Compendio Calderas

GENERADORES DE VAPOR

PRÓLOGO

Esta antología fue realizada con el motivo de un mayor aprendizaje por parte de la comunidad estudiantil, para una mejor captación de conocimientos y entender cada vez el funcionamiento de las maquinas de combustión externa, observando así las partes mas importantes que la constituyen y los fenómenos físicos, químicos y termodinámicos que se manifiestan en el proceso de la producción de vapor y la captación de energía cinética para ser utilizada para el movimiento

Escuela Nautica Mercante de Veracruz Página 1


mecánico de muchos dispositivos, con la finalidad de desplazar fluidos no muy viscosos y altamente viscosos, y sólidos de fácil manipulación.

Este compendio fue realizado por catedráticos de la misma institución con la aprobación de un personal altamente capacitado a los cuales se les agradece la información proporcionada para la elaboración de este archivo dirigido para aquellas personas interesadas en la aprehensión de este tema muy importante y que es de gran relevancia para los nuevos y futuros oficiales para la puesta en practica cuando estos apliquen los conocimientos obtenidos en el campo de trabajo.

INDICE DE PROGRAMA DE ESTUDIOS

ANEXO

Guía para el conocimiento de una caldera…………………………………… 5

1. CALDERAS.



1.1. Definirá que es una caldera……………………………………………………71.2. Diferentes tipos de calderas…………………………………………………... 8

2. TRANSMISIÓN DE CALOR.

2.1. Superficie de calefacción……………………………………………………...122.2. Las ventajas del uso de sobrecalentadores y economizadores…………13

3. CIRCULACIÓN DE AGUA Y VAPOR.

3.1. Los tipos de circulación de agua y de vapor………………………………..143.2. Las ventajas y desventajas de los sistemas de circulación……………....16

4. EFECTOS DEL AGUA EN EL INTERIOR DE LA CALDERA.

4.1. La influencia de la incrustación en la transmisión del calor………………184.2. El origen de la acción galvánica y su influencia en la caldera……………184.3. La influencia del oxígeno y el bióxido de carbono contenido en el

agua de alimentación……………………………………………………………………19

5. TRATAMIENTO QUÍMICO DEL AGUA.

5.1. Análisis químico del agua……………………………………………………... 215.2. Los métodos analíticos………………………………………………………… 225.3. Procedimientos de análisis……………………………………………………. 23

6. COMBUSTIBLES.

6.1. Tipos de combustibles………………………………………………………… 306.2. Consumo de combustible. ……………………………………………………. 316.3. Análisis de los gases de la combustión………………………………………32

7. SISTEMA DE COMBUSTIBLE.

7.1. Quemadores…………………………………………………………………….337.2. Compuertas de aire……………………………………………………………. ∞7.3. Ventiladores de tiro forzado e inducido………………………………………36

8. ACCESORIOS.

8.1. Válvulas de seguridad…………………………………………………………398.2. Deshollinadores. ……………………………………………………………… 408.3. Válvulas de extracción de fondo y de superficie…………………………… ∞8.4. Instrumentación………………………………………………………………...42

9. MATERIALES AISLANTES.



9.1. Tipos de materiales…………………………………………………………….449.2. Usos ..………………………………………………………………………….....45

10.SISTEMAS DE CONTROL.

10.1. Control del combustible y de la combustión………………………………4810.2. Control de nivel de agua……………………………………………………. 5010.3. Control de temperatura de vapor…………………………………………… ∞10.4. Control de presión del hogar………………………………………………… ∞10.5. Protecciones sobre alto y bajo nivel de agua……………………………...50

11.OPERACIÓN DE CALDERAS.

11.1. Procedimiento de puesta en servicio………………………………………5311.2. Procedimiento normal de poner fuera de servicio……………………….5411.3. Procedimiento de emergencia para sacar de servicio. ……………….... ∞11.4. Procedimiento de puesta en servicio después de una reparación……. ∞.11.5. Cálculo del rendimiento………………………………………………………∞

12.PRUEBAS DE ACEPTACIÓN.

12.1. Prueba hidrostática……………………………………………………………5312.2. Prueba de hermeticidad del hogar………………………………………….∞

GUÍA PARA EL CONOCIMIENTO DE UNA CALDERA EN CUANTO A SUS COMPONENTES, ACCESORIOS, FENÓMENOS FÍSICOS Y TERMODINÁMICOS PARA LA VAPORIZACIÓN DE AGUA.

CALDERA CILÍNDRICA Y MULTITUBULAR.

1. Envolvente2. Domos



3. Placas de Tubos4. Tubos de Agua y Fuego, Stays.5. Instalación de los Tubos en las Placas6. Instalación de los Tubos Stays7. Hornos Diferentes tipos, Ventajas y Desventajas8. Cajas de Fuego, y Puentes, Hornos9. Virotillos10. Estanqueidad de los Tubos en las placas11. Quemadores de Combustible, tipos y Funcionamiento12. Encendido de los Quemadores13. Pulverización del Combustible por los quemadores medios14. Tiro Natural15.Tiro Forzado e Inducido, Función.16. Movimiento de los Gases de Combustión17. Tipos de Combustible, Poder Calorífico18. Comparación en la combustión de los combustibles Pesados y Gases19. Vaporización, Rapidez de la Vaporización20. Agua de Alimentación, Tipos, Calidad.21. Circulación del Agua de Alimentación22. Análisis químicos del Agua de Alimentación 23. Dosificación del Agua de Alimentación 24. Materias Indeseables en el Agua de Alimentación25. Alimentación, sistemas y Formas26.Extracciones de Fondo y de Superficie, Ventajas y Desventajas.27.Deshollinadores o Deshollinar28.Limpieza de Tubo de Fuego ( en reparación)29. Taponamiento de Tubos de Agua y Fuego30. Niveles de Agua 31.Registros de Entrada del Hombre32. Capacidad de Vaporización33. Vapor Saturado y Vapor Recalentado34.Alarmas (sonoras, audibles y paros automáticos)35. Niveles dentro del Agua de la Caldera 36.Regulador de Agua de Alimentación37.Calentamiento del agua de Alimentación, donde se lleva a cabo y ventajas

del calentamiento del Agua38. Circulación Forzada del Agua de Alimentación 39. Ciclo Rankine40. Incrustaciones Internas, orígenes, tipos de incrustaciones y como se

eliminan41. Erosiones y Corrosión Interna de Calderas en Placas y Tubos42. Electrólisis, Cavitación, Ariete43. Prueba Hidrostática44. Válvulas de Extracción de Fondo y de Superficie45. Válvulas de Seguridad46. Levantar Presión (Proceso)



47.Respaldar48. Comunicar Calderas49. Poner en Servicio una Caldera50. Dejar Morir una Caldera51. Muros o Paredes de Agua52. Arrastre y Fomentaciones53. Mandrinado54. Dilataciones de los Materiales55. Calentadores de Agua

CALDERAS

La caldera o generador de vapor es el elemento encargado de generar la energía potencial para uso en equipos con turbinas y maquinas alternativas de vapor con que cuentan los buques.



Corte Transversal de una Caldera Cilíndrica Escocesa con tubos de fuego.

Boiler Construction. Link

CLASIFICACIÓN DE LAS CALDERAS



La principal clasificación de las calderas es de acuerdo a la posición reactiva ocupada por el agua y por los gases de combustión pueden ser: fumitubulares y acuatubulares.

Las demás clasificaciones están basadas en la anterior clasificación y son:

*Según la intensidad de vaporización, de vaporización lenta y vaporización rápida.

*De acuerdo al movimiento de los gases de combustión en: de llama directa y de llama de retorno.

*Según el combustible que quemen en: de carbón, de petróleo, mixtas y atómicas.

*Atendiendo al uso al que se destine en: marinas, locomotoras y terrestres.

*Según la fijeza o posición de movilidad en: fijas, semifijas y locomóviles.

*De acuerdo a la presión de trabajo en: baja presión, media presión y alta presión.

CALDERAS PIRÓ TUBULARES

Como su nombre lo dice, estas calderas son de tubo de humos los cuales son rectos y por el exterior están rodeados por agua. (Caldera cilíndrica escocesa)

Fig. Caldera Escocesa o de Tubos de FuegoCALDERAS ACUATUBULARES



En estas calderas los tubos contienen en sus interiores vapor o el agua, mientras que el fuego y los gases de la combustión pasan por el exterior de los mismos. Los tubos generalmente van unidos a uno o más colectores (tambores)

Los colectores van colocados horizontalmente por lo regular (caldera BABCOCK Y WILCOX).

Fig. Caldera Multitubular o Aquatubular



Fig. Tipos de Circulación

CALDERAS DE GASES DE ESCAPE.

Algunos buques tienen montados en los escapes de los motores de combustión interna estas calderas las cuales aprovechan la temperatura de los gases de escape de los mencionados motores, para elevar la temperatura del agua de

alimentación produciendo vapor y que comunicada con la caldera principal reduce los encendidos de esta, por tal motivo también suele llamársele economizador.

Fig. 1. Economizador



CALDERA DE DOBLE EVAPORACIÓN.

SISTEMA PRIMARIO

Este sistema consiste de un colector de vapor y un colector de agua, interconectados por tubos generadores y tubos descendentes, los tubos de vapor y condensado están soldados al tambor de vapor y a los cabezales de evaporación , creando así un sistema a prueba de fugas . el hogar tiene la forma y tamaño adecuado para quemar combustóleo y las superficies de calefacción están en contacto directo con el fuego y los gases que se generan en el horno.El vapor del sistema primario es llevado desde el domo del primario a través de los tubos de vapor a los elementos (serpentines) de evaporación colocados en el domo del sistema secundario.

La transferencia del calor del vapor del primario, al agua del domo del secundario requiere una cierta diferencia en la temperatura, la presión del primario debe ser más alta que el secundario. el condensado del vapor primario retorna al colector del mismo sistema a través del tubo descendente, de tal forma que la misma agua del circuito cerrado permanecerá limpia y libre de aire durante la operación, eliminando así el riesgo de corrosión e incrustación y consecuentemente el sobrecalentamiento del material. Solamente las fugas a través de los accesorios del sistema primario harán necesario meter agua destilada al primario.

