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Sistema de vapor Sistema de vapor
Descripción Descripción
MANTENIMIENTO DE UNA MANTENIMIENTO DE UNA CALDERACALDERA
Sr. CARLOS ALARCON TORRESSr. CARLOS ALARCON TORRES
SETIEMBRE-2010
DESCRIPCIÓN BÁSICA DE UNA CALDERADESCRIPCIÓN BÁSICA DE UNA CALDERA(Generador de vapor)(Generador de vapor)
¿Qué es una caldera?
Es un recipiente a presión que produce vapor a distintas presiones; según el requerimiento y uso del vapor se determina la capacidad y tipo.Fabricada con normas ASME ( American Society of Mechanical Engineers)
¿Qué es una caldera?
Las Normas ASME para Recipientes de Presión y Calderas, son las que guían los procedimientos para:- Diseño- Seguridad- Calidad de Materiales- Construcción- Capacidades ,etc.
Tipos de Caldera
• Acuotubular: Es aquella caldera en la que el flujo de agua es por dentro de los tubos, y el flujo calorífico es por fuera de estos.
• Pirotubular: Es aquella en la que el flujo de agua es por fuera de los tubos y el flujo calorífico es por dentro de éstos.
Equipos auxiliares básicos de una Caldera
• Quemador de petróleo: Es el conjunto de equipos electromecánicos que realizan la mezcla de aire y combustible, para la combustión y de este modo generar el calor para la producción de vapor.
• Bomba de agua: Elemento abastecedor de agua para la producción de vapor.
• Bomba de petróleo: Sistema alimentador
de combustible para el quemador de petróleo.
• Compresor de aire: Produce aire para la atomización del combustible con esto permite la combustión completa del mismo.
Equipos auxiliares básicos de una Caldera
Compresora de aire
• Precalentador de petróleo (vapor/eléctrico): Es el sistema de calentamiento previo al quemador que eleva la temperatura del combustible al punto de inflamación (petróleo residual 90°C – 95°C)
• Columna de nivel de agua: Es el controlador electromecánico del agua, en el interior de la caldera.
Equipos auxiliares básicos de una Caldera
Precalentador
• Cono refractario:Es el material aislante que protege el lado de la Caldera mas cercana del punto de combustión donde la temperatura llega hasta 1,450 °C.
•Ventilador de aire forzado:Es el equipo auxiliar que provee la suficiente cantidad de oxigeno para una eficiente combustión.
Equipos Internos Básicos de una Caldera
•Espalda húmeda:Es la prolongación del lado de agua de la Caldera lo cual deviene en ahorro de material refractario y el aumento de superficie de absorción del calor de los gases de combustión.
•Separador de gases de agua:Es parte del lado de agua cuya función es desviar los gases de la combustión del 1° paso al 2° paso.
Equipos Internos básicos de una Caldera
• Cámara de agua:Es la parte de la Caldera destinada a recepcionar el agua que se va a calentar hasta el punto de ebullición para producir el vapor.
• Cámara de vapor:Forma parte del lado de agua de la Caldera y se encuentra en la parte superior y sirve para almacenar el vapor producido por la ebullición del agua.
Equipos Internos básicos de una Caldera
• Cámara de combustión:Forma parte del lado de fuego de la Caldera y es el lugar donde se produce la combustión del combustible y también recibe el nombre de FLUE.
•Tubos de fuego:Es la parte del lado de fuego por cuyo interior circulan los gases calientes de la combustión (MODELO PIROTUBULAR).
