Manuel)

5/12/2018 Manuel) - slidepdf.com

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UNAC –FIME X CAP MANTENIMIENTO DE CALDERAS

INDICE:

1. INTRODUCCION. 2

2. OBJETIVOS. 2

3. DESCRIPCIÓN BASICA DE LAS CALDERAS. 3

3.1. Clasificación De Las Calderas. 3

4. PARTES DE UNA CALDERA. 6

4.1. Equipos De Combustión. 6

4.2. Cámara De Combustión. 6

4.3. Cámara De Agua / Banco De Tubos. 6

4.4. Equipo de recuperación de calor. 6

4.5. Conductos de Humos (Chimenea). 6

4.6. Sistema de alimentación 6

4.7. Sistema de Combustible 7

4.8. Accesorios 7

5. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO 8

5.1. Generalidades 85.2. Programa de Mantenimiento del Generador de Vapor 9

5.3 Mantenimiento de una Caldera Pirotubular. 10

5.3.1 Rutina Diaria 11

5.3.2 Rutina Mensual 13

5.3.3 Rutina Semestral 14

5.3.4 Rutina Anual 16

5.4 Mantenimiento de una Caldera Acuotubular 25

5.4.1 Rutina Diaria 25

5.4.2 Rutina Semanal 26

5.4.3 Parada Anual de Mantenimiento 27

6. SUGERENCIAS 32

7. BIBLIOGRAFÍA 33

7. ANEXOS 34

UNAC- FIME X CICLO DE ACTUALIZACION

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1.- INTRODUCCIÓN

Desde tiempos inmemoriales se ha buscado el poder de generar y controlar la energía del vapor de agua.

Existen registros e informes del conocimiento de las propiedades de vapor deagua y de su aprovechamiento, con una antigüedad de unos 150 A.C. Hero deAlejandría en su tratado de neumática describe inventos y desarrollos de susantecesores y contemporáneos , que usaba la fuerza expansiva del vapor paraelevar el nivel normal del agua. También diseño una esfera hueca (motor Hero)que tenia dos tubos de escape tangenciales, que por la salida del vapor y sureacción sobre la atmósfera imprimía un movimiento rotativo , como unaprimitiva turbina de reacción que en la parte inferior de la esfera había unapequeña caldera.

Desde esas época pretéritas hasta la actualidad el desarrollo yperfeccionamiento de los generadores de vapor o calderos a continuado , hastallegar a las unidades supercríticas de la actualidad. En el presente trabajotrataremos de abarcar de una manera breve el tema relacionado almantenimiento de estos generadores a fin de dar un alcance sobre lascaracterísticas de sus componentes y principios básicos del mantenimiento decalderas.

2.- OBJETIVOS

Dar una visión general acerca del mantenimiento de los diferentes tiposde calderos.

Resaltar la importancia de un adecuado mantenimiento preventivo a finde evitar perdidas de energía así como garantizar la seguridad de lasinstalaciones.

Evitar las paradas imprevistas dando las pautas necesarias para unadecuado programa de mantenimiento.

Minimizar los costos por paradas imprevistas llevando un adecuado plande mantenimiento.


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3.- DESCRIPCIÓN BASICA DE LAS CALDERAS

3.1 CLASIFICACION DE LAS CALDERAS.-

Existe una gran cantidad de criterios que se pueden adoptar para clasificar eidentificar diferentes tipos de calderas. La intención es identificar una serie decaracterísticas que se particularizan para cada caldera, así tenemos que lasmas conocidas en el campo industrial son :

- Caldera Acuotubular (Tubos de Agua).- Son aquellos donde el agua fluyepor el interior de los tubos y los gases de combustión fluyen exteriormente a los

tubos generándose la transmisión de calor desde la parte exterior a la parteinterior de los tubos.Por lo general son de alta potencia y para alta presión. (Ver Fig. 3.1)

Fig. 3.1 Caldera Acuotubulares.


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- Caldera Pirotubular (Tubos de Fuego).- Son aquellas donde los gasesde la combustión fluyen por el interior de los tubos y el agua circula

externamente a los tubos, generándose la transmisión de calor desde laparte interna a la externa de los tubos.Se les conoce como tubos de fuego y son de mediana potencia (Ver Fig.3.2).

Fig. 3.2 Caldera Pirotubular

Otras clasificaciones:

Por la disposición de los fluidos:

♦ Pirotubular

♦ Acuotubular


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Por la disposición de los tubos:

♦ Verticales♦ Horizontales♦ Inclinados

Por la circulación del Agua:

♦ Circulación Natural♦ Circulación Forzada

Por el tipo de Instalación:

♦ Estacionaria, construida en el lugar ♦ Tipo Paquete (transportable)♦ Marina♦ Móvil

Por el combustible empleado:

♦ Carbón mineral♦ Combustibles líquidos♦ Combustibles gaseosos♦ Combustibles especiales (leña, bagazo, deshechos agrícolas, etc)♦ De recuperación de calor (cogeneración en plantas de turbinas agas)♦ Mixtos♦ Nucleares

Por el contenido de Agua:

♦ Alto volumen (Pirotubular)♦ Bajo Volumen (Acuotubular)

Por la presión de trabajo:

♦ Baja Presión : P < 20 Bar Abs. (300 Psia)♦ Media Presión : 20 < P < 65 Bar Abs. (300 < P < 975 Psia)♦ Alta Presión : P> 65 Bar Abs. (P> 975 Psia.)

Por el numero de pases :

♦ 2 y 3 pases♦ 4 o mas pases


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4. PARTES DE UNA CALDERA.-

En términos generales todos los tipos de calderas tienen partes que resultancomunes, sin embargo existen grandes diferencias en cuanto a las formasconstructivas que en muchos casos dificulta la identificación en la igualdad delas funciones.

4.1. Equipo de Combustión, compuesto de:

♦ Ventilador (tiro forzado).♦ Caja de dampers.♦ Quemador.♦ Detectores de flama, controles de combustión y de seguridad.