SISTEMA SECUNDARIO .

Este sistema consiste de un domo secundario con cabezales de evaporación, donde los elementos serpentines reciben el vapor del sistema primario, el vapor cede su temperatura al agua de alimentación del domo donde se efectúa la evaporación del secundario, el vapor del primario al ceder calor al secundario ,se condensa y retorna al primario, el vapor generado en el secundario, se puede recalentar , o en forma de saturado pasa a realizar el servicio a los distintos equipos dispuestos para realizar algún trabajo .



Cada sistema primario y secundario tendrá sus diferentes bombas y agua de alimentación.

Fig. Caldera de Doble Evaporación.

SUPERFICIE DE CALDEO (CALEFACCIÓN) = 93Cm2 X HP

Superficie de caldeo es aquella porción de la superficie de una caldera que por una cara se halla en contacto con el agua que se trata de calentar, y por la otra con los gases o refractarios calientes; esta superficie se mide por la cara de la temperatura más alta, todas las calderas fijas se valoran a base de 0.93m2 de superficie de caldeo por HP de caldera, o por el peso del vapor producido por hora en las condiciones de trabajo prescritas.



CAPACIDAD DE PRODUCCION DE VAPOR DE LAS CALDERAS

La producción de un generador de vapor se da frecuentemente en kilogramos de vapor por hora.El vapor a distintas presiones y temperaturas posee diferentes cantidades de energía.Cuando se toma la capacidad de producción de vapor en kilogramos por hora, de esta no se conoce la energía producida.

La capacidad de una caldera de vapor se expresa mas correctamente en forma de calor total transmitido por la superficie de caldeo en Kcal. Por hora, tomando como unidades la kilo btu=1000 btu=254 Kcal. por hora, o la mega btu=1000000 btu=254000kcal por hora.

El proceso de transmisión de calor que tiene ocasión en un generador de vapor es un proceso de flujo constante, en el cual el calor transmitido es igual a la variación de la entalpía del fluido. La producción de la caldera medida por el calor absorbido por el agua y vapor será, en Kcal. En donde q=ms(h-ht) Kcal. por hora.

q= producción de la caldera, en Kcal. por hora.

Ms=peso del vapor producido (o bien recalentado), en kilogramos por hora.

h=entalpía de un kilogramo de vapor a la presión y titulo o temperatura observados en Kcal. Por kilogramo.

ht =entalpia del liquido de un kilogramo de agua de alimentación en las condiciones en que dicha agua llega a la caldera o economizador, en Kcal. Por kilogramo.

Cuando el peso del vapor ms es la cantidad máxima que la caldera puede producir por hora a la temperatura especificada la formula q=ms (h-ht) Kcal. Por hora da la capacidad máxima.

La potencia en hp de caldera, esta basada en una maquina de vapor que emplea 13.62 kilogramos de vapor por hora a una presión relativa de 4.9 kilogramos sobre cm. cuadrado y con el agua de alimentación a 38.5 grados centígrados. Esto corresponde a la vaporización de 15.66 kilogramos de agua por hora a 100 grados centígrados vapor seco a 100 grados centígrados, a la presión atmosférica normal (1,033 Kg. /cm. cuadrado). En estas condiciones cada kilogramo de vapor producido requiere la entalpía de vaporización a la presión atmosférica normal, la cual vale 543.4 Kcal. Por consiguiente la capacidad de una caldera podrá expresarse de la siguiente forma hp de caldera=ms(h-ht)/543.4*15.66

Otras unidades de capacidad de caldera que se han utilizado para fines comparativos son el factor de vaporización y la vaporización equivalente. El factor



de vaporización es la relación de calor absorbido por un kilogramo de agua de alimentación en las condiciones que prevalece.

AGUA DE ALIMENTACIÓN:

El tratamiento del agua de alimentación debe ser tal que a las altas presiones de las calderas sus superficies deban conservase en buen estado.El agua dentro de la caldera debe ser calentada a la temperatura de saturación, luego se evapora en la superficie de contacto con los tubos u horno caliente.En general el vapor esta libre de todas las impurezas que el agua pueda contener (excepto gases disueltos). Las aguas mayormente utilizadas como agua de alimentación son: agua destilada y aguas tratadas químicamente.

Impurezas contenidas en el agua de alimentación:

Cloruro de SODIO Y Magnesia Sulfato de Calcio Oxigeno Disuelto Bióxido de Carbono Aceites y Grasas

CALENTAMIENTO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN:

El calentamiento tiene por objeto principal obtener una eficiencia térmica mayor, el calentamiento del agua de alimentación produce tres beneficios en la operación de la caldera.1.- El calor, que de otra manera se desperdiciaría al aplicarse al agua de alimentación, representa una economía de combustible.2.- Los esfuerzos térmicos que pueden producirse en las superficies de las calderas por las corrientes de agua fría, se disminuyen o se eliminan.3.- El calentamiento del agua aumenta la capacidad de vaporización por metro cuadrado aumentando la eficiencia térmica y la capacidad de producción de vapor.

Las principales ventajas que se derivan del calentamiento del agua de alimentación son:

1.- Reducción de las tensiones de las planchas y tubos de las calderas.2.- Purificación parcial del agua.3.- Mayor aproximación a los rendimientos térmicos ideales.



4.- Disminución del consumo de combustible.5.- Utilización del calor de los gases de la combustión.

Fig. Economizador

CLASIFICACIÓN DE LOS CALENTADORES DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

Cuando el suministro de calor de un calentador de agua procede de los gases de escape que van hacia la chimenea, el calentador recibe el nombre de economizador, y cuando el calor utilizado proviene de la evacuación, o vapor vivo de baja presión, recibe el nombre de calentador de agua de alimentación.



CALENTADOR DE CONTACTO DIRECTO O TIPO ABIERTO

Utilizan el calor del vapor por contacto directo con el agua al mezclarse entre si, en estos calentadores el vapor y el agua se encuentran a la misma presión, que puede ser la presión atmosférica.

EL CALENTADOR CERRADO O DE TIPO DE SUPERFICIE

El calor del vapor se trasmite a través de las paredes de los tubos o serpentines y el vapor y el agua no están en contacto directo. Los calentadores cerrados pueden trabajar con vapor a cualquier presión, y generalmente en ellos el vapor y el agua no están a la misma presión.

TRANSMISIÓN DE CALOR EN LOS CALENTADORES DE SUPERFICIE

Los principios básicos de la transmisión de calor, en los calentadores de agua, de alimentación cerrados y en los calentadores de tipo de superficie, son esencialmente similares.La cantidad de calor cedido en un calentador por unidad de superficie de calefacción depende de la velocidad a la cual circula el agua a través del calentador, así como la diferencia medida de temperatura entre el vapor y el agua.Un calentador que tenga un gran número de pasos de pequeña sección recta, transmitirá más calor que otro que tenga pocos pasos de gran sección.

CIRCULACIÓN DEL AGUA DENTRO DE LAS CALDERAS

La necesidad de circular agua, es debido a la mala conductividad del agua para el calor, que solo por contacto lo adquieren los distintos puntos de su masa.Al encender una caldera empiezan a formarse burbujas de vapor en la parte del líquido en contacto con la superficie de caldeo, mientras las más distantes aun permanecen frías, estableciéndose diferencia de temperaturas de más de 80°C.Las burbujas de vapor que, por su menor densidad, se desprenden de las planchas caldeadas, tienden a elevarse; pero al ponerse en contacto inmediato con el liquido a menor temperatura, le ceden su calor y se condensan; el hueco que han dejado estas burbujas, al elevarse, son ocupadas por parte del liquido frío de las regiones superiores, que por su mayor densidad, descienden, y este movimiento ascendente y descendente hace que el liquido vaya adquiriendo la misma temperatura en todas sus partes, y entonces las burbujas de vapor podrán



llegar a la superficie sin condensarse. Se comprende lógicamente que cuanto mas rápido sea el movimiento ascendente o descendente, o dicho en otros términos, cuanto mas activa sea la circulación, mas rápidamente podremos obtener la circulación de vapor.

Fig. Circulación del aguadel agua de alimentación.

La circulación se obtiene por medios diferentes, siendo los más comunes, por medio de bombas e hidroquinetes, así como por el fenómeno natural llamado conveccion.

CALDERA LA MONT.(CIRCULACIÓN FORZADA)

Es una caldera del tipo acuatubular, de tubos de agua de 32 mm de diámetro exterior y 3 mm de espesor.Su característica principal es que trabaja a circulación forzada a través de tubos vaporizadores en forma de serpentín. La circulación se efectúa por medio de bombas centrífugas, que garantizan una diferencia de presión de 2.5 kgs/cms2 a las bombas de circulación les llega el agua de alimentación por gravedad del domo bombeándola a unos colectores conectados con los serpentines vaporizadores, recibiendo estos el fuego de la combustión, que al calentarlos parte de esta agua se convierte en vapor pasando al domo donde se separan vapor y agua, el agua regresa a las bombas estableciéndose la circulación cerrada.Para efecto de alimentar la caldera se dispone de una bomba weir, que descarga el agua directamente hacia un economizador recibiendo el calor de los propios gases de escape obteniéndose con esto un ahorro de combustible.



El volumen de agua en esta caldera es de 8 veces en peso la cantidad de producción de vapor. (Fuente de Información).

LA INFLUENCIA DE LA INCRUSTACIÓN EN EL INTERIOR DE LAS CALDERAS Y SU ORIGEN

Es casi imposible encontrar en la naturaleza agua completamente pura; todas ellas contienen una porción de sustancias extrañas, unas veces en disolución y otras en suspensión, siendo las que están en disolución, las que por medio de sustancias calcáreas dan origen a las incrustaciones, las sustancias en suspensión traen como consecuencia los depósitos fangosos van aumentando depositándose sobre los hornos, y estas costras son malas conductoras del calor, dando como resultado dos problemas graves: uno la dificultad que presentan a la transmisión del calor, que representa una perdida de calorías y por lo tanto de combustibleY otro que la plancha, al quedar aislado del liquido, se enrojece, dando lugar a la deformación o hundimiento del horno.