Equipos Internos básicos de una Caldera
ETEN SALAVERRY CHIMBOTE SUPE PISCO MOLLENDO ILO
Marca Power Master Power Master Metal Empresa Distral DistralMetal
EmpresaFabrimet
Procedencia Perú Perú Perú Colombia Colombia Perú Perú
Potencia 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 100 BHP
Modelo Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular
Fabricación 1975 1981 1979 1983 1983 1979 1975
Tubos 2” Ø 2” Ø 2 1/2” Ø 2” Ø 2” Ø 2 1/2” Ø 2” Ø
Cantidad 156 154 118 134 134 118 104
Combustible PIAV-500 PIAV - 6 PIAV-500 PIAV-500 PIAV-500 PIAV-500 R - 6
Programador Fireye Fireye Fireye Fireye Honeywell Honeywell Fireye
Consorcio TerminalesConsorcio Terminales Características Básicas de las CalderasCaracterísticas Básicas de las Calderas
DIAGRAMA DE FLUJO DE GASESDIAGRAMA DE FLUJO DE GASESDE UNA CALDERA PIROTUBULARDE UNA CALDERA PIROTUBULAR
Ventilador Aire Forzado
Compresor de aire / atomización
Separador de Gases de agua
Cámara de Agua
Bomba de Petróleo
Quemador
Diagrama detallado de flujo de agua y gases del caldero de Mollendo
Espalda Húmeda
Precalentador de Petróleo
Cámara de Combustión
Cámara de Vapor
Cono Refractario
Mantenimiento preventivo de la caldera
- Desmontaje de la tapa frontal y posterior.- Limpieza total de la cámara de combustión.- Revisión de las placas Portatubos,
tubos y cámara de agua.- Varillado y deshollinado de los tubos de fuego.- Revisión del cono refractario- Revisión de las tapas frontal y posterior- Desmontaje total del quemador principal
de petróleo.
- Revisión del sistema de encendido.- Revisión del electrodo de ignición del quemador de petróleo.- Limpieza y revisión total de la tobera de atomización.- Verificación de la potencia de ampliación de la fotocelda.- Revisión del compresor de aire.
Mantenimiento preventivo de la caldera
- Desmontaje del Precalentador eléctrico/vapor de petróleo.- Revisión de la cablería del tablero de control al Precalentador.- Revisión del programador electrónico.- Apagado automático por nivel bajo de agua.- Apagado automático por presión máxima de trabajo.- Alineación y ajustes de la Combustión
Mantenimiento preventivo de la caldera
EMISIONES DE GASES
FUENTES:
* EPA – AGENCIA AMERICANA DE PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE.
PARAMETROS
TEMPERATURA DE CHIMENEA (FT) - °C
EXCESO DE OXIGENO (O2) *% VOL.
EFICIENCIA DE COMBUSTION() - %
MONOXIDO DE CARBONO(CO) - PPM
DIOXIDO DE CARBONO **(CO2) - % VOL
EXCESO DE AIRE
() - % VOL
NOXPPM
TEMPERATURA DE AMBIENTE (AT) - °C
VALORES DE GASES DE COMBUSTION
LLAMA BAJA
149.8 ° C
7.2 %
88.70 %
164 PPM
10.7 %
52.1 %
282
23.4 ° C
140 °C – 250 °C
6% – 12%
MAYOR A 84%
MENOR A 200 PPM
MENOR A 12.8 %
MAYOR A 20%
460 mg/Nm3
AMBIENTE
VALOR PERMISIBLE
TRATAMIENTO DE AGUA TRATAMIENTO DE AGUA
El agua es desmineralizada parcialmente mediante un proceso de Intercambio Catiónico realizado en el ablandador de agua, mediante el cual se elimina los dos principales causantes del deterioro de la Caldera, EL MAGNESIO Y EL CALCIO.
Proceso de ablandamiento del agua
Es decir se “Filtran” los cationes de magnesio y de calcio por medio de una Resina Química formulada para este proceso.
Esta Resina es confinada en un Tanque llamado Ablandador de agua.
Proceso de ablandamiento del agua
Resina Cationica
Agua Tratada para la Caldera
(AGUA BLANDA)
Piedra de Cuarzo
AGUA DURA( Sin
tratamiento)
Flujo de Ablandador de Agua
Na RC
La Resina Cationica es cargada con iones de Sodio
( presente en la Sal Industrial) NaCl
Filtro Catiónico
Na RC
Sales de Magnesio SO4Mg
Sales de Calcio HCO3Ca
Sales de Sodio SO4Na
Sales de Sodio HCO3Na
Filtro Catiónico
Mg RC Ca RC
Es el recorrido total que realiza el Vapor hasta llegar al punto de Intercambio Calórico.
