las calderas se pueden clasificar en dos grandes grupos; calderas pirotubulares y acuatubulares, algunas de cuyas características se indican a continuación.

CALDERAS PIROTUBULARES

Se denominan pirotubulares por ser los gases calientes procedentes de la combustión de un combustible, los que circulan por el interior de tubos cuyo exterior esta bañado por el agua de la caldera.

El combustible se quema en un hogar, en donde tiene lugar la transmisión de calor por radiación, y los gases resultantes, se les hace circular a través de los tubos que constituyen el haz tubular de la caldera, y donde tiene lugar el intercambio de calor por conducción y convección. Según sea una o varias las veces que los gases pasan a través del haz tubular, se tienen las calderas de uno o de varios pasos. En el caso de calderas de varios pasos, en cada uno de ellos, los humos solo atraviesan un determinado número de tubos, cosa que se logra mediante las denominadas cámaras de humos. Una vez realizado el intercambio térmico, los humos son expulsados al exterior a través de la chimenea.

VENTAJAS.

Menor costo inicial gracias a su simplicidad de diseño. Mayor flexibilidad de operación. Menores exigencias en la calidad del agua de alimentación.

INCONVENIENTE.

Mayor tiempo para subir la presión y entrar entrar en funcionamiento

No son empleadas para altas presionas

CALDERAS ACUOTUBULARES.

En estas calderas, al contrario de lo que ocurre en las pirotubulares, es el agua el que circula por el interior de tubos que conforman un circuito cerrado a través del calderín o calderines que constituye la superficie de intercambio de calor de la caldera. Adicionalmente, pueden estar dotadas de otros elementos de intercambio de calor, como pueden ser el sobrecalentador, recalentador, economizador, etc.

Estas calderas, constan de un hogar configurado por tubos de agua, tubos y refractario, o solamente refractario, en el cual se produce la combustión del combustible y constituyendo la zona de radiación de la caldera.

Desde dicho hogar, los gases calientes resultantes de la combustión son conducidos a través del circuito de la caldera, configurado este por paneles de tubos y constituyendo la zona de convección de la caldera. Finalmente, los gases son enviados a la atmósfera a través de la chimenea.

Con objeto de obtener un mayor rendimiento en la caldera, se las suele dotar de elementos, como los ya citados, economizadores y precalentadores, que hacen que la

temperatura de los gases a su salida de la caldera, sea menor, aprovechando así mejor el calor sensible de dichos gases

VENTAJAS.

La Caldera de tubos de agua tiene la ventaja de poder trabajar a altas presiones dependiendo del diseño hasta 350 psi.

Se fabrican en capacidades de 20 HP hasta 2,000 HP. La eficiencia térmica está por arriba de cualquier caldera de tubos de humo, ya

que se fabrican de 3, 4 y 6 pasos dependiendo de la capacidad. El tiempo de arranque para producción de vapor a su presión de trabajo no

excede los 20 minutos. Los equipos son fabricados con materiales que cumplen con los requerimientos

de normas. Son equipos tipo paquete, con todos sus sistemas para su operación

automática. Son utilizados quemadores ecológicos para combustóleo, gas y diesel. Sistemas de modulación automática para control de admisión aire-combustible

a presión

DESVENTAJAS

Son más costosas. Deben ser alimentadas con agua de mayor pureza.

CALDERAS DE VAPORIZACIÓN INSTANTÁNEA

Existe una variedad de las anteriores calderas, denominadas de vaporización instantánea, cuya representación esquemática podría ser la de un tubo calentado por una llama, en el que el agua entra por un extremo y sale en forma de vapor por el otro. Dado que el volumen posible de agua es relativamente pequeño en relación a la cantidad de calor que se inyecta, en un corto tiempo la caldera esta preparada para dar vapor en las condiciones requeridas, de ahí la denominación de calderas de vaporización instantánea.

Hay que destacar que en estas calderas el caudal de agua inyectada es prácticamente igual al caudal de vapor producido, por lo que un desajuste entre el calor aportado y el caudal de agua, daría lugar a obtener agua caliente o vapor sobrecalentado, según faltase calor o este fuese superior al requerido.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA CALDERA PARA GENERAR VAPOR

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, sedimentación, desgaste por material particulado, etc.

