Calderas de Vapor y Tratamiento de Aguas Lo Ultimo

8/13/2019 Calderas de Vapor y Tratamiento de Aguas Lo Ultimo

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CALDERAS DE VAPOR Y TRATAMIENTO DE AGUAS

I.- CALDERAS DE VAPOR:

Introduccin:

Las calderas de vapor son unos aparatos en los que se hace hervir agua para producir vapor. Elcalor necesario para caldear y vaporizar el agua pude ser suministrado por un hogar, por gasescalientes recuperados a la salida de otro aparato industrial (horno, por ejemplo), por el fluidorefrigerador de una pila atmica, por irradiacin solar o por una corriente elctrica. Cuando elcalor es suministrado por en lquido caliente o por vapor que se condensa, se suelen emplearotras denominaciones, tales como vaporizador y transformador de vapor. El sinnimogenerador de vapor se emplea de preferencia cuando se habla de calderas de una ciertaimportancia. Si la caldera propiamente dicha est conectada a otros, de los cuales unoscalientan el agua (recalentadores de agua, economizadores) o el aire de combustin(precalentador de aire), y otros recalientan el vapor (recalentadores), suele denominarse elconjunto grupo evaporador, y la parte del grupo en que se produce la evaporacin se llamavaporizador o haz vaporizador. Los aparatos que quitan su vapor al fluido refrigerador de unreactor nuclear (pila atmica), si bien constituyen verdaderos evaporadores o calderas ensentido amplio de la palabra, se denominan normalmente intercambiadores.Durante sufuncionamiento, la caldera propiamente dicha est sometida interiormente a la presin deequilibrio del agua y de su vapor a la temperatura alcanzada. Los otros elementos del gruporecorridos por el agua o el vapor, a partir de la bomba de alimentacin (economizador,recalentador), estn sometidos casi a la misma presin, pero la temperatura del fluido puede serinferior o superior a la ebullicin.

La forma de las calderas de vapor ha evolucionado considerablemente y, sobre todo, se hadiversificado, incluso si nos limitamos a considerar las calderas calentadas por hogares. Lasprimeras calderas consistan esencialmente en recipientes cerrados, cuya parte inferior, llena deagua, estaba sometida a la irradiacin de un hogar o al contacto de gases calientes. Paraobtener, adems, grandes superficies de contacto, se construyeron ms adelante calderas conhervidores, situados debajo del cuerpo cilndrico principal y conectados a ste medianteconductos tubulares. En este sentido ha constituido una nueva etapa la aparicin de lascalderas semitubulares, cuyo cuerpo principal est atravesado por un haz tubular.

Otro medio de aprovechar mejor el calor producido en el hogar ha consistido en emplazar steen el interior de la caldera, estando constituido por un cilindro de plancha, cuya superficieexterna est enteramente baada por el agua

Que es una Caldera de Vapor?

Las Calderas o Generadores de vapor son instalaciones industriales que, aplicando el calorde un combustible slido, lquido o gaseoso, vaporizan el agua para aplicaciones en laindustria.


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Hasta principios del siglo XIX se usaron calderas para teir ropas, producir vapor paralimpieza, etc., hasta que Papin cre una pequea caldera llamada "marmita". Se us vaporpara intentar mover la primera mquina homnima, la cual no funcionaba durante muchotiempo ya que utilizaba vapor hmedo (de baja temperatura) y al calentarse sta dejaba deproducir trabajo til.

Luego de otras experiencias, James Watt complet una mquina de vapor defuncionamiento continuo, que us en su propia fbrica, ya que era un industrial ingls muyconocido.

La mquina elemental de vapor fue inventada por Dionisio Papin en 1769 y desarrolladaposteriormente por James Watt en 1776.

Inicialmente fueron empleadas como mquinas para accionar bombas de agua, de cilindrosverticales. Ella fue la impulsora de la revolucin industrial, la cual comenz en ese siglo ycontinua en el nuestro.

Mquinas de vapor alternativas de variada construccin han sido usadas durante muchosaos como agente motor, pero han ido perdiendo gradualmente terreno frente a las turbinas.Entre sus desventajas encontramos la baja velocidad y (como consecuencia directa) elmayor peso por Kw. de potencia, necesidad de un mayor espacio para su instalacin einadaptabilidad para usar vapor a alta temperatura.

Dentro de los diferentes tipos de calderas se han construido calderas para traccin,utilizadas en locomotoras para trenes tanto de carga como de pasajeros. Vemos una calderamulti-humotubular con haz de tubos amovibles, preparada para quemar carbn o lignito. Elhumo, es decir los gases de combustin caliente, pasan por el interior de los tubos cediendosu calor al agua que rodea a esos tubos.

Para medir la potencia de la caldera, y como dato anecdtico, Watt recurri a medir lapotencia promedio de muchos caballos, y obtuvo unos 33.000 libras-pie / minuto o sea 550libras-pie/seg., valor que denomin HORSE POWER, potencia de un caballo.

Posteriormente, al transferirlo al sistema mtrico de unidades, daba algo ms de 76kgm/seg. Pero, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de Pars, resolvi redondear esevalor a 75 ms fcil de simplificar, llamndolo "Caballo Vapor" en homenaje a Watt.

Proceso de Vaporizacin:

El vapor o el agua caliente se producen mediante la transferencia de calor del proceso decombustin que ocurre en el interior de la caldera, elevando, de esta manera, su presin ysu temperatura.

Debido a estas altas presiones y temperaturas se desprende que el recipiente contenedor orecipiente de presin debe disearse de forma tal que se logren los limites de diseodeseado, con un factor de seguridad razonable.


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Por lo general, en las calderas pequeas empleadas para la calefaccin domestica, lapresin mxima de operacin es de 104000 N/m2. En el caso del agua caliente, esta es iguala 232oC (450oF).

Las calderas grandes se disean para diferentes presiones y temperaturas, con base en la

aplicacin dentro del ciclo del calor para la cual se disea la unidad.Importancia de La Eleccin de un Buen Combustible en las Calderas:

a. Los combustibles estn caracterizados por un poder calorfico (cantidad dekilocaloras / kilo que suministran al quemarse), un grado de humedad y unosporcentajes de materias voltiles y de cenizas.

b. Esto datos son de gran utilidad para determinar las condiciones prcticas de lacombustin, pero no son suficientes para estudiar el mecanismo de las diferentescombinaciones qumicas.

c. El anlisis qumico es quien permite distinguir los diferentes elementos (puros) queconstituyen el combustible. Estos elementos se pueden clasificar en dos grandescategoras:

Elementos activos, es decir: combinables qumicamente con el comburente,cediendo calor. Son el carbono, hidrgeno, azufre, etctera.

Elementos inertes, que no se combinan con el comburente y que pasarn como talesa los residuos de la combustin. Son el agua, nitrgeno, cenizas, etc.

El objeto de la combustin, refirindonos a los hogares, es el de proporcionar unaproduccin de calor uniforme y regulada para ser transmitida a un medio que la absorba.Una de las cuestiones ms importantes es la de suministrar una cantidad exacta de oxgenopor unidad de peso del combustible para que se realice la combustin completa.

Adems de la exactitud correcta de la mezcla aire-combustible, se debe dar el tiemponecesario para que la mezcla sea intima para que el combustible arda completamente; latemperatura del hogar debe ser tal que mantenga la combustin.

La mejor manera de estudiar la combustin en un hogar consiste en relacionarladirectamente con el anlisis del combustible usado, para el clculo de la cantidad necesariade aire y de 103 productos gaseosos formados.

TIPOS DE CALDERAS:

Calderas de Gran Volumen de Agua.


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Los tubos hogares se construyen generalmente de plantas onduladas, para aumentar lasuperficie de calefaccin y resistencia al aplastamiento.

Caldera de Mediano Volumen de Agua (Ignitubulares).

Caldera Semitubula..