ACCIÓN GALVANICA, QUE CONDICIONES DEBEN EXISTIR.

1.- dos metales diferentes.2.- un líquido acidulado.3.- una reacción química que origina una corriente eléctrica.4.- la reacción química descompone el agua que contiene el líquido acidulado en sus dos elementos hidrógeno y oxigeno.5.- el hidrógeno se deposita en el polo positivo que es el metal menos atacado.6.- el oxigeno ataca al polo negativo, quedando de esta forma el polo positivo protegido por el hidrógeno y el negativo rápidamente destruido por el oxigeno.

Acción galvánica provocada por los conductos y aceites de los condensadores en funcionamiento, se desprenden partículas de cobre de la tubería, y ácidos grasos que proceden de las descomposición de los aceites arrastrados por el vapor, esto convierte a la caldera en una pila, en la que las partículas de cobre constituyen el polo positivo y el hierro y acero de la caldera el polo negativo dando lugar, a corrosiones y picaduras.

Acción galvánica debido a una pila termoeléctrica.Debido a que las planchas de la caldera no son homogéneas y sobre todo que no están sometidas a la misma temperatura, las planchas de menor densidad o las sometidas a mayor temperatura como son las de la superficie de caldeo, constituyen el polo negativo formándose así la pila termoeléctrica, todas la áreas que constituyan el polo negativo serán las mas atacadas.



LA INFLUENCIA DEL OXIGENO Y BIÓXIDO DE CARBONO EN EL AGUA DE ALIMENTACIÓN.

Son unos de los principales factores que originan a la corrosión dentro de las calderas son los gases disueltos en el agua de alimentación, de esto él oxigeno y el dióxido de carbono son los mas activos de todos, para eliminarlos se emplean medios mecánicos, químicos, o ambos combinados.

Fig. Oxygen Pitting Corrosion.

CONTAMINANTES DEL AGUA.

Impurezas del agua.- oxigeno, CO2, nitrógeno, polvo, estas las absorbe el agua al caer en forma de lluvia. Las substancias contenidas en el agua se clasifican en disueltas y en suspensión.Las substancias disueltas se incluyen los bicarbonatos calcicos, magnesico y sodico, así como los sulfatos clásico, magnesico y sodico, y cloruros calcicos, magnesicos y sodicos, oxido de hierro, sílice, oxigeno y CO2.El grupo de las materias en suspensión comprende: lodo, arena, materia vegetal y residuos industriales.

¿Porque se producen las incrustaciones?

Principalmente por la disminución de la solubilidad de algunas sales disueltas en el agua de alimentación y con el aumento de la temperatura.

¿Cuáles son las sales disueltas en el agua de alimentación?



Son carbonatos Sulfatos Cloruros de calcio Cloruros de magnesio

¿Cuáles son las sales que originan las incrustaciones?

Son las sales de calcio Sales de magnesio Los silicatos

¿A que se debe la corrosión dentro de las calderas?

Se debe:

Oxigeno Bióxido de Carbono Cloruros de Sodio

Las impurezas se quedan en la caldera cuya concentración, por lo tanto aumenta.El lugar donde se produce la evaporación es la superficie de los tubos, dando toda clase de oportunidades a las impurezas para que se depositen sobre estas superficies como incrustaciones, las cuales impiden la transmisión de calor, alterando la resistencia de los metales de la caldera por la concentración del calor.

EFECTOS PRODUCIDOS POR LAS IMPUREZAS DEL AGUA.

Las impurezas del agua pueden ser la causa de los siguientes efectos perjudiciales para la caldera.

1.- reducción de la cantidad de calor transmitido debido a la formación de incrustación sobre la superficie de calefacción.2.- averías en los tubos y planchas producidas por la disminución de la cantidad de calor transmitido a través de ellos.3.- corrosión y fragilidad del acero de la caldera.4.- mal funcionamiento, formación de espumas y arrastres de agua en cantidad por el vapor.5.- perdidas caloríficas debidas a frecuentes extracciones.6.- mal rendimiento de los equipos debido a la mala calidad del vapor.



Fig. Sludge.

Porcentaje de los iones comunes

Iones negativos: Iones positivos:

Aluminio AlCalcio CaHidrógeno HFerrosos FeMagnesio MgManganeso MnPotasio KSodio Na

Bicarbonato HCO3Carbonato CO3Cloruro ClNitrato NO3Hidróxido OHFosfato 3 PO4Fosfato 2 HPO4Fosfato 1 H2 PO4Sulfato SO4Sulfito SO3

TRATAMIENTO QUÍMICO DEL AGUA.

El tratamiento químico del agua, una vez esta dentro de la caldera, es de aplicación muy limitada. No hay ningún método simple de tratamiento químico apropiado para toda clase de aguas. El tratamiento químico del agua puede ser en frío o en caliente.En general, calentando el agua de alimentación se acelera la precipitación de las substancias disueltas, se obtienen aguas mas blandas y se requieren cantidades más pequeñas de productos químicos. A continuación se exponen algunas de las reacciones químicas más corrientes que interviene en el tratamiento químico del agua:

La cal en forma de hidrato esta indicada para la corrección de la dureza temporal. El CO2 contenido en el agua, ya sea en estado libre o en el bicarbonato, es absorbido, formándose precipitados relativamente insolubles de carbonato calcio.

El procedimiento de la sosa: Esta indicado para el tratamiento químico de aguas con dureza permanente, empleándose comúnmente para ello el carbonato sódico.

Un método muy empleado es el procedimiento a la cal y sosa, que se aplica cuando el agua tiene simultáneamente dureza temporal y permanente. La cal absorbe el CO2.



El anhídrido carbónico o CO2: solo tiene tendencias a producir corrosión o entrar en combinación con otros cuerpos para constituir compuestos formadores de incrustación.

Los gases oxigeno, nitrógeno, anhídrido carbónico y otros no condensables a las presiones y temperaturas corrientes del condensador que pueda contener el vapor, imponen una carga adicional a las bombas y dispositivos destinados a evacuar el aire de los condensadores.

Dureza temporal, también llamada dureza por carbonato, puede eliminarse por calentamiento del agua hasta la ebullición.Dureza permanente, las aguas que contienen sales que solo se precipitan en altas temperaturas o por una reacción química.Las aguas que tienen dureza de 10° se consideran blandas o potables.Las aguas que contiene dureza de 25° se consideran muy duras.

Alcalinidad: es una condición en la que predominan los iones de OH sobre los de H en una solución.

O2 y CO2 disueltos: se demuestra la presencia de estos dos aceleradores de la corrosión y se miden cuantitativamente mediante valoraciones químicas de rutina en las que las cantidades de reactivos que se emplean para determinar los gases disueltos en partes por millón, la prueba para determinar el oxigeno se conoce como prueba de winkler.

Otras pruebas químicas del agua de la caldera incluyen la determinación de los cloruros, sulfatos, sulfitos y nitratos.

Fig. Sistema para Dosificar el Agua



de Alimentación.

ANÁLISIS QUÍMICO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN

Los métodos de análisis químico se dividen en 2 grandes grupos: los cualitativos y los cuantitativos. El primero nos sirve para identificar los compuestos químicos de acuerdo con sus cualidades o características; el segundo sirve para determinar la cantidad presente de cada uno de ellos. En los buques empleamos básicamente los cuantitativos. Los cuales describimos a continuación:

A.- "Análisis De Fosfatos"

Reactivos para Realizar el Análisis

1) Solución de Molibdato de Amonio

2) Cloruro Estanoso en Polvo

Material de laboratorio 1) Un embudo plástico, de aprox. 8 cm de diámetro.2) Un tubo graduado de 5, 15 y 17.5 mis. 3) Un gotero graduado a 0.5 mis. 4) Un frasco de vidrio o plástico graduado a 20 mis.

5) Un block de standars para comparar las colocaciones de 0 a 100ppm. de fosfatos.

6) Una medida de bronce para el cloruro estanoso en polvo.7) Una caja de papel filtro Whatman # 4 ó 5.

Procedimiento:

1) Filtrar la muestra tomada a la caldera y agregarla al tubo graduado hasta la marca de 5 milímetros.

2) Agregar solución de molibdato de amonio hasta la marca de 17.5 mililitros.

3) Añadir una medida de cloruro estanoso en polvo.



4) Tapar el tubo y mezclar durante diez segundos, aparecerá un color azul.

5) Colocar el tubo en el comparador de concentraciones, anotando el valor que indique la coloración más similar a la muestra.

B.- "Análisis de Alcalinidad" Reactivos para Realizar el Análisis

1) Solución de ácido sulfúrico N/10 2)

2) Indicador de Fenolftaleína

3) Indicador de anaranjado de metilo, ó

3 -A) indicador de verde de bromocresol

Material de laboratorio 1) Una bureta automática de 10 ml. 2) Un frasco blanco de 500 mis 3) Un tubo de vidrio angular con tripa de hule y perilla 4) Un tapón de hule con 2 perforaciones 5) Una cápsula de porcelana de 120 ml. 6) Un agitador de varilla de vidrio

7) Dos frascos goteros de plástico 8) Una probeta graduada de 100 ml.

Procedimiento: a) Alcalinidad a la fenolftaleína

1) Con la muestra tomada, enjuagar la probeta graduada y la cápsula de

porcelana 2) Medir 50 mis y agregarlos a la cápsula 3) Agregar de 3 a 5 gotas del indicador de Fenolftaleína, mezclar con el

agitador de vidrio hasta uniformizar el color rosa-rojizo que tomará la muestra.

4) Agregar gota a gota la solución de ácido sulfúrico décimo normal mezclando continuamente la muestra hasta que sea incolora. Éste es el punto final



5) Los milímetros gastados por 1 00 nos dan las PPM de alcalinidad a la

fenolftaleína como CaCO3 (No tire la muestra)

Nota: Si la muestra no colorea, significa la ausencia de alcalinidad cáustica, en este caso, determinar la total que se deberá sólo a carbonatos y bicarbonatos. b) Alcalinidad Total

1) En la misma muestra agregar 3 6 4 gotas de indicador de anaranjado de metilo o de verde bromocresol (de preferencia el primero para que no nos interfiera la coloración en la siguiente determinación de cloruros) En el primer caso tomará un color amarillo y en el segundo, verde.

