INTRODUCCION

El hospital regional Eleazar Guzmn Barrn es una institucin pblica de servicios que se encarga de cuidar la salud de sus pacientes ya sea que estn asegurados o no. Ofrece diferentes beneficios al personal que trabaja dentro del hospital, as como a sus pacientes.

La Misin del hospital Eleazar Guzmn Barrn es prevenir los riesgos, proteger del dao, recuperar la salud y rehabilitar las capacidades de los pacientes, en condiciones de plena accesibilidad y de atencin a la persona desde su concepcin hasta su muerte natural.

La direccin la tiene a su cargo el director ejecutivo del hospital, esta a la vez tiene el como principales funcionarios a la Jefatura de la Unidad de sistemas de informacin, oficina administrativa, unidad de servicios y mantenimiento, asesora medica, epidemiologa y estadstica y los diferentes departamentos mdicos.

El departamento de mantenimiento electromecnico se encuentra a cargo de la jefatura y rea de mantenimiento.

Este departamento de mantenimiento electromecnico tiene a su cargo la produccin y distribucin del vapor de agua, la distribucin de la energa elctrica, mantenimiento de los equipos elctricos, mecnicos y la infraestructura del hospital.

CAPITULO I

I. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVOS GENERALES:

Cuantificar y detallar el balance de energa de la caldera de 50 BHP del Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn.

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Detallar y diferenciar los Centros de Consumo de Energa del Hospital Eleazar Guzmn Barrn.

Realizar un inventario del registro de equipos consumidores de energa trmica (vapor, agua caliente, etc.) en las unidades de lavandera, central de esterilizacin y nutricin.

Calcular y determinar el consumo de combustible en la Generacin de Vapor por la Caldera de 50BHP.

Evaluar el costo de generacin de vapor por la Caldera de 50BHP. Determinar los indicadores Energticos de Consumo.

CAPITULO II

DESCRIPCION DEL HOSPITAL EGB2.1 DESCRIPCION GENERAL.

El Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn (EGB) - MINSA es una institucin al servicio de las personas y esta ubicado en:Ubicacin

: Av. Brasil SIN Urb. Bellamar.Distrito

: Nuevo Chimbote

Provincia

: Santa.

Departamento

: Ancash

2.1.1 ANTECEDENTES

El Hospital ELEAZAR GUZMAN BARRON se encarga de cuidar la salud de sus pacientes ya sea que estn asegurados o no. Ofrece diferentes beneficios al personal que trabaja dentro del hospital, as como a sus pacientes.

La Misin del hospital Eleazar Guzmn Barrn es prevenir los riesgos, proteger del dao, recuperar la salud y rehabilitar las capacidades de los pacientes, en condiciones de plena accesibilidad y de atencin a la persona desde su concepcin hasta su muerte natural.

El Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn (EGB), es una institucin perteneciente al estado el cual esta corresponde al Ministerio de Salud (MINSA). El Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn (EGB) que cuenta con un total de 142 camas con una antigedad de 32 aos. El Hospital Regional EGB tiene como objetivo brindar el mejor servicio al publico para esto es necesario la energa elctrica como vital importancia en el uso de equipos y luminarias; la energa es adquirida en Hidrandina S.A., con el cual tiene suscrito un contrato de una potencia contratada de 125 Kw; en MT3 el cual tiene un consumo promedio de Mxima Demanda de 108.24 Kw; el tipo de conexin es de tipo area trifsica y el vapor brindado para los diferentes servicios que posee el Hospital Regional EGB es generado por una caldera pirotubular de 50 BHP, por lo tanto es necesario mejorar el Sistema de Generacin de vapor para satisfacer el consumo requerido en los servicios de 1avanderia, central de esterilizacin y nutricin. 2.1.2 SERVICIOS QUE BRINDA EL HOSPITAL GENERALES ESPECIALIDADES AUXILIARES OTROS

Oftalmologa

Otorrinolaringologa

Cardiologa

Medicina Neumologa

Ciruga Ciruga plstica y quemadosLaboratorio clnicoMedicina veterinaria

Pediatra Traumatologa FarmaciaSaneamiento bsico

Ginecobstetricia Medicina interna Radiologa

Odontoestomatologia Neonatologa

Psicologa

Urologa

Medicina fsica y rehabilitacin

2.1.3 ESTRUCTURA ORGNICA DEL HOSPITAL ELEAZAR GUZMN BARRN (CAZA DE FUERZA)

2.2 AREA DE LA VISITA TECNICA.

Las practicas preprofesionales se realizarn en la caza de fuerza y el area de mantenimiento que se encarga de atender todos los diferentes servicios de reparacin y mantenimiento de las maquinas y equipos del Hospital Eleazar Guzmn Barrn para lo cual comprende cuatro reas de mantenimiento:

rea de talleres.

Casa de fuerza.

Planta fsica.

rea de transporte2.3 CENTROS DE CONSUMO DE ENERGIA TERMICA.

Los centros principales que consumen energa trmica en el Hospital Eleazar Guzmn Barrn son:

Servicio de lavandera.

El servicio de lavandera tiene una demanda aproximada de 200-230 Kg de ropa por da. En los cuadros siguientes se darn a conocer el Estado de los equipos respectivos para cada centro de consumo de energa trmica:

Operando: O

Malogrado: M

Operativo/Mantenimiento: O/M.