Esta caldera se compone de un cilindro mayor de fondos planos, que lleva a lo largo un hazde tubos de 3" a 4" de dimetro. Los tubos se colocan expandidos en los fondos de lacaldera, mediante herramientas especiales; se sitan diagonalmente para facilitar sulimpieza interior.

Ms arriba de los tubos se colocan algunos pernos o tirantes para impedir la deformacin yruptura de los fondos, por las continuas deformaciones debido a presin del vapor, que enla zona de los tubos estos sirven de tirantes.

Para la instalacin de la caldera se hace una base firme de concreto, de acuerdo al peso deella y el agua que contiene. Sobre la base se coloca la mampostera de ladrillos refractariosubicados convenientemente el hogar y conductos de humos. La caldera misma se mantienesuspendida en marcos de fierro T, o bien se monta sobre soporte de fierro fundido.

Estas calderas tienen mayor superficie de calefaccin.

Caldera Locomotora.

Esta caldera se compone de su hogar rectangular, llamada caja de fuego, seguido de un haztubular que termina en la caja de humo. El nivel del agua queda sobre el ciclo del hogar, de

tal manera que ste y los tubos quedan siempre baados de agua.Para evitar las deformaciones de las paredes planas del hogar, se dispone de una serie deestayes y tirantes, que se colocan atornillados y remachados o soldados a ambas planchas.Los tubos se fijan por expandidores a las dos placas tubulares y se pueden extraer por lacaja de humo, cuando sea necesario reemplazarlos.

Todas las calderas locomotoras se hacen de chimenea muy corta, las que producenpequeos tirajes naturales.

Calderas de Galloway.

Reciben este nombre las calderas de uno o dos tubos hogares, como la Cornualles, provistasde tubos Galloway. Estos tubos son cnicos y se colocan inclinados en distintos sentidos,de tal manera que atraviesan el tubo hogar. Los tubos Galloway reciben el calor de losgases por su superficie exterior, aumentando la superficie total de calefaccin de la caldera.


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Locomviles.

Este nombre lo recibe el conjunto de caldera y mquina a vapor que se empleafrecuentemente en faenas agrcolas. La caldera puede ser de hogar rectangular, como lalocomotora, o cilndrico. La mquina se monta sobre la caldera, y puede ser de uno o dos

cilindros. Todo el conjunto se monta sobre ruedas y mazos para el traslado a tiro.

Estas calderas tienen tambin tiraje forzado al igual forma que las locomotoras. Debernestar provistas, adems, de llave de extraccin de fondo, tapn fusible, vlvula deseguridad, manmetro, etc., accesorios indispensables para el estricto control y seguridadde la caldera.

Calderas Marinas.

Los buques a vapor emplean calderas de tubos de humo y de tubos de agua. Entre lasprimeras se emplean frecuentemente las llamadas "calderas de llama de retorno" o "calderas

suecas".Este tipo de calderas consta de un cilindro exterior de 2 a 4.1/2 metros de dimetro y de unalongitud igual o ligeramente menor. En la parte inferior van dos o tres y hasta cuatro tuboshogares, que terminan en la caja de fuego, rodeado totalmente de agua.

Los gases de la combustin se juntan en la caja de fuego, donde terminan de arder yretoman, hacia atrs por los tubos de humo, situados ms arriba de los hogares. Finalmentelos gases quemados pasan a la caja de humo y se dirigen a la chimenea.

Semifijas.

En algunas plantas elctricas, aserraderos, molinos, etc., se emplea el conjunto de caldera ymquina vapor que recibe el nombre de "semifija".

La caldera se compone de un cilindro mayor, donde se introduce el conjunto de hogarcilndrico y haz de tubos, apernado y empaquetados en los fondos planos del cilindroexterior. El hogar y el haz de tubos quedan descentrados hacia abajo, para dejar mayorvolumen a la cmara de vapor. Todo este conjunto se puede extraer hacia el lado del hogar,para efectuar reparaciones o limpieza.

El emparrillado descansa al fondo en un soporte angular, llamado "puente de fuego" y tienetambin varios soportes transversales ajustables. El hogar se cierra por el frente por unaplaca de fundicin, revestida interiormente de material refractario, donde va tambin lapuerta del hogar y cenicero.

El vapor sale por el domo de la caldera, pasa por el serpentn recalentador, se recalienta ysigue a la mquina.

Calderas Combinadas.


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Las construidas con ms frecuencia son las calderas de hogar interior y semitubular. En laparte inferior hay una caldera Cortnualles de dos o tres tubos hogares o una Galloway,combinada con una semi tubular que se sita ms arriba. Ambas calderas tienen unidas suscmaras de agua y de vapor, por tubos verticales.

Los hogares se encuentran en la caldera inferior. Los gases quemados se dirigen haciaadelante, suben y atraviesan los tubos de la caldera superior, rodean despus a esta calderapor la parte exterior, bajan y rodean a la inferior, pasando finalmente a la chimenea.

El agua de alimentacin se entrega a la caldera superior y una vez conseguido el nivelnormal de sta, rebalsa por el tubo vertical interior a la cmara de agua de la cmarainferior. Ambas calderas estn provistas de tubos niveles propios. El vapor sube por el tubovertical exterior, se junta con el que produce la caldera superior y del domo sale alconsumo.

Calderas de Pequeo Volumen de Agua.

Acuotubulares.

Las calderas Acuotubulares (el agua est dentro de los tubos) eran usadas en centraleselctricas y otras instalaciones industriales, logrando con un menor dimetro y dimensionestotales una presin de trabajo mayor, para accionar las mquinas a vapor de principios desiglo.

En estas calderas, los tubos longitudinales interiores se emplean para aumentar la superficiede calefaccin, y estn inclinados para que el vapor a mayor temperatura al salir por laparte ms alta, provoque un ingreso natural del agua ms fra por la parte ms baja.Originalmente estaban diseadas para quemar combustible slido.

La produccin del vapor de agua depende de la correspondencia que exista entre dos de lascaractersticas fundamentales del estado gaseoso, que son la presin y la temperatura.

A cualquier temperatura, por baja que esta sea, se puede vaporizar agua, con tal que sedisminuya convenientemente la presin a que se encuentre sometido dicho lquido, ytambin a cualquier presin puede ser vaporizada el agua, con tal que se aumenteconvenientemente su temperatura.

Tipos de calderas Acuotubulares (Caractersticas, Produccin):


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Un ejemplo de estas calderas es la caldera acuotubular STEINMLLER. Estas calderasmixtas o intermedias, tienen tubos adosados a cajas, inclinados sobre el hogar y un colectorcilndrico grande encima, llamado domo o cuerpo cilndrico, en donde se produce laseparacin del agua y el vapor. Adems el vapor que se obtiene puede ser hmedo o seco,hacindolo pasar por un sobrecalentador.

La produccin de vapor de estas calderas es de unos 1500 kg/hora cada una, a una presinde rgimen de 13 atm. absolutas y 300 C de temperatura. Desde su construccin estabanpreparadas para quemar carbn, pero en el ao 1957 el Prof. Lorenzo Lambruschini con laayuda de sus alumnos, le incorpor sopladores y quemadores para combustibles lquidos.

En general los tubos son la parte principal de la caldera, y dos o tres accesorios llamadoscolectores, en donde se ubican las vlvulas de seguridad, termmetros, tomas de vapor,entrada de agua, etc.

A lo largo de los ltimos 50 aos, el concepto sobre el que se basa el proyecto de losgeneradores de vapor, ha sufrido cambios fundamentales como consecuencia de lasinnumerables investigaciones que permitieron conocer los procesos de la combustin,

transmisin del calor, circulacin del agua y de la mezcla agua-vapor y delacondicionamiento del agua de alimentacin.

Las calderas se construyen en una amplia variedad de tamaos, disposiciones, capacidades,presiones, y para aplicaciones muy variadas.

La caldera de la derecha tiene un hogar con dos entradas para ingreso del combustibleslido, con los tubos hervidores horizontales y domo frontal superior, con las vlvulas deseguridad incorporadas. Es para una presin de unas 30 atm. y una temperatura de unos 400 C.