2) Sin rellenar la bureta, ósea utilizando el nivel dejado por la anterior prueba iniciar el goteo agitando con la varilla de vidrio hasta que el color amarillo cambie a anaranjado o el verde a púrpura. Este es el punto final;

3) La lectura de los milímetros gastados en ambas pruebas por 100 nos dará PPM de alcalinidad total como CaCo3

Nota: Si se usó anaranjado de metilo como indicador, no tire la muestra, servirá para la determinación de cloruros.

C) "Análisis de Dureza" Reactivos para Realizar el Análisis

1) Solución estándar de jabón Material de Laboratorio

2) Frasco blanco de 125 mis. Con tapón esmerilado

Procedimiento:

1) Con la muestra tomada enjuagar la bureta graduada y el frasco blanco de tapón esmerilado

2) Medir con la probeta 50 mls. De la muestra y verterlos en el frasco.



3) Agregar 0.4 mis de solución de jabón, tapar el frasco con el tapón esmerilado y agitar vigorosamente hasta observar la formación de la espuma

4) Si ésta espuma dura 5 minutos cuando menos se da por terminada la prueba y se reporta CERO PPM de dureza

5) En caso que no dure la espuma cinco minutos, se sigue agregando solución de jabón 0.2 mls. a la vez y agitando después de cada adición hasta que se forme una espuma que dure los 5 minutos.

6) A los mililitros gastados de solución de jabón se le restan los 0.4 y multiplicando por 20 se encuentran las PPM aproximados.

D) "Análisis de Cloruros" Reactivos

1) Solución de Nitrato de Plata N/10

2) Indicador de Cromato de Sodio o Potasio

Material de Laboratorio

1) Una bureta ámbar automática de 10 mls.2) Un frasco ámbar de 500 mls.

3) Un tapón de hule con 2 perforaciones 4) Un tubo de vidrio angular con tripa de hule y perilla 5) Una cápsula de porcelana de 120 mis 6) Un agitador de varilla de vidrio 7) Dos frascos goteros de plástico

Procedimiento:

1) después de haber terminado la alcalinidad total, agregar 10 a 12 gotas de solución indicadora de cromato, la muestra tomará un color amarillo. (en caso de que se haya usado verde de bromocresol para determinar la alcalinidad total, desechar la muestra, medir nuevamente 50 mis, agregar 3 gotas de indicador de fenoiftaleina, luego agregar solución ácido sulfúrico décimo normal hasta que la muestra se torne incolora, después agregar solución de cromato de 10 a 12 gotas.

2) Con la bureta a cero de solución décimo normal de nitrato de plata, iniciar el goteo mezclando con el agitador de vidrio, tornándose inicialmente



lechosa la muestra, seguir goteando hasta coloración marrón-rojiza. Este es el punto final.

3) Milímetros gastados de nitrato de plata por 71 nos darán las PPM de cloruros.

E) "Análisis de Sulfatos" Reactivos

1) Ácido Clorhídrico

2) Solución de Yoduro-Yodato de Potasio 0.025 N

3) Indicador de Almidón


1) Una bureta graduada de 10 mls. 2) Un frasco blanco de 500 mls.

3) Un tapón de hule con 2 perforaciones 4) Un tubo de vidrio angular con tripa de hule y perilla 5) Una cápsula de porcelana de 120 mls. 6) Un agitador de varilla de vidrio 7) Un frasco gotero de plástico

Procedimiento:

1) Enseguida de tomar la muestra de la caldera, sin esperar que se enfríe y sin filtrarla, medir 100 mls.

2) Agregar 1 0 a 15 gotas de ácido clorhídrico concentrado.

3) Añada 20 gotas de solución indicadora de almidón estabilizado. 4) Con la bureta de solución Yoduro-Yodato de potasio previamente llenada a cero, comience a gotear agitando al mismo tiempo con la varilla de vidrio

hasta que la muestra se torne azul permanentemente (cuando menos 30 segundos).



4) La lectura de la bureta por 5 segundos nos dará PPM de Sulfitos

F) "Análisis de Hidracina" Reactivos para el Análisis

1) Solución Reactiva Para Hidracina


1) Un tubo de ensaye graduado de 5 y 10 mls.2) Un tapón de hule para el tubo de ensaye3) Block de concentraciones standars para hidracina

Procedimiento:

1) Vaciar 5 mls. de la muestra (de la caldera o condensado) inmediatamente después de muestrear y sin filtrar en el tubo de ensayo de hidrazion

2) Agregar el reactivo para hidracina hasta la segunda marca del tubo de ensayo (se agregan 5 mls del reactivo)

3) Colocar el tapón de hule al tubo de ensayo y agitarlo

4) Poner el tubo en el block comparador de hidracina y anotar en PPM el color que mas se aproxime a la muestra.

G) "Determinación del PH"

Esta determinación nos da una clara idea de la acidez o alcalinidad del agua.

Se interpreta mediante una escala que va de 0 a 14, donde 7 a 0 aumento a la acidez. El agua pura tiene un PH neutro, es decir 7.



a) Con Papel Indicador

Reactivos Indicador de PH Rango de 0.5 a 13.0

Procedimiento:

1) Se corta un pedazo de papel indicador, se toma con 2 dedos (la mano debe estar perfectamente seca) procurando que el área de contacto con estos sea mínima.

2) Se introduce parte de pedazo de papel en la muestra; en unos segundos ésta tomará una coloración determinada. Se deja por espacio de medio minuto.

3) Compararla con la escala patrón de colores y anotando el valor del más similar.

B) "Con indicador de Fenolftaleina" Reactivos para la Realización del Análisis

1) Solución indicador de fenolftaleína.


1) Matraz Erlenmeyer de 200 mls.

Procedimiento:



1) Muéstrese directamente con el matraz erlenmeyer de la descarga de la bomba de condensado enjuagando bien el matraz con el condensado. Se llena el matraz aproximadamente a la mitad.

2) Agregue unas gotas de fenolftaleína a la muestra.

3) Si aparece una coloración rosada por más ligera que sea nos ésta indicando un PH superior a 8.0 y se reporta PH> de 8.

4) Si no aparece coloración alguna al agregar el indicador se reportara PH< de 8.

COMBUSTIBLES

Toda sustancia o cuerpo capaz de combinarse con el oxigeno producen desprendimiento de luz y calor.

En toda combustión entran tres elementos que reciben los nombres de combustibles, comburentes e inertes.

Los combustibles están compuestos de carbono y de hidrógeno y cuando arden producen luz y calor.

Comburentes (oxigeno); producen y mantienen la combustión. Inertes: son incapaces de arder y tienden a perjudicar la combustión y son

“el nitrógeno”. Sustancias terreas: constituyen las cenizas y las escorias El carbono: al combinarse con pequeñas cantidades de oxigeno forman

oxido de carbono, la combustión no es perfecta y parte del carbono sale a la atmósfera sin quemarse

El carbono combinado con grandes cantidades de oxigeno tiene una combustión perfecta y se aprovechan al máximo las calorías y sale a la atmósfera como anhídrido carbónico

El hidrógeno: contenido en el carbón, al combinarse con el oxigeno del aire o con el que existe en el mismo carbón se transforma en vapor de agua a una temperatura elevada sin importancia alguna.

Anhídrido carbónico: esta formado por la formula CO2, es decir que necesitan combinarse dos átomos de oxigeno con uno de carbono para su obtención.

El peso atómico del oxigeno, tomando el del hidrógeno por unidad es 16 y el del carbono 12; luego, el primero es 16/12=1.33 mas pesado que el segundo, de donde se deduce que para quemar por completo un kilogramo de carbono son necesarios 2X 1.33= 2.66 kilogramos de oxigeno. El Kg. de hulla contiene un 84% de carbono, para quemar un kilogramo de carbón serán necesarios .84x2.66=2.23 Kg. De oxigeno.

Escuela Nautica Mercante de Veracruz Página 30FuelHeat

Air

ChainReaction


Fig. Reacción en cadena (Triangulo de fuego).

Un metro cúbico de aire, tomando al nivel del mar y a 0ºC pesa 1.293 Kg. Y como el 23.16% de este peso corresponde al oxigeno, resulta que el metro cúbico de aire contiene 0.2994 Kg. de este gas; luego para obtener los 2.2344 Kg. necesarios para quemar el Kg. De hulla, serán necesarios 2.2344/0.2994=7.46m3 de aire, y si se tiene en cuenta el oxigeno que se combina con el hidrógeno que contiene el carbón se deduce que para que la combustión sea perfecta serán necesarios de 9 a 10 m3 de aire; pero como esta cantidad, es puramente teórica seria en las mejores condiciones, en la practica será necesario duplicarla es decir, de 18 a 20 m3 de aire cuyo peso es, aproximadamente de 24 Kg.

CLASES DE COMBUSTIBLES Y COMBUSTIÓN:

Los combustibles comerciales, ya sea en su estado natural o en formas preparadas, pueden ser sólidos, líquidos y gaseosos.

los combustibles sólidos comprenden los carbones, lignitos, coques, maderas y residuos combustibles.

Los combustibles líquidos comprenden el alcohol, petróleo y sus destilados.

Los gases naturales provienen de la tierra y los gases fabricados son obtenidos principalmente del carbono

Los elementos fundamentales de un combustible son:-carbono-hidrogeno

El azufre es un elemento, pero no se considera como combustibles, sino más bien como un cuerpo indeseable.El carbón es una mezcla de carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno, azufre, agua y cenizas.



Aceites combustibles se derivan del petróleo consisten en residuos, destilados y mezclas,

Aceites residuales son aquellos que no se han evaporado durante el proceso de refinado y por esta razón son los de menos precio. Pueden contener impurezas que, a altas temperaturas, atacan los metales, estos combustibles son muy viscosos o semilíquidos a temperatura normal, antes de quemarlos en la combustión requieren precalentamientos, para obtener un correcto control y mezclado con el aire.