4.2. Cámara de Combustión (Hogar):

♦ Refractario estabilizador de flama o llama.♦ Paredes (refractarias, metálicas de tubo).♦ Compuertas de acceso, manhole, handhole.♦ Compuertas de observación (Acuotubulares), visores(Pirotubulares).

4.3. Cámara de agua / Banco de tubos

♦ Recipiente principal (Pirotubulares), domos de agua y de vapor (Acuotubulares).♦ Tubos de generación.♦ Tubos de descenso.

4.4. Equipo de Recuperación de Calor

♦ Precalentadores de Aire y de Combustible.♦ Precalentadores del Agua de Alimentación.♦ Economizadores.

4.5. Conducto de Humos (chimenea)

♦ Colector de hollín.♦ Regulador de tiro, tiro inducido.♦ Chimenea.

4.6. Sistema de Alimentación

♦ Desareador.


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♦ Bombas de Alimentación.♦ Controles de Alimentación, columna de nivel.♦ Válvula de Alimentación, inyectores o reductores.

4.7. Sistema de Combustible

♦ Bombas de Combustible.

4.8. Accesorios

♦ Bomba de agua.♦ Programador electrónico.♦ Foto celda detectora de flama.

♦ Presóstato (regulador de presión).♦ Termostato (regulador de temperatura).♦ Termocupla.♦ Manómetro.♦ Transformador de ignición.♦ Válvula solenoide♦ Válvulas de seguridad♦ Válvulas de alivio♦ Válvulas de purga♦ Válvula antiretorno (check).

Para mayor información ver Anexo I.


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5. PROGRAMA DE MANTENIMIENTO.-

5.1 . Generalidades.-

Un programa de Mantenimiento bueno es la llave que abre la posibilidadde una operación confiable y eficiente. Para tener éxito en un programade mantenimiento se requiere capacidad administrativa, habilidad,imaginación, planificación, experiencia y entrenamiento. Elmantenimiento debe estar enlazado y coordinado con las funciones de

operación e ingeniería.

Es importante que durante el diseño de la disposición de planta, setenga en cuenta los espacios y necesidades del mantenimiento de todoslos equipos que la forman, para que cuando se necesiten, esténdisponibles. Así mismo es ideal que personal responsable del diseño einstalación forma parte del equipo de mantenimiento de la planta.Durante la etapa del diseño se deben considerar los equipos auxiliaresdel mantenimiento, como son plumas, teclees, puentes grúa ubicaciónprobable de las piezas mas voluminosas y pesados durante elmantenimiento y servicio.

Es importante también en el caso de vapor un correcto diseño de lastuberías, para obtener una expansión y flexibilidad adecuadas, quegaranticen una adecuada operación sin tropiezos. En esta etapa se debede tener en cuenta la ubicación de las trampas y la correcta pendientede las tuberías, que permitirá reducir ostensiblemente las perdidastérmicas y el mayor costo de mantenimiento de las trampas.

Manuales del Fabricante.-

Es muy importante que al momento de recibir el generador de vapor yequipos auxiliares , se reciban también todos los manuales del o de losfabricantes. Normalmente estos manuales contienen lo siguiente:

♦ Procedimientos de desmontaje paso a paso.♦ Procedimientos de ensamblaje paso a paso.♦ Instrucciones generales de lubricación y mantenimiento.♦ Lista de herramientas especiales y su uso.♦ Diagramas tabulados y dimensiones de ajustes, montajes y

tolerancias.♦ Esquemas de partes y piezas con sus respectivos listados.


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En caso de que falte alguno de los acápites indicados, habrá queprepararlos y adicionarlos. En base a estos manuales del fabricante y ala experiencia del jefe de mantenimiento se prepararan los manuales deoperación y servicios del generador de vapor.

Partes y piezas de repuesto.-

Para poder llevar una buena gestión de mantenimiento, esimprescindible contar con las piezas de repuesto necesarias .Normalmente cuando se adquiere un equipo, se compra también unpequeño stock de piezas de repuesto. Generalmente el fabricantesugiere una lista de repuestos, la cual debe ser verificada de acuerdo a

la experiencia , para corregirla y adecuarla a la realidad de cada planta,por ejemplo condiciones climáticas o ambientes agresivos.

En el caso de plantas de producción continua (generación de energíaeléctrica) en los repuestos críticos es conveniente tener conjuntos derepuestos y en algunos casos unidades en Stand Bay, este es el caso debombas de agua de alimentación o de bombas de combustible.

Hay algunos tipos de repuestos de larga vida, pero cuya manufactura esespecializada y larga, este tipo de parte se debe solicitar con tiempo,controlando cada cierto tiempo su estado en el equipo.

Cuando se recibe un pedido de partes y piezas se deben controlar para verificar que son los correctas y que están en optimascondiciones , verificando que su almacenaje sea el correcto, quenos garantice que no se deteriore. Porque a veces sucede que cuandopor necesidad del mantenimiento se debe usar, esta en mal estado por un mal almacenaje. Esto debe ser evitado siempre.

El stock de repuestos se debe controlar cuando sea posible por computadora. Existirán dos tipos de repuestos:

a) Los especiales o sea aquellos específicos para cada tipo demaquina, por ejemplo los tubos curvos de una caldera, las partesde un quemador, el impelente de una bomba de agua dealimentación, el engranaje de una bomba de combustible, etc, y

b) Los repuestos comunes o sea aquellos que se puedan usar envarias máquinas diferentes, por ejemplo: los rodamientos, losretenes, las empaquetaduras cuadradas o redondas, losarosellos, etc, y a veces unidades completas como los motoreseléctricos o los acoplamientos, etc.

5.2 Programa de mantenimiento del Generador de vapor.-


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Vamos a considerar el mantenimiento preventivo como único aceptable,pues es el que nos va a garantizar un óptimo rendimiento y una mejor disponibilidad de la unidad.

Todo programa de mantenimiento preventivo, supondrá dos modos

diferentes: El mantenimiento con la unidad operando. El mantenimiento con la unidad parada.