El agua de alimentación que va a la caldera es almacenada en un tanque o cámara de agua (nombre que se le da al espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera) con capacidad suficiente para atender la demanda de la caldera, así una válvula de control de nivel mantiene el tanque con agua, a su vez una bomba de alta presión empuja el agua hacia adentro de la caldera por medio de tuberías (tubos), al tiempo que, se da la combustión en el horno u hogar, esta es visible por el funcionamiento del quemador en forma de flama, el quemador es controlado automáticamente para pasar solamente el combustible necesario (el combustible puede ser solidó, liquido o gaseoso, dentro de los más conocidos se encuentran el carbón, el combustoleo, y el gas). Este proceso de combustión es de gran importancia en la operación de las calderas y debe ser lo más óptimo posible en cuanto a su consumo y además amigable con el medio ambiente.

La flama o calor, aprovechada en las calderas para evaporar el agua, es dirigida y distribuida a las superficies de calentamiento o tuberías donde la energía térmica liberada en el proceso de combustión se transmite al agua contenida en los tubos (en algunos casos el agua fluye a través de los tubos y el calor es aplicado por fuera a este diseño se le conoce como Acuotubular, en otros casos los tubos están sumergidos en el agua y el calor pasa por el interior de los tubos a este diseño se le conoce como Pirotubular, estos dos diseños de calderas son los mas utilizados) donde por medio de los procesos de radiación, conducción y convección el agua se transforma en vapor, dicho vapor es conducido por tuberías a los puntos de uso o puede ser colectado en cámaras para su distribución; en la parte superior de la caldera se encuentra una chimenea la cual conduce hacia afuera los humos o gases de la combustión; en el fondo de la caldera se encuentra una válvula de salida llamada purga de fondo por donde salen del sistema la mayoría de polvos, lodos y otras sustancias no deseadas que son purgadas de la caldera.

En conjunto en la caldera existen múltiples controles de seguridad para aliviar la presión si esta se incrementa mucho, para apagar la flama si el nivel del agua es demasiado bajo o para automatizar el control del nivel del agua.

Sabemos que en su proceso de calentamiento, parte de la carga total de vapor irá a las unidades de calefacción para mantener a los trabajadores en condiciones ambientales agradables. El resto del vapor se utilizará para mantener calientes los alimentos en la cafetería, viajará para utilizarse en el lavaplatos, en el gabinete de esterilización, en fábricas, tintorerías, pasteurización de leche y en muchas otras acciones, esto se debe a que su funcionalidad no tiene límites. etc.

RIESGOS DE UNA CALDERA

1. Aumento súbito de la presión:

Esto sucede generalmente cuando se disminuye el consumo de vapor, o cuando se descuida el operador y hay exceso de combustible en el hogar o cámara de combustión.

2. Descenso rápido de la presión:

Se debe al descuido del operador en la alimentación del fuego.

3. Descenso excesivo del nivel de agua:

Es la falla mas grave que se puede presentar. Si este nivel no ha descendido mas allá del limite permitido y visible , bastará con alimentar rápidamente, pero si el nivel ha bajado demasiado y no es visible, en el tubo de nivel, deberá considerarse seca la caldera y proceder a quitar el fuego, cerrar el consumo de vapor y dejarla enfriar lentamente. Antes de encenderla nuevamente, se deberá inspeccionarla en forma completa y detenida.

4. Explosiones:

Las explosiones de las calderas son desastres de gravedad extrema, que casi siempre ocasionan la muerte a cierto número de personas. La caldera se rasga, se hace pedazos, para dar salida a una masa de agua y vapor; los fragmentos de la caldera son arrojados a grandes distancias.

Estos accidentes desgraciadamente frecuentes, han sido atribuidos durante mucho tiempo a causas excepcionales y fuerza del alcanza de la prevención, es decir, se les ha considerado como caso de fuerza mayor.