Circuito cerrado.Es aquel Circuito de Vapor, en el cual una vez terminado el Intercambio Calórico, el vapor ya convertido en condensado, es retornado al punto de origen, la Caldera.
Circuito del vapor
Circuito abiertoEs aquel Circuito de Vapor, en el cual el Vapor ya utilizado en el proceso de Intercambio es evacuado y no retorna, es decir no es reutilizado.
Circuito del vapor
Caldera Tk Agua de Retorno
Línea de Vapor
Retorno de Condensado
Sistema de Calentamiento
Circuito de vapor
Calidad del Vapor en el Circuito de Vapor
Al desplazarse el Vapor produce intercambio de calor en las tuberías y en el medio ambiente Es entonces muy importante el cuidado de esta calidad mediante:
- El Aislamiento Térmico apropiado de las líneas de vapor y anexos- Eliminación del condensado producido mediante el apropiado drenaje con Trampas de Vapor
Circuito del vapor
TermodinamicaFlota
dor
Presión Balance
APLICACION
Tuberías de Vapor hasta 30 psi 30 – 400 psi Hasta 600 psi Hasta 900 psi Hasta 2000 psi Con vapor recalentadoLineas de Tracing Critico No CriticoEquipo de CalentamientoIntercambiadores de carcaza y tubos SerpentinesCalentadores de aire por conveccionIntercambiadores de calor de placas RadiadoresEquipo de Procesos Generales Hasta 30 psi Hasta 200 psi Hasta 465 psiEquipo de Hospitales Autoclaves EsterilizadoresCalentamiento de aceite Tanques de almacenamiento Calentamiento en líneaTanques Tanques de almacenamiento Tanques de procesoPrensa VulcanizadorasEvaporadores
Cilindros rotativosRehervidores
Flotador
PRIMERA OPCIONGUIA DE SELECCIÓN DE TRAMPAS PARA VAPOR
Para uso de Calentamiento de Petróleo se tiene:
Calentadores de succión. Son Calentadores de Tipo Bayoneta, los cuales son instalados en el interior del tanque de almacenamiento o de bombeo de Petróleo.Calentadores en líneaSon Calentadores instalados en la línea de bombeo del petróleo residual, tiene el mismo principio que los de tipo bayoneta.
Sistemas de calentamientopara petróleo residual
Serpentín a vaporSon Sistemas de Calentamiento que basan el Intercambio Calórico en la inyección de Vapor directamente con una tubería en inmersión en el Petróleo, proporcionando de esta manera el aumento de temperatura, en forma mucho mas lenta que los Calentadores de tipo bayoneta y en línea.
Sistemas de calentamientopara petróleo residual
Sistemas de calentamiento eléctricosSon Elementos calefactores basados en resistencias eléctricas; también sumergidos en el Petróleo a calentar; estos sistemas tienen rapidez para pequeños volúmenes, no son recomendados para sistemas de mayor envergadura.
Sistemas de calentamientopara petróleo residual
Condensado
Vapor
Petróleo ResidualSuccionado
Petróleo Calentado
Mantenimiento preventivo de un calentador de succión
- Desmontaje integral del Calentador de succión del Tanque de Almacenamiento de Petróleo- Limpieza general del elemento calefactor.- Verificación del estado de la funda protectora.- Verificación del estado de la placa Portatubos- Verificación del estado de la tapa de distribución de vapor y recolección de condensado ( tapa bombeada )
Mantenimiento preventivo de un calentador de succión
- Verificación del estado de las placas separadoras.- Verificación de los templadores.- Limpieza general de los tubos y eliminación total del petróleo residual previa a la prueba hidrostática.
- Prueba hidrostática para la determinación y ubicación de posibles fisuras en los tubos calefactores, se realiza a 150 psi (100% mayor a la presión de trabajo ) por un periodo de 05 horas continuas, recomendándose para la detección de fisuras en los tubos calefactores.
Mantenimiento preventivo de un calentador de succión
GRACIAS