El mantenimiento con la unidad operando supone tres tipos de eventos:

• La inspección rutinaria que generalmente tiene una frecuenciadiaria y otra semanal o quincenal o en función de una cantidad dehoras de operación.

• El cambio , ajuste o regulación de ciertas partes pequeñas, queno interfieren con la operación. Como resultado de la inspecciónrutinaria algunas veces se realizan cambios mayores en losequipos auxiliares del generador de vapor, cuando se tieneunidades en stand by de estos equipos o cuando se puedenmanipular sin parar el caldero (soplador de hollín).

• La lubricación.

El mantenimiento con la unidad parada, se ejecuta en una fecha previstade acuerdo a un programa, que generalmente se realiza una vez por año

o cada año y medio.

Vamos a considerar dos programas típicos de mantenimiento:

• Mantenimiento de Calderas Pirotubulares.• Mantenimiento de Calderas Acuotubulares.

5.3 Mantenimiento de una caldera Pirotubular.-

Condiciones generales que se deben cumplir:

a. Mantenga la planta siempre limpia para tener una buenoperación.

b. Verifique que su(s) tanques de combustible tengan la cantidadsuficiente para evitar sorpresas desagradables.

c. Mantenga las puertas de los tableros y pupitres eléctricossiempre cerradas para evitar que entre en ellos polvo ysuciedad que causara problemas a los contactos eléctricos.

d. Cerciórese que el ablandador esta entregando una buenacalidad de agua y que la resina se regenera en el periododebido.


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e. En caso de que se produzca arrastres que se detectan por fluctuaciones violentas del nivel de agua en el caldero,normalmente pueden deberse a: Suciedad o aceite en el agua del caldero,

A un exceso de productos químicos en el agua, A un nivel muy alto del agua en el caldero ó, Una violenta sobrecarga.

En el caso de un problema serio se apagaran el quemador,permitiendo que el caldero pierda carga. Luegoalternativamente se purgara agua y se alimentará agua frescavarias veces. En caso de que el arrastre o espumamiento nodesaparezca, habrá que parar el caldero, enfriarlo, vaciarlo,lavarlo y llenarlo con agua nueva.

f. Nunca añada cantidades grandes de agua fría a una calderacaliente.

5.3.1 RUTINA DIARIA.-

Rd-1) Hágase una completa inspección del cuarto de calderas revisandolas tuberías y válvulas para observar la presencia de fugas,obsérvese si algún elemento (controles, motores, bombas),funciona de manera anormal.

Rd-2) Purgue la caldera con regularidad de acuerdo a los requisitos. El

número y frecuencia de las purgas depende de la cantidad deagua de alimentación y debe ser determinado por un especialistaen tratamiento de agua.

Rd-3) El procedimiento correcto de la purga es el siguiente:

Si es posible, coloque el interruptor de control del quemador en laposición “OFF”. Si la caldera debe permanecer en servicio,coloque el control de combustible a la mínima capacidad decombustión.

Coloque el interruptor de control de la bomba de alimentación enla posición “MANUAL” y aumente el nivel de agua hasta la mitaddel nivel visible.

Abra la válvula de purga del fondo, primero poco a poco y luegopor completo, sígase la purga hasta que el nivel de agua baje a sunivel normal, aproximadamente dos (2) pulgadas en el nivelvisible. Cierre la válvula de purga; en unidades equipadas conválvulas de cierre rápido, abra primero ésta válvula y después laválvula “y” (o de ángulo). Cierre primero la válvula “y” (o deángulo) y después la de cierre rápido. Cuando se está purgando,“NUNCA” deje que desaparezca el agua del nivel visible.


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(OPCIONAL, cuando la caldera tienen la purga de superficie). Laespuma de la superficie debe ser purgada a diario por la purga dela superficie. (Calderas de vapor).

Rd-4) Purgue la columna de agua (en las calderas de vapor) varias

veces al día o cuando menos una vez por turno, abriendo laválvula de la purga de la columna de agua aproximadamente por cuatro (4) segundos. Esto mantendrá las conexiones de lacolumna de agua libre de lodos y sedimentos que puedenocasionar fallas en dicho control.

Purgando la columna de agua con la caldera prendida en“FUEGO BAJO” se puede probar el funcionamiento del corte por bajo nivel. Nunca deje que desaparezca el agua del nivel visible.Ver FIG. 5.2.1.

FIG 5.2.1. CONTROLADOR DE NIVEL.

Rd-5) Verifique la lubricación del compresor de aire (SI VA CON ELEQUIPO). Puede ser que no sea necesario a diario pero más valeincluirlo en el programa diario.

Rd-6) Cuando arranque la caldera, cerciórese de que el encendido seacorrecto y que el quemador complete su ciclo de encendidoperfectamente.(Para mayor información sobre arranque decalderos ver anexo II)


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Rd-7) Si existe el termómetro de la chimenea, verifique la temperaturade la chimenea a diario; esto dará un buen indicio de la limpiezade los tubos.

Rd-8) Revise las condiciones del fuego visualmente.

Rd-9) Revise la alimentación de los productos químicos empleados en eltratamiento de agua de alimentación. (para información sobretratamiento de aguas de calderos ver anexo III)

5.3.2 RUTINA MENSUAL.-

Rm-1) Limpie con cuidado el polvo de los controles eléctricos y revise loscontactos de los arrancadores. Cerciórese que el interruptor

general esté desconectado antes de hacer la limpieza, mantengasiempre cerrada la puerta del gabinete de control a menos que sehaga algún trabajo en los controles eléctricos.

Rm-2) Limpie el filtro de combustible con la frecuencia que exijan lascondiciones. Siempre que limpie el filtro cerciórese de que elempaque de la tapa está en su lugar correcto y no se hamaltratado.

Rm-3) Limpie los filtros de agua de alimentación de la caldera.

Rm-4) Vacíe el tanque de alimentación de la caldera (tanque decondensado). Quite la válvula flotadora y revise el interior deltanque para ver si hay sedimentos. Lave bien el tanque.Compruebe el funcionamiento de la válvula flotadora y vuelva acolocarla en su lugar.