El estudio de las causas de las explosiones he permitido determinar que estas se deben a:

Construcción defectuosaFalla de los accesorios de seguridadválvula de seguridad que no habrán oportunamente o no son capaces de evacuar todo vapor que la caldera produce.Negligencia, descuido o ignorancia del operador.Mezcla explosiva en los conductos de humo.Falta de agua en las calderas (la mas frecuente)Incrustaciones masivas o desprendimiento de planchones.

Cuando el nivel de agua baja, deja al descubierto las planchas, que estando en contacto con el calor de la combustión se recalientan al rojo. Al recalentarse estas pierden gran parte de su resistencia, el vapor se produce en menor cantidad por la disminución de la superficie de calefacción.

Las incrustaciones actúan como aislante dejando las planchas de la caldera sometidas a calor y sin contacto con el agua. De esta manera se van recalentando y perdiendo su resistencia hasta que no son capaces de resistir la presión y se produce la explosión.

Algunas imágenes de explosión de calderas.

REGLAMENTO COLOMBIANO DE CALDERAS

Resolución 2400 de 1979 (TÍTULO XI: De Las Instalaciones Industriales Operaciones Y Procesos, TITULO I: De Los Generadores De Vapor)

Las instalaciones de las calderas en Colombia deben de contar con los siguientes requisitos, estipulados en dicha resolución:

Artículo 448. Todas las calderas existentes en el país, ya sean importadas o de fabricación nacional, irán acompañadas de un certificado en que se incluyan todas las especificaciones técnicas, diseños y dimensiones usadas por el fabricante, el resultado de todas las pruebas llevadas a cabo durante la fabricación del material y la construcción de la caldera.

Artículo 449. Las calderas de vapor, sus accesorios y aditamentos serán construidos de acuerdo con las normas aceptadas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas(ICONTEC).

Artículo 450. Todo generador de vapor que trabaje con una presión mayor de seis (6) atmósferas (88.2 libras por pulgada cuadrada) no podrá ser instalado encima ni debajo desalas o locales por donde se transite habitualmente, exceptuando los instalados en sótanos, debiendo estar, en tales circunstancias, cubiertos por material aislante que evitela propagación del calor.

Artículo 451. Toda caldera llevará fijada en sitio visible, una placa que contenga la siguiente información: nombre del fabricante, serial de la caldera, año de fabricación, presión de trabajo máximo permisible (kg/cm²), temperatura máxima de trabajo (grados centígrados ), rata máxima de evaporación o capacidad en kilogramos de vapor por hora (kg/hr), superficie de transferencia o de calefacción en metros cuadrados (m²), fecha de instalación.

Artículo 452. Cuando las calderas de vapor sean sometidas a pruebas hidrostáticas, la presión de prueba requerida no excederá de 1.5 veces la presión de trabajo máxima permisible. Se revisarán las válvulas de seguridad a la presión normal de trabajo, para asegurar condiciones óptimas de funcionamiento.

Artículo 453. Las calderas de vapor serán inspeccionadas para verificar la alimentación y la limpieza, y el funcionamiento de los aparatos auxiliares como bombas, válvulas de seguridad, indicadores de nivel, manómetros, etc., se examinarán todos los conductos que se puedan obstruir, como tubos, cajas de humos, etc.

Artículo 454. Cuando el funcionamiento de una caldera sea normal por observarse un exceso de presión se procederá a amortiguar el fuego, se aumentará la salida de vapor, se alimentará (siempre que el agua mantenga su nivel normal), y se descargarán las válvulas. Si el nivel del agua fuere inferior al normal, se extinguirá el fuego, se cerrarán las llaves y

se desalojará el local; en este caso, nunca deberá alimentarse la caldera, ni aligerar las válvulas, ni dar salida al vapor, porque esto determinará una explosión.

Artículo 455. Cuando la caldera ha cesado de funcionar, se deberá alimentar hasta un poco por encima el nivel normal; se cubrirá el fuego, cerrando el registro y la puerta del cenicero, procediendo además a aislar el tubo de nivel, cerciorándose de que las válvulas de seguridad no se encuentren adheridas a su asiento.