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En las calderas anteriores, la izquierda en cambio, es del tipo humotubular altamentereforzada, con tubos sobrecalentadores en los mismos conductos de humo, preparada paracombustible lquido o gaseoso, y aplicaciones navales

Otros tipos de caderas Acuotubulares.

Las calderas de vapor verticales acuotubulares marca OLMAR, estn formadas por un tubode gran dimetro en su interior al que se acoplan una serie de colectores por los que circulael agua.

Este tipo de calderas permiten una muy fcil accesibilidad a su interior y estnespecialmente diseadas para pequeas industrias tales como tintoreras, lavanderas,lcteos, panaderas.

Las calderas verticales OLMAR, se construyen con producciones que varan desde laobtencin de 70 Kg/h hasta 1.200 Kg/h y a unas presiones comprendidas entre 2 y 14Kg/cm2. Se utilizan distintos tipos de combustibles, pero no solo los lquidos, sino que lascalderas verticales OLMAR, permiten la construccin de hogares especiales paracombustibles slidos, tales como orujillo, madera, e incluso en algunos casos se fabricancon hogares mixtos para combustibles slidos-lquidos.


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Ventajas:

La Caldera de tubos de agua tiene la ventaja de poder trabajar a altas presionesdependiendo del diseo hasta 350 psi.

Se fabrican en capacidades de 20 HP hasta 2,000 HP.

Por su fabricacin de tubos de agua es una caldera "INEXPLOSIBLE".

La eficiencia trmica est 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 produccin de vapor a su presin de trabajo no excede los 20minutos.

Los equipos son fabricados con materiales que cumplen con los requerimientos denormas.

Son equipos tipo paquete, con todos sus sistemas para su operacin automtica.

Son utilizados quemadores ecolgicos para combustleo, gas y diesel.

Sistemas de modulacin automtica para control de admisin aire-combustible a presin.

El vapor que produce una caldera de tubos de agua es un vapor seco, por lo que en los

sistemas de transmisin de calor existe un mayor aprovechamiento. El vapor hmedoproducido por una caldera de tubos de humo contiene un porcentaje muy alto de agua, locual acta en las paredes de los sistemas de transmisin como aislante, aumentando elconsumo de vapor hasta en un 20%.


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Caldera Babcock-Wilcox.

Compuesta de uno hasta tres colectores superiores de agua y vapor, unidos al haz de tubosrectos inclinados por ambos extremos y el colector inferior de impurezas.

El hogar es generalmente de parrilla mecnica, utiliza como combustible hulla menuda, lacual es depositada en la tolva avanzando al interior del hogar.

Una vez penetrado al hogar, se destila quemndose los gases con llama larga; el coke queresulta se sigue quemando, hasta quedar solo ceniza y escoria. Los gases calientanprimeramente la parte superior del haz tubular, el recalentador del vapor, para continuarsegn las flechas hasta dirigirse a la chimenea.

El agua se inyecta a la cmara de agua del colector superior, bajando e iniciando as sucalentamiento, ponindose en contacto con la parte menos caliente de los tubos de agua. Sejunta con el vapor que all se forma y circulan activamente, favorecidos por la inclinacin

de los tubos. El vapor se recibe por vlvulas colocadas en la parte ms alta y se recalientaen su paso por el recalentador al encender la caldera y para impedir que se fundan los tubossecos del recalentador, se inunda, abriendo la llave de vapor y la de agua, posteriormente secierra esa llave y se elimina el agua por la llave inferior.

Calderas Stirling.

Constan de tres colectores superiores dispuestos paralelamente entre s, con sus cmaras devapor interconectadas por tubos de acero. Las cmaras de agua de los dos primeroscolectores estn comunicadas. Los colectores superiores estn conectados al inferiormediante tres haces de tubos delgados, expuestos al calor del hogar y de los gases productode la combustin.

Consumen hulla u otro combustible slido, como tambin lquidos o gaseosos. Los gasessiguen el recorrido de las flechas calentando sucesivamente los haces tubulares, pasandofinalmente a la chimenea.

El agua es inyectada al ltimo de los tres colectores superiores, descendiendo por el hazmenos calentado, para luego ascender por los dos anteriores, junto con el vapor que seproduce en ellos. El vapor es obtenido del colector central superior, colocado a mayoraltura que los otros dos, pudiendo ser enviado al recalentador que se monta sobre el primerhaz de tubos. Se pueden obtener ms de 80.000 Kg. de vapor por hora en esta caldera.

Caldera Borsig.

Compuesta de un colector superior de agua y vapor, unido al inferior de agua e impurezaspor un haz de tubos verticales curvados en sus extremos, de tal manera que penetrenradialmente en las paredes de los colectores, para facilitar su expandidura. En un extremosuperior se encuentra el recalentador de vapor.


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Tiene dos clases de tubos:

De descenso del agua (90-12 mm. dimetro). De vaporizacin (53,5-60 mm. dimetro).

El agua de alimentacin es inyectada en forma directa a los tubos de descenso, que estnprovistos de un embudo, mientras que el otro embudo donde terminan esos tubos por suparte inferior, permite la precipitacin de los sedimentos sobre el fondo del hervidorsuperior.

El agua ms caliente sube por los tubos de vaporizacin al colector superior, de donde seextrae el vapor. Sobre los tubos de descenso va un mamparo refractario, para guiar losgases producto de la combustin.

Caldera Yarrow y Thorny croft.

Empleadas principalmente en buques de vapor. Compuestas ambas de un colector superiory de dos inferiores, unidos por dos haces de tubos. La caldera Yarrow tiene los colectoresinferiores achatados para as facilitar la expandidura de los tubos. La Thornycroft tienetubos curvos, que entran radialmente a los colectores, aumentando tambin su longitud ysuperficie y superficie de calefaccin de la caldera.

Pueden quemar hulla o petrleo, en su amplio hogar, donde es quemada toda la materiavoltil. Los gases suben calentando los tubos y recalentadores, que se ubican sobre ellos.

Es comn encontrar dentro de este tipo las llamadas calderas verticales.

Con tubos de Humo y de Agua.

Estn compuestas de un cilindro mayor con un hogar cilndrico y tubos de humo, de agua ode ambos a la vez. El hogar es interior y queda rodeado de una parte de la cmara de agua.Los gases ascienden verticalmente a lo largo de los tubos de humo o rodean los tubos deagua, entregndoles la mayor parte de su calor. Son montados sobre una base de concreto yladrillos refractarios. Son empleados en la pequea industria.

Padecen en general de algunos defectos, tales como:

Rendimiento bajo por combustin deficiente y escape caliente de humos. Destruccin rpida de los tubos al nivel del agua por el recalentamiento de ellos. Son peligrosas en caso de explosin.

Como cualidades positivas presentan:

Son de fcil construccin. Ocupan reducido espacio y son fciles de ubicar.


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Pirotubulares.

La caldera de vapor pirotubular, concebida especialmente para aprovechamiento de gasesde recuperacin presenta las siguientes caractersticas.

El cuerpo de caldera, est formado por un cuerpo cilndrico de disposicin horizontal,incorpora interiormente un paquete multitubular de transmisin de calor y una cmarasuperior de formacin y acumulacin de vapor.

La circulacin de gases se realiza desde una cmara frontal dotada de brida de adaptacin,hasta la zona posterior donde termina su recorrido en otra cmara de salida de humos.

El acceso al cuerpo lado gases, se realiza mediante puertas atornilladas y abisagradas en lacmara frontal y posterior de entrada y salida de gases, equipadas con bridas de conexin.En cuanto al acceso, al lado agua se efecta a travs de la boca de hombre, situada en labisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras de gran dimetro en la bisectriz inferior y

placa posterior para facilitar la limpieza de posible acumulacin de lodos.El conjunto completo, calorfugado y con sus accesorios, se asienta sobre un soportedeslizante y bancada de slida y firme construccin suministrndose como unidadcompacta y dispuesta a entrar en funcionamiento tras realizar las conexiones a instalacin.