Los combustibles fuel-oils se clasifican en cinco tipos, los cuales se designan por números 1,2, y 4 se utilizan en los quemadores de calderas de baja presión, los clasificados como 5 y 8 son fuel-Oils que emplean en los quemadores equipados con precalentamiento.

La potencia calorífica oscila entre 8976kcal. y las 10032 Kcal. Y es la energía liberada por unidad de peso o volumen del mismo.

Para los combustibles sólidos o líquidos la potencia calorífica se expresa en Kcal. Por Kg., y para los gaseosos en Kcal. Por metro cúbico de gas.

La potencia de un combustible puede determinarse por calculo o bien mediante el empleo de un calorímetro

Química de la combustión: combustión es un sinónimo de oxidación y consiste en la unión del oxigeno con una materia combustible.

De acuerdo con los fundamentos de la química la unión de carbono y oxigeno se expresa de la forma siguiente C+O2 es igual a CO2 oxidación completa del carbono.

Se dice que una combustión es completa cuando el combustible es totalmente oxidado y se libera toda la energía.

La combustión incompleta puede ser debido :

1.-insuficiencia de oxigeno2.-mezcla imperfecta entre el combustible y el oxigeno3.-temperatura demasiado baja para mantener la combustión

PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

Los gases de escape de los motores y de los hogares de las calderas se denominan productos de la combustión.

La composición de estos productos depende del tipo de combustible utilizado; de la relación aire combustible; de las condiciones en que se efectúa la combustión, generalmente, contienen, anhídridos carbónico, oxido de carbono, oxigeno, nitrógeno, carbono libre, cenizas, y vapor de agua, anhídridos sulfurosos e hidrocarburos no quemados, la mayoría de estos productos son invisibles.

El oxido de carbono presente en los gases de escape producen elevadas perdidas de energía.



La aparición de densos humos gaseosos es un indicio de que se trabaja a bajas temperaturas o con insuficiencia de oxigeno.

Análisis de los productos de escape:Mediante el aparato conocido ORSAT puede efectuarse un análisis de los productos de escape a partir del cual es posible calcular la relación aire / combustible. También puede determinarse el grado de efectividad de la combustión, y este dato es importante para el buen funcionamiento de un hogar o de un motorEn un generador de vapor se registran continuamente mediante el ORSAT, la concentración en CO2

QUEMADORES DE GAS Y QUEMADORES DE ACEITE

La función de un quemador de aceite (comb.pesado) es recibir el combustible, medirlo de acuerdo con la carga de la caldera y ponerlo en condiciones de que se mezcle completamente con el aire.

Existen diferentes tipos de quemadores de combustible, pero la principal diferencia entre los quemadores, es el método que usan para la preparación del combustible, al mezclarlo íntimamente con el aire. Esto puede hacerse por vaporización o por atomización

La atomización pude hacerse mezclando el combustible con un chorro de vapor, por alta presión forzando el combustible por un orificio de pequeño diámetro o centrifugándolo.

Atomizadores de combustibles, pueden ser: de atomizadores de vapor, atomizadores de presión y atomizador de copa giratoria

El principio de la atomización consiste en forzar el combustible a través de orificios pequeños a presiones que van de los 10.5 a 24 kg/cm2

Para evitar los efectos causados en las boquillas por la carbonilla, son recomendados los atomizadores de vapor y copa giratoria cuando se queman combustibles pesados.

En la atomización mecánica se trata de producir una niebla cónica de combustibles, que se pueda atravesar por la corriente de aire necesaria para producir la combustión.

Por esta razón, las boquillas se proyectan de manera que descarguen el combustible en forma de remolino al salir de orificio.



Fig. Quemador.

CONTROL DE LA COMBUSTIÓN

El control de la carga se puede obtener variando la presión del combustible antes de que llegue a las baquillas del atomizador.

En las instalaciones o calderas con grandes variaciones de carga, la combustión se hace con varios quemadores, algunos de los cuales se apagan en las cargas parciales o cambiando las boquillas.

En algunos sistemas de atomización, se puede variar la cantidad de combustible atomizada mediante una válvula de control en la tubería de retorno, variando así la presión en la boquilla, sin afectar el remolino que se produce.

Los atomizadores que trabajan con vapor son relativamente insensibles a la viscosidad del combustible y sirve para variaciones de carga muy grandes, por ejemplo del 6% son sencillos y fácilmente controlables.

Las desventajas de los atomizadores de vapor son: el costo del consumo de vapor utilizado que oscila entre los 100gr. A 800gr. Por Kg. De combustible. El otro inconveniente es cuando se inicia encendido de la caldera no hay vapor. (nota esto) se puede remediar con aire de control.

Fig. Sistema de Combustible



QUEMADORES DE COPA GIRATORIA

Estos quemadores son mas complicados mecánicamente que los que trabajan a presión, (1) sin embargo utilizan presiones mas bajas para combustibles (2) no tienen orificios pequeños que se tapen (3) son mas económicos en su operación que los de vapor.(4) diseñados básicamente para gran variación de descarga (10:1) y se controlan fácilmente para gran variación de carga.

El elemento principal es una copa horizontal ligeramente cónica que gira a una velocidad de 3000 a 4000 R.P.M., el combustible llega a la copa por un eje hueco escurriendo a la superficie interior de la misma y luego a los bordes de la copa, en donde la fuerza centrífuga que se le ha comunicado lo lanza a la corriente de aire en forma de niebla finamente atomizada.

Fig. Atomizador.



Fig. Atomizador rotatorio

“TIRO” NATURAL Y FORZADO

Para que la combustión sea perfecta, es indispensable combinar el combustible con una determinada cantidad de oxigeno, esto lo suministra el aire que circula por la diferencia de presiones que existe entre la presión atmosférica que actúa a la entrada del cenicero y la que existe en el espacio con quien comunica el hogar por su parte superior, esta diferencia de presión se expresa en milímetros de agua y se consigue por un aparato de tiro llamado chimenea, ayudado a veces por un chorro de vapor, aire comprimido o por la descarga de un ventilador; cuando solamente actúa la chimenea recibe el nombre de tiro natural y en los demás casos tiro forzado.

Cuando es necesario quemar mayor cantidad de combustible, para aumentar la producción de calorías en la unidad de tiempo se recurre al tiro forzado.

El tiro forzado se produce por medio de inyectores y ventiladores Los ventiladores de tiro forzado son los empleados en la actualidad en la

marina. Los ventiladores que producen el tiro más económicamente que los

inyectores, pueden aspirar los humos de la chimenea o impulsar el aire al cenicero, siendo este el procedimiento generalmente empleado. En este caso, el tiro forzado puede ser a cámara cerrada o a cámara abierta.


FURNACE

DAMPER

FAN

BURNERS


Fig. Tiro Forzado.

TIRO FORZADO A CÁMARA CERRADA

El departamento de calderas va cerrado herméticamente y el ventilador impulsa o descarga el aire al cuarto de calderas, el aire pasa o entra al cenicero cuya puerta permanece abierta, en este sistema, el personal trabaja bajo la presión de la inyección de aire y entra y sale del cuarto de calderas empleando un sistema de puertas dobles.

SISTEMA HOWDEN TIRO FORZADO CÁMARA ABIERTA

El ventilador de tiro forzado descarga el aire directamente al hogar, en el sistema howden el ventilador obliga a pasar el aire por una serie de tubos situados en la parte superior de la caja de humos, en estos tubos están rodeados por gases procedentes de la combustión, se recalienta el aire del tiro, en algunos casos hasta 95°C con lo que se facilita la combustión y mejora el rendimiento. El aire después de recalentado pasa por medios de tuberías a los flancos de los hornos que son de construcción especial que permiten distribuirlo y regularlo convenientemente al hogar y al cenicero o cerrar el tiro cuando sea necesario abrir las puertas para arreglar los fuegos.

La velocidad de combustión de una caldera se puede expresar en Kg. de combustible quemado por m2 de superficie de calefacción y por hora, o por m3 de volumen de hogar y por hora.



La capacidad de una caldera (Kg. de vapor producidos por hora) puede desarrollar depende de la velocidad de combustión, es decir de la clase de combustible, superficie de calefacción y cantidad de aire suministrada.

Cuanto más rápida es la combustión tanto mayor es la cantidad de calor desarrollada en la unidad de tiempo y por consiguiente la temperatura.

La cantidad de calor producida por un combustible al quemarse se mide por la elevación de temperatura que causa en cierto peso de agua.

La unidad de calor se llama caloría y es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado centígrado la temperatura de 1 Kg. de agua, o sea 1 litro.

La caloría no debe confundirse con el calor de vaporización el cual es la cantidad de calor necesaria para convertir 1 kg de agua a la temperatura de 100° o de ebullición en vapor a la misma temperatura, y es igual a 536.7 calorías

CALORÍAS DESARROLLADAS EN LA COMBUSTIÓN DE UN KILOGRAMO DE VARIAS SUSTANCIAS.

Combustible calorías por kgs.de combustible

Hidrógeno....................................................................................34670Carbón, al formar oxido de carbono.............................................2440Carbono, al formar anhídrido carbónico.......................................8060Carbón ordinario...........................................................................7830Petróleo.......................................................................................11670

TEMPERATURAS TEÓRICAS PRODUCIDA EN LA COMBUSTIÓN DE VARIAS SUSTANCIASCombustible temperaturas producidas por la Combustión, grados.

Hidrógeno.....................................................................................3177Carbono, al formar oxido de carbono............................................1464Carbono, al formar anhídrido carbónico........................................2689Carbón ordinario.............................................................................2249



Potencia calorífica de los “combustibles “

La potencia calorífica de un combustible es la energía liberada por unidad de peso o volumen

Para los combustibles sólidos o líquidos la potencia calorífica se expresa en Kcal. por Kg. y para los gaseosos en Kcal., por metro cúbico de gas medido a una temperatura de 15.6°c.