Rm-5) Engrase los motores (si llevan graseras y con una frecuencia de 3@ 6 meses).

Rm-6) Desmonte y limpie el conjunto del quemador.

Desmonte el conjunto de la boquilla, no se debe limpiar la boquillacon instrumentos metálicos. Revise el empaque de caucho interior de la boquilla y reemplácelo si está desgastado. Si usa papel delija, esto debe ser grado fino.Revise el electrodo del encendido y vea su la apertura escorrecta; limpie el conjunto y revise el aislamiento para ver si noestá roto. Vea la sección en donde se muestra el encendedor y elelectrodo.

Rm-7) Revise los empaques de la bomba de alimentación. Los casquillosdel empaque no se deben apretar demasiado. Debe haber

siempre un ligero goteo de los casquillos (si está los usa).


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Rm-8) Revise el estado de la cámara de combustión y refractarios.

Rm-9) Revise los tornillos de anclaje de los motores y bombas.

Rm-10) Compruebe el alineamiento de la bomba de alimentación de agua

con su motor. Si la bomba se ha desalineado, causará una fuertevibración y gastará muy pronto el empaque del acople.

Rm-11 Verifique el estado de todas las trampas de vapor en el sistemade retorno de condensado. Las trampas defectuosas no sólomalgastan el vapor sino que también causan bloqueo por vapor debido a la alta temperatura de los condensados.

Rm-12) Quite el tapón de la cruz situada bajo la columna de agua y limpieel sedimento que pueda haber en el tubo que entra a la caldera.Estos sólo se podrá hacer cuando la caldera está fría y el nivel de

agua de la caldera debajo de la conexión.

Rm-13) Limpie la malla de entrada de aire al ventilador con la frecuenciaque las condiciones requieran.

Rm-14) Quítese el filtro del compresor de aire (si lo lleva la unidad) ylímpiese bien con un solvente adecuado (en casos extremos usar gasolina). Deje que se seque bien antes de volverlo a usar.

Puede ser que requiera una limpieza más frecuente, dependiendo de lascondiciones locales.

Rm-15) Verifique el funcionamiento de las válvulas de seguridad, paraesto, mientras la caldera se encuentra en operación y al mínimode rango de combustión, cierre las válvulas de salida de vapor,aumente el ajuste del control de límite de alta presión hasta unpunto que exceda el indicado en las válvulas de seguridad. Lasválvulas deben descargarse a una presión no mayor de 3% de lapresión de diseño. Después de la prueba ajuste nuevamente elcontrol de límite de alta presión a su valor normal.

Rm-16) Revise la tensión de las fajas en “V” de la bomba, compresor y

ventilador.

5.3.3 RUTINA SEMESTRAL.-

Rs-1) Revise el lado de agua de la caldera. Deje que la caldera seenfríe por completo y desagüe. Quite las tapas de inspección demano y la tapa de inspección de hombre y lave bien con agua lacaldera, usando una manguera de alta presión. Aplique el chorrode agua por las aberturas de arriba y de abajo para cerciorarseque la incrustación y sedimentos salgan del caso. Quite el tapón

de la cruz situado bajo la columna de agua y limpie el tubo queentra en la caldera.


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Rs-2) Después de lavar la caldera, examine con cuidado las superficiesde evaporación, para ver si hay indicios de corrosión, picadura oincrustación. Cualquier indicio de estas condiciones denota lanecesidad de dar mejor tratamiento de agua. La mejor manera de

impedir la incrustación, picadura o corrosión, es someter periódicamente el agua a un análisis por un buen especialista detratamiento de aguas y tratar el agua de acuerdo con susrecomendaciones.Al volver a colocar las tapas de inspección de mano y la tapa deinspección de hombre, ponga los empaques nuevos. Antes decolocar los empaques, limpie los residios de las juntas viejas, losasientos de las tapas y el casco de la caldera.Aplique grafito en polvo a las juntas para facilitar su cambio lapróxima vez que se destape la caldera.

Rs-3) Mientras la caldera está parada, revise las válvulas, llaves ygrifos. Rectifique los asientos de las válvulas y reempaque losvástagos de las válvulas donde sea necesario.

Rs-4) Si es necesario cambiar las fajas en “V”, preste atención lossiguientes detalles cuando use un nuevo juego:Afloje los pernos de sujeción del motor y reduzca la distanciaentre las poleas del ventilador y del motor para quitar las correasviejas.

Antes de instalar el nuevo juego de correas, verifique la alineaciónde las poleas. Los ejes debe estar paralelos y los centros de loscanales de ambas poleas en perfecta alineación.

Nunca uses correas nuevas y usadas en el mismo juego. Haga elcambio con juego nuevo de correas que coincidan.Reduzca la distancia entre los centros y coloque las correas enlas poleas. Las correas nunca deben ser forzadas a dar vueltas alcolocarlas en las ranuras de las poleas.

Antes de templar las correas, cerciórese de que el juego de todas

las correas se encuentre concentrado en el mismo lado.

Excesiva tensión de las correas reduce su duración y causasobrecalentamiento y fallas prematuras de los cojinetes. Latensión de las correas se puede probar haciendo presión en ellascon un dedo. Debe poderse comprimir de 1" x 1 – 1/4".Después de un funcionamiento de estreno de unas 36 horas, sedebe revisar la tensión.

Rs-5) Para volver a poner la caldera en servicio, llénese de agua hasta

el nivel apropiado, empiece a subir lentamente la presión, y conuna llave, ajústense las tapas de los agujeros de inspección y de


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acceso, a medida que la temperatura se incremente.(para undetalle mayor de arranque de calderas ver anexo II).

Rs-6) Limpie el lado de fuego de los tubos,la eficiencia de la caldera depende en gran parte de una superficie

limpia de los tubos. El hollín actúa como aislador y evita laabsorción del calor de los tubos por el agua que los rodea.Los tubos deben limpiarse cada seis (6) meses o cuando lo

indique la alta temperatura de la chimenea o la baja producciónde vapor.