La caldera, una vez realizadas las pruebas y comprobaciones reglamentarias y legales poruna Entidad Colaboradora de la Administracin, se entrega adjuntando un "Expediente deControl de Calidad" que contiene todos los certificados y resultados obtenidos.

Tipos de calderas Pirotubulares (Caractersticas, Produccin):

Calderas hor izontales

Las calderas de vapor Pirotubulares OLMAR, se fabrican con producciones comprendidasentre un mnimo de 200 Kg/h y un mximo de 17.000 Kg/h y con presiones que puedenoscilar desde 8 Kg/cm2 hasta 24 Kg/cm2.

Cada unidad pasa por estrictos controles durante el proceso de fabricacin. Los resultadosde estos controles, a los que se suman los que realizan nuestros proveedores en su propiomaterial, conforman un Expediente de Control de Calidad. De esta forma se cumple lo


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indicado en el Cdigo de Construccin, as como en todas las normas oficiales en vigor,tanto nacionales como de la Unin Europea.

Los procesos de soldadura estn homologados y los operarios cualificados, siendo lassoldaduras radiografiadas segn las exigencias del Cdigo de Diseo empleado.

A diferencia de otras calderas, cuya parte trasera solo es asequible por el interior del hogar,la caldera de vapor OLMAR dispone en la parte de atrs de una puerta abisagrada y deapertura total que deja al descubierto todo el interior. La facilidad de manipulacin y latotal accesibilidad, permiten al operario realizar las tareas de limpieza y mantenimientodesde el exterior y lo que es muy importante, incluso inmediatamente despus de haberdetenido el quemador.

Obsrvense otras dos caractersticas tcnicas de suma importancia, la cmara tornafuegorefrigerada por agua en su interior y la ondulacin del tubo hogar.

Como puede apreciarse el conjunto configura un sistema de tres pases de gases antes de lasalida de estos por la chimenea, lo que permite la obtencin de altos rendimientos trmicosque garantizan un 89 +/- 2%.

Igual atencin que el proceso de fabricacin, nos merece el mantenimiento de las mquinas,para lo cual la empresa dispone de tcnicos especialmente formados pudiendo as garantizarun servicio de asistencia rpido y profesional.

Unidad de Potencia de las Calderas:

Para medir la potencia de la caldera, y como dato anecdtico, Watt recurri a medir lapotencia promedio de muchos caballos, y obtuvo unos 33.000 libras-pie / minuto o sea 550libras-pie/seg., valor que denomin HORSE POWER, potencia de un caballo.

La historia dice que Watt estaba trabajando con fuertes caballos cargando carbn, y queratener una forma de hablar del poder de que dispona uno de esos caballos. Encontr que, enpromedio un caballo pudo hacer 22000 pies-libra de trabajo en un minuto. Por alguna razndesconocida, multiplic ese nmero por 50 % y coloc la medida del caballo de fuerza a33000 pies-libra de trabajo en un minuto. Es extrao, esta unidad arbitraria de medida hacruzado los siglos y ahora aparece en su auto, su podadora, su sierra elctrica y en algunoscasos en su aspiradora.

Lo que un caballo de fuerza significa es esto: a juicio de Watt, un caballo en la mina decarbn puede hacer 33000 pies-libra de trabajo cada minuto. As que imagine un caballocargando carbn tal como se muestra arriba. Un Caballo ejerciendo un caballo de fuerzapuede levantar 330 libras de carbn a 100 pies en un minuto, o 33 libras de carbn a 1000pies en un minuto, o 1000 libras a 33 pies en un minuto, etc. Usted puede escoger cualquiercombinacin de pies y pulgadas que desee -suficiente para que el producto sea 33000 en unminuto y se tenga un caballo de fuerza.


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El caballo de fuerza puede ser convertido a otras unidades. Por ejemplo, un caballo defuerza es equivalente a 746 watts o 2545 BTU's (Unidades Trmias Britnicas) por hora. asque si usted toma un caballo de fuerza y lo utiliza en una rueda de molino, puede operar ungenerador produciendo continuamente 746 Watts. Si toma esos 746 Watts y lo coloca en uncalentador elctrico, producir 2542 BTU's en una hora (donde un BTU es la cantidad de

energa necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua un grado F). Un BTU esigual a 1055 joules, o 252 gramos-calora, o 0.252 caloras alimenticias. Probablemente elcaballo quemara 641 caloras en una hora haciendo su trabajo si hubiera eficiencia del100%.

Conocimientos para la Seleccin de una Caldera:

Lo primero es tomar en cuenta a que tipos de trabajo ser sometida la caldera. Luegodebemos tener el conocimiento de las cualidades que debe tener para ser empleadas en lasdiversas funciones.

Entre los diversos datos debemos conocer:

La Potencia de la Caldera El Voltaje que esta Requiere El Tipo de Combustible que esta Necesita para Trabajar La Demanda de Vapor que se Requiere, etc.

Podemos decir que en realidad existen varios factores importantes al momento de elegiruna caldera, tales como:

Capacidad de Consumo de la Empresa Capacidad de la Caldera Capacidad de Turbina / Generador

Debemos seguir adems de estos conocimientos cierto procedimiento:

a.- Determinacin de la potencia trmica real necesaria en cada instalacin y se-

leccionar una caldera que no exceda de la potencia calculada.

La tendencia habitual a la hora de disear y calcular una central trmica es

sobredimensionar los generadores, para absorber cualquier error de clculo y garantizar lapotencia instantnea necesaria en los momentos de mxima demanda. Aqui entra el famoso

10% de inercia (segn unos) o de intermitencia de servicio (segn otros), que se aade a la

potencia calculada, por poner un ejemplo generalizado, ya que existen otros incrementos

gratuitos a gusto de cada proyectista o instalador.


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Los efectos negativos que conlleva a instalacin de generadores sobredimensionados, son

mltiples, pero no es momento de relacionarlos todos, nos centrar en los que afectan al

consumo, o mejor dicho, al rendimiento estacional.

La prctica totalidad de las instalaciones de potencias medias y altas, as como buena parte

de las de pequeas potencia, utilizan generadores presurizados o semigresurirados (las

definiciones a gusto de cada uno), a los que se acoplan quemadores mecnicos con

soplante. Esto es as refirindonos a combustibles gaseosos, ya que existen calderas dotadas

de quemadores atmosf6ricos, utilizadas generalmente para potencias pequeas. En el caso

de combustibles lquidos, no haremos distinciones entre potencias, porque todos los

generadores incorporan quemadores con soplante, por la necesidad de la pulverizaci6n del

combustible por presi6n.

Refirindonos a este tipo de generadores compuestos por caldera y quemador con soplante,

deberemos tener en consideracin la obligatoriedad de efectuar un prebarrido de la cmara

de combustin, consistente en la introduccin de aire a temperatura ambiente de la central

trmicas (salvo excepciones puntuales), durante un perodo de tiempo variable y

directamente proporcional a la potencia del generador, en el interior del hogar de la caldera.

Pues bien, parece que nadie se ha detenido a considerar las prdidas de calor que supone a

introduccin de aire a una temperatura de 20oC durante un minuto (por ejemplo), en una

caldera con una temperatura media de agua de 70 o C. En si, un prebarrido seria

insignificante pero a mayor nmero de prebarridos, el efecto de cada uno se suma,

consiguindose determinar con exactitud el valor de las prdidas totales, por in-

determinacin de la integracin en el tiempo de las prdidas instantnea.

La determinacin de las prdidas instantneas o prdidas por cada prebarrido, se podran

calcular como producto entre el calor especifico del aire, el caudal de aire introducido y el

salto trmico entre la entrada y salida por el conducto de humos del mismo. Esto que parece

tan sencillo, supone un problema, ya que disponemos de dos constantes y dos variables, una

de ellas de difcil determinacin a priori, ya que la temperatura de salida del aire de la


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caldera, ser directamente proporcional a la temperatura del hogar y a las caractersticas

constructivas del mismo (superficie de contacto). An as, se podra determinar una

temperatura media que nos diera un valor aproximado prdidas en cada prebarrido, por

cada tipo de generador, en funcin de la temperatura ambiente de la central trmica.