Tabla N 01: Principales equipos en el servicio de lavandera del Hospital Regional.

Flujo Estado

EquipoCant. Marca Msico

Lavadora horizontal 1 CIMELCO 35 Kg/hr. O/M

Lavadora horizontal 1 CIMELCO 30 Kg/hr. O

Lavadora horizontal 1 CIMELCO 15 Kg/hr. O

Lavadora Centrifuga 1 MILNOR 60 Kg/hr. M

Secadora de 50 Kg. 1 CIMELCO 104 Kg/hr. O

Secadora de 15 kg. 1 PASSAT 10 Kg/hr. O

Calandria 1 STAHL 90 Kg/hr. O

Planchadora grande 1 CIMELCO 35 Kg/hr. O/M

Planchadora chica 1 CIMELCO 10 Kg/hr. O

Fuente: Elaboracin Propia.

Servicio de Cocinas

Los equipos de cocina a vapor que se utiliza son las marmitas y cocinas a gas. Para la preparacin de los alimentos se realiza mediante unas cocinas a kerosene y otra a gas propano, 1as cuales operan en forma regular. Las campanas extractoras de vapor.

Tabla N 02: Principales equipos en el servicio de Cocina del Hospital Regional.

Flujo

Msico

Estado

Equipo

Cantidad

Marca

Marmita triple. 1 JUNO 65 Kg/hr. O

Marmitas3 JUNO 90 Kg/hr. M

Cocina de tres hornillas1----O

Cocina a Kerosene1----M

Fuente: Elaboracin Propia.

Sala para el servicio de Esterilizacin.

El Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn (EGB), cuenta con centros quirrgico el cual realiza operaciones diarias actualmente cuenta con tres esterilizadores a vapor.

Tabla N 3: Principales Equipos para el servicio de Esterilizacin del Hospital Regional.

EquiposCantidadMarcaFlujo MasicoEstado

Autoclaves a Vapor Grande.1---60Kg/hr.O

Autoclaves a Vapor Grande.1----60Kg/hr.O/M

Autoclaves a Vapor Chica.01---25Kg/hr.O/M

Fuente: Elaboracin Propia. 2.4. GENERACIN DE VAPOR.

El Hospital Regional Eleazar Guzmn Barrn (EGB) actualmente cuenta con 4 generadores de vapor y el tipo de combustible que utiliza los generadores de vapor es diesel-2.Tenemos a un generadores de vapor de 50 BHP de las cuales esta operativo, otro generadores de vapor de 70 BHP que esta en mantenimiento y por ultimo otro generadores de vapor de 70 BHP que esta fuera de servicio o es inservible; actualmente el ultimo generador de vapor a sido remplazada por una caldera Dual (Diesel-2 o GLP/Gas Natural) de 70 BHP, para cubrir la demanda en el servicio de lavandera, nutricin, y servicio de esterilizacin.

Todos los generadores de vapor se encuentran en la caza de fuerza, su funcin de puesta en marcha es automtica por un tablero de control que da el encendido respectivo de dicha caldera.

Por cada 3 minutos de agua de alimentacin a la caldera esta consume en promedio (10 -15lt).

Las capacidades de almacenamiento de combustible son:

tanques cisterna de 3000 Galones

1 tanque cisterna de 2500 Galones (grupo electrgeno)Tabla N 4: Generador de Vapor de 50 BHP del Hospital Regional EGB.DescripcinCaracterstica

TipoPirotubular

FabricanteATTSU

ModeloRL800/13

Pas de OrigenChile

Potencia50 BHP

Presin de Diseo13 Kg/cm2

Temperatura de vapor194.2C

Produccin de vapor12001b/hr

Superficie de calefaccin256 ft2

Capacidad calorfica850 Mbtu/hr

Con sumo de combustible65 gal /8hr

Ano de fabricacin1993

Fuente: Datos del Fabricante.

Tabla N 5: Generador de Vapor de 70 BHP del Hospital Regional EGB.DescripcinCaracterstica

TipoPirotubular

FabricanteMETALMECANICA

Modelo002-f

Pas de OrigenChile

Potencia70 BHP

Presin de Diseo15.3 Atm.

Temperatura de vapor210 C

Produccin de vapor2415 lb/hr

Superficie de calefaccin350 ft2

Capacidad calorfica1000 Mbtu/hr

Con sumo de combustible70 gal /8hr

Ano de fabricacin1978

Fuente: Datos del Fabricante.

Tabla N 6: Generador de Vapor de 70 BHP a GLP/GN del Hospital Regional EGB.DescripcinCaracterstica

TipoPirotubular

FabricanteINTESA

ModeloPTH-70-3WB-D2/GLP/GN.

Tipo de Combustible DualDiesel-2 - GLP/GN.

Pas de Origen

Potencia70 BHP

Presin de Diseo150 Psi

Temperatura de vapor212 F

Produccin de vapor2415 lb/hr

Superficie de calefaccin350 Sq-lt.

Capacidad calorfica1000 Mbtu/hr

Con sumo de combustible21 Btu/Hr Max.

Ano de fabricacin2008

Fuente: Datos del Fabricante.