Luego se procederá a preparar el reporte de parada semestral.

5.3.4 RUTINA ANUAL.-

La rutina de mantenimiento anual incluye los puntos de chequeo del programa

de mantenimiento semestral.

Ra-1) Cambie la empaquetadura de la bomba de alimentación si senecesita.

Ra-2) Si hay facilidad de revisar los motores, proceda a lo siguiente:

El mantenimiento de los motores es un trabajo para personalentrenado, de ahí que, si no hay personal experimentado, másvale dar este trabajo a un taller de servicio digno de confianza.Desarme los motores por completo, límpiese todo completamentey pruébese los aislamientos. Las bobinas deben ser sopladas conaire comprimido de 26 Psi. Cualquier depósito de aceite o grasaen las bobinas debe ser quitado y éstas limpiadas perfectamentecon tetracloruro de carbono o algún solvente similar. Tengacuidado de no empapar las bobinas. Nunca use tetracloruro enun cuarto cerrado, pues los vapores son peligrosos en locales malventilados.

Ra-3) Tapón fusible (cuando exige el Código local). Cambié el tapónfusible del agua que está ubicado en el espejo (inglés: Tube

Sheet) aproximadamente una pulgada arriba de la hilera superior de los tubos. El tapón fusible está enroscado en el espejo por ellado de fuego. Se fabrica según las especificaciones de laA.S.M.E. y tiene un cuerpo de metal fundible con un punto defusión aproximado de 450º F. (232 C°) .Si se llegará a fundirseeste tapón debido a una condición de bajo nivel de agua, debeexaminarse perfectamente el interior de la caldera antes de volver arrancarla. Cuando se cambie dicho tapón fusible debe ponersegrafito en la rosca con objeto de que se pueda quitar fácilmente lapróxima vez que se cambie.

De igual importancia es el mantenimiento de los equipos auxiliares del Caldero,aquí se mencionan algunos de ellos :


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CONJUNTO DE QUEMADOR

El conjunto del quemador lleva a cabo tres funciones:

♦ Abastece de combustible al hogar.

♦ Mezcla el combustible con el aire de combustión surtido por elventilador.

♦ Enciende el combustible.

♦ A fin de que el quemador funcione y tenga un rendimiento óptimo debedarse a los componentes que manejan tanto el combustible como el airede combustión una atención adecuada.

Haga lo siguiente con regularidad:

♦ Si se quema diesel, limpie las boquillas (sin dañarlas)

♦ Saque del conjunto del quemador del plenum de aire, desármelo ylímpielo perfectamente.

♦ Para asegurar un incendio confiable del combustible, es importante queel sistema de encendido tenga mantenimiento apropiado.

Hago lo siguiente con regularidad:

♦ Inspeccione las puntas de los electrodos y ajústelas cuando seanecesario.

♦ Mantenga apretadas las terminales de los cables de encendido.

♦ Verifiquen la porcelana del electrodo y cámbiela si no encuentracuarteada.

En las unidades equipadas con encendedor de gas, mantenga limpios losconductos de aire al encendedor en toda su extensión. Periódicamentedesarme el mezclador de gas, el cual mezcla el gas y el aire para el piloto ylimpie todos los conductos internos. El taponamiento de la tubería de aire o del

venturi de gas producirá una mezcla demasiado rica para el piloto y unencendido defectuoso e irregular.


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El detector que cuida que haya llama ya sea del piloto y/o la llama principal,debe mantenerse limpio; si se acumula hollín o polvo en el lente del detector oen el tubo de montaje, la vista de la llama se interrumpirá y el quemador seapagará por falsa falla de la llama.

Cuando se usa adaptador de tres boquillas la capacidad de las boquillas no essiempre la misma. NO CAMBIE DE LUGAR LAS BOQUILLAS CUANDO SELIMPIEN.

VENTILADOR

El conjunto del ventilador suministra el aire para la combustión, el bajorendimiento del ventilador se traduce en una combustión inadecuada.

Haga lo siguiente con regularidad:

♦ Limpie la malla de entrada de aire al ventilador.

♦ Limpie las aletas, carcaza.

♦ Revise los pernos de anclaje y los prisioneros.

♦ Verifique la tensión de las correas en “V” límpielas y limpie las poleas

♦ Lubrique las chumaceras.

♦ Si observa vibración excesiva haga balancear el rotor por unespecialista.


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COMPONENTES ELÉCTRICOS

Los componentes eléctricos pueden ser divididos en varios grupos:

1. Motores: Los motores requieren un mínimo de mantenimiento. Manténgalossecos y libres de excesiva suciedad y engrase los rodamientos cada 3 ó 6meses. Cada 3 ó 5 años quite los motores y entreguelos para una reparacióngeneral a una taller de reparación de motores acreditado.

2. Interruptores: Los interruptores incluyen los de tipo automático, como los

de ampolla de mercurio los cuales responden a cambios de presión y losinterruptores manuales. Su mantenimiento más importante es la limpieza de losterminales y su correcto ajuste.

3. Los arrancadores de los motores y válvulas operadas eléctricamentecontienen relevadores y solenoides. Periódicamente revise las conexionesterminales en los arrancadores. Las conexiones flojas pueden ser la causa desobrecarga y poca vida de los contactos. Inspeccione los contactos para quetengan buen contacto mecánico y cámbielos si están demasiado picados oquemados. Las válvulas solenoides no requieren mantenimiento pero debenser probadas periódicamente para ver si cierran bajo presión normal.

4. El programador es el control que automáticamente da la secuencia defuncionamiento del quemador y del equipo auxiliar. También funciona comodispositivo de parada en caso de falla de llama apagando el quemador en casode que el detector no “VEA” el piloto o la llama de combustible.

5. Cambie los bulbos electrónicos: anualmente y limpie los contactos de losrelevadores y de las levas por lo menos cada tres (3) meses. Use únicamentepapel grueso limpio o lija de azafrán cuando se limpien esos contactos.