Parágrafo. Cuando se trata de paralizar el funcionamiento de la caldera por un período largo, con el objeto de economizar combustible, se irán disminuyendo gradualmente las últimas cargas del hogar. En cualquier caso se cuidará que el hogar se apague lentamente para evitar variaciones bruscas de temperatura.

Artículo 456. Se entenderá por caldera de vapor a todo recipiente cerrado en el cual, para cualquier fin, se genera vapor a una presión atmosférica.

Artículo 457. Caldera de mediana o alta presión es un generador de vapor en el cual la presión de trabajo máxima permisible excede de 1 kg/cm² (15 libras / pulg²). Caldera de baja presión, es un generador de vapor que se emplea para operaciones cuyas presiones no excedan de 1 kg/cm² (15 libras/ pulg²).

Artículo 458. Caldera de agua caliente, es un generador que eleva la temperatura del agua a 120º C (250º F), para operaciones que no excedan de una presión de trabajo de 10kg/cm² (150 libras/pulg²).

Parágrafo. Presión de trabajo es la presión manométrica o presión sobre la atmosférica en kg/cm² (libras / pulg²).

Artículo 459. Las calderas de vapor deberán poseer dos válvulas de seguridad; una de ellas deberá ser del tipo de resorte con blindaje, inaccesible, la otra puede ser de cualquier tipo; llevarán un tapón fusible. Toda caldera de vapor deberá llevar un manómetro.

Artículo 460. Las calderas de vapor deberán tener dos aparatos de alimentación de agua, con suficiente capacidad para proveer con exceso toda cantidad necesaria; deberán estar provistas de una válvula de retención en la cañería o tubería de alimentación ha de efectuarse en un punto ubicado a unos 100mm debajo de la “línea de fe” (nivel mínimo). Además toda caldera de vapor tendrá su correspondiente válvula de purga.

Artículo 461. Antes de utilizar el agua corriente para la alimentación de las calderas, se deberá mandar a analizar cualitativa y cuantitativamente, para determinar sus características físico- químicas y su dureza, y los tratamientos o procedimientos químicos para la eliminación de las impurezas, que ocasionan incrustaciones que se adhieren a la superficie calefactora, causando corrosión, mala transmisión, del calor, con peligro de debilitamiento de los tubos y de la chapa metálica, y riesgos de explosión.

Artículo 462. El fogonero o foguista será el encargado de vigilar y controlar las condiciones de funcionamiento de la caldera, y revisará la alimentación de agua, combustible, presión de vapor, manómetro, termómetro y demás accesorios y válvulas que forman parte de las operaciones de control de la caldera, para evitar irregularidades en su funcionamiento que puedan producir graves accidentes.

Parágrafo. El foguista o fogonero será una persona experta en el manejo, control, inspección y mantenimiento de las calderas de vapor, de cualquier clase de combustible y de cualquier tipo de construcción.

Artículo 463 Cuando las calderas sean calentadas a gas, la línea de alimentación estará provista de una válvula de cierre rápido, un sistema de regulación de presión que permita el control del flujo de gas, y una válvula de seguridad con descarga libre a la atmósfera.

Artículo 464. Se permitirá la instalación de generadores de vapor en sótanos y plantas deedificios siempre y cuando:

a) La presión de trabajo no sea superior a 2 kilogramos por centímetro cuadrado y el volumen de agua no mayor de 50 litros;b) La presión de trabajo no sea superior a 1/2 kg/cm² y el generador de vapor se utilicen únicamente como calentador de agua;c) Los generadores de vapor sean eléctricos con una presión de operación no mayor de 5kg/cm² y un volumen de agua que no exceda de 50 litros.

Parágrafo. Estos generadores de vapor deberán cercarse con mallas metálicas de dos metros de alto, dejando a su alrededor un espacio libre mínimo de un metro.

Artículo 465. Las salas de calderas y los demás sitios atravesados por conductos de vapor de mediana o alta presión y en general todo ambiente donde exista peligro de que los trabajadores se encuentren atrapados en caso de explosión de la caldera o rotura de los conductos de vapor, estarán provistos de salidas apropiadas en número proporcional a los trabajadores y se conservarán libres de obstáculos.