2.4.2 DISTRIBUCIN DE VAPOR.EI vapor generado por la caldera de 50 BHP es vapor saturado, a una presin de trabajo de 100 Psig y a una temperatura de 164,34C, por lo cual es transportado a un cabecero o manifold a travs de una tubera de = 3"de dimetro y de 8m de largo, para ser luego distribuido por tres vlvulas reguladoras de presin a los siguientes servicios que bina el hospital regional EGB:

Servicio de lavandera

El vapor llega a una presin de 100 Psig y a una temperatura de 164,34c, a travs de una tubera de = 3"de Dimetro y una longitud aproximada de 35mt. La tubera esta cubierta con aislante de lana de vidrio.EI vapor es utilizado en las maquinas lavadoras electromecnicas horizontales, lavadora centrifuga, en las secadoras grande y chica, en las planchadoras grande y chica. Servicio de nutricin

El vapor llega a una presin de 10 Psig y a una temperatura de 115C, a travs de una tubera de = 3"de Dimetro y una longitud aproximada de 45mt.

La tubera esta cubierta con aislante de lana de vidrio.

EI vapor es utilizado en las marmitas individuales y en la marmita trifsica.

Servicio de esterilizacin.

El vapor llega a presin de 50 Psig y a una temperatura de 147C, a travs de una tubera de = 3" de Dimetro y una longitud aproximada de 75mt. La tubera esta cubierta con aislante de lana de vidrio.Tabla N 7: Caractersticas Tcnicas de los Servicios que requieren vapor en el Hospital Regional.

Servicios Presin (Psi)Temperatura (C) de tubera (pulg.)Longitud de Tube. (m)

Lavandera100164,34335

Nutricin10115345

Esterilizacin.50147375

Fuente: Elaboraci6n Propia. CAPITULO III

FUNDAMENTO TEORICO.

GENERADOR DE VAPOR

Es el conjunto o sistema formado por una caldera y sus accesorios, destinados a transformar un lquido en vapor, a temperatura y presin diferente al de la atmsfera.

1. FUNCIONAMIENTO

Funcionan mediante la transferencia de calor, producida generalmente al quemarse un combustible, al agua contenida o circulando dentro de un recipiente metlico. En toda caldera se distinguen dos zonas importantes:

Zona de liberacin de calor o cmara de combustin: es el lugar donde se quema el combustible. Puede ser interior o exterior con respecto al recipiente metlico.

Interior: la cmara de combustin se encuentra dentro del recipiente metlico o rodeado de paredes refrigeradas por agua.

Exterior: cmara de combustin constituida fuera del recipiente metlico. Est parcialmente rodeado o sin paredes refrigeradas por agua.

La transferencia de calor en esta zona se realiza principalmente por radiacin (llama-agua).

Zona de tubos: es la zona donde los productos de la combustin (gases o humos) transfieren calor al agua principalmente por conveccion (gases-aguas). Esta constitutita por tubos, dentro de los cuales pueden circular los humos o el agua.2. VARIABLES IMPORTANTES EN LAS CALDERAS DE VAPOR

Agua de alimentacin, vapor producido, vapor de atomizacin y purga

Temperatura(C)

Presin (kg/cm2)

Flujo (ton/h)

Densidad Relativa

Poder calorfico superior(es) (kJ/kg)

Capacidad calorfica (kJ/kgC)

Composicin (% en mol y % en peso)

Gases de Combustin

Contenido de oxgeno (% en volumen)

Contenido de bixido de carbono (% en volumen)

Contenido de monxido de carbono (ppm)

3. PARTES DE UN GENERADOR DE VAPOR

Las calderas de vapor, bsicamente constan de 2 partes principales:

A. Cmara de agua

Recibe este nombre el espacio que ocupa el agua en el interior de la caldera.El nivel de agua se fija en su fabricacin, de tal manera que sobrepase en unos 15 cm por lo menos a los tubos o conductos de humo superiores.

Con esto, a toda caldera le corresponde una cierta capacidad de agua, lo cual forma la cmara de agua.

Segn la razn que existe entre la capacidad de la cmara de agua y la superficie de calefaccin, se distinguen calderas de gran volumen, mediano y pequeo volumen de agua.

B. Cmara de vaporEs el espacio ocupado por el vapor en el interior de la caldera, en ella debe separarse el vapor del agua que lleve una suspensin. Cuanto ms variable sea el consumo de vapor, tanto mayor debe ser el volumen de esta cmara, de manera que aumente tambin la distancia entre el nivel del agua y la toma de vapor.

4. CLASIFICACIONES

Existen varias formas de clasificacin de calderas, entre las que se pueden sealar:

a) Segn la presin de trabajo:

Baja presin: de 0 - 2.5 Kg. /cm2.

Media presin: de 2.5 - 10 Kg. /cm2.

Alta presin: de 10 - 220 Kg. /cm2.

Supercrticas: mas de 220 Kg. /cm2.

b) Segn se generacin:

De agua caliente.

De vapor: -saturado (hmedo o seco).

recalentado.

c) Segn la circulacin de agua dentro de la caldera:

Circulacin natural: el agua se mueve por efecto trmico.