La potencia de un combustible puede determinarse por cálculo o bien mediante el empleo de un calorímetro.

Poder calorífico de un combustible: es el número total de calorías que desprende un Kg. De combustible al quemarse por completo.

El poder calorífico también se puede conocer por el numero de litros de agua que evapora, por ejemplo el carbón evapora por termino medio 8 litros de agua por Kg.

Formula de Regnault C = 606.5 + 0.305t-t; esta formula sirve para conocer el numero de calorías necesarias para evaporizar un Kg. de agua a la temperatura t y vaporizada a t´ que multiplicada por N Kg. nos dará el

numero total de calorías.

VÁLVULAS DE SEGURIDAD

Número y tamaño

Cada caldera estará dotada de una válvula de seguridad y cuando la superficie de calefacción del agua sea mayor de 46.5 metros cuadrados de superficie, se dispondrán de dos o mas válvulas de seguridad. En la medida de lo posible, las válvulas de seguridad de igual tamaño, y su capacidad de descarga combinada de descarga no será menor que la capacidad de evaporación de la caldera bajo condiciones máximas de funcionamiento. Sin embargo, en ningún caso será el diámetro de entrada de cualquier válvula de seguridad menor de 38 mm ni mayor de 102 mm.



Fig. Safety Valves

Regulación de la presión:

A) Generalidades: las válvulas de seguridad se calibraran con vapor, en presencia del inspector, y en calderas no dotadas de sobrecalentador, se regularan para descargar a una presión no mayor del 3 % por encima de la máxima presión final será mayor que aquella para la cual se han proyectado las toberas.

B) Márgenes de la presión: al menos una de las válvulas de seguridad del colector de la caldera, se calibrara a la máxima presión de trabajo admisible o por debajo de ella. cuando se dispongan otras válvulas adicionales, la presión de trabajo más alta no superara la máxima presión de trabajo permitido en más del 3 %.

C) Cambios de tarado (calibrado): cuando por cualquier razón, la máxima presión de trabajo, admisible sea inferior a aquella para la cual la caldera y las válvulas de seguridad fueron originalmente proyectadas, se comprobara la capacidad de descarga de las válvulas bajo esa presión inferior, con relación a la capacidad de evaporación de la caldera. para este objeto será



aceptable una garantía del fabricante de que la capacidad de la válvula es suficiente para las nuevas condiciones.

Las válvulas de seguridad de las calderas deba ser de resorte, para que la compresión ejercida por el resorte mantenga a la válvula comprimida contra su asiento. el ajuste de la compresión en el resorte determina la presión a la que la válvula se abre y elimina la presión excesiva. el proyecto de una cámara especial en el asiento hace que salga suficiente vapor para producir una caída de presión suficiente antes que la válvula vuelva a cerrar. el proyecto es tal que la válvula se abre rápidamente, y permanece completamente abierta, hasta que la presión haya bajado a la presión de régimen.

No se producirán oscilaciones y estrangulamientos que puedan cortar la válvula o su asiento.

DESHOLLINADORES

La superficie de calefacción de las calderas de tubo de agua, tienen la tendencia a cubrirse con residuos de la combustión, es decir de hollín, cenizas, esta capa suelta es un impedimento indudable a la transmisión de calor. Existen dos formas de deshollinar, soplando los depósitos de hollín formados sobre la superficie de calefacción con chorros de vapor, por medio de un tubo de mano que se inserta por las bocas de los tubos esto cuando la caldera esta fuera de servicio.

La forma usual que tienen las calderas es la de un tubo tapado que sale de montura de la caldera y que se prolonga hasta adentro del haz de tubos, se le ponen varias boquillas laterales y se conecta, de manera que le entre vapor a una presión elevada, al mismo tiempo que el tubo se hace girar alrededor de su eje. por el exterior, el aparato lleva un mecanismo que lo hace girar, de mano o de motor. Los chorros de vapor limpian el hollín de las superficies de calefacción que se encuentran cerca, pero su acción es de extensión limitada.

Los cabezales de sopladores se mueven mediante un motor eléctrico, y se operan a control remoto y automáticamente. Los deshollinadores deberán operarse con frecuencia suficiente para mantener limpios los tubos.

El hollín se acumula sobre la cara expuesta a los gases que van a la chimenea. el hollín esta formado por toda la materia sólida de los productos gaseosos de la combustión. Se ha demostrado experimentalmente que el hollín es un aislante de calor, el cual produce una disminución de una conductividad calorífica del 25 % para espesores de 1.5 mm. Las superficies de las calderas en contacto con los gases de la combustión se limpian normalmente por medio de lanzas movidas a mano, con sopladores de hollín. Los sopladores mecánicos de hollín están en las calderas instalados permanentemente y situados de manera que todas las superficies de caldeo sometidas a la acumulación de hollín pueden limpiarse con



chorros de vapor, aire o una mezcla de aire y vapor. los sopladores de hollín están construidos para girar en un sentido estirando una cadena; los chorros hacen un arco de soplado una vez cada revolución.

Fig. Deshollinador

INSTRUMENTACIÓN

MEDIDAS DE PRESIONES Y TEMPERATURAS

Ninguna clase de instrumentos se consulta más que los que registran las presiones o la temperatura de algún fluido.Se considera indispensable el conocimiento de estas dos características físicas del flujo de los fluidos para operar con inteligencia.Debido a la gran variación de las presiones de los fluidos y de sus temperaturas en los ciclos de vapor, se necesitan una gran variedad de instrumentos para medirlas.

MEDIDA DE TEMPERATURAS



Los principios en los que se basa su funcionamiento son la expansión térmica, la resistencia eléctrica, el calor de la incandescencia, la fusión de sólidos, y el efecto SEEBECK.Para medir temperaturas, media y bajas se hace por aparatos que operan por la expansión térmica de sólidos, líquidos o gases.Para lecturas de temperaturas a distancia, se emplean la resistencia eléctrica.Para la medida de altas temperaturas, se emplea la pirometria (pirómetros); el par termoeléctrico consiste en los extremos unidos de dos metales diferentes.

MEDIDAS DE LA PRESIÓN

La presión puede medirse en valores absolutos o diferenciales.La presión absoluta, se mide con relación al cero absoluto de presión.La presión atmosférica, es la presión ejercida por la atmósfera terrestre y se mide mediante un barómetro.La presión relativa, es la determinada por un elemento que mida la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica del lugar donde se efectúa la medición.La presión diferencial, es la diferencia entre dos presiones.El vacío, es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, la presión medida por debajo de la atmosférica, el vacío se mide, mm columnas de mercurio, en mm columna de agua o pulgadas de columna de agua.

El campo de aplicación de los medidores de presión es amplio y abarca desde valores muy bajos (vacío) hasta presiones de miles de kg/cm2.Los instrumentos para medir la presión se clasifican en tres grupos: mecánicos, neumáticos, electromecánicos y electrónicos.

ELEMENTOS MECÁNICOS: Se dividen en 1.- elementos primarios de medida directa, como el barómetro, manómetro de tubo en U, manómetro de tubo inclinado, manómetro de campana, etc.2.- Elementos primarios elásticos que se deforman por la presión interna del fluido que contienen. Los elementos elásticos más empleados son: el tubo de bordón, el elemento en espiral, el helicoidal, el diafragma y el fuelle.

ELEMENTOS NEUMÁTICOS: Como elementos neumáticos se consideran los instrumentos transmisores neumáticos, cuyo elemento de medida es de presión adecuado al campo de medida correspondiente.Por ejemplo; un transmisor de 0-20 kg/cm2 utilizara un transmisor de equilibrio de fuerzas de un tubo de bordón.

ELEMENTOS ELECTROMECÁNICOS: Los elementos electromecánicos de presión se clasifican según el principio de funcionamiento.



a) Transmisores electrónicos de equilibrio de fuerzas.b) Resistivos.c) Magnéticos.d) Capacitivose) Extensiométricos.f) Piezoeléctricos

TRANSMISORES ELECTRÓNICOS.Los transmisores electrónicos son generalmente de equilibrio de fuerzas, consisten en una barra rígida apoyada en un punto sobre la que actúan dos fuerzas de equilibrio.

REGISTROS O COMPUERTAS DE AIRE

El aire de tiro forzado, después de recalentarlo, pasa por medio de tuberías a los flancos de los hornos, para distribuirlo y regularlo convenientemente por las compuertas de aire para pasar al hogar y cerrar el tiro cuando sea necesario.

VÁLVULAS DE EXTRACCIÓN DE FONDO Y DE SUPERFICIE

Estas válvulas se encuentran ubicadas en los domos y los colectores inferiores, su función es la de dar salida a las espumas y lodos cuando por necesidades de operación es necesario realizar extracciones tanto de superficie como de fondo, debido a altas concentraciones, por ejemplo; de cloruros y lodos.

AISLAMIENTOS TÉRMICOS

Los tubos desnudos que conducen vapor o agua a temperaturas my elevadas con respecto a la atmosférica pierden mucho calor.Los buenos recubrimientos deberán ser capaces de soportar las temperaturas de los fluidos de acuerdo a su trabajo, los aislamientos más comunes son:

Asbesto Magnesias Carbonato Fibras de vidrio Lana de roca mineral, etc.



Fig. Aislamiento de Tubos.

Fig. Material Refractario

Un aislamiento muy común y efectivo para temperaturas hasta de 315°C es la magnesia moldeada, que contiene el 85% de carbonato de magnesia.Los aislamientos en laminas, como la lana de roca, viene en rollos, en medio de dos telas de alambre que les sirve de refuerzo para darle cuerpo, se corta para apartarla al tubo, se envuelve apretado y se fija en su lugar con alambre, después se recubre con cemento plástico.La eficiencia de un material aislador se expresa como el por ciento del calor que se ahorra usando el aislamiento, comparado con el que se hubiera perdido si el tubo se hubiera dejado desnudo.