Artículo 466. Las calderas de mediana o alta presión calentadas a gas no deberán situarse en locales cerrados por todos sus lados; sin embargo, si así lo estuvieren, estarán adecuadamente ventilados, a fin de evitar posibles acumulaciones de gas.

Artículo 467. Las salas de calderas deberán tener como mínimo un espacio libre de (1) metro entre el techo y las válvulas o accesorios más altos y 1,80 metros sobre el pasillo más elevado, que permita en esa forma la operación de todos los aparatos de seguridad que integran la caldera.

Artículo 468. El techo de la sala de calderas será de material incombustible, liviano y que no presente resistencia a las ondas de explosión, en caso de accidentes.

Artículo 469. Alrededor de la caldera habrá un espacio libre mínimo de (1) metro para facilitar las inspecciones de control y mantenimiento de todas sus partes.

Artículo 470. Cuando se utilice combustible líquido deberán tomarse todas las precauciones y medidas necesarias para evitar que se derrame en el piso de la sala de calderas. En tal caso, es obligatorio el uso de extintores de incendio apropiado para este tipo de combustible, con capacidad proporcional al área de dicha sala.

Artículo 471. Cuando existan riesgos de propagación de incendios entre la sala de calderas y locales adjuntos donde se fabriquen, empleen, manipulen o desprendan polvos explosivos o materiales inflamables, la separación será completa y no existirán salidas u otras aberturas en las paredes de dichos locales y la sala en referencia.

Artículo 472. Todo acceso a las válvulas elevadas, reguladores de alimentación, columnas de agua y otros accesorios de las calderas, se efectuará mediante pasillos y escaleras protegidos por barandas, construidos de material resistente a la combustión y provistos de superficies antirresbalantes.

Artículo 473. Las bases de las estructuras que soportan la caldera serán calculadas para resistir el esfuerzo máximo transmitido por su propio peso más el peso del volumen total del agua. Los soportes estructurales de acero estarán colocados o aislados en forma tal que el calor del horno no pueda debilitar su resistencia.

Artículo 474. La caldera se colocará a una altura tal que deje un espacio libre mínimo de 30 centímetros por debajo de la conexión de purga.

Artículo 475. Todas las tuberías de alimentación, gas y purgas que vayan por el piso, deberán colocarse en canales cubiertos por materiales no combustibles.

Artículo 476. La turbieza del agua de alimentación de la caldera deberá ser inferior a diez partes por millón; cuando sea mayor será sometida a decantación o filtración. Las calderas no se alimentarán con la tubería de servicio de agua potable, pues antes deberá ser sometida a tratamiento para determinar su dureza, etc.

Artículo 477. La tubería de alimentación tendrá como mínimo 19mm (3/4 de pulgada) nominales de diámetro.

Artículo 478. La presión que debe producir el aparato alimentador será de 1,1 veces la presión máxima del generador de vapor aumentada en el valor de las pérdidas de carga ocasionadas por sus tuberías y demás accesorios en condiciones de demanda máxima.

Artículo 479. No se permitirá vaciar directamente a la red de alcantarillado las descargas de agua, de purgas de barros, de purga de agua de condensación, de purgas de tubos de nivel, ni la de los escapes de vapor.

Artículo 480. Entre las calderas y la red de cañerías deberá haber un tanque de desagüe con el fin de evitar los vacíos o sobrepresiones en esas redes.

Artículo 481. Los tanques de desagüe deberán estar provistos de un tubo de ventilación, libre de válvulas, tener como mínimo una capacidad igual al total del volumen de agua descargada por todas las calderas en operación, en las purgas efectuadas dentro de un período de ocho (8) horas; estar colocados de tal manera que todas sus sean accesibles para ser inspeccionadas, tener las tapas o puertas de inspección con un ajuste que evite los escapes de vapor.

Artículo 482. El agua de alimentación será introducida a la caldera de manera que no descargue directamente sobre superficies expuestas a gases de temperaturas elevadas, a radiación directa del fuego, o próxima a juntas remachadas del hogar o del casco.