Ahora viene la segunda parte, la integracin. Para determinarlas prdidas totales en un

periodo de un da (por ejemplo) sera necesario conocer el nmero de prebarridos que un

generador realiza en dicho espacio de tiempo y eso es imposible de determinar, ya que las

instalaciones de calefaccin estn sujetas en su funcionamiento a las evoluciones de a

temperatura ambiente exterior, por lo que variar el nmero de prebarridos, con las

condiciones de funcionamiento de la instalacin, en funcin de la demanda instantnea, que

a su vez se rige por la diferencia entre la temperatura ambiente interior consignada y latemperatura exterior.

b.- Seleccin del quemador mas apropiado para la caldera elegida.

Siguiendo en la lnea anterior, una vez elegido un generador de potencia ajustada a las

necesidades reales de la instalacin, deberemos considerar otros aspectos tendentes a la

reduccin de prebarridos, ahora imputables al quemador seleccionado.

Es prctica generalizada en los fabricantes de quemadores y calderas, recomendar

quemadores de potencias superiores a lo necesario para cada caldera, ya que un quemador

permite regular su potencia, dentro de los mrgenes de sus curvas de trabajo, en unos

rangos enormes.

Pero esto no es ninguna novedad. El problema empieza cuando pretendemos reducir la

potencia instantnea cedida por el quemador a la caldera, una vez se va alcanzando la

temperatura de consigna deseada. Veamos un ejemplo.

Acoplamos a una caldera de 1,000 KW un quemador de dos etapas, apto para potencias

entre 750 y 1,250 KW. En la puesta en marcha, se regula en quemador en un rango de

potencia entre 1,000 KW y el mnimo posible 750 KW, por lo que una vez en

funcionamiento, cuando nos acerquemos a la temperatura de consigna de impulsin da

caldera y eliminemos la 21 etapa, el quemador quedar al 75 de su potencia, por lo que

inmediatamente alcanzaremos la temperatura de consigna, siendo necesaria su parada.


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Estamos ante un caso bastante habitual en el que un quemador de dos etapas es en realizada

un todo / nada, con las terribles consecuencias que esto supone para el rendimiento

estacional, por el nmero de prebarridos que provoca.

Esto mismo es de aplicacin en el caso de quemadores modulantes, ya que el umbral de po-

tencia mnima no suele bajar de entre el 35 y el 40% de la potencia total (salvo quemadores

especiales).

Esto aplicado al ejemplo anterior supondra que el rango de modulacin se establecera

entre 1,000 y 500 KW, por lo que para temperatura exteriores superiores a 90 C (por

ejemplo), el quemador estara arrancando y parando, sin posibilidad de modulacin.

Volvemos a tener un quemador todo / nada durante buena parte de sus horas de

funcionamiento.

Pese a ello recomendamos encarecidamente la instalacin de quemadores modulantessiempre, sea cual sea la potencia del generador, ya que las posibilidades de regulacin y

estabilidad de funcionamiento son mayores.

Ejemplo:

Para producir 40 Mw. se necesitan 400000 lbs/h de vapor, significa que para cada 1 Mw.,

se necesita una generacin de 100000 lbs/h de vapor.

II.- TRATAMIENTO DE AGUAS EN CALDERAS:

Introduccin:

Agua: Es el compuesto ms abundante y ms ampliamente extendido. En estado slido, enforma de hielo o nieve, cubre las regiones ms fras de la tierra; en estado lquido, lagos,ros, y ocanos, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre. Est presente en elaire en forma de vapor de agua. Hay agua en toda materia viva, constituyendo el 65% delcuerpo humano. Todos los alimentos contienen agua.

Debido a su gran abundancia y a que su ebullicin se efecta a temperaturas convenientes,

puede ser convertida en vapor, resulta un medio ideal para la generacin de la fuerza.

Constituyentes del agua:

El agua es el fluido de trabajo de los sistemas de vapor y una de las sustancias naturalesms abundantes; sin embargo, nunca se encuentra en estado puro, adecuado para laalimentacin directa de una caldera. Por lo comn en estado natural, el agua se encuentraturbia, con materias slidas en suspensin fina. Incluso cuando est clara, el agua natural


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contiene soluciones de sales y cidos que daan con rapidez el acero y los metales a base decobre de los sistemas de vapor.

Segn los elementos que la acompaan, podramos considerar las mismas en dos grandesgrupos: "Elementos Disueltos" y "Elementos en Suspensin", esto lo constituyen los

minerales finamente divididos, como las arcillas y los restos de organismos vegetales oanimales; y la cantidad de sustancias suspendidas, que son mayor en aguas turbulentas queen aguas quietas y de poco movimiento.

Es importante destacar que es necesario aadir a las descritas, los residuos que lasindustrias lanzan a los recursos fluviales procedentes de distintos procesos de produccin.

Constituyen los elementos disueltos en el agua, las sustancias orgnicas, los gases disueltos,las sales minerales y la slice, aunque sta tambin suele aparecer como elemento ensuspensin en forma de finsimas partculas o coloides.

El agua de lluvia al caer puede absorber oxigeno, C0, nitrgeno, polvo y otras impurezascontenidas en el aire, y tambin disolver substancias minerales de la tierra. Estacontaminacin puede acrecentarse adems con cidos procedentes de la descomposicin dematerias orgnicas, residuos industriales y aguas spticas descargadas en lagos y ros.

Objeto del acondicionamiento del agua.

Los fines principales perseguidos con el tratamiento del agua de alimentacin son lossiguientes:

1.- Quitar las materias solubles y en suspensin.

2.- Eliminacin de los gases.

Todo esto es necesario, entre otras cosas para:

1.- Evitar la formacin de incrustaciones sobre las superficies de calentamiento del agua.

2.- Proteger contra la corrosin los metales de las calderas, recuperadores y tuberas.

Distintos Procedimientos para el Tratamiento del Agua.

Se debe decir que no existe ningn procedimiento simplista ni producto qumico apropiadopara el tratamiento de todas las clases de aguas. Cada caso se debe considerarindividualmente.

El proceso del tratamiento del agua incluye la separacin de los detritos mediante cribasmviles o fijas, filtrado, separacin de lodos y limos en depsitos de decantacin,calentamiento, vaporizacin o destilacin, desaireacin, tratamiento con cal apagada,tratamiento con carbonato sdico, tratamiento con ambos productos, con hidrxidos clcico


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y barico, con fosfato trisdico, coagulantes, zeolitas (descalcificadores) y por osmosisinversa.

Hay veces en que se trata el agua fra y otras en que se necesita calor.

Tratamientos para distintos tipos de aguas: Aguas Residuales1. Plantas Anaerbicas (Residuales Industriales, Altas Concentraciones) Digestin por

bacteria para problemas de altas concentraciones de carga orgnica, como laspresentes en la industria cervecera, de gaseosas, alimentos y bebidas.

2. Plantas aerbicas (Domesticas y Municipales, Bajas Concentraciones) Sistemasbasados en degradacin bacteriana (microorganismos aerbicos), para alcanzar unefluente de alta calidad, Tratamiento a las aguas residuales con bajas cargasorgnicas del tipo domestico. Permiten la utilizacin racional y sostenible de los

recursos hdricos.3. Tratamiento Fsico-Qumico (Metales Pesados, Aguas Aceitosas) Aguas Aceitosas:Sistemas DAF (Dissolved Air Flotation):

Diseados para separar grasas no emulsionadas y slidos suspendidos, mediante conjuntoaireacin-dosificacin.

Presentan excelentes resultados en tratamientos para fbricas de grasas, aceites y susderivados.

Sistemas CPI (Corrugated Plate Interceptor):

Para empresas del rea petrolera, separacin de aceites y grasas, permitiendo lareutilizacin del agua y preservando las fuentes naturales.