Circulacin forzada: el agua se hace circular mediante bombas.d) Segn la circulacin del agua y los gases calientes en la zona de tubos de las calderas. Segn esto se tienen 2 tipos generales de calderas:

Pirotubulares o de tubos de humo.

En estas caderas los humos pasan por dentro de los tubos cediendo su calor al agua que los rodea.

Acuotubulares o de tubos de agua.El agua circula por dentro de los tubos, captando calor de los gases calientes que pasan por el exterior. Permiten generar grandes cantidades de vapor sobrecalentado a alta presin y alta temperatura, se usa en plantas trmicas para generar potencia mediante turbinas.

CALDERAS PIROTUBULARES

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

El combustible se quema en un hogar, en donde tiene lugar la transmisin de calor por radiacin, y los gases resultantes, se les hace circular a travs de los tubos que constituyen el haz tubular de la caldera, y donde tiene lugar el intercambio de calor por conduccin y conveccin. Segn sea una o varias las veces que los gases pasan a travs 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 nmero de tubos, cosa que se logra mediante las denominadas cmaras de humos. Una vez realizado el intercambio trmico, los humos son expulsados al exterior a travs de la chimenea.

Calderas de calefaccin de baja presin: comprende todas las calderas de vapor que no exceden de 1.05Kg/cm2 y todas las calderas de agua caliente que operan a presiones que no exceden de 11.25 Kg/cm2 y cuyas temperaturas no sobrepasen los 121 C.

Calderas de baja y media presin:

0 200 PSI baja presin.

201 500 PSI media presin.

Calderas de alta presin y supecritica:

501 2000 PSI alta presin (Grandes Industrias).

2001 3209 PSI muy alta presin (Centrales Elctricas).

Mas de 3219 PSI calderas supecriticas.

I. Caractersticas principales de Calderas Pirotubulares

Bsicamente son recipientes metlicos, comnmente de acero, de forma cilndrica o semicilndrica, atravesados por grupos de tubos por cuyo interior circulan los gases de combustin. Por problemas de resistencia de materiales, su tamao es limitado. Sus dimensiones alcanzan a 5 m de dimetro y 10 m. de largo. Se construyen para Flujos mximos de 20.000 Kg./h de vapor y sus presiones de trabajo no superan los 18 Kg./cm2. Pueden producir agua caliente o vapor saturado. En el primer caso se les instala un estanque de expansin que permite absorber las dilataciones de agua. En el caso de vapor poseen un nivel de agua a 10 o 20 cm. sobre los tubos superiores.Entre sus caractersticas se pueden mencionar:

Sencillez de construccin.

Facilidad de inspeccin, reparacin y limpieza. Gran peso. Lenta puesta en marcha. Gran peligro en caso de explosin o ruptura debido al gran volumen de agua almacenada.II. Partes principales que componen una caldera

1. Hogar: Fogn o caja de fuego y corresponde a la parte en que se quema el combustible. Se divide en puerta del hogar y cenicero. Las calderas pueden instalarse con Hogares para combustibles slidos, lquidos o gaseosos, todo depender del proyecto del equipo y de la seleccin del combustible a utilizar.

2. Altar: Es un muro de ladrillo refractario que descanse en una estructura metlica que va a continuacin de la parrilla.

3. Conductos de humo: es aquella parte de la caldera por donde circulan los humos o los gases calientes que se han producido en la combustin.

4. Chimenea: Sirve para dar la salida a los gases de la combustin, los cuales deben ser evacuados a una altura suficiente para evitar perjuicios y molestias al vecindario. Tambin para producir el tiro necesario para que la combustin se efectuara en buenas condiciones y en modo contino.

5. Mampostera: Construccin de ladrillo refractarios y ladrillos comunes que tienen como objeto cubrir la caldera para evitar desprendimiento de calor al exterior.

6. Cmara de agua: Volumen de la caldera que esta ocupada por el agua y tiene como limite inferior un cierto nivel mnimo, del que no debe descender nunca el agua durante su funcionamiento.

7. Cmara de vapor: Es aquella parte de la caldera que queda sobre el nivel superior del agua (volumen ocupado por el vapor considerando el nivel mximo admisible de agua).

8. Cmara de alimentacin de agua: Es el espacio comprendido entre los niveles mximos y mnimos del agua.

9. Tapas de registro de inspeccin o lavado: tapas que tienen por objeto permitir inspeccionar ocularmente el interior de las calderas o lavarlas si es necesario para extraer, en forma mecnica o manual, los lodos que se hayan acumulado y que no hayan salido por las purgas.

10. Puertas de hombre: puertas cuya tamao es suficiente para permitir el paso de un hombre para inspeccionar interiormente una caldera y limpiarla si es necesario (pueden tener una o mas puertas de hombre segn su tamao y del equipo).

III. RIESGOS DE UNA CALDERA:

A. Aumento sbito de la presin:

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 cmara de combustin.B. Descenso rpido de la presin:

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

C. Descenso excesivo del nivel de agua:

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

D. Explosiones:

Las explosiones de las calderas son desastres de gravedad extrema, que casi siempre ocasionan la muerte a cierto nmero 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 prevencin, 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:

Construccin defectuosa

Falla de los accesorios de seguridad, vlvula de seguridad que no habrn 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 combustion se recalientan al rojo. Al recalentarse estas pierden gran parte de su resistencia, el vapor se produce en menor cantidad por la disminucin de la superficie de calefaccin.