CLASIFICACIÓN DE LOS AISLANTES



Los materiales termo aislantes se clasifican en:

Fibras minerales

Tipos géneros Fibras celulares Fibras granulares Rígidos Flexibles

Forma de presentación Colchonetas flexibles Cementos monolíticos Espumado en sitio

PRINCIPALES MATERIALES DE AISLAMIENTO

Silicato de calcio Fibra de vidrio Vidrio espumado Lana de roca Perlita expandida Elastomeritos Poli estireno Poliuretano

PAREDES DE LOS HOGARES DE LAS CALDERAS

Se usan muchos tipos de paredes en los hogares, los cuales se pueden clasificar fundamentalmente así:

Mampostería sólida Paredes de mampostería enfriadas por aire Muros parcialmente enfriados por agua Hogares con camisas de agua



Mampostería sólida: este tipo oscila desde las secciones refractarias homogéneas a las que contienen aislamientos especiales intercalados entre el refractario y la cubierta.Este es un tipo muy común en las unidades generadoras de vapor pequeñas. Como el lado del refractario que mira al interior del hogar ordinariamente esta incandescente, es importante que este material este más o menos a prueba de fugas de calor.

Paredes de mampostería enfriados por aire: una pared enfriada por aire consiste en una sección delgada de material refractario, en cuyo respaldo existe un espacio lleno de aire en donde circulan las corrientes de aire para su enfriamiento. El aire se hace circular efectivamente por el tiro del hogar y al mismo tiempo se aprovecha el aire caliente para la combustión, un detalle excelente de este tipo de construcción, es que la corriente térmica que enfría los refractarios se devuelve al hogar.

Muros de agua: la capacidad de evaporación de una caldera de tubos de agua se puede aumentar mucho, dando al mismo tiempo una protección contra las altas temperaturas en el hogar a las paredes del mismo, cubriendo parcialmente las paredes con tubos verticalmente conectados a la circulación general de la caldera.A este sistema de tubos de enfriamiento del hogar se le llama muros de agua. En la Fig. 10-11 del la Pág. 444 del libro de centrales eléctricas, se muestran las conexiones típicas con que se unen, en las que se hace notar los tubos de circulación que no son de calefacción. Como quedan fuera del hogar, se dilatan una cantidad diferente a la de los tubos de las paredes.La introducción de los hogares enfriados por agua, en lo que el espacio en donde se produce la combustión, se cubrió parcial o totalmente de tubos llenos de agua, los cuales, al absorber el calor irradiado directamente, tan pronto como se



producía por la combinación de las moléculas del combustible y el oxigeno, evito que se alcanzaran las destructivas temperaturas altas en el hogar.

Hogares con camisas de agua: la región de la combustión esta completamente rodeada por superficies que absorben calor. Por su tipo, los hogares con camisas

de agua son apropiados para quemar carbón pulverizado, empleando aire muy precalentado.

CALDERAS – AUTOMATISMO

Él propósito del control automático de una caldera es: el de controlar automáticamente los siguientes puntos.

1.- la combustión del hogar. 2.- el agua de alimentación. 3.- las operaciones de encendido.



El sistema será capaz de atender automáticamente y con seguridad la demanda de vapor en condiciones de evaporación normal entre los rangos de combustión mínimo y máximo, y deberá mantener la combustión completa y estable durante cualquier cambio repentino en la demanda de vapor.

VAPOR EXCESIVO

Para evitar una acumulación excesiva de vapor en la caldera que pudiera ocurrir cuando todos los quemadores estén en servicio al régimen de combustión mínima se adoptara una de las disposiciones siguientes:



1.- El funcionamiento secuencial de los quemadores, lo cual podrá requerir el control automático de uno o mas quemadores, pero no necesario de todos.

2.- Un sistema de descarga automático de vapor, descargando a un condensador. Para el funcionamiento prolongado en puerto, a baja carga, la capacidad en exceso de quemadores puede ser bloqueada.

SISTEMA DE COMBUSTIBLE

Sé dispondrá una válvula principal de corte de combustible en el sistema de alimentación del mismo en cada caldera.

1.- la válvula cerrara automáticamente en caso de fallo de llama en todos los quemadores de la caldera.

2.- en caso de activación de la alarma de muy bajo nivel de agua de alimentación.

3.- a causa de fallo del tiro forzado. El cierre de la válvula principal de combustible activará una alarma en la estación principal de control.

Antes de cualquier intento de reencendido tras una perdida completa de llamas, será necesaria una intervención manual para determinar la causa de fallo de llama.

CONTROL DE COMBUSTIÓN.

FALLO DE LLAMA DEL QUEMADOR



1.- cada quemador estará provisto de un detector de llamas, proyectado para cerrar automáticamente la alimentación de combustible al quemador en caso de fallo de llama.

2.- el dispositivo de cierre por fallo de llama será capaz de cerrar el suministro de combustible al quemador en no más de 6 segundos después de la extinción de la llama.

3.- en caso de fallo del detector de llama, la alimentación de combustible al quemador se cerrara automáticamente.

4.- en caso de fallo de llama en todos los quemadores de una caldera equipada con un sistema automático de ignición, el sistema de control pasara a la condición de purgado automático de los hornos.

PURGADO AUTOMÁTICO DE LA CALDERA

Cuando se instale un sistema automático de ignición en la cámara de combustión, se requerirá el purgado temporizado de la cámara, con los registros de aire abiertos, antes de la ignición del quemador inicial.

El purgado de la caldera podrá ser iniciado manual o automáticamente, el tiempo de purgado estará basado en un mínimo de cuatro renovaciones de aire de la cámara de combustión y los conductos del horno. se comprobará que el ventilador de tiro forzado esté funcionando y que los registros de aire y pantallas estén abiertas.

PERIODO DE PRUEBA DE IGNICIÓN

La forma prevista para desactivar el sistema de control del detector de llamas durante el periodo de prueba de ignición estará limitada en su actuación a 15 segundos desde el momento en que el combustible llegue a los quemadores.No-se dispondrá de ningún medio para desactivar los sistemas de detección de llama en el quemador a menos que la caldera este siendo encendida manualmente.

ENCENDIDO AUTOMÁTICO DEL QUEMADOR

Cuando se instale un sistema automático de ignición en las calderas y se use combustible residual, sé dispondrá medios para encender los quemadores



mediante encendedores capaces de producir la ignición del combustible residual, calentado adecuadamente.

Alternativamente los quemadores sé podrán encender con un combustible ligero usado como piloto para producir la ignición del combustible residual. si todos los quemadores sufren un fallo de llama, el quemador inicial volverá nuevamente al servicio automático solamente a la posición de baja combustión. Para evitar la posibilidad de una indicación falsa debido al fallo del detector de llama en la posición encendido, el mechero de encendido inicial se dotará con detectores de llama por duplicado o con un detector de tipo autovigilable.

ALARMA DE AIRE PRIMARIO O DE VAPOR DE ATOMIZACIÓN DEL QUEMADOR.

Cuando la presión del aire primario o la presión del vapor de atomización del quemador este fuera de los límites de funcionamiento se activaran alarmas en la estación principal de control.

ALARMAS DE SEGURIDAD DE LA COMBUSTIÓN

La acción de los dispositivos automáticos de cierre del combustible de los quemadores será indicada por alarmas visuales y acústicas.Sé dispondrán medios para silenciar la alarma acústicas sin cancelar el indicador visual. Los sistemas de alarma estarán proyectados para que la alarma no pueda permanecer muda cuando el sistema vigilado haya regresado a su condición normal de funcionamiento.

ALARMAS DE NIVEL DE AGUA Y CORTES.

Cada caldera estará dotada de una alarma por alto nivel de agua y de dos sensores y alarmas independientes por bajo nivel de agua.La alarma de muy bajo nivel de agua cerrara la válvula principal de corte de combustible a la caldera, y estará ajustada para funcionar cuando el nivel de agua baje a un mínimo nivel de seguridad, pero no a un nivel menor del que sea visible en el nivel de cristal. los sensores del nivel del agua estarán colocados de forma que disminuya al máximo el efecto de balances y cabezadas (aproximadamente 5 segundos) para impedir los disparos transitorios debidos al movimiento del buque.

SISTEMAS LIMITATIVOS DE LA CALDERA



Las alarmas por fallo del tiro forzado y por muy bajo nivel de agua serán instaladas en asociación con controles limitadores que impidan el arranque y causen la parada cuando existan condiciones peligrosas de combustión.Sé requerirá la reposición manual del sistema de control antes de que la caldera pueda ser arrancada de nuevo

INDICADORES DEL FUNCIONAMIENTO DE LA CALDERA

Cuando se instalen calderas con encendido automático, las calderas estarán provistas con un control programado que asegure un ciclo seguro de funcionamiento desde el arranque inicial y una fluctuación dentro de los límites de presión y temperatura

CICLO SECUENCIAL

El control programado estará proyectado para utilizar la caldera de acuerdo con una secuencia predeterminada y con un purgado automático

TEMPORIZACION DE LA IGNICIÓN

La ignición (producción de chispa) precederá a la apertura de la válvula de combustible.

RELACIÓN MODULADA DE AIRE COMBUSTIBLE

Cuando sea necesario encender y apagar los quemadores para adecuarse a la carga de la caldera y se hayan dispuesto los controles necesarios para modular la relación de aire-combustible, el periodo de purgado automático de la caldera comenzara con el control de modulación en la posición de máxima combustión y la ignición no-sé producirá hasta que el control de modulación haya retornado a la posición de baja combustión.

CONTROL MANUAL INDEPENDIENTE

Sé dispondrán medios en la caldera para su control manual independiente en caso de fallo del control automático así como instrumentación convencional suficiente para permitir el funcionamiento satisfactorio de las calderas bajo control manual independiente durante periodos largos de tiempo.



El control manual independiente de las calderas deberá verificarse durante la recepción o las pruebas, las pruebas incluirán la demostración del control manual independiente a través de toda la gama de maniobras y la transferencia de control automático a manual.

PRUEBA HIDROSTÁTICA DE UNA CALDERA.