Artículo 483. Cuando exista la posibilidad de contaminación por materias grasas en el agua de alimentación, se instalarán dispositivos separadores de esas sustancias o se eliminarán las causas que los producen.

Artículo 484. Cuando los tubos de desagües del fondo de las calderas estén expuestos al calor directo del horno, estarán protegidos por ladrillos u otro material refractario, instalados de tal manera que dichos tubos puedan ser inspeccionados fácilmente.

Artículo 485. Toda caldera de mediana o alta presión tendrá por lo menos una válvula de seguridad. Si tiene una superficie de calefacción mayor de 50 metros cuadrados, se instalarán dos o más válvulas de seguridad.

Artículo 486. Los sobre-calentadores que no sean parte integral de la caldera o estén separados de la misma por válvulas de paso, serán considerados recipientes de fuego presión y estarán provistos de válvulas de seguridad.

Artículo 487. Los sobre-calentadores, economizadores y otras partes a presión conectadas directamente a la caldera, sin válvulas intermedias, se considerarán como parte de la caldera.

Artículo 488. No se usarán válvulas de seguridad cuyo punto de disparo esté controlado por un peso, una palanca o la combinación de ambos.

Artículo 489. Cada válvula de seguridad estará identificada claramente de manera que la inscripción no pueda ser borrada en servicio.

Artículo 490. La impresión estará estampada en la cubierta o fundida o estampada en una placa fijada permanentemente a la cubierta con los siguientes datos: nombre del fabricante, número de serial y modelo, tamaño en milímetros del tubo que alimenta la

válvula, diámetro del asiento en milímetros, presión en kg/cm² del punto de disparo, diferencia de presión entre el punto de apertura y cierre en kg/cm².

Artículo 491. Las válvulas de seguridad deberán instalarse lo más cerca posible de la caldera, independientes de cualquier otra conexión de vapor entre la caldera y ellas, sin otra válvula u obstrucción en la descarga de vapor entre la caldera y dichas válvulas de seguridad o en el punto de descarga de la tubería.

Artículo 492. Las válvulas de seguridad serán construidas y mantenidas de manera que las fallas de cualquiera de las partes no obstruyan la descarga completa y libre de vapor.

Artículo 493. Las válvulas de seguridad de las calderas de mediana o alta presión, deberán ajustarse y regularse para que operen sin vibraciones, estarán selladas o protegidas para evitar que sean alteradas por personas no autorizadas, tendrán dispositivos especiales para abrir la válvula a fin de probarla, y colocadas de tal manera que la descarga pueda ser oída fácilmente por el encargado de la operación de la caldera.

Artículo 494. Los escapes de descarga de las válvulas de seguridad estarán colocados o entubados de manera que lleven dicha descarga a distancia de los pasajes y las plataformas.

Artículo 495. Cuando el consumo de vapor sea intermitente y fuertes pulsaciones de la corriente de vapor propaguen vibraciones en las planchas del casco o chapa de la caldera, se emplearán amortiguadores en la tubería principal de vapor.

Artículo 496. Los indicadores de nivel de agua de las calderas de mediana o de alta presión estarán colocados de manera que cuando el nivel del agua visible esté en la marca más baja, exista aún suficiente agua en la caldera para evitar un accidente.

Artículo 497. Los grifos de nivel colocados más allá del alcance normal del piso o nivel de trabajo estarán provistos de: a) v0000arillas o cadenas permanentes, a fin de accionarlos desde el piso; b) medios adecuados para evitar descargas de agua o de vapor sobre los operarios que manipulen las varillas o cadenas.

Artículo498. Los tapones fusibles, cuando se usen en la caldera como alarmas adicionales del bajo nivel de agua, serán renovados a intervalos que no excedan de un año, y los cascos de los mismos que han sido usados no deberán llenarse de nuevo.

Artículo 499. Los tapones fusibles no deberán usarse en las calderas de mediana o de alta presión que operen a presiones que excedan de 17.5kg/cm² (250 libras/pulg²).