Las incrustaciones actan 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 presin y se produce la explosin.

IV. MEDIDAS DE PREVENCION

Procedimiento de trabajo seguro en la manipulacin y operacin de calderas: Los operadores de caldera solo podrn hacer abandono de la sala al trmino de su turno. En caso de que alguno requiera ausentarse solo ser con previo aviso y autorizacin del jefe directo. Los operadores debern tener una observacin permanente del funcionamiento de las calderas. Para ello debern ubicarse en tal posicin de no perder de vista los controles y elementos de observacin, tales como el nivel del agua y manmetro. Debern ser controlados permanentemente los siguientes elementos: Chequear y observar el funcionamiento de las bombas de alimentacin de agua. Revisar el funcionamiento de quemadores, y estar atentos a cualquier anomala. Observar presin indicada en los manmetros, teniendo presente que en ningn momento debe sobrepasar la presin mxima de trabajo. Chequear la temperatura de los gases de combustin, as como tambin la temperatura del agua de alimentacin.

Estar atento a cualquier ruido u olor extrao a los normales.

Se le prohbe estrictamente al operador dejar fuera de funcionamiento, bloquear o deteriorar los sistemas de alarma y/o controles de nivel de agua de las calderas. Obligaciones del operador de turno:

Accionar vlvulas de seguridad. Accionar grficos de pruebas con el objeto de descartar los niveles de agua falsos. Purgar columna del control automtico del agua. Realizar anlisis qumico de alimentacin y el agua de la caldera. Mantener sala de calderas en perfectas condiciones de aseo y orden. Dosificar productos qumicos: anticrustante, neutralizante y secuestrador de oxigeno.

Eliminar cualquier ingreso de aire que no intervenga en la combustin y solo contribuir a diluir los contaminantes.

A. TRATAMIENTO DE AGUA DE LAS CALDERASEl tratamiento de agua es muy importante de tomar en cuenta para el funcionamiento de la caldera, debido a que el agua posee sales en solucin que al aumentar la temperatura del agua, estas sales se precipitan adheriendose a los tubos y dems superficies calefactores hacindose que la transferencia de calor se reduzca notablemente.

Dureza del AguaSe denomina asi al termino relativo de la concentracin de estas sales en el agua esta dureza puede ser expresada en trminos de concentracin de carbono de calcio o carbono de magnesio. La expresin de cantidad de sal en miligramos por litro de agua, lo que equivale a las partes por milln (ppm). Tipos de dureza del agua en la caldera Dureza Temporal: Constituida por carbonatos de calcio y de magnesio Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Esta se puede eliminar medianre el calentamiento de agua por el cual se presipitan carbonatos de calcio y de magnesio. Dureza Permanente: Constituida por sulfatos de calcio y de magnesio (Ca S04), (Mg S04), Esta se puede eliminar mediante mtodos qumicos siendo uno de ellos el ablandamiento por media de intercambio de iones de sodio que poseen las resinas en el ablandador. La absorcin de iones de calcio y de magnesio es limitada ya que la resina se satura con calcio y magnesio, es necesario regenerarla con una solucin de cloruro de sodio.El tratamiento de agua que requiere cada caldera depende del tipo de agua disponible y de las condiciones de trabajo de la caldera. Un descuido en el tratamiento de agua es el principal causante de las costosas reparaciones el tener que cambiar componentes de la superficie de calefaccin, tubos, placas .etc. Ablandador:Operacin de reducir el contenido de Ca+2 y Mg+2.

Es una columna que contiene la resina y en el se realizan las siguientes operaciones:

Retro lavado.

Regeneracin.

Enjuague.

Ablandamiento.La resina (usado en el ablandamiento) absorbe el calcio y magnesio y eliminan el sodio. Cuando se satura la resina es necesario regenerarla con una solucin salina de NaCl. La resina tiene mayor poder de adsorcin por los iones trivalente, divalentes y en ltimo lugar los iones monovalentes.

Figura N. 1 Resina limpia y resina sucia.Ablandador de funcionamiento manual.

Tubera verde pasa el agua dura.

Tubera celeste pasa el agua blanda

Tubera blanca pasa la solucin salina.

Figura N. 2 Ablandador de funcionamiento manual.

Operaciones en el ablandamiento:

Figura N. 3 Diagrama de ablandamiento del agua y retrolavado de la resina.

Figura N. 4 Diagrama de regeneracin y enjuague de la resina.CAPITULO IVBALANCE ENERGETICO4. ESTUDIO DE BALANCE TERMICO DE LA CALDERA DE 50 BHP4.1. Determinacin de la Eficiencia Trmica de la Cadera de 50BHP Segn PNTP

350.300.2004El Proyecto de Norma Tcnica Peruana (PNTP) detalla el procedimiento de calculo de la eficiencia trmica de las calderas industriales ya sea del tipo paquetes de tubos de humo (pirotubular) y de tubos de agua (acuotubular) sin equipo de recuperacin de calor que utilizan combustibles lquidos o gaseosos derivados del petrleo. 4.1.1. Mtodo Indirecto

El mtodo indirecto o de perdidas, en la cual la eficiencia se determinar mediante las siguientes expresiones:

Perdida por calor sensible en los gases secos, P1: La perdida por calor sensible en los gases secos se calcula mediante la

siguiente ecuacin:

Donde:Constante :K = 0.53(Residuales).