Cuando a una caldera se le halla efectuado alguna reparación mayor ejemplo cambio de algún horno, cambio de tuberías y de algunas válvulas asociados a la misma, será necesario efectuar una prueba hidrostática la cual debe ser realizada 1. 5 veces la presión de régimen. se llenara con agua la caldera y por medio de una bomba se levantara presión hasta lograr la presión que se indica, se efectuara una inspección visual por el interior, revisando tubos de agua, estay, placas y hornos, así como accesorios, esta presión se mantendrá durante 60 minutos. Durante esta hora el manómetro deberá permanecer sin alteración.Todos los accesorios pegados a la caldera deberán soportar la misma presión.

PROCEDIMIENTO PARA PONER EN SERVICIO LA CALDERA

1. Antes de encender el ventilador deberá estar en posición “cero”.2. Encender ventilador de Tiro Forzado3. Verificar que las válvulas de paso de combustible y válvulas de by-pass y

reguladoras de combustible estén abiertas.4. Poner en servicio la bomba de combustible ajustando la presión a 20 bars.5. Poner el selector press-combustible a posición “remote” y el porcentaje en

“cero”.6. Abrir Charnelas (aire-combustible) 90/95 %.7. Posicionar Charnelas de aire, revisando que se accionen los micros

superior e inferior.8. Presionar botón de “pre-purga” y esperar a que finalice el programa de

“purge finish”.9. Con el selector “remote” regular combustible (15%) y aire (35%)

respectivamente.10.Retirar Charnelas Superior e Inferior.11.Posicionar Válvula de corte automático de combustible por bajo nivel. 12.Abrir Válvulas de paso de combustible hasta el quemador superior e inferior

y cerrar by-pass.13.Abrir Válvulas de vapor de atomización y purgar líneas.14.Energizar el electrodo del quemador piloto



15.Poner en servicio bomba de combustible para el quemador piloto.16.Verificar ignición por la mirilla.17.Abrir paso de combustible accionando los machos del quemador principal.18.Apagar electrodo y bomba de combustible del quemador piloto.19.Abrir válvula de alimentación y poner en servicio la bomba auxiliar de

control nivel de agua.20.Cambiar a Fuel Oil.

PUESTA FUERA DE SERVICIO DE LA CALDERA AUXILIAR DE MODO MANUAL

1. Si esta con IFO cerrar vapor al calentador de combustible.2. Cambiar la posición de las válvulas de 3 vías a diesel cuando la

temperatura del combustible este en 70°C-80°C.3. En el panel de control cambiar el selector de combustible a diesel.4. Verificar que se efectúe el cambio completo de combustibles diesel y

mantener en operación la caldera por 30 min. Aproximadamente.5. En el panel de control cerrar la válvula de combustible (Botón Rojo).6. Verificar que se apague el quemador7. En el panel de control ajustar el potenciómetro de la válvula moduladora al

máximo.8. Esperar que se efectúe el barrido de gases de la combustión por 5 min.9. En el panel de control poner en posición OFF la bomba de combustible.10. Cerrar la válvula principal de vapor11. En el panel de control ajustar el potenciómetro al mínimo.12. Poner F/S ventilador de tiro forzado y el motor de quemador13. Poner el selector de operación en posición OFF.14. Poner F/S la bomba de alimentación de agua.15. Abrir Grifo atmosférico cuando la presión sea menor que 1 bar.16. En el panel de control apagar el quemador piloto presionando el Botón

Rojo.17. En el panel de control regular la flama con el potenciómetro de control.18. Cerrar el grifo atmosférico cuando la presión se a aproximadamente de 1

Bar.19. Abrir Válvula principal de vapor cuando se alcance la presión de 3 bars.20. Poner en servicio automático la bomba de alimentación de agua.21. Efectuar el cambio de combustible IFO como sigue:

Cambiar manualmente la válvula de 3 vías a posición IFO. Abrir vapor manualmente al calentador de combustible hasta alcanzar los 80 °C.



Cambiar en el panel de control el selector de combustible IFO. Ajustar la presión de entrada de combustible al quemador a 3 bars.

MANTENIMIENTO A LA CALDERA SEGÚN EL CÓDIGO ISM.

De acuerdo al Código ISM. (Código Internacional de Gestión de la Seguridad operativa de los buques y prevención de la contaminación), establece entre otros requerimientos se debe llevar un mantenimiento adecuado de los sistemas o equipos del buque para evitar cualquier falla.

Sistema: Generador de Vapor

Diario:

1. Analizar Agua, Dosificar Químicamente según resultados.2. Deshollinar la cámara de combustión.3. Comprobar funcionamiento de indicadores de nivel en el tablero,

purgar niveles magnéticos y visuales.

Mensual:1. Revisión y ajuste de la relación de aire/combustible y el encendido

de los quemadores.

1000 Horas:1. Comprobar funcionamiento de las válvulas de seguridad.2. Limpiar filtros de combustible.3. Limpiar quemador primario y secundario.4. Probar funcionamiento de alarmas y protecciones de seguridad.5. Verificar funcionamiento de termómetros y manómetros.6. Inspeccionar niveles, cambiar juntas de ser necesario.

4000 Horas:1. Efectuar limpieza de la cámara de combustión, pantalla de

quemador, cámara de humo y cambiar las juntas de registros.2. Lavar Domos Primario y Secundario.3. Inspeccionar estado de Refractario y reparar partes dañadas. 4. Efectuar Prueba Hidrostática, verificar estanqueidad.

8000 Horas:1. Asentar válvulas de seguridad de Alta y de Baj presión

calibrándolas.



2. Revisión y cambio de aceite del controlador del agua de alimentación a la caldera y el ajuste del cable.

3. Revisión y Ajuste de la válvula Reductora de Presión.4. Limpieza de la Cisterna.5. Lavado químico del sistema Primario y Secundario.

Procedimiento de puesta en Servicio de una Caldera de Doble Evaporación. Link.

REGULACION DEL AGUA DE ALIMENTACION

El regulador es el que gobierna la cantidad de agua que entra a la caldera.Cuando se empezaron a usar las calderas de presión no se dio la importancia al nivel exacto del agua, y de lo único que se cuidó es de que hubiera agua en la caldera.

En las condiciones actuales es necesario que el agua de alimentación entre en la caldera casi tan rápido como sale el vapor; y como las calderas se están aproximando al tipo de evaporación instantánea, es claro que el agua de alimentación debe regularse automáticamente.

En la actualidad, las grandes capacidades de las calderas las altas temperaturas de los hogares, y el pequeño espacio para el almacenamiento del agua exigen un ajuste sensible del nivel del agua; cualquier cambio en la carga deberá traducirse en un cambio en la cantidad de agua de alimentación.

En el mercado existen varias marcas de reguladores del agua de alimentación, la mayor parte de ellos operados por flotadores y termostatos.

El tipo normal ahora para las calderas es el operador continuo. Las calderas pequeñas se alimentan a menudo con un sistema intermitente que para y arranca una bomba de alimentación movida por un motor. Los principios en que se basa los funcionamientos de los reguladores del tipo continuo son:

Regulador de flotador, que tiene una cámara con flotador conectada al domo de la caldera. Se instala a la altura del nivel normal de la caldera de manera que se duplican las variaciones del nivel en la cámara del flotador. al cambiar el nivel, el movimiento del flotador abre mecánicamente o cierra una válvula reguladora y equilibrada conectada en la tubería de alimentación , gobernando así la cantidad de agua de alimentación. En algunos reguladores de flotador intermitente el movimiento del flotador obra en un interruptor eléctrico que controla el motor de la bomba



El tipo de generador tiene: un generador de vapor cuyo tubo central esta conectado a la caldera, arriba y abajo del nivel de agua moviendo a este se encuentra una cámara con aletas del generador , que se comunica por medio de tubos con la cámara del diafragma que tiene la válvula reguladora serrada por un resorte. Esta región esta llena de agua a un nivel en la cámara del generador determinado por el fabricante. Es una región hermética con todas las juntas a prueba de presión.

El vapor arriba del nivel de agua en el tubo central se condensa por la trasmisión de calor a la cámara generadora donde algo del agua se evaporiza a una presión que esta determinada por la velocidad con la que se desprende el calor de las aletas y la altura del nivel de agua en el tubo central.

Esta presión transmitida al diafragma produce un movimiento en el vástago suficiente para gobernar la entrada de agua a la caldera el regulador de tubo termostatico opera por medio de los pequeños cambios de longitud que experimenta un tubo largo inclinado en el que se duplican los niveles del agua de la caldera, por medio de las tuberías adecuadas de conexión a la caldera debido al pequeño ángulo que tiene su instalación, un pequeño cambio de nivel de la caldera produce en proporción cambios mayores en este tubo que esta expuesto al vapor. Por lo tanto, su temperatura media varia con el nivel de agua. La pequeña dilatación térmica que en el se produce se multiplica mecánicamente cuyo extremo se utiliza para operar una válvula reguladora equilibrada normalmente estos reguladores mueven directa mente la válvula operadora pero hay casos en los que es conveniente operar la válvula mediante un relevador, bajo el control de un elemento primario como el tubo termostatico.

Image. (Regulador de Agua de Alimentación)

Cuestionario de Aprendizaje. Link



BIBLIOGRAFÍA

BASADO EN EL PROGRAMA DE ESTUDIOS DEL SÉPTIMO SEMESTRE MAQUINISTA NAVAL, CON INFORMACIÓN DE TEXTOS DE ACUERDO AL PROGRAMA, MANUALES, DOCUMENTOS, Y APUNTES RECOPILADOS POR EL TITULAR DE LA MATERIA.

ASIMISMO PUEDEN CONSULTARSE LOS LIBROS DE LOS AUTORES NOGUÉZ Y GUERRERO, CENTRALES ELÉCTRICAS DEL AUTOR P.T. MORSE, ENERGÍA MEDIANTE VAPOR, AIRE O GAS DEL AUTOR W. H. SEVERNS, H. E. DEGLER Y J. C. MILES.

ESTE TRABAJO ESTA SUJETO A REVISION CONTINUA POR EL/LOS CATEDRÁTICOS DE LA MATERIA

FINALIZADO EN SU FASE PRELIMINAR12/06/09


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