Aguas contaminada con Metales Pesados:

Separacin de componentes a travs de sistemas automticos de tratamiento y dosificacinde productos qumicos.

Agua Potable1. Aguas Municipales para Consumo Humano Plantas

Compactas:

Plantas pre-ensambladas en fbrica, realizan todos los procesos necesarios hasta obteneragua potable de excelente calidad.

Ventajas:


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- Fciles de transportar

- Mnimo mantenimiento y servicio

- Requieren muy poco espacio

- Completamente ensambladas, no requieren instalacin

- Reducen considerablemente los costos de operacin

2. Aguas para bebidas y venta embotellada Aguas para consumo industrial

1. Aguas para generacin de Potencia (Calderas)

2. Aguas de Procesos:

- Aguas Puras para laboratorios Farmacuticos (Aguas Ultrapuras)

- Torres de Enfriamiento (Aire Acondicionado, Industria, Power Plants)

Manejo de LodosDigestores, Filtros Prensa, Centrfugas

1. DigestoresSofisticados equipos para reducir la cantidad de lodos y producir gas metano aprovechablepara generacin termina o elctrica.

2. Filtros PrensaExtraen el agua a los lodos y los compactan, permitiendo su disposicin como slidos, sinafectar efluentes.

3. CentrfugasExtraen el lquido presentes en lodos, a travs de cmaras centrifugadoras

PURGADORES:

Los purgadores van en la parte mas baja de la caldera y algunas veces tambin en el cuerpocilndrico; se utilizan para sacar una cierta cantidad de agua con el fin de extraer de lacaldera los lodos, sedimentos y espumas. Las impurezas de las grandes cantidades de agua


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vaporizada se van precipitando constantemente. En ocasiones se emplea un purgado ( por elfondo )

continuo, por medio de un tubo pequeo, para sacar las impurezas a medida que seprecipitan. No obstante, cuando se sigue este procedimiento, los purgadores grandes hay

que abrirlos de vez en cuando para sacar mas completamente los lodos acumulados.

Superpurgadores:Una nueva generacin de super purgadores (o vlvulas)capaces de auto detectar fugasinternas o externas de fluidos. El sistema es capaz de monorizar el funcionamiento depurgadores (o vlvulas), as como otras muchas aplicaciones.

Bsicamente el sistema usa varias tecnologas (solar, electrnica, ptica, ultrasonido,conductividad, pirometra, transferencia de calor, etc.) para analizar en tiempo real el eficazfuncionamiento de purgadores de vapor y vlvulas de seguridad, entre otras.

El sistema se compone de dos elementos:

1.Purgador (o Vlvula)

2.SteamWatch

SteamWatch utiliza el concepto "plug and play". Esto facilita su instalacin yfuncionamiento.

SteamWatch: Funcionamiento

SteamWatch es un dispositivo electrnico que detecta instantneamente la prdida de vaporvivo a travs de purgadores. Puede ser tambin aplicado en vlvulas de seguridad paradetectar fugas de vapor, gas o cualquier otro fluido a travs de la vlvula.

Este dispositivo est formado por dos elementos principales:

1.Sonda externa multifuncin.

2.Analizador electrnico

SteamWatch funciona de manera totalmente autnoma. Capta energa solar medianteclulas fotovoltaicas que alimentan los circuitos electrnicos del analizador. La sondamultifuncin mide hasta cuatro parmetros (presin, temperatura, conductividad yultrasonido), que son transmitidos al analizador (la mayor parte de las aplicaciones solorequieren dos de dichos parmetros). El analizador evala el funcionamiento del purgador ovlvula y produce una seal de alarma cuando fuga vapor o acumula condensado. (Elvlvulas de seguridad slo se produce alarma cuando existe fuga interna).


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SteamWatch extrae suficiente energa solar para alimentar el analizador. De esta formainspecciona automtica y satisfactoriamente purgadores y vlvulas sin requerir energaauxiliar ni asistencia humana. El sistema se mantiene en perpetua vigilancia, alertando alusuario de cualquier prdida de vapor o fuga de gas o cualquier otro fluido, justo en elmismo momento en el que se produce este hecho, mediante el parpadeo de un indicador

luminoso de color rojo en tanto perdure esta situacin.Dos bateras internas suministran energa durante la noche, recargndose automticamentedurante el da. Como resultado de ello el sistema se mantiene en permanente operacin sinningn otro suministro de energa Una funda de policarbonato, resistente a las agresionesmecnicas y qumicas protege el analizador y produce un efecto ptico amplificador sobrela seal de alarma del sistema.

Beneficios econmicos y operativos

SteamWatch introduce un nuevo concepto: "El purgador (o vlvula) inteligente" queproduce grandes beneficios econmicos y operativos en refineras, plantas petroqumicas eindustria en general, en diversos aspectos como:

- Energa

- Produccin

- Seguridad

- Inspeccin

- Mantenimiento- Contaminacin

SteamWatch aade a purgadores y vlvulas unas elevadsimas prestaciones hasta ahoradesconocidas. En efecto, el purgador "habla" cuando necesita asistencia tcnica para evitarprdidas de energa o de cualquier otra naturaleza que se traducen en dinero, o paraprevenir

accidentes que pueden causar dao a personas e instalaciones, o para proteger el ambiente ysiempre para reducir costes de mantenimiento por evitar daos irreparables en purgadores ovlvulas.

Cuando SteamWatch se aplica a purgadores se obtienen los siguientes beneficios:

- Importante ahorro de energa

- Deteccin de fallos sin asistencia humana


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- Muy bajo coste de mantenimiento y muy larga duracin. (Proteccin del purgador)

- Prevencin de presurizacin del colector de retorno de condesados.

- Instalacin sin cables. Reutilizable en caso de sustitucin del purgador

- Fcil montaje y desmontaje sin interrupcin del servicio

- No se requiere ningn otro elemento adicional anterior o posterior al purgador

- Preciso control energtico y mnima energa residual

- Cancela costes de inspeccin a la vez que intensifica esta tarea

- Prevencin de golpes de ariete trmicos debidos a fugas de vapor

Cuando SteamWatch se aplica a vlvulas de seguridad, adems de los beneficios anterioresse obtienen los siguientes beneficios:

- Reduccin de costes de produccin. Deteccin de fugas de productos quemados enantorcha

- Rapidez y facilidad en la localizacin de fugas de gases peligrosos

- Mejora de las condiciones de seguridad de las instalaciones

- Prevencin de contaminacin ambiental

- Muy alta eficiencia de las instalaciones

- Instalacin

A pesar de que SteamWatch puede ser montado sin interrupcin del servicio, el equipo sesuministra con los accesorios de acoplamiento mas idneos para cada aplicacin. Sumontaje es tan simple como enroscar una bombilla.

Los super purgadores BiTherm llevan de serie conexin para este dispositivo. Para elmontaje en vlvulas de seguridad se suministra un manguito especial que se monta sobre la

vlvula sin ninguna modificacin de la misma y durante su funcionamiento normal.

Las figuras muestran ambas aplicaciones:


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Nuevas formas de conexin de purgadores: montaje entre bridas:

A los tradicionales tipos de conexin (rosca, bridas, y soldadura) bitherm aade la conexinentre bridas. El montaje entre bridas se realiza colocando el purgador a modo de sndwichentre dos bridas de la tubera. El diseo especial del purgador monoblo que MB disponeuna cajera en cada extremo donde se alojan sendas juntas espirometlicas de aceroinoxidable y grafito suministradas con

el purgador, que dispone adems de un anillo de centraje para facilitar su instalacin entrelas bridas.

La vlvula de todos los purgadores Bitherm est guiada en su recorrido, por ello pueden sermontados en cualquier posicin, direccin y sentido: vertical, horizontal, e inclinado.

El montaje entre bridas es ptimo ya que disfruta de todas las ventajas de un montajebrindado y el precio de una conexin roscada.