Artículo 500. Las calderas de vapor serán inspeccionadas por funcionarios competentes del ministerio de trabajo y seguridad social, antes de ponerse en servicio y después de la

instalación, lo mismo antes de ponerse en servicio después de cada reparación y periódicamente a intervalos no mayores de (12) meses.

Artículo 501. Cuando en una caldera se descubra algún deterioro que a juicio del funcionario competente del Ministerio de Trabajo y Seguridad Social encierre peligros de explosión o accidente, se ordenará su no funcionamiento.

Parágrafo. Si el caso lo requiere el funcionario ordenará la reducción de la presión de trabajo de la caldera, la cual será en función del estado físico del material y los años de trabajo de la caldera.

Artículo 502. El funcionario levantará durante la inspección un Acta donde se anotará la condición interna y externa de la caldera, la presión hidrostática de prueba y la presión y ajuste de la (s) válvula (s) de seguridad. Dicha inspección deberá ser presenciada por el propietario o su representante quien firmará la respectiva Acta.

Artículo 503. Cuando las calderas de vapor sean sometidas a pruebas hidrostáticas, la presión de prueba requerida no excederá de 1,5 veces la presión de trabajo máxima permisible estará sujeta a los requisitos establecidos por la autoridad competente.

Artículo 504. Durante las pruebas hidrostáticas de las calderas de vapor se quitarán las válvulas de seguridad, o los discos de las válvulas se sujetarán por medio de grapas de prueba, en lugar de apretar el tornillo de compresión sobre el resorte. Al terminar la prueba hidrostática a la presión indicada, se efectuará una prueba adicional a fin de revisar las válvulas de seguridad a la presión normal de trabajo.

NTC 3649 (calderas. Controles y dispositivos de seguridad para lasCalderas de control de combustión automático.)

ALGUNOS FABRICANTES/PROVEEDORES A NIVEL NACIONAL E INTERNACIONAL

Empresa: COLMAQUINAS S.A.Dirección: Cl 57 45-83 - Barranquilla (COL) (Representación en otras ciudades)PBX: (57) (5) 3720701 Página web: http://www.colmaquinas.com

Empresa: COMDISTRAL S.A.Dirección: carrera 2 N° 1F -149 (Zona Franca) – Barranquilla (COL)Teléfonos: (57)(5) 3704754 - 3720344 - 3722603

Página web: http://comdistral.com/infgeneral.html

Empresa: CALDERAS CONTINENTAL LTDA.Dirección: calle 65 N° 93-26 – Bogotá D.C (COL)PBX: (57)(1) 4388011 – 4380214Página web: http://www.calderascontinental.com /

Empresa: TECNIK LTDA.Dirección: carrera 53 # 17 -78 – Bogotá D.C (COL)PBX: (57)(1) 405 4400Página web:http:// www.tecnik.com.co

Empresa: INCALCA-INDUSTRIA NACIONAL DE CALDERAS.Dirección: Avenida Baralt, Truco A Guanabano, No. 1903, Altagracia, Caracas (VEN)PBX: (0212) 8602608 - 860-4897 - 860-7552 Página web: NO POSEE

Empresa: CALDERÍA LÓPEZ HERMANOS S.A.Dirección: C/ Ciudad de Sevilla 49 Políg. Ind. Fuente del Jarro – Valencia (ESP)Teléfono: 96 134 37 17 - Fax 96 132 26 56Página web: http://www.lopezhnos.es /

Empresa: HURST BOILER & WELDING COMPANY, INC. CODirección: Coolidge, GA 31738-0530 Georgia (USA)Teléfono: 229-346-3545Página web: http://www.hurstboiler.com /

Empresa: BABCOCK WANSON ESPAÑA S.A.Dirección: Ctra. Bilbao-Plentzia, 31 Edificio INBISA Dpto. 107 48.950 Erandio (Vizcaya), Representación en varios países como Francia, Reino Unido, Suiza,Portugal, entre otros.Teléfono: 944523036 - 944531147Página web: http://www.babcock-wanson.es/hi/profil_historique.htm