Tg : temperatura de gases.

Ta : temperatura ambiente.

CO2 : concentracin de CO2.

Perdida por la entalpia del vapor de agua en los gases, P2:

La perdida por la entalpia del vapor de agua en los gases se calcula mediante la

siguiente ecuacin:

Donde:H2O : contenido de humedad del combustible.

H : contenido de hidrogeno del combustible.

Ta : temperatura ambiente.

Tg : temperatura de gases.

PCI : poder calorfico inferior.

Perdida por inquemados gaseosos, P3:

La perdida por inquemados gaseosos se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Donde:Constante :K1 = 54 (Residuales)

CO2 : concentracin de CO2.

CO : concentracin de CO.

PCI : poder calorfico inferior.

PCS : poder calorfico superior.

Perdida por inquemados slidos, P4:

La perdida por inquemados solidos se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Donde:B :ndice de Bacharach.

Perdida por conveccin, P5:

La perdida por conveccin se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Adems:

Donde:A: rea de la superficie el fluido y los gases.

Tsf: temperatura de la superficie del fluido.

Ta: temperatura ambiente.

v: velocidad del ciento.

Perdida por radiacin, P6:

4.2 BALANCE TERMICO DE LA CALDERA DE 50 BHP (REFERENCIA)

4.2.1 DATOS DE ENTRADA.

PDiseo13Kgf/cm2

Tagua cal.70C

Thumos240C

Tbe19C

Tc70C

Mc42Kg/h

PCI10200Kcal/Kg

CeC0,49Kcal/Kg C

Ceagua1,00Kcal/Kg C

nexceso de aire1.25

Tea19C

Cea0.25Kcal/Kg C

Raire/comb13,8Kg aire/Kg comb

C 0,77Kg

CO2 (%)13%

O2 (%)7%

CO (%)0,5%

v0,5m/s

B2

Fuente: Elaboracin Propia

4.2.2 BALANCE DE ENERGIA EN LA CALDERA.4.2.2 CALOR QUE INGRESA EN LA CALDERA Qingreso.a. Calor Liberado por el Combustible Qc.

b. Calor Sensible del Combustible Qsc.

c. Calor Sensible del Aire Seco Qsas.

d. Calor Sensible del Aire Hmedo Qsah.

Donde:

e. Calor Sensible del Agua de Alimentacin QH2O.

El calor total que ingresa a la caldera es:

EMBED Equation.3 4.2.3 CALOR QUE SALE EN LA CALDERA QSalida.a. Perdidas en los Gases de Escape Qg.

b. Perdidas por Combustin Incompleta QCI.

c. Perdidas por Radiacin QRad.

EMBED Equation.3 d. Perdidas por Purgas Qpurg.

El calor total que sale de la caldera es:

EMBED Equation.3 4.2.4 CALOR UTIL DE COMBUSTION QUtil.

4.2.5 EFIECIENCIA TERMICA EN LA CALDERA Util.

4.2.4 DIAGRAMA SANKEY DE LA CALDERA PIROTUBULAR DE 50 BHP.

4.3 OFERTA DE VAPOR DE LA CALDERA DE 50 BHP. 4.3.1 GENERADOR DE VAPOR.

La produccin real de vapor se calculara utilizando la siguiente formula:

Donde:

Diagrama T-S. Del Agua de Alimentacin para la Caldera de 50 BHP.

Donde:

Reemplazando:

4.3.2 INDICADOR ENERGETICO.

4.4 COSTOS DE GENERACION DE VAPOR

5. EVALUACION Y CONSUMO DE LOS EQUIPOS ELECTRICOS.5.1. CASA DE FUERZATabla N01: Potencia de los equipos elctricos en la casa de fuerza.N MOTOREQUIPOSP(HP)P(KW)

DESCRIPCIONUTILIZACION

CASA DE FUERZA

M1Motor bomba de aguaalimenta de agua a la calderauso53,73

M2Motor bomba de aguacontra incendiosuso1511,18

M3Motor bomba de aguapara riego de jardinesuso1511,18

M4Motor bomba de aguapara riego de jardinesuso1511,18

M5Motor bomba de aguatanques de almacenamientouso1511,18

M6Motor bomba de aguatanques de almacenamientosin uso1511,18

M7Motor bomba de aguatanques de almacenamientouso1511,18

M8Motor bomba de aguatanques de almacenamientouso1511,18

M9Motor bomba de aguaabastecimiento de agua calienteuso2,51,86

M10Motor bomba de aguaabastecimiento de agua calienteuso2,51,86

5.2. SERVICIO DE LAVANDERIA

Tabla N02: Potencia de los equipos elctricos en el servicio de lavandera.N MOTOREQUIPOSP(HP)P(KW)