En general antes de asumir que una parte eléctrica se encuentra defectuosa,asegúrese de que la dificultad no estriba en una conexión imperfecta u otrodefecto fácilmente corregible.

Después de realizar una inspección, asegúrese de que todas las cubiertas delos controles han sido colocados en su sitio, antes de arrancar la caldera.

REFRACTARIO

La función del refractario es disminuir las pérdidas térmicas; evita el calentamiento excesivo del quemador y ayuda a dar forma a la llama.


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Las grietas o las roturas pueden ser la causa de una combustión irregular,humo o formaciones de carbón. Al efectuar las reparaciones de parchado (concemento de alta temperatura) debe tenerse especial cuidado de no obstruir laabertura al plenum de aire, manteniendo el diámetro original.

Cuando el deterioro es grande, generalmente es más efectivo cambiar elrefractario que intentar repararlo.

TUBOS DE FUEGO

“La reparación o cambio de tubos es labor que debe realizar personalexperimentado”.Las señales que indican fugas en los tubos generalmente son:

♦ Un silbido en la parte frontal o trasera de la caldera.

♦ Goteo de agua en la parte trasera o delantera de la caldera.

♦ Presencia de vapor en la salida de gases.

Cuando se presenta esta falla, debe cerrarse el quemador inmediatamente, asícomo la válvula de la línea principal de vapor y dejar enfriar la calderamanteniendo el nivel normal de agua, una vez fría se debe vaciar y abrir laspuertas delanteras y traseras para examinar el daño, confirmada la fuga y tomelas medidas del caso para su reparación.

COMPRESORES ROTATORIOS DE AIRE

El aire de automatización es suministrado en la unidad por el (los) compresor (es) rotatorio (s) de aire del tipo de tablillas deslizantes de fibra comprimida,montadas en un rotor de hierro fundido, siendo lubricadas continuamente por medio de un lubricador ya sea del tipo de mecha o de vacío. Los compresorespequeños, identificables por el depósito de aceite de cristal, lubrican losrodamientos con el aceite alimentado por la mecha.

Los compresores mayores lubrican tanto las tablillas como los rodamientos de

un lubricador vacío con mirilla de cristal, ambos tamaños de compresorestienen aceiteras en las tapas por las cuales se pueden aceitar a diario losrodamientos.

El aire que entra al compresor es filtrado continuamente por un filtro de baño deaceite del mismo tipo que se usa para su lubricación. Límpiese este filtro deaire cuando menos mensualmente en un solvente y llénese el depósito conaceite a su nivel adecuado.

El compresor no debe ser desmontado y desarmado sino por un mecánico conexperiencia.


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Aproximadamente una vez el mes puede alimentarse media tasa de keroséndespacio en la entrada de aire habiendo quitado el filtro para limpiar de estamanera las tablillas y el rotor.

TRATAMIENTO DE AGUA

Una de las causas más frecuentes de fallas en calderas es la falta de untratamiento apropiado del agua de alimentación.

♦ El tratamiento que requiere cada caldera depende del tipo de aguadisponible para la alimentación y de las condiciones de trabajo de lacaldera. Por esta razón en cada caso debe encomendarse ladeterminación del proceso adecuada a una firma experta en este campo.

♦ El Valor de pH del agua de una caldera es usualmente ajustado a unmínimo de 10.5 para prevenir corrosión ácida y dar un margensuficiente para precipitación de las sales generadoras dedepósitos, la concentración máxima de sólidos totales ( disueltos yen suspensión ) debe ser menor a 2 ppm. Ver Fig. 5.2.2

♦ En general se puede establecer como regla que cualquier análisis

conducente a determinar la formación de depósitos a las tendenciascorrosivas del agua de la caldera es incompleto sin la determinación delpH.

♦ Un método eficaz para evitar la picadura de los tubos es por medio de ladesaereación mecánica con el uso de precalentamiento del agua dealimentación, o por medios químicos como compuestos a base de sulfitoo cromato de sodio son los métodos aceptados para controlar eloxigeno.

♦ Es muy importante que se use control de oxigeno en las calderas de

baja presión de vapor y en las de agua caliente ya que estos casos sonmás vulnerables a la picadura de oxigeno que las calderas de altapresión de vapor.

♦ Par evita la sedimentación en la parte inferior de la caldera se debeestablecer un procedimiento adecuado de purgas, a fin de evitar lasconcentraciones de sólidos que formaran incrustaciones.

(para mayores alcances ver al anexo IV).


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FIG 5.2..2 INCRUSTACIONES EN TUBO DE CALDERA PIROTUBULAR


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5.3 Mantenimiento de una caldera Acuotubular .-

Las condiciones generales que se deben cumplir para llevar a cabo unaadecuada gestión del mantenimiento de Calderas Acuotubulares se cumplenen igual forma para las Calderas Pirotubulares , salvo que para combustiblessólidos usaremos silos, tolvas, o canchas de almacenamiento.

5.4.1 RUTINA DIARIA .-

Rd-1 a ) Verificar que no existan trazas no usuales de polvo o finos decarbón y cenizas.

Rd-2 a ) Verificar que no halla fugas de agua, combustible o vapor enválvulas ,bridas o tuberías y corríjalas de ser posible. En caso quesea importante, se debe evaluar para poder programar sucorrección.

Rd-3 a ) Verifique si hay una coloración inusual en el recubrimiento delcaldero o los ductos de gases de escape.

Rd-4 a ) Abra los registros de inspección para verificar si hay acumulaciónde escorias y/o cenizas.

Rd-5 a ) Verifique la presión de operación y la temperatura del vapor sobrecalentado.

Rd-6 a ) Verifique la operatividad del nivel en la columna de agua, que notenga goteos y fugas de vapor.

Rd-7 a ) Verifique que no hay ningún soplador de hollín trabado y que nohaya fugas en la tubería de vapor de ellos.

Rd-8 a ) Verifique que el ajuste de los registros de tiro y de aire decombustión están operativos.