Ventajas del montaje entre bridas:

- Tcnicamente perfecto

- Ahorra materiales

- Precio similar a la conexin roscada

- Reduce la presencia de fugas

- Facilita y reduce el coste de mantenimiento

- Evita el uso de tuercas de unin

- Produce instalaciones limpias de larga duracin


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- Eleva la rentabilidad de la instalacin

Tipos de descarga en purgadores:- Descarga de alta energa

- Descarga controlada por nivel, densidad (cubeta invertida o flotador) o por diferencia develocidad (termodinmica e impulso).

- Produce presurizacin de lneas de retorno, golpes de ariete trmicos, dificulta larecuperacin de energa residual y aumenta el consumo energtico.

- Descarga controlada de energa

- Descarga continua controlada por temperatura (termosttico).

- Reduce contrapresiones y golpes de ariete trmicos, suaviza el funcionamiento de lainstalacin, optimiza el rendimiento energtico y reduce el consumo de energa. Ladescarga controlada de energa es decisiva en grandes instalaciones petroqumicas y enlneas de acompaamiento donde puede lograr reducir el consumo energtico hasta un 15%

Seleccin de purgadores:Datos bsicos:

- Tipo de aplicacin - Presin de diseo

- Presin mxima del vapor - Presin diferencial mxima- Presin diferencial mnima - Caudal mximo continuo

- Comportamiento frente a contrapresin - Coeficiente de seguridad

- Conexiones y montaje - Rendimiento energtico

- Desaireacin automtica - Resistencia a golpes de ariete y heladas

- Calidad de materiales - Eficiencia, fiabilidad y garanta

- Coste de repuestos - Facilidad de mantenimiento

-Vida til

DESAIREADORES:


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Se conocen como desaireadores (desgasificadores) aquellos dispositivos mecnicosempleados para liberar los gases contenidos en el agua de alimentacin (aire, oxigeno,anhdrido carbnico y otros gases).

Su funcionamiento consiste en dividir el agua de alimentacin en finas gotitas,

calentndolas a continuacin para transformarlas en vapor dentro del desaireador, y separarel aire, anhdrido carbnico y otros gases del vapor a medida que este se va condensando.En los desaireadores el fluido calorfico acostumbra a ser el vapor, a presionescomprendidas entre valores altos hasta otros inferiores a la presin atmosfrica.

Un calentador de agua de alimentacin del tipo abierto o de contacto directo puededesempear la funcin de desaireador con tal que el agua se caliente a una temperaturasuficientemente alta para que se desprendan los gases contenidos en ella, los cuales sehacen salir por el purgador del calentador.

Los desaireadores mas modernos son calentadores de agua de alimentacin del tipo decontacto directo. Estos aparatos pueden construirse para producir agua con contenidos muybajos de oxigeno y otros gases. La distincin entre un desaireador propiamente tal y uncalentador de agua de alimentacin del tipo de contacto directo, que acte de desaireador,esta en el bajo contenido de oxigeno del agua producido por este ultimo.

Los equipos desaireadores del agua de alimentacin de las centrales trmicas pueden ser deltipo de bandeja (artesa) y del tipo de atomizacin. Algunas veces de desgasifican aguasmuy corrosivas sometindolas en fro a presiones absolutas muy bajas.

Para el servicio de agua caliente de los edificios la desgasificacion puede llevarse a cabopor calentamiento sin que el agua y el vapor entren en contacto.

Desagasificadores.:

Planta desgasificadora para la produccin de Fibra de Vidrio:


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TRATAMIENTO A LA ZEOLITA:

Se conocen por zeolitas (Na2Z) a los silicato de sodio y aluminio, bien sean naturales oartificiales; su frmula general es:

Na2OAl2O3SiO2. Esta substancia tiene propiedad de absorber el calcio y magnesio de lasaguas que atraviesan, debido a que sus bases son permutables. De esta manera, en elproceso del ablandamiento o rectificacin, el sodio de la zeolita pasa a la solucin en formade carbonato, sulfato o cloruro, debido a que el calcio y magnesio del agua son absorbidospor zeolita. Los cambios de bases son los siguientes:

Ca (HCO3)2 Ca 2NaHCO3

Na2Z + y / o } { SO4 = y / o } Z + { Na2SO4

Mg Cl2 Mg 2NaCl


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No formndose precipitado. El tratamiento con zeolita produce aguas con contenidos muybajos de calcio y magnesio. Cuando la zeolita se vuelva inerte se regenera mediante unlavado con salmuera (solucin NaCl ) para restituir el sodio por intercambio

CaZ + 2 NaCl Na2Z + CaCl2

CaZ + 2 NaCl Na2Z + MgCl2

Las zeolitas naturales (arenas verdes) estn indicadas para tratar agua fra exenta de cidosy se utilizan con xito en ciertos casos, pero en muchos otros han sido desplazados porproductos resinosos artificiales especiales (tambin denominados zeolitas) fabricados parael rectificado de aguas. Estos productos pueden soportar altas temperaturas, cidos ylcalis, y en determinadas condiciones pueden cambiar los aniones y cationes de lasimpurezas contenidas en el agua. En cualquier caso el agua que atraviesa el lecho de zeolitadebe estar libre de detritus, lodo, cieno y precipitados finamente divididos, los cualesrecubren y tapan las partculas de los materiales empleados para la rectificacin,hacindolos menos eficientes.

TRATAMIENTO DE OSMOSIS INVERSA:

La osmosis es un proceso natural que ocurre en todas las clulas vivas. Esta permite la vidade todos los seres tanto animales como vegetales, al inducir que el agua fluya por difusindesde zonas donde se encuentra relativamente pura, con baja concentracin de sales, azonas donde se encuentra con alta concentracin a travs de una membrana semipermeable.El resultado final es la extraccin de agua pura del medio ambiente.

Una membrana semipermeable es cualquier membrana animal, vegetal o sinttica en que elagua puede penetrar y traspasar con mucha facilidad que los otros componentes que seencuentran en solucin en ella.

La osmosis inversa es un proceso inventado por el hombre que invierte el fenmeno naturalde osmosis. El objetivo de la osmosis inversa es obtener agua purificada partiendo de uncaudal de agua que est relativamente impura o salada. Esto se logra separar de este caudalde agua contaminada con sales, un caudal menor de agua pura. En este proceso se aplicapresin que tiene ms alta concentracin de sales para forzar un caudal menor de agua pura.En este proceso se aplica presin a la solucin que tiene ms alta concentracin de salespara forzar un caudal inverso a travs de la membrana semipermeable.

Sistemas HMD de osmosis inversa :El sistema HMD es una excelente eleccin para el tratamiento de aguas de uso en todo tipode laboratorios, su alta capacidad de filtracin y seleccin de la membrana de Osmosis loconvierte en un diseo de bajo mantenimiento aplicable en todo tipo aguas de suministropblico e industrial.


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El equipo HMD, se basa en el sistema de OSMOSIS INVERSA, consistente en hacer pasarel agua con alto contenido salino a travs de una membrana semipermeable, la cual permitenicamente el paso del agua pero no de sales. Dicho sistema funciona nicamente mediantela presin de red no necesitndose energa elctrica ni consumo de reactivos.

Conceptos bsicos para la purificacin de agua por medio de smosis inversa:

La tecnologa del proceso de smosis inversa es bien conocida por su efectividad parareducir el total de slidos disueltos y tambin contaminantes inicos especficos. Enrecientes pruebas, la Agencia de Proteccin Ambiental (EPA/USA)ha demostrado que elproceso es muy efectivo en la reduccin de

contaminantes orgnicos como los trihalometanos, los productos qumicos voltiles(VOCs) y los productos qumicos sintticos (SOCs). Las concentraciones de setoscontaminantes se reducen por smosis inversa. Estos contaminantes estn enlistados comode alto riesgo para la salud y quedan retenidos por la membrana.