SALA DE LAVANDERIA

M11Motorsecador grandeuso32,24

M12Motorsecador medianouso0,740,55

M13bomba lavadoralavadora de 60 Kgsin uso21,49

M14Motorplanchador grandesin uso21,49

M15Motorcalandria para sabanassin uso---

M16Motorlavadora de 30 Kguso10,75

M17Motorlavadora de 30 Kguso10,75

M18Motorlavadora de 15 Kguso10,75

M19Motorcompresoruso6,64,92

M20Motorcompresoruso6,64,92

5.3. SERVICIO DE COCINA

Tabla N03: Potencia de los equipos elctricos en el servicio de cocina.N MOTOREQUIPOSP(HP)P(KW)

DESCRIPCIONUTILIZACION

SALA-COCINA

M21Motor bomba de agua devolver el condensadouso2,51,86

5.4. SALA DE ESTERILIZACIN

Tabla N04: Potencia de los equipos elctricos en la sala de esterilizacin.N MOTOREQUIPOSP(HP)P(KW)

DESCRIPCIONUTILIZACION

SALA DE ESTIRILACION

M23Motorsistema de esterilizacin uso6,444,8

M24motorsecado-lavadouso0,160,12

M25Motorsistema de esterilizacinsin uso6,444,8

M26motorsecado-lavadosin uso0,160,12

M27Motorsistema de esterilizacin pequeouso2,682

M28motorsecado-lavadouso0,160,12

RESULTADO

Tabla N05: Potencia total de los equipos elctricos.TOTAL

P(HP)

P(KW)

%

POTENCIA INSTALADA

157,48

117,40

POTENCIA CONSUMIDA

131,88

96,08

83,74

POTENCIA NO CONSUMIDA

28,44

21,20

21,56

Tabla N06: Potencia total consumida de los equipos elctricos en las salas de servicios.SALAS DE SERVICIOSPOTENCIA CONSUMIDA%

CASA DE FUERZA10063,50

SALA DE LAVANDERIA19,9412,66

SALA-COCINA2,51,59

SALA DE ESTIRILACION9,446,00

TOTAL CONSUMIDO131,8883,74

Grafico N01: Potencia consumida y no consumida de los equipos elctricos en las salas de servicios.

Fuente: Elaboracin propia de los datos tomados de la tabla N05.

Grafico N02: Potencia consumida de los equipos elctricos en las salas de servicios.

Fuente: Elaboracin propia de los datos tomados de la tabla N06.

CAPITULO VCONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES. El estado actual en que se encuentra operando la caldera de 50 BHP tiene una eficiencia de 89,97%.

Las perdidas de entalpia de los gases de escape seco es bastante bajo ya que no esta dentro del rango recomendado (10- 12) % en calderas pirotubulares que consumen Diesel-2.

El agua de alimentacin esta dentro del rango normal permitido (0-5 ppm), para ingresar a la caldera.

La temperatura de los gases de escape de la caldera de 50 BHP fue de 215C, esto se debe al elevado exceso de aire en la combustin.

Se logro calcular el indicador energtico resultando 18.20 gal comb. / Ton vapor.

El costo de generacin de la tonelada de vapor es de 211.12 S/./ Ton vapor

5.1. RECOMENDACIONES. Implementar la instrumentacin adecuada de los equipos de casa de fuerza como son: medidores de flujo, manmetros, termmetros a fin de tener un mejor control de cada proceso productivo (agua caliente, agua blanda, vapor, etc.).

Realizar mantenimiento preventivo de la caldera cada 4 meses, para evitar las acumulaciones de holln y cenizas.

Para evitar incrustaciones y prdida de transferencia de calor en la cmara de agua, se recomienda realizar peridicamente el anlisis de la dureza de agua.

BIBLIOGRAFA QUILLOZ RUIZ, Serapio. Monografa las Calderas Pirotubulares. Nuevo Chimbote. Octubre 2006.

ITINTEC Manual de Calderas Industriales

CADEM Manual de Eficiencia Trmica en la Industria. Tomo II Bilbao Espaa. CONAE Fichas Tcnicas Industria Calderas

CASA DE FUERZA Generador de Vapor:

UtilizacinCantidadDatos TecnicosEvaluacin

Generador de vapor1Tipo: pirotubular RL 800/13

Marca: ATTSU

Ao:1996

N de fabricacin: 1630

Volumen total: 0.9193m3Volumen medio: 0.6958 m3

Presin de diseo: 13kg/cm2Temperatura: 194.2c

Categora: C

Fecha de registro: 20/09/1993principal

Generador de vapor1Fabricacin Metalmecnica E.P.S

Tipo: pirotubular

Capacidad: 2415 lb.hr.

Presin de trabajo: 10.2 atm.

Ao:1978

No esta en uso

Generador de vapor1Fabricacin Metalmecnica E.P.S

Tipo: pirotubular

Capacidad: 2415 lb.hr.

Presin de trabajo: 10.2 atm.