Rd-9 a ) Verifique que todos los motores eléctricos que mueven bombasventiladores, equipos de combustión, etc no tiene vibraciones oruidos anormales, ni están recalentado. Se controlara el nivel delaceite en aquellos reductores que existan (alimentadores de

carbón, extracción de ceniza, etc).


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Rd-10 a ) Verifique la operatividad de los ductos de carbón y de losespaciadores y que los sistemas de extracción de ceniza estánnormales. En caso de que existan sistemas con agua en la tolvade cenizas, verificar que este nivel esta normal.

Rd-11 a ) Verifique que el soplador de hollín del precalentador de aire notiene fugas con la válvula de control cerrada, que las guías dedesplazamiento y el sistema de tracción están lubricadas.

Rd-12 a ) Verifique que no hay fugas en el economizador y que el gradientede a temperatura esta dentro de los parámetros normales.

Rd-13 a ) En caso de usar como combustible petróleo residual, verificar lacorrecta operación del sistema de precalentamiento y la limpiezade los filtros de petróleo.

Rd-14 a ) Verifique que la lanza o lanzas de repuesto del o losquemadores están operativas.

Rd-15 a ) En caso de usar carbón pulverizado como combustible verifique latemperatura del aceite de la caja reductora del pulverizador,cualquier indicación que se están produciendo fugas o incendiosen el interior, escuche para verificar sui hay ruidos no usuales yobserve para detectar fugas de carbón.

Rd-16 a ) Inspeccione las tuberías de transporte de carbón pulverizado paraverificar si hay fugas.

5.4.2 RUTINA SEMANAL .-

Rs-1 a) Inspeccione las válvulas de seguridad para verificar que no tienenfugas.

Rs-2 a ) Verifique la secuencia operativa de cada soplador de hollín paraconstatar su normalidad y la estanqueidad de los empaques yprensa estopas. Controle que todos los sopladores operan en ladebida secuencia durante el ciclo de soplado.

Rs-3 a ) Verifique en los calderos de petróleo que los sensores de llamaesta perfectamente operables. En los calderos con carbón que losincentivadores de encendido están operables.

Rs-4 a ) Pruebe los equipos de emergencia a los que están de reservastand by , arrancándolos por un periodo corto y parándolos, paratener la certeza de que están perfectamente operables.

Rs-5 a ) Verifique que la alarma de nivel bajo de agua opera y da la señalrespectiva, purgando la columna de agua y controlando el ingreso

de agua de alimentación. Así mismo debe funcionar la señalauditiva.


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En cada una de las inspecciones realizadas debe existir una constantecomunicación entre el o los operadores del generador de vapor y el inspector de mantenimiento, con el objeto de saber si se ha observado algunaanormalidad en la operación del caldero o equipo auxiliar.

En el informe de inspección se asentaran estas ocurrencias además delas observadas por el inspector.

Lubricación

♦ Esta es una de las actividades mas criticas del mantenimiento. Elprograma de lubricación está generalmente indicado por los fabricantesde los equipos respectivos, usándose parta cada caso el respectivolubricante.

♦ En caso de que, no se encuentre el lubricante indicado por el fabricante,se reemplazara por otro que posea las mismas características deloriginal (muchas veces en el manual de lubricación da alternativas demarcas).

♦ Los períodos entre lubricaciones están indicados en horas defuncionamiento, pero a veces se deben de modificar en función de lascondiciones de operación (temperatura ambiental, humedad, etc.).

♦ Los cambios de aceite se harán también en función de las horas de

operación, pudiendo reajustarse de acuerdo a necesidades deproducción.

5.4.3 PARADA ANUAL DE MANTENIMIENTO.-

Previo al advenimiento de la parada anual, o sea algunos meses antesdebemos de prepáranos, verificando la disponibilidad para esa fecha de :

♦ Personal de ejecución propio y de terceros.

♦ Equipos auxiliares como pueden ser: limpiadores o turbinadores,

equipos de expandado o mandrilado, herramientas manuales ymecánicas, teclees, gatas, andamios, etc. Los equipos y herramientasmencionados deben estar en condiciones operativas.

♦ Repuestos, material refractario, aislante, compuestos químicos para elrespectivo lavado, tubos de caldero, empaques, etc.

En caso de que detectemos que no hay stock de algo que necesitemos, eincluso no hay pedido pendiente se hará inmediatamente una requisición.

Se hará una revisión concienzuda de todas los reportes de inspección y losrespectivos resúmenes, de ellos se sacara las modificaciones que podríanoriginar en el programa previo de parada anual.


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Al llegar la fecha de parada se parará el generador de vapor de acuerdo a larutina “parada de caldera programada” (para mayor información ver AnexoV) pero no se desaguara.

Se destapara un lado del domo superior y se procederá ha hacer unainspección ocular, tomando una muestra de agua y de incrustación si es quelas hay. Se efectuara un análisis químico de las muestras y de acuerdo alresultado obtenido se ejecutara el tipo de lavado químico que sea necesario(para mayor información ver Anexo VI limpieza química del caldero).

Luego de terminado el lavado químico y el respectivo enjuagué se procederá adesaguar el caldero, iniciándose el desmontaje de lasa siguientes partes:

1. Válvulas de agua, vapor, purgas, seguridad, muestreo.2. Columnas de nivel y controles del mismo.

3. Aquellos sopladores que sea necesario desmontar como resultado delos informes de inspección.

4. Todos los motores eléctricos a los cuales se les aplicara la rutina demantenimiento a máquina parada.

5. Ventiladores para revisar rodetes y chumaceras.6. Se destaparan todos los registros para iniciar la inspección.7. Se desmontara los separadores de humedad y las tuberías del interior

de los domos.

Luego se procederá a efectuar los siguientes trabajos:

a. Se montarán los andamios dentro del hogar para hacer una cuidadosalimpieza de las paredes de agua, en la parte externa, procediéndose alimpiar todo el hogar.Terminada esta operación se revisara la superficie de los tubos y elrefractario del hogar (si lo tiene).Se repara el refractario en las zonas en que esta dañado.

b. Se revisaran domos y cabeceros, así como también el interior de lostubos, si se juzga necesario se hará un trabajo de turbinado conescobillas en los tubos.