La figura 2 ilustra un esquema de un sistema de OI. Una bomba de alta presin provee laenerga para que el agua pase a travs de la membrana y que contiene la mayora de las

sales y otros contaminantes sale delsistema como "concentrado". Un restrictor de flujo o

una vlvula de concentrado puesta en la lnea hace que la presin force al permeado atravs de la membrana. Al porcentaje del agua purificada sobre el total del agua alimentadase le da el nombre de "recuperacin" que matemticamente se representa como sigue:

Porcentaje de Recuperacin = Permeado x 100

Alimentacin


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La recuperacin es una variable de diseo de sistema y debe ser respetada. Si larecuperacin es muy alta, se tendr mayor flujo de permeado y en consecuencia mayoresprobabilidades de que la membrana falle por taponamiento. Si la recuperacin es muy baja,se desperdiciar mucha agua.

PROBLEMAS DERIVADOS DE LA UTILIZACIN DEL AGUA EN CALDERAS:Los problemas mas frecuentes presentados en calderas pueden dividirse en dos grandes

grupos:

- Problemas de corrosin

- Problemas de incrustacin

Aunque menos frecuente, suelen presentarse ocasionalmente:

- Problemas de ensuciamiento y/o contaminacin.

PROBLEMAS DECORROSIN:

Para que esta aparezca, es necesario que exista presencia de agua en forma lquida, el vaporseco con presencia de oxgeno, no es corrosivo, pero los condensados formados en unsistema de esta naturaleza son muy corrosivos.

En las lneas de vapor y condensado, se produce el ataque corrosivo ms intenso en laszonas donde se acumula agua condensada. La corrosin que produce el oxgeno, suele sersevera, debido a la entrada de aire al sistema, a bajo valor de pH, el bixido de carbono

abarca por si mismo los metales del sistema y acelera la velocidad de la corrosin deloxgeno disuelto cuando se encuentra presente en el oxgeno.

El oxgeno disuelto ataca las tuberas de acero al carbono formando montculos otubrculos, bajo los cuales se encuentra una cavidad o celda de corrosin activa: esto sueletener una coloracin negra, formada por un xido ferroso- frrico hidratado.

Una forma de corrosin que suele presentarse con cierta frecuencia en calderas,corresponde a una reaccin de este tipo:

3 Fe + 4 H2O ----------> Fe3O4 + 4 H2

Esta reaccin se debe a la accin del metal sobre calentado con el vapor.

Otra forma frecuente de corrosin, suele ser por una reaccin electroqumica, en la que unacorriente circula debido a una diferencia de potencial existente en la superficie metlica.

Los metales se disuelven en el rea de ms bajo potencial, para dar iones y liberarelectrones de acuerdo a la siguiente ecuacin:


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En el nodo Fe - 2 e- ---------------> Fe++

En el ctodo O2 + 2 H2O + 4 e- ----------> 4 HO-

Los iones HO- (oxidrilos) formados en el ctodo migran hacia el nodo donde completan la

reaccin con la formacin de hidrxido ferroso que precipita de la siguiente forma:

Fe ++ + 2 OH- ----------> (HO)2 Fe

Si la concentracin de hidrxido ferroso es elevada, precipitar como flculos blancos.

El hidrxido ferroso reacciona con el oxgeno adicional contenido en el agua segn lassiguientes reacciones:

4 (HO)2 Fe + O2 ---------- 2 H2O + 4 (HO)2 Fe

2 (HO)2 Fe + HO- ----------> (HO)3 Fe + e

(HO)3 Fe ----------> HOOFe + H2O

2 (HO)3 Fe ----------> O3Fe2 . 3 H2O

PROBLEMAS DE INCRUSTACIN:

La formacin de incrustaciones en el interior de las calderas suelen verse con mayorfrecuencia que lo estimado conveniente.

El origen de las mismas est dado por las sales presentes en las aguas de aporte a losgeneradores de vapor, las incrustaciones formadas son inconvenientes debido a que poseenuna conductividad trmica muy baja y se forman con mucha rapidez en los puntos demayor transferencia de temperatura.

Por esto, las calderas incrustadas requieren un mayor gradiente trmico entre el agua y lapared metlica que las calderas con las paredes limpias.

Otro tema importante que debe ser considerado, es la falla de los tubos ocasionados porsobrecalentamientos debido a la presencia de depsitos, lo que dada su naturaleza, aslan elmetal del agua que los rodea pudiendo as sobrevenir desgarros o rupturas en los tubos de la

unidad con los perjuicios que ello ocasiona.Las sustancias formadoras de incrustaciones son principalmente el carbonato de calcio,hidrxido de magnesio, sulfato de calcio y slice, esto se debe a la baja solubilidad quepresentan estas sales y algunas de ellas como es el caso del sulfato de calcio, decrece con elaumento de la temperatura. Estas incrustaciones forman depsitos duros muy adherentes,difciles de remover, algunas de las causas ms frecuentes de este fenmeno son lassiguientes:


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Excesiva concentracin de sales en el interior de la unidad.

El vapor o condensado tienen algn tipo de contaminacin.

Transporte de productos de corrosin a zonas favorables para su precipitacin.

Aplicacin inapropiada de productos qumicos.

Las reacciones qumicas principales que se producen en el agua de calderas con las salespresentes por el agua de aporte son las siguientes:

Ca ++ + 2 HCO3 - ------------> CO3 Ca + CO2 + H2O

Ca ++ + SO4= ------------> SO4Ca Ca++ + SiO3= --------> SiO3Ca

Mg++ + 2 CO3 H- -------------> CO3 Mg + CO2 + H2O

CO3 Mg + 2 H2O ---------> (HO)2 Mg + CO2Mg++ + SiO3 -----> SiO3 Mg

ENSUCIAMIENTO POR CONTAMINACIN:

Se consideran en este rubro como contaminante, distintas grasas, aceites y algunoshidrocarburos, ya que este tipo de contaminacin son las ms frecuentes vistas en laindustria.

Dependiendo de la cantidad y caracterstica de los contaminantes existentes en el agua deaporte a caldera, la misma generar en su interior depsitos, formacin de espuma con su

consecuente arrastre de agua concentrada de caldera a la lnea de vapor y condensado,siendo la misma causante de la formacin de incrustaciones y depsitos en la seccin post-caldera.

La formacin de espuma, suele ocurrir por dos mecanismos, uno de ellos es el aumento deltenor de slidos disueltos en el interior de la unidad, los que sobrepasan los lmitesaceptados de trabajo, la presencia de algunos tipos de grasas y/o aceites (como cidosorgnicos) producen una saponificacin de las mismas dada la alcalinidad, temperatura ypresin existentes en el interior de la caldera.

La contaminacin por hidrocarburos agrega a lo visto la formacin de un film aislante

dificultando la transferencia trmica entre los tubos y el agua del interior de la unidad,agravndose esto con las caractersticas adherentes de este film que facilita y promueve laformacin de incrustaciones y la formacin de corrosin bajo depsito, proceso quegeneralmente sigue al de formacin de depsitos sobre las partes metlicas de una caldera.

Luego de un tiempo, las caractersticas fsicas del film formado cambian debido a la accinde la temperatura que reciben a travs de las paredes metlicas del sistema, lo que hace que


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el mismo sufra un endurecimiento y "coquificacin", siendo este difcil de remover porprocedimientos qumicos simples.

Por todas estas consideraciones, se ve como mtodo ms econmico y lgico demantenimiento de calderas, efectuar sobre el agua de aporte a las mismas los

procedimientos preventivos que la misma requiera, evitando as costos de mantenimientoinnecesarios y paradas imprevistas en plena etapa de produccin con los costos de lucrocesantes que agravan la misma,

LI M ITES RECOMENDADOS PARA LOS CONSTI TUYENTES DEL AGUA QUE SE

USAN EN CALDERAS

PARTES PORMILLON (PPM)

Presinlb/in2

Total deslidosdisueltos

Alcalinidad Dureza Slice Turbidez AceiteFosfatosresiduales

0-300 3500 700 0 100-60

175 7 140

301-450 3000 600 0 60-45 150 7 120

451-600 2500 500 0 45-35 125 7 100

601-750 2000 400 0 35-25 100 7

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