INFORME VIDEO SPIRAX SARCO

Cuando el agua ingresa a una caldera (generador de vapor), inevitablemente transporta slidos disueltos, slidos en suspensin y gases, en una magnitud que depende del tratamiento al que haya sido sometida para su acondicionamiento.Al ingresar el agua, esta recibe un aporte intenso de calor, eleva su temperatura hasta alcanzar el punto de ebullicin, se evapora y sale de la caldera. El vapor, en condiciones ideales, no contiene slidos. Por lo tanto los slidos contenidos en el agua que permanece en la caldera resultan cada vez ms concentrados. A medida que el vapor sale, se agrega igual cantidad de agua de alimentacin, con lo que ms slidos ingresan al sistema.Si la caldera no se purga, es decir si no se extrae parte del agua donde los slidos se han concentrado, estos continuarn aumentando su concentracin hasta que se superen sus solubilidades y comiencen a "salir" de la solucin. Estos slidos en suspensin, dependiendo de su naturaleza, precipitan y se depositan sobre las superficies de calefaccin calientes (tubos) sufriendo transformaciones qumicas que los convierten en incrustaciones; o simplemente incrementan los slidos en suspensin en el agua de la caldera. Este incremento, junto a una mayor tendencia a formar espumas, contribuye a aumentar el arrastre de agua por el vapor, lo que de alguna manera termina actuando como purga.

Mediante la purga se puede mantener bajo control la concentracin de los slidos en el interior de la caldera. Esta purga puede hacerse en forma continua o peridicamente, ya que las calderas poseen un "recipiente" o "tanque" inferior donde los slidos sedimentables tienden a concentrarse. En estos casos, purgas intermitentes de corta duracin dan a veces mejor resultado.La purga se regula para mantener la concentracin de slidos dentro de ciertos valores, que dependen fundamentalmente de la presin de operacin y de la potencia de la caldera.

1. NIVEL ADECUADO DE AGUA.- la cantidad de agua en una caldera deber tener un rango ptimo, este rango es aproximadamente un 85% de agua y un 15% de vapor, es de suma importancia ya que al tener un exceso de agua se tendr un vapor de poca calidad y se tendr problemas de arrastre de gotas de agua, y al tener una cantidad menor de la adecuada se tendr expuesta las superficies de calentamiento y la caldera se sobrecalentara.Al hervir el agua se generan burbujas las cuales impiden ven el verdadero nivel del agua dentro de la caldera, motivo por el cual se conecta un visor de nivel libre de turbulencia.

Para determinar el nivel dentro de la caldera se instalan sondas de nivel que debern estar alojadas en protectores para evitar efectos de la turbulencia.Cuando se requiera ms vapor el nivel del agua descender para lo cual se deber tener un sistema de control de agua de alimentacin:1.1. SISTEMA ENCENDIDO - APAGADO (ON/OFF)ste es el ms sencillo de los sistemas de control; el quemador est encendido a su mxima capacidad, o completamente apagado. La mayor desventaja de este mtodo de control radica en que la caldera se sujeta a choques trmicos bruscos, cada vez que el quemador enciende. Por lo tanto, su uso debe limitarse a calderas pequeas hasta unos 500 kg vapor/hora.

Ventajas del sistema de control encendido apagado Son sistemas muy simples Son los sistemas ms baratos actualmente

Desventajas del sistema de control encendido apagado Si se presenta una demanda fuerte de vapor inmediatamente despus de apagarse el quemador, se reduce considerablemente la cantidad de vapor disponible. Se producen choques trmicos a los componentes de la caldera

1.2. SISTEMA DE CONTROL, FUEGO ALTO Y BAJOste es un sistema de control un poco ms complejo que el anterior y en el que el quemador puede trabajar en dos rangos de fuego. En un principio, el quemador opera a fuego bajo y, posteriormente y de acuerdo con los requerimientos, cambia a fuego alto. De esta manera, se evita el peligro de los choques trmicos. El quemador tambin puede regresar a la operacin en fuego bajo cuando la carga se reduce, limitando de nuevo los esfuerzos trmicos en la caldera. Este tipo de sistema se utiliza en calderas con potencias hasta los 5,000 kg vapor/hora. Ventajas de los sistemas de control, fuego alto y bajo La caldera puede responder mejor a las demandas bruscas de vapor, ya que en la posicin fuego bajo se asegura una cantidad de energa almacenada dentro de ella. Si la demanda brusca se presenta con el quemador encendido en la posicin fuego bajo, puede responder rpidamente cambiando a la operacin en fuego alto; adems, se puede omitir el ciclo de purga. Desventajas de los sistemas de control, fuego alto y bajo Son sistemas ms complejos que el encendido apagado Son ms caros que el sistema encendido apagado1.3. SISTEMA DE CONTROL MODULANTEEstos sistemas varan el rango de fuego de los quemadores de acuerdo con la demanda de la caldera dentro de todo el rango del quemador. Cada vez que el quemador se apaga y vuelve a encenderse, el sistema debe de ser purgado mediante el suministro de aire fro a travs de todos los pasajes de la caldera. Esto gasta energa y reduce la eficiencia. Sin embargo, la modulacin completa significa que la caldera se mantiene encendida dentro de todo su rango de potencia maximizando su eficiencia trmica y reduciendo los esfuerzos trmicos. Este tipo de control puede instalarse en cualquier tamao de caldera, pero se recomienda para calderas mayores a los 10,000 kg vapor/hora. Ventajas de los sistemas de control modulantes La caldera es capaz de soportar cargas grandes y fluctuantes La presin de la caldera se mantiene dentro de su banda de control ptima y el nivel de la energa almacenada al mximo Cuando de manera repentina se requiere mayor energa, el sistema puede responder inmediatamente, incrementando el rango de fuego del quemador, sin necesidad de un ciclo de purga.

Desventajas de los sistemas de control modulantes Son ms caros Son ms complejos Se necesitan quemadores con un amplio rango de operacin.

2. PRESIN DE TRABAJO ADECUADA.- las demandas de vapor de los usuarios no necesariamente requieren de la mxima capacidad de la caldera, al trabajar a una baja presin aumenta la turbulencia, esto ltimo se produce por que las burbujas son ms grandes revientan ms fcilmente en la superficie, todo esto puede ocasionar arrastre de gotas de agua.Se recomienda el uso de la caldera en su presin de trabajo, si los usuarios requieren menos presin se debern instalar vlvulas de reduccin de presin.

Una cada de presin tambin se da por una demanda de vapor repentina, al disminuir la presin las burbujas aumentan y el agua en la superficie se evapora lo que ocasiona turbulencia excesiva, lo cual puede producir arrastre y vapor flash.

VAPOR FLASH.- Es la presin parcial del vapor que se produce cuando un lquido saturado corriente se somete a una reduccin de la presin pasando a travs de una vlvula de estrangulamiento o de otro dispositivo de estrangulamiento.

Si la demanda de vapor sobrepasa la capacidad de la caldera