En caso de que existan tubos taponados se procederá a reemplazarlos.Después del turbinado se hará una nueva inspección, de observarsealguna anormalidad (sobre todo en calderos con muchos anos deoperación) se pueden hacer unas pruebas de ultrasonido para detectar espesor de pared y tubos en zonas critica.

c. Se revisarán los tubos del sobrecalentador externamente, así mismo elinterior de los cabeceros.

d. Se revisaran todas la válvulas que se desmontaron asentándolas,cambiándoles empaques y probándolas, para después pintarlas. Las

válvulas de seguridad deberán ser reguladas en un banco de pruebas, lapresión de apertura debe ser 5% mayor que la de trabajo.


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e. Se limpiaran los rodetes de los ventiladores, reparándose las cajas y sereemplazaran las aletas que sea necesario. Los rodajes que esténdefectuosos deberán reemplazarse . Finalmente se ensamblaran losconjuntos y se balancearan dinámicamente los que roten mas de 1800

rpm y los otros solo estáticamente.Todos los registros de aire y gases se limpiaran y repararán las partesdefectuosas.

f. Todos los acoplamientos y transmisiones serán revisadosreemplazándose las fajas, cubos, muelles y pernos defectuosos.

g. Se revisara concienzudamente todo el sistema de combustión, que paraeste caso es:

♦ La parrilla viajera, reemplazándose los eslabones y pinesdefectuosos.

♦ El sistema de alimentadores reemplazándose las partes y piezasdeterioradas. Así mismo los silos y tolvas.

♦ Los chutes de ceniza, reemplazando los eslabones y pinesdesgastados.

♦ El transportador de ceniza, reemplazando los eslabones y pinesdesgastados.

El economizador será revisado tanto externa como la parte interna de loscabeceros, limpiándose prolijamente todo el exterior.El mismo trabajo se hará con el precalentador de aire, sobre todo se debe tener

mas cuidado en la zona de salida de gases que es donde se puede producir elroció de los compuestos de azufre.Se reparará o se reemplazara los tubos defectuosos o corroídos.

Se revisará los controles e instrumentos de acuerdo a las especificaciones delconstructor de ellos; ejecutándose los cambios que sean necesarios.

Se hará un revisión de las bombas de agua de alimentación revisando:

♦ Rotor e impelentes♦ Cajas y anillos de sello♦ Prensa estopas y manguitos de desgaste♦ Rodajes y retenes

En caso de que se halla efectuado reparaciones con soldadura se haránpruebas no destructivas con líquidos penetrante o ultrasonido.

Se reemplazará todo lo defectuoso, cerrándose luego la bomba. Se alinearácon el motor quedando lista.

Una vez terminadas todas estas labores, se procederá a armar cada parte en

su sitio. Terminando el ensamble del caldero se pondrán bridas ciegas en lossiguientes terminales: columnas de agua y válvulas de seguridad. Se procederáa hacer la prueba hidrostática.


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PRUEBA HIDROSTÁTICA

El caldero se llenara totalmente con agua limpia a una temperatura entre 21 y37° C, los sobrecalentadores no drenables y los realentadores se llenaran conagua desmineralizada o condensada. Durante el llenado de la unidad setendrá cuidado de ventear todo el aire para estar seguro que esta totalmentelleno de agua.

Luego se cerraran las válvulas de venteo y se procederá a levantar la presiónpor medio de una bomba de prueba figura 5.3.1 la presión de prueba esequivalente a 1.5 veces la presión de trabajo. Mientras se esta levantando lapresión se deben hacer revisiones para poder detectar cualquier fuga, lascuales deberán ser corregidas antes de continuar con las pruebas. Una vezalcanzada la presión de prueba, esta deberá mantenerse por una períodoaproximado de seis a ocho horas para un caldero de alta capacidad.Terminadala prueba hidrostáticas se vaciara el agua y se procederá a reponer elrefractario y las planchas que halla sido necesario retirar para inspeccionar elcaldero durante la prueba.

Se revisará el recubrimiento metálico sellándose toda posible fuga de gas entodo el caldero. Se instalaran la columna de agua y las válvulas de seguridaden su posición original. Se desmontará todos los andamios del hogar yexteriores que se hayan puesto. Se cerraran los registros, la caldera estará listapara arrancar.

Luego se procederá a prepara el reporte de parada anual.


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FIG. 5.3.1. BOMBA DE PRUEBA

6.- SUGERENCIAS :

1. Los pasos descritos dan un lineamiento básico para el mantenimientopreventivo a la caldera .

2. Se recomienda implementar el programa de mantenimiento preventivopara evitar paradas imprevistas de la caldera que afectan directamente ala producción .

3. Capacitar periódicamente al personal que opera la caldera.

4. Implementar un adecuado sistema de Tratamiento de agua que asegurelas condiciones adecuadas y recomendadas de esta , a fin de evitar undeterioro grave de los componentes internos de la caldera maximizandoasí la vida útil de la caldera y de sus componentes y accesorios.

5. Llevar un registro de funcionamiento de la caldera anotando las lecturaspertinentes al funcionamiento del quemador , presión de combustible,presión de aire, temperatura de gases de salida; que son guías útilespara determinar el desempeño del equipo o indican con rapidezcualquier dificultad que pueda estarse desarrollando.


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7. BIBLIOGRAFÍA

TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES; Francisco Vergara Yayon.Edit Kavi Editores s.a. Lima-Perú ,1984.

GENERADORES A VAPOR (CALDERAS INDUSTRAILES )OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ;Programa de capacitación continuaTecsup, Lima-Perú ,1991.

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIENTO DE CALDEROFABRICADO POR DISTRAL S.A., Lima Peru ,1984.

DISEÑO DE CALDERAS INDUSTRIALES PIROTUBULARES; Facultadde Ingeniería Mecánica Energía UNAC, Callao- Perú, 1999.


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ANEXOS


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