GUÍA TÉCNICA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE GENERADORES DE...

GUÍA TÉCNICA DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE GENERADORES DE VAPOR

FICHA TÉCNICA JURISSSTE

Denominación: Guía Técnica de Operación y Mantenimiento de Generadores de Vapor Fuente: Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado Elaboró: Subdirección de Conservación y Mantenimiento de la Subdirección General Médica Fecha de expedición: 1° de agosto de 2002 Fecha de entrada en vigor: 1° de agosto de 2002

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE GENERADORES DE VAPOR

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SUBDIRECCIÓN GENERAL MÉDICA SUBDIRECCIÓN DE CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO

ÍNDICE

Descripción........................................................................................................... 4 Componentes Principales .................................................................................... 5 Equipos Auxiliares para el Sistema de Generación de Vapor .............................. 6 Mantenimiento Preventivo Tubos de Agua........................................................... 8

1. Servicio Diario ........................................................................................... 8

2. Servicio Semanal....................................................................................... 10

3. Servicio Quincenal..................................................................................... 15

4. Servicio Mensual ....................................................................................... 17

5. Servicio Semestral o Anual........................................................................ 18 Tipo Tubos de Humo ........................................................................................... 19

1. Servicio Quincenal..................................................................................... 19

2. Servicio Mensual ....................................................................................... 19

3. Servicio Semestral o Anual........................................................................ 22 Control de Mantenimiento para el Equipo Completo ............................................ 25 Principales Medidas de Seguridad en los Generadores de Vapor (o Calderas)... 27 Recomendaciones para el buen Funcionamiento ................................................ 28 Fallas Más Comunes............................................................................................ 30


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DESCRIPCIÓN

Generador de Vapor o Caldera Es un recipiente cerrado el cual, por medio de calor producido por un combustible al quemarse, transforma el agua que contiene en vapor a una presión mayor que la atmosférica.

Los generadores de vapor se pueden clasificar en dos tipos, de acuerdo a la forma en que transmiten el calor:

A. Pirotubulares o tubos de humo:

Son aquellos generadores en que el fuego (los gases calientes de la combustión) es conducido a través de unos tubos metálicos llamados fluxes. Por su parte exterior, los fluxes están en contacto con el agua, de tal manera que permiten el calentamiento de ésta hasta producir el vapor que cumpla con las características deseadas. Estas calderas se encuentran comúnmente en las unidades hospitalarias.


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B. Acuotubulares o tubos de agua:

En este tipo de caldera, la flama está en el espacio interno del equipo (llamado hogar) y el agua circula por el interior de los fluxes, el fuego calienta los tubos y, por contacto, el agua que está pasando por ellos.

COMPONENTES PRINCIPALES

A. Conjunto del Quemador: Al accionar un interruptor eléctrico (prender el

equipo), este dispositivo hace que se produzca una chispa entre los electrodos originada por el alto voltaje que produce un transformador (mismo fenómeno que produce el rayo atmosférico). Así, se enciende el piloto, se abre el paso de combustible y de aire para que encienda la flama, y una vez que la fotocelda verifica lo anterior, se mantiene en funcionamiento. El conjunto del quemador comprende las boquillas, los electrodos, la fotocelda y el cañón quemador.

B. Control de nivel del agua: Verifica que el nivel del agua dentro de la caldera

sea un nivel seguro para que ésta encienda. Durante la operación, vigila y corrige errores; si baja el nivel, envía una señal a la bomba de alimentación para que arranque e inyecte más agua, si continúa bajando, por seguridad envía otra señal al quemador para que se apague y no permite que se encienda hasta tener un nivel seguro; y en caso de que suba el nivel del agua, envía una señal para que se pare la bomba. El sistema de control de nivel del agua comprende del cristal de nivel visual, grifos de prueba del cristal de nivel, columna de nivel y control de nivel de agua.

C. Bomba de inyección de agua: Al bajar el agua del nivel mínimo de operación,

recibe la señal del control de agua y arranca, tomando agua del tanque de condensado e introduciéndola a la caldera; en cambio, cuando sobrepasa un nivel de seguridad prefijado, también se apaga para no exceder el nivel de operación y ahogar la caldera.

D. Cuerpo de la caldera: En el interior de la caldera se encuentra el hogar

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


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E. Sistema de combustible: Este sistema mantiene la alimentación de combustible adecuada para la combustión que se realiza en el hogar de la caldera. Comprende tuberías, filtros, bomba de combustible y válvula solenoide.

F. Sistema de aire: Este sistema es el elemento primordial para mantener una

combustión. Debe ser regulado de acuerdo al consumo de vapor y en proporción adecuada al combustible, para mantener la flama con una combustión no contaminante y económica. Comprende la malla del ventilador, el ventilador y las varillas de ajuste para el modutrol (modulador de entrada el aire).

G. Controles eléctricos: El programador es el cerebro de la caldera, ya que se

encarga de efectuar la secuencia adecuada del encendido y apagado del equipo. En este sistema existen auxiliares de arranque y paro por presión (presostato), a partir de una presión establecida (presuretrol). Envía una señal para modular la flama, variando la entrada de aire a través del modutrol. Comprende del control programador, presostato, presuretrol, control de nivel de agua, modutrol y alarma.

EQUIPOS AUXILIARES PARA EL SISTEMA DE GENERACIÓN DE VAPOR A. Equipo de suavización de agua: Convierte el agua común en agua “blanda”,

la cual puede ser utilizada para alimentar la caldera. Por su importancia, este equipo se tratará por separado en otra guía de operación.