Ao:1978No esta en uso

Fuente del generador1Marca: Landios & GYR

Tensin: 220/240V

Frecuencia: 50-60Hz

Corriente: 4asecundario

Ventilador del generador1Tensin: 220/380V -Y

Frecuencia: 50-60Hz

Corriente: 3.4/3.7A

cos: 0.8

Bomba de alimentacin de agua1Marca: Siemens

Potencia: 5HP

Tensin: 220/380YY/440Y

Corriente: 15.8/9.1/7.9

RPM: 1740 rpmcritico

Motores:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Para accionar la bomba (contra incendios)1Construcciones Electromecnicas Delrosa S.A

Mot: 3 ~

Tipo: NV132M2

N: 113502M6

HP: 15

fs: 1.0RPM: 3470rpmHz: 60

Tensin: 220/440V

Frecuencia: 60Hz

Corriente: 39/19.5A

Conexin: -

Aislamiento: Eprincipal

Para accionar la bomba (riego de jardines)2

Para accionar la bomba (tanques de almacena-miento)4

Para accionar la bomba (agua caliente)2Construcciones Electromecnicas Delrosa S.A

Mot: 3 ~

Tipo: 90LA2

N: 110446M12

HP: 2.5

fs: 1.0Tensin: 220/440V

Frecuencia: 60Hz

Corriente: 7.5/3.75A

Conexin: -

Aislamiento: Esecundario

Bombas:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Contra incendios1Bomba Hidrostal

Tipo: 40-160-0-0

Codigo: 7511022principal

Riego de jardines1

Tanques de almacena-miento

4

Agua caliente2Bomba Hidrostal

S/Nsecundario

Grupo Electrgeno:

UtilizacinCantidadDatos TecnicosEvaluacin

Grupo electrgeno grande

(en caso de emergencia)1Marca: Industria SCHIFFSTECHNIK Ist.

Combustible: Diesel 2

Tensin: 220V

Frecuencia: 60Hz

principal

Grupo electrgeno pequeo

(en caso de emergencia)1Marca: Honda EG 5000 GX340 337cm3

Tensin: 220V

Frecuencia: 60Hz

Rated output: 4.5KVA

Max. output: 5.0KVA

Fase: 1

Fuel: gasolina (petrleo)

Combustible: gasolinacarburante: ESSENCE

secundario

SERVICIO DE LAVANDERIA

Lavadoras:

UtilizacinCantidadDatos TecnicosEvaluacin

Lavadora a Vapor de 60Kg1Marca: Year MFG-2003

Potencia: 2HP

Tensin: 220V

velocidad: 440RPM

No esta en uso

Lavadora a Vapor de 30Kg2Potencia: 1HP

Tensin: 220V

principal

Lavadora a Vapor de 15Kg1Potencia: 1HP

Tensin: 220V

secundario

Centrifuga:

UtilizacinCantidadDatos TecnicosEvaluacin

Exprimidor de ropa1S/N

No esta en uso

Planchadores:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Planchador de ropa(grande)1Potencia: 2HP

No esta en uso

Calandria para sabanas1S/N

secundario

Prensas(plan-chador a vapor) 2S/N

principal

Compresores:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Para el uso de los secadores2Marca: Compresor SIEMENS

Motor: 3 ~Potencia: 6.6HP

Tensin: 220YY/440Y

cos: 0.8

Frecuencia: 60Hz

RPM: 3470rpm18V/9Aprincipal

Calandria para sabanas1S/N

secundario

Prensas (plan-chador a vapor) 2S/N

principal

SERVICIO DE COCINA

Motor-bomba:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Para devolver el condensado.1Potencia: 2.5HP

principal

SALA DE ESTERILIZACIN

Motores:

UtilizacinCantidadDatos TcnicosEvaluacin

Para la accionamiento los sistemas (Esterilizador grande)2Marca: LOHER GMbHPotencia: 4.8KW

RPM: 1725rpm

principal

Para la accionamiento los pistones (secado y lavado)2Marca: LOHER GMbHPotencia: 0.12KW

principal

Esterilizador pequeo1Potencia: 0.12KW

secundario

IMGENES PRESENTADAS EN LOS DIFERENTES SERVICIOS DE CONSUMO DE VAPOR

DIRECTORIO

Dr. FERNANDEZ NEIRA, Carlos.

SECRETARIA.

OFICINAS ADMINISTRATIVA

Jefe. CHERRERZE CORZO, Juan.

UNIDAD DE SERVICIOS Y MANTENIMENTO

FLORES GUTIERREZ, Paul.

JEFATURA Y AREA DE MANTENIMENTO.

Ing. NOLASCO AGUIRRE, Fernando.

TALLERES

TRANSPORTE

CASA DE FUERZA

MORDONI FERNANADEZ

DAVILA SILVESTRE Jess.

GUZMAN GUZMAN, Felmer.

LEON MENDOZA, Elvis.

FERNANADEZ ZEGARRA, Mard.

CARBAJAL

Fig. N 2: caldero pirotubular de 70BHP (mantenimiento)

Fig. N 1: caldero pirotubular de 50BHP (operativo)

Fig. N 4: tanque de almacenamiento de agua blanda para el caldero

Fig. N 3: caldero pirotubular de 70BHP (fuera de servicio)

Fig. N 6: sistema de bombas

Fig. N 5: planta de tratamiento de agua blanda

Fig. N 8: tanque de agua caliente

Fig. N 7: linea de vapor y condensado

Fig. N 10: fin de linea de vapor

Fig. N 9: sistema de estirilizacion (estirilizador grande)

Fig. N 12: cabecero

Fig. N 11: NUEVO GENERADOR DE VAPOR DE 70 BHP (DUAL).

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