B. Tanque de retorno de condensados: Es un recipiente que contiene el agua

de alimentación a la caldera y debe de cumplir con tres funciones primordiales:

• Mantener una reserva mínima de agua, suficiente para alimentar a la caldera durante 20 minutos; esto determina las dimensiones que debe tener.

• Recuperar el agua suave de los retornos de los condensados. Para mantener económica la producción de vapor, debe recolectarse el condensado, ya que es agua suavizada y calentada, que tiene un costo extra en su producción y por lo tanto no debe desperdiciarse.

• Precalentar el agua de alimentación a la caldera. El agua de alimentación a las calderas debe estar a la mayor temperatura posible para evitar daños internos a la caldera al introducirle agua “fría”, y además por economía, para gastar menos combustible al elevar la temperatura del agua para


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convertirla en vapor. Cuanto más caliente se le introduzca el agua, más aumenta la capacidad de la caldera.

C. Tanque deareador o desaereador

Cuando las calderas instaladas sobrepasan de 200 caballos caldera, para producción de vapor, se justifica la utilización de este tipo de tanque, que cumple con las mismas funciones del tanque de condensados, además de que remueve el excedente de aire y los gases corrosivos (oxígeno, bióxido de carbono) a través de un deareador que se instala en su interior para crear corriente de vapor que obligue a salir por el venteo (puede ser automático o manual).


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MANTENIMIENTO PREVENTIVO

TUBOS DE AGUA

1. SERVICIO DIARIO

a) Girar la manija del filtro de combustible (generadores que usan combustible diesel) (Figura #1).

b) Durante la operación normal y siempre a una misma presión de vapor,

anote en la bitácora las lecturas de los manómetros de presión de vapor, de alimentación al generador, trampa de vapor y de combustible.

c) Compruebe que el agua de alimentación al generador reúna las siguientes

características:

• Dureza: 0 G.P.G. menos de 0 p.p.m • Alcalinidad: 10.5 pH mínimo y 11.5 pH máximo • Desgasificación: O2 y CO2 • Exceso de Sulfitos: 50 - 100 p.p.m. • Límite de sólidos disueltos: 3000 - 8000 p.p.m. • Sólidos en suspensión: 0

d) Tome una muestra del agua abriendo la válvula de muestreo de la bomba

de agua de alimentación al generador. Mida la dureza del agua, el valor de P.H., la cantidad de sólidos disueltos totales y la cantidad de sulfitos residuales. Anote los valores obtenidos en la bitácora de operación.

e) Agregue al tanque de reactivos la cantidad de compuesto recomendado por

el fabricante. Anote la cantidad y hora de ajuste de la bomba dosificadora en la bitácora.

f) Anote la hora en que se realiza la purga y deshollinando (sólo en

generadores a diesel). g) Si la unidad opera continuamente, purgue el sistema cada 8 horas de

operación. Es necesario enfatizar que la purga es una obligación en la rutina del mantenimiento diario.

h) Al finalizar la jornada de cada trabajo o cada 8 horas de operación se debe

drenar una cuarta parte del volumen de agua contenida en el tanque de condensados.


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Figura 2- Calentamiento, desgasificación y tratamiento

de agua de alimentación


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2.- SERVICIO SEMANAL: A. Limpieza del quemador:

a) Desconecte la tubería del combustible. Quite los cables y mariposas que sujetan al quemador.

b) Desármelo, limpie y raspe todo el carbón depositado en el quemador y

electrodos. Saque sólo las boquillas (sólo calderas de diesel), desármelos y límpielos con gasolina o solvente.

c) Revisar que el orificio de la boquilla no tenga basura que lo obstruya; de ser

así, destaparlo con aire o lavar las boquillas con algún solvente. No use instrumentos cortantes para limpiar las boquillas, una leve ralladura puede afectar la atomización del combustible.

d) Por precaución se recomienda quitar las boquillas de una en una para que

no se pierda el orden de colocación, ya que dependiendo del modelo de caldera que se tenga, las boquillas de fuego alto son diferentes a las de fuego bajo.

e) Verifique que la mezcla de aire y combustible es la adecuada, observando

los porcentajes de bióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2) y monóxido de carbono (CO) de los gases de combustión. Utilice para el efecto un aparato Orsat o una de sus variantes. El porcentaje de oxígeno deberá variar de 1 a 4%; el monóxido de carbono no deberá existir y el porcentaje de bióxido de carbono se da en la siguiente tabla:


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Grado

Gas Natural

Aceite No. 2

Aceite No.6 Petróleo pesado

chapopote Excelente 10.0 12.8 13.8 Bueno 9.0 11.5 13.0 Regular 8.5 10.0 12.5 Pobre 8.0 o menos 9.0 o menos 2.0 o menos

f) Después de limpiar perfectamente las partes del quemador, vuelva a armarlo de acuerdo a las medidas y tolerancias correspondientes. Monte el quemador en la unidad, arranque y compruebe la respuesta de la celda fotoeléctrica o detector de flama.

B. Flujo de la purga automática:

Cierre la válvula de descarga de la purga y abra la válvula de prueba de la purga automática. Mida la descarga durante un período medido de tiempo.

Note que el flujo sólo ocurre cuando abre la válvula de la trampa de vapor. La medición debe incluir la apertura y cierre para obtener un promedio. El flujo de descarga debe estar de acuerdo a lo recomendado por el fabricante.

C. Prueba del interruptor auxiliar del termostato:

Con la unidad operando a su presión normal de trabajo, lentamente gire la perilla del ajuste de control hacia una temperatura menor hasta que se interrumpa. Anote esta lectura y reajuste la perilla a 50 ºF (28 ºC) arriba de la temperatura que anotó, arranque la unidad.

D. Prueba del interruptor del termostato:

a) Esta prueba debe realizarse invariablemente cada 100 horas de operación. El tiempo máximo es de 60 segundos para que apague el quemador.

b) Mantenga la caldera operando a su capacidad normal, durante dos horas

mínimo. c) Regule la válvula de descarga de vapor, para que el equipo se mantenga

en operación continua (sin que pare por presión).


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d) Con la unidad operando a presión normal de vapor, cierre la válvula de alimentación a la bomba de agua y abra la válvula de purga de agua.

e) Con el quemador aún encendido abra la válvula del drene separador y

empiece a contar el tiempo. f) Cierre progresivamente la válvula de descarga de vapor, de tal manera que

la presión de vapor permanezca entre 5 y 10 lbs/plg2 abajo del punto de corte, lo que permitirá que el quemador permanezca encendido.

Después que la válvula de descarga de vapor esté totalmente cerrada, no la vuelva a abrir hasta completar la prueba.

Si el termostato está en correcto ajuste, el quemador se apagará dentro de los 60 segundos posteriores a que se han abierto las válvulas de purga de la unidad y drene del separador de vapor. PRECAUCIÓN: Si el quemador no se apaga dentro de un máximo de 60 segundos, apáguelo usted abriendo la válvula de control del quemador (en el caso de calderas diesel) y cerrando el grifo principal a gas (en el caso de calderas a gas), o si el interruptor auxiliar del termostato para motor, antes de terminar la prueba, reajuste el interruptor del termostato hasta obtener el control adecuado.

Realice esta prueba nuevamente y verifique que apaga el quemador entre 45 y 60 segundos. E. Ajuste del interruptor del termostato:

a) Mantenga la caldera operando a su capacidad normal durante dos horas mínimo.

b) Abra la válvula de descarga de vapor, de manera que el equipo trabaje en forma continua sin que se corte por presión.

c) Gire la tuerca de ajuste del interruptor del termostato en sentido de las manecillas del reloj hasta que el interruptor se dispare y el quemador se apague.

d) A continuación regrese la tuerca de ajuste (apretándola) unos tres cuartos de vuelta; restablezca el interruptor y efectúe la prueba del termostato en la forma antes indicada.


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e) Repita esa operación realizando los ajustes pertinentes tantas veces como sea necesario, hasta que la acción del termostato interrumpa la operación del quemador en el tiempo indicado, de 45 a 60 segundos.

F. Ajuste del canal circular del termostato:

a) Este ajuste debe hacerse cuando reinstale la unidad de calentamiento o si el montaje original ha sido afectado en alguna forma. También debe hacer una cuidadosa revisión del ajuste si el interruptor del termostato no puede ajustarse sin una respuesta errática.

Es necesario que, dentro de la rutina de mantenimiento, se programe la revisión del ajuste del canal circular del termostato, pues en algunas ocasiones la vibración puede desajustarla y de esta forma no operaría el control del termostato.

b) Asegúrese de que los platillos guía están fuertemente asegurados a las

bridas de la parte superior y frontal de la unidad de calentamiento; también asegúrese de que la solera se amarre y esté fuertemente asegurada al canal circular.

c) Afloje las contratuercas y apriete fuertemente el perno ancla en el tope

situado atrás del tubo circular del termostato.

Con los tornillos de ajuste de canal circular aflojados y para que el canal se mueva libremente, ajuste las contratuercas de la parte trasera del canal, hasta un punto en que el espacio entre el canal y el aislamiento de la unidad sea aproximadamente igual atrás y enfrente.

Ajuste los tornillos de ajuste del canal hasta que el punto de separación entre el canal y el aislamiento sea aproximadamente igual a la de los lados. Elimine todo el juego lateral con los pernos de carga, evitando hacer excesiva presión sobre los mismos.

d) Revise el alineamiento de los hoyos del vástago de ajuste en la solera de

amarre y en la placa guía frontal . Puede ser necesario hacer girar el canal circular para alinear estos hoyos. Después de que se ha hecho el alineamiento, asegure fuertemente las contratuercas de atrás del canal.

e) Reajuste los tornillos de ajuste del canal para centrar el canal circular en

relación con el aislamiento de la unidad de calentamiento y recargarlo con los pernos de carga lo suficiente para compensar el juego. Luego apriete cada tornillo de ajuste, de media a una vuelta adicional, para dejar


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compensado adecuadamente el canal; luego asegure las contratuercas. Los tornillos de ajuste deben colocarse aproximadamente en el centro de los pernos de carga.

f) Revise la separación entre el canal circular y el aislamiento de la unidad de

calentamiento. Debe haber una separación mínima de 1/16” (1.59 mm) entre el canal circular y la cubierta exterior cuando coloque la coraza exterior sobre la base del quemador.

Instale el perno de ajuste , la tuerca de ajuste, el soporte, la rondana, el resorte y el interruptor. Haga el ajuste del interruptor del termostato.

G. Drene total del tanque de condensados. H. Limpieza del filtro de combustión: Un cambio repentino de la presión de combustible puede indicar que las

partículas acumuladas están restringiendo el flujo. Cambie el elemento de filtración de acuerdo a la cantidad de impurezas que contenga el combustible que esté usando. Saque el tapón colocado en la parte inferior del filtro y drénelo hasta eliminar los lodos acumulados, luego monte nuevamente el tapón.

I. Enjuague de las cabezas y columnas de la bomba de agua: Quite el tapón de drene de la bomba de agua situado en una de las cabezas de

la bomba de agua; espere hasta que salga agua limpia, luego siga el mismo procedimiento con la otra cabeza de la bomba.


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En caso necesario, use un alambre para sacar los sedimentos. Se deberá operar la bomba de agua y cerrar la válvula de alimentación de la caldera para promover la presión necesaria que ayude a eliminar los sedimentos.

J. Sopletear con aire comprimido los controles eléctricos. K. Comprobar la tensión de las bandas (si las tiene). L. Revisar el nivel de aceite de la bomba de agua. 3.- SERVICIO QUINCENAL A. Regenerado del suavizador de agua:

El regenerado de la resina se lleva a cabo colocando la palanca de la válvula múltiple en la posición 2 y abriendo la válvula de salmuera situada sobre la tapa del tanque de salmuera.

B. Prueba del control electrónico de seguridad:

Simule una falla desconectando el cable de la celda fotoeléctrica o detector de flama. Si no se obtiene esta respuesta, el control electrónico podría estar defectuoso y se deberá cambiar.


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C. Limpieza del filtro de agua:

Cierre la válvula de alimentación a la bomba de agua. Saque el tapón del filtro de agua y saque la malla. Límpiela perfectamente, móntela y reinstale el tapón. Abra la válvula de alimentación a la bomba de agua.

D. Limpieza del rotor del ventilador: Quite la tapa de la caja del ventilador. Muévala de un lado a otro hasta limpiar la

superficie de todas las aspas, luego ponga la tapa en la caja. E. Limpieza de la purga automática: Abra el grifo de drene de la purga automática y el grifo de la “T” en la base de la

válvula. Drene hasta que salgan los lodos acumulados. Podría ser necesario desmontar la válvula y limpiarla.

F. Prueba de la válvula de seguridad (prueba tentativa):

a) Ajuste el interruptor de presión de vapor para que exceda el punto de disparo de la válvula de seguridad.

b) Deje que la presión aumente cerrando la válvula de descarga de vapor

hasta que la válvula dispare. Si no dispara al excederse la presión de ajuste, abra inmediatamente la válvula de descarga de vapor e instale otra válvula de seguridad. Después de la prueba, reajuste el interruptor de presión de vapor a su presión de trabajo original.

G. Corregir las fugas que se observen. H. Limpieza general de todo el equipo. I. Verificar la modulación automática (cambio de fuego bajo o fuego alto y

viceversa). J. Revisar el estado de las válvulas solenoides y verificar su operación.


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4.- SERVICIO MENSUAL A. Presión de la válvula del quemador:

Conecte la manguera de una columna de agua en el niple de 1/8” (pulg.) provisto a la izquierda de la voluta. Compare la lectura actual con las lecturas anteriores. Una lectura 10% menor, podría indicar la necesidad de limpiar las aspas del ventilador.

B. Interruptor de nivel de aceite de la bomba de agua: Quite la cubierta del interruptor y manualmente mueva el brazo del flotador

hacia arriba y hacia abajo. Este control tiene una carrera de 3 centímetros, en ambos sentidos, para interrumpir por falta o exceso de nivel. Normalmente el brazo debe estar en posición horizontal. Si durante la operación el brazo interrumpe en su posición superior, podría ser indicación de rotura de algún diafragma de la bomba de agua.

C. Temperatura de la chimenea: Observe y registre la temperatura del termómetro montado en la chimenea.

Compárelo con las lecturas anteriores. Si registra un aumento de 50 ºF (28 ºC) podría ser indicación de hollinamiento o incrustación de la unidad.

La temperatura también puede verse afectada por algún cambio en la

temperatura del agua de alimentación. D. Limpiar y asentar las válvulas de retención de la bomba de agua de la siguiente

manera:

a) Desatornille un tapón de las válvulas de retención junto con un disco y resorte; no desmonte las piezas. Revise que el asiento no esté muy marcado (achatado o con fisuras). Asiente el disco con una lija de agua del Nº 360 ó 400, para lo cual prevéase de un vidrio plano para apoyar la lija.

b) Empiece a asentar el disco de tal forma que dibuje un número 8 (esto con el

fin de que el desgaste en el disco sea uniforme). Continúe con ésta operación hasta que la marca del asiento en el disco desaparezca.

c) Después de esto, coloque la válvula en su sitio y repita la misma operación

con las demás válvulas (sacándolas una por una).


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PRECAUCIÓN: Los resortes de las válvulas de admisión son mas cortos que los de las válvulas de descarga. Tenga cuidado de no intercambiarlas, ya que esto ocasionará deficiencia en el bombeo de agua.

E. Válvula de alivio: Compruebe que la válvula de alivio de la bomba de agua abra a 600 lbs/plg2 (42

kg/cm2), estrangulando la válvula de alimentación a la caldera. Luego ábrala totalmente.

F. Revise las bandas y polea del motor: Para alinear, quite el cubre banda y afloje los pernos de montaje que fijan el

motor al chasis. Las poleas deben estar muy bien alineadas para evitar el desgaste excesivo de la banda.

G. Determinación de incrustación:

a) Compare las lecturas de las presiones de descarga de vapor y agua de alimentación. También la presión de alimentación con la registrada en el arranque inicial del equipo.

b) Para efectos de comparación, el registro de presiones debe hacerse

siempre a una misma presión de vapor y temperatura de agua de alimentación.

Si la presión de alimentación es 30 lbs/plg2 (0.2 Kg/cm) o más que la presión registrada cuando el generador era nuevo, la unidad está incrustada.

El descuido en la regeneración del suavizador o falla en el programa de purga es generalmente el motivo que causa la incrustación de la unidad.

5.- SERVICIO SEMESTRAL O ANUAL A. Drene el aceite de la bomba de agua, reponiendo con aceite nuevo.

B. Cambie las boquillas, fotoceldas (en quemador diesel) o detector de flama (en

caldera de gas).

C. Instale diafragmas nuevos en la bomba de agua.


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D. Desarme y limpie el interior de la trampa de vapor.

E. Agregue aceite o grasa a todos los mecanismos del equipo que estén sujetos a

lubricación periódica.

TIPO TUBOS DE HUMO Se siguen los mismos pasos anteriores pero además se considera lo siguiente: 1.- SERVICIO QUINCENAL A. Mantenimiento de la unidad de combustión con diesel:

a) Filtros de aceite

Los filtros de combustión deberán ser limpiados frecuentemente, manteniéndolos libres al permitir flujos continuos y correctos, y limpiando continuamente las canastillas.

b) Tratamiento de combustión

Dependiendo de la cantidad de combustible, el cual puede variar cada vez que se surte de nuevo, puede llegar el caso en que sea necesario utilizar un aditivo para obtener una buena combustión. Se recomienda evitar el uso de aditivos en el mayor grado posible. El tanque de almacenamiento de combustible se deberá revisar periódicamente y, en caso de ser necesario, hacer una limpieza extrayendo todo tipo de depósitos en el mismo.

2.- SERVICIO MENSUAL A. Controles eléctricos:

a) Verifique que las conexiones estén bien apretadas y mantenga siempre limpios los controles. Remueva el polvo utilizando baja presión de aire, teniendo en cuenta que el aire puede llagar a dañar los mecanismos.

b) Examine las cápsulas de mercurio, así como los interruptores. En el caso

de que las primeras se dañen (la superficie no brillará como normalmente lo


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deben hacer), reemplace de inmediato la cápsula dañada. Asegúrese de nivelar este tipo de controles perfectamente.

Aproveche, en caso necesario, para limpiar la tubería que llega hasta éste tipo de controles. De ninguna manera quite las tapas de los contactos.

c) La mugre y el polvo pueden causar recalentamiento en los arrancadores y

relevadores. Los contactos de los arrancadores son normalmente de color plateado y estos pueden decolorarse sensiblemente sin ningún perjuicio. No use material abrasivo como lija para las limpiezas, ya que éstas rebajarán la superficie de contacto metálico. Límpielos cuidadosamente por medio de papel cartulina.

B. Control programador:

a) Requiere ocasionalmente de limpieza. No use materiales abrasivos y mantenga la puerta del tablero siempre cerrada, durante la operación. El detector de flama deberá ser limpiado de acuerdo a las condiciones de operación. Para ello, use una franela y, solamente en caso de ser necesario, humedezca con un poco de detergente neutral. Cuando se haga limpieza o se cambie un control programador, se deberá interrumpir la corriente principal de alimentación eléctrica.

b) Lleve a cabo pruebas periódicas de revisión de funcionamiento del programador, verificando los diferentes paros por falta de ignición en el piloto, falla de flama o pérdida de flama. De la misma forma, durante éstas pruebas se deberá verificar que la válvula de alimentación de combustible selle completamente en su posición correcta.

C. Revisión de falla de flama:

a) Durante la operación normal de la unidad de combustión (quemador), cierre la alimentación de combustible principal para extinguir la flama principal. Una vez extinguida, el ventilador seguirá su período de posterga y en aproximadamente 30 segundos, se prenderá el foco piloto por falta de flama.

b) Apague el quemador y restablezca el programador una vez que se haya

enfriado. Vuelva a abrir la alimentación de combustible principal.


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D. Válvulas solenoides (electro válvulas): Cualquier material externo en el combustible en la válvula solenoide podrá

impedir el sello de la válvula en su posición de cerrado, lo que causará fugas constantes.

a) En caso de existir una fuga, será necesario desarmar cuidadosamente la

válvula, inspeccionando las partes internas. b) Cuando la válvula tiene corriente, normalmente presenta un zumbido. En

caso de que se tenga que cambiar la bobina, revise que no tenga corriente. La posición de la nueva bobina deberá ser siempre la inicial.

E. Ventilador de tiro forzado:

a) Mantenga siempre limpia la rejilla de mantenimiento a las chumaceras, de acuerdo a las indicaciones del fabricante de chumaceras (baleros).

b) Un cambio de posición en la geometría del rotor o del impulsor del

ventilador cambiará automáticamente las características de operación del sistema de combustión.

F. Válvulas de seguridad:

a) La descarga de las válvulas de seguridad es de suma importancia ya que deberá ser guiada a un lugar seguro, tener libre movimiento y crecer en el diámetro de desfogue. Evite lo más posible que la válvula de seguridad opere, ya que al operar continuamente no sellarán correctamente, produciéndose fugas de vapor costosas.

La reparación de una válvula de seguridad debe ser llevada a cabo solamente por el fabricante de la válvula de seguridad.

b) Trate de mantener la presión de operación de la caldera lo más lejana

posible del punto de ajuste de la válvula de seguridad.

Es recomendable un diferencial mayor o igual al 10% cuando esto sea posible.


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3.- SERVICIO SEMESTRAL O ANUAL A. Limpieza interior de los tubos de humo:

Para poder pronosticar la necesidad de una limpieza de tubos de humo se puede observar la temperatura de los gases de combustión en la chimenea. Una caldera sucia por dentro perderá eficiencia y por lo tanto, aumentará la temperatura de los gases de la chimenea.

a) Para efectuar la limpieza interior de una caldera, ésta deberá estar

apagada, totalmente fría, sin agua en su interior y teniendo destapados todos los registros y cubiertas.

b) Siempre que se vaya a destapar una caldera deberán cerrarse todas las

válvulas de admisión y descarga de agua, vapor y combustible (habiendo drenado, purgado y soplado previamente la caldera y accesorios).

c) Siempre que se pare o destape una caldera, deberá colocarse un letrero

perfectamente visible que diga claramente “Fuera de Servicio”.

En las calderas de tubos de humo, el casco se limpia para eliminar las incrustaciones, y el interior de los tubos es limpiado para quitarle el hollín y otros residuos de la combustión.

d) Al hacer la limpieza abra las dos puertas, la frontal y la trasera. Cepille la

tubería por dentro, limpiando cuidadosamente todo tipo de cenizas y depósitos que se encuentren tanto en el hogar como en los tubos del segundo y tercer paso.

Las incrustaciones deben eliminarse lavando el casco de la caldera con agua a presión; el hollín del interior de los tubos se quita usando un escobillón que se introduce dentro de los tubos. El escobillón deberá ser de un diámetro apropiado al del los tubos.

e) Siempre que se efectúe la limpieza interior de una caldera, deberán

observarse cuidadosamente las planchas y los tubos para ver si hay picaduras, aflojamiento, roturas o sedimentos. De lo anterior se podrá concluir si la caldera debe ser reparada o si puede seguir operando, y además se sabrá si el agua de alimentación ha sido debidamente tratada.

f) Las boquillas de un quemador de diesel de atomización mecánica se

deberán cambiar cada 6 meses.


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Después de este período de tiempo, las boquillas por erosión mecánica, no tendrán el orificio exacto calculado para una operación eficiente.

No se deberán limpiar por medios mecánicos, ya que cualquier desgaste en el orificio dará como resultado una combustión incorrecta. Es recomendable tener un juego de boquillas de quemador como parte de repuesto.

B. Control de nivel de agua y superficie de transferencia del lado de agua del

generador: La mayoría de los daños mayores a un generador resultan de un bajo nivel de

agua o del uso incorrecto de un tratamiento de agua.

a) Cerciórese continuamente, durante la jornada de operación, del nivel de agua en la caldera. Purgue periódicamente a la columna de agua en la caldera. Verifique periódicamente las muestras de agua en la caldera y en los condensados para poder determinar el estado interno de la caldera, así como las medidas precautorias a ser llevadas a cabo.

b) En caso de que el control de nivel de agua no opere correctamente, será

necesario hacer una revisión minuciosa del mismo. Si por alguna razón éste no se puede corregir al 100%, se deberá cambiar por un nuevo control del nivel de agua. De cualquier manera, el nivel de control de agua se deberá revisar continuamente.

c) Cualquier tipo de obstrucción en las tuberías o uniones que conecten al

control de nivel de agua, debe ser anotado en la bitácora, supervisando la frecuencia del mismo.

d) Todos los trabajos de control de nivel de agua deben ser anotados en la

bitácora, supervisando la frecuencia de los mismos.

e) Se deberá mantener siempre un programa mensual de purga de los controles de agua.

C. Indicador de nivel de agua:

a) Cuando el vidrio indicador de nivel se decolore o se rompa se debe cambiar de inmediato.


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Parte del programa de mantenimiento debe ser reemplazar periódicamente el vidrio indicador de nivel. Utilice siempre juntas nuevas al reemplazar el vidrio indicador de nivel (empaques de hule para cristal).

b) Cierre las válvulas cuando se reemplace el vidrio indicador de nivel.

c) En caso de que sea necesario, reemplazar el vidrio indicador de nivel

mientras la caldera esta en servicio; purgue lentamente, aprovechando la purga para levantar lentamente la temperatura del nuevo indicador de nivel. Una vez calentado, cierre la válvula de purga y abra las válvulas del indicador de nivel por completo.

d) Verifique que las válvulas siempre estén libres de impurezas y que estén

montadas exactamente alineadas. D. Mantenimiento del aislamiento refractario:

a) Las piezas rotas o quemadas deben cambiarse de acuerdo con las especificaciones e instrucciones del fabricante de caldera.

b) Se recomienda que si el refractario se encuentra en buen estado o si sólo

presenta pequeñas grietas, se aplique una capa de cemento refractario de consistencia cremosa; este procedimiento alargará la vida del refractario.

c) La bombilla refractaria, colocada dentro del tubo cañón, tiene la función de

la formación de la flama, guiando el aire secundario por las paredes de la boquilla, encontrando la geometría ideal de la flama dentro del tubo de combustión. Cuando la bombilla refractaria se encuentra dañada, la geometría de la flama cambia, bajando la eficiencia de la caldera y pudiendo dañar partes de la unidad de combustión.


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CONTROL DE MANTENIMIENTO PARA EL EQUIPO COMPLETO PIEZA ACTIVIDAD FRECUENCIA

CONJUNTO DEL QUEMADOR

Limpieza de boquillas Limpieza del quemador Ajuste de electrodos Revisar cable del transformador Limpieza de fotocelda Cambio de fotocelda Verificar combustión

( 15 ) días ( 15 ) días ( 90 ) días ( 90 ) días ( 30 ) días ( 180 ) días ( 180 ) días

CONTROL DE NIVEL Verificar cristal de nivel Ajustar niveles de arranque y paro. Verificar grifos de prueba Limpieza de electrodos Revisión del flotador Limpieza interior de columna de nivel

( 30 ) días ( 30 ) días

( 15 ) días ( 15 ) días ( 90 ) días ( 180 ) días

BOMBA DE INYECCIÓN DE AGUA

Verificar temperatura de cojinetes Lubricación de cojinetes Empacar prensaestopa Verificar bujes (manguitos) Verificar alineación Revisar caja o cuerpo

( 30 ) días

( 30 ) días ( 30 ) días ( 90 ) días ( 90 ) días ( 180 ) días

CUERPO DE LA CALDERA

Limpieza por el lado de agua Limpieza de conexiones y tubería Revisión de fluxes Revisión de material refractario Lubricar birlos y pernos Cambiar empaques de registros Eliminar fugas Cambio de tapón fusible

( 180 ) días ( 180 ) días

( 180 ) días ( 180 ) días ( 180 ) días ( 180 ) días ( 180 ) días ( 180 ) días

SISTEMA DE COMBUSTIBLE

Eliminar fugas en tuberías Limpieza de filtro metálico Limpieza del filtro de la bomba Revisar tensión de bandas Revisar la alineación de la bomba Revisar partes internas Revisar caja o cuerpo

( 30 ) días ( 30 ) días ( 30 ) días ( 30 ) días ( 90 ) días

( 180 ) días ( 180 ) días


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PIEZA ACTIVIDAD FRECUENCIA

SISTEMA DE AIRE Limpiar malla del ventilador

Verificar alineación del ventilador Revisar temperatura de baleros Lubricación del ventilador Cambiar baleros del ventilador Revisar tensión de las bandas Limpiar rotor del ventilador Corregir vibraciones

( 30 ) días ( 90 ) días

( 30 ) días ( 30 ) días ( 360 ) días ( 30 ) días ( 180 ) días ( 30 ) días

TANQUE DE CONDENSADOS

Revisar tubería de ventilación Revisar válvula del flotador Limpieza del tanque Material aislante


CONTROLES ELÉCTRICOS

Limpieza de contactos Verificar controlador Revisar falla de flama

( 30 ) días ( 30 ) días ( 15 ) días

VARIOS Operar válvula de seguridad Revisar manómetros Asentar válvulas Pintura



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PRINCIPALES MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LOS GENERADORES DE VAPOR (O CALDERAS)

¿Alguna vez se ha imaginado que su caldera (Tubos de Humo) puede explotar totalmente? De ser así, ¿se ha imaginado la magnitud de la explosión? Le vamos a dar una idea... ¡¡¡La energía que se libera en una explosión de una caldera de 100 C.C. (Caballos Caldera) equivale al impacto de una locomotora de 50 toneladas a una velocidad superior a los 500 Km/h!!! Para evitar este peligro, mantenga siempre un nivel visual de agua en el cristal de nivel, ya que la falta de agua puede causar un sobrecalentamiento que puede provocar la explosión de la caldera. Si por alguna circunstancia ajena a usted no existe agua en el nivel, PARE LA CALDERA, NO INYECTE AGUA, antes de verificar el nivel a través de los grifos de prueba y sobre todo, esté seguro de haber corregido el problema antes de arrancar nuevamente. Nunca reduzca el tiempo o elimine la fase del barrido de gases, ya que cuando existe combustible en el interior (sobre todo gas), al momento de la chispa sobreviene una explosión cuya magnitud dependerá del combustible acumulado, pudiendo ser peor que la explosión por sobre presión o sobre calentamiento. Pruebe periódicamente (se aconseja en forma mensual) el funcionamiento de las válvulas de seguridad, ya que su accionamiento oportuno en caso de emergencia puede salvar equipos y sobre todo vidas. Verifique que la calibración de ellas sea mayor que la presión de trabajo y menor que la presión de diseño del equipo; asimismo, verifique que en caso de que sea disparada, lo haga de tal manera que no cause daño al persona o equipo y, sobre todo, que el chorro no se dispare hacia la subestación eléctrica, en caso de ser así, instale tubería debidamente soportada que conduzca el chorro a un lugar inofensivo, cuidando de hacerle una pequeña perforación lo más cercana posible a la válvula y una pendiente hacia ella, con la finalidad de que se pueda observar cuando “lagrimea”, es decir que tiene fuga y ya no sella bien.


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RECOMENDACIONES PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO

1. Que se alimente la caldera con agua suavizada, no permitir que se le

introduzca agua cruda. La mayoría de los deterioros de una caldera son consecuencia de no darle tratamiento al agua.

2. Dar tratamiento químico interno al agua de alimentación a las calderas.

Además de suavizar el agua, existen elementos tales como acidez, alcalinidad, hidróxidos, fosfatos, sulfitos, nitratos y sílice, los cuales deben mantenerse dentro de rangos permisibles de operación para evitar otro tipo de daños (corrosión, incrustación, fragilización y arrastres, entre otros).

3. Que no existan fugas en las tuberías de vapor y retorno de vapor. En una

caldera que opere a 7 Kg/cm2 , al abrir una tubería de media pulgada de diámetro, se desperdicia medio kilogramo de vapor por cada segundo que esté abierta, y por cada C.C. tarda en producirlo aproximadamente 133 segundos, lo cual significa que se necesita una caldera de 133 C.C. de potencia para producir el vapor que se desperdicia por esa fuga. ¿Se imagina el costo de todas las fugas que hay en las líneas de vapor, es decir, el dinero que se desperdicia por costo de combustible, suavización de agua y depreciación de equipo?

4. Que no exista tubería sin recubrimiento térmico. Como ejemplo, una caldera

cuya presión de trabajo es de 7 Kg/cm2, por cada metro lineal de tubería de media pulgada de diámetro que no tenga recubrimiento, en el lapso de una jornada laboral de 8 horas, se desperdician 0.125 C.C., y de una tubería de 4 pulgadas se desperdician 0.67 C.C. aproximadamente, por lo que la caldera debe de trabajar de más para mantener su potencia , sufriendo mayor desgaste y teniendo un desperdicio de combustible quemado en la línea de media pulgada de casi medio litro.

5. Verificar que no se forme hollín en los tubos fluxes. Esto se puede verificar a

través de la lectura del termómetro que mide la temperatura de la salida de los gases de combustión por la chimenea. En condiciones normales, no debe exceder de 83ºC de la temperatura de vapor. Una caldera que opere a 7 Kg/cm2, teóricamente producirá vapor a 165ºC de temperatura, por lo que el termómetro de la chimenea marcará 248ºC como máximo permisible; el incremento de temperatura que se detecte dependerá del grado de hollinamiento que tenga, o bien, si se encuentra en buenas condiciones, pese a la temperatura alta, significa que la caldera fue mal diseñada y desperdicia el calor. Una capa de hollín que tenga el grueso de su uña significa en forma aproximada una pérdida de eficiencia del 10% y un 3% de combustible no


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aprovechado; si esa capa es del doble de su uña, significa una pérdida de eficiencia del 25% y un 7.5% de combustible no aprovechado. ¿Se imagina si es mayor? ¿Cuánto cuesta trabajar una caldera así? ¿Vale la pena? Esto es consecuencia de una mala combustión y se corrige carburando la caldera perfectamente con laboratorio electrónico, para garantizar resultados.

6. Que el tanque de condensados tenga recubrimiento térmico. Hay que evitar que se enfríe el agua de alimentación a la caldera, ya que entre más caliente esté el agua será más fácil subir la temperatura hasta los 100ºC, temperatura en que se inicia la evaporación; esto se refleja en un ahorro de combustible.

7. Establecer una bitácora de operación diaria. Que se asiente en cada cambio de

turno, o bien, cada 6 horas de trabajo verificaciones efectuadas de los siguientes cambios:

a) Presión de la caldera b) Presión del combustible en la bomba c) Checar nivel del agua d) Temperatura de los gases en la chimenea e) Efectuar prueba de bajo nivel f) Hacer análisis químico del agua, de la caldera y de los suavizadores g) Realizar las purgas de fondo necesarias h) Reportar dosificación de productos químicos i) Checar nivel de agua del tanque de condensados j) Temperatura del agua del tanque de condensados


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FALLAS MÁS COMUNES

SÍNTOMA CAUSA CORRECCIÓN

No hay chispa Mal ajuste de los electrodos Se carbonizan los electrodos Transformador en mal estado Electrodos estrellados Línea aterrizada

Ajustarlos correctamente Levantarlos para que no los bañe el combustible Repararlo o cambiarlo Cambiarlos Corregir el defecto

Hay chispa y combustible, sin embargo no enciende

Están desajustados los electrodos y no hacen contacto con el combustible

Ajustarlos para que hagan contacto

Ausencia de combustible en los inyectores

Falta combustible en el tanque Válvulas de paso cerradas Filtro obstruido Tiene aire la bomba Bomba descompuesta Válvula solenoide descompuesta Boquillas obstruidas Tubería obstruida

Llenar el tanque Abrir las válvulas Lavar el filtro Purgar bomba de combustible Repararla Reparar o cambiar Limpiar el cedazo y el difusor Limpieza interior o reposición

Mala verificación de flama Fotocelda en mal estado Ducto de fotocelda bloqueado Pantalla de fotocelda sucia Falso contacto

Reponer fotocelda Liberar de obstrucciones Limpiar la pantalla Checar zapatas y conexiones

Mala combustión Exceso de humo negro Exceso de humo blanco

Reducir proporción de combustible Reducir proporción de aire

Fugas en registros Están flojas las tuercas Empaque defectuoso Asientos sucios con sarro

Apretarlas (sin presión en la caldera) Cambiar empaque Limpieza profunda y cambio de empaque


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Fugas en conexiones Conexión floja Poner cinta teflón y

apretar Fugas en la purga Los asientos en las

válvulas están sucios Los asientos en las válvulas están desgastados

Limpieza del asiento Asentarlos o cambiar válvula

Fugas en estoperos Falta empaque grafitado Colocar empaque y apretar (sin presión en la línea)

Fuga en la tapa posterior Fusible de seguridad fundido Lagrimean los tubos flux Ruptura interior de un tubo

Reponerlo por uno nuevo Rotarlos y expandirlos, o cambiarlos Reponerlo

Fuga en el control de nivel Fuelle roto Empaques en mal estado Cuerpo poroso

Cambiarlo por uno nuevo Cambiarlos Cambiar el control

La bomba de agua no inyecta y no funciona el

motor

Se botó el interruptor termomagnético Switch manual abierto Bobina el arrancador magnético Platinos flameados Cápsula de mercurio rota Turbina de la bomba gastada Cuña de la flecha defectuosa Cople flexible en mal estado Válvula de retención defectuosa Tubería de acceso a la caldera está tapada Tubería de acceso al control de nivel está tapada

Restablecerlo o cambiar el relevador bimetálico Cerrarlo Cambiarla por una nueva Reponerlos por nuevos Cambiarla Cambiar la turbina Cambiarla Cambiarlo Cambiarla Limpiar obstrucciones Limpiar obstrucciones


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La caldera se llena completamente de agua

Flotador de control de nivel perforado Corto en la cápsula de mercurio Incrustamiento que obstruye al flotador Platinos muy flameados, no se desconectan, se quedan pegados

Reponerlo Cambiar la cápsula Limpieza interior Cambiar los platinos

Falla en el control de presión

Cápsula de mercurio carbonizada Fuelle de control de presión dañado Control de presión desnivelado Corto circuito en el alambrado Tubería de acceso al control obstruida

Cambiar la cápsula Reponerlo Ajustar a lo deseado Reparar anomalía Efectuar limpieza de tubería

Éste documento fue actualizado el 1° de agosto de 2002. Para cualquier consulta o aclaración comunicarse al Depto. de Ingeniería Electromecánica a los teléfonos: 56-06-93-93 y 54-47-14-24 Ext. 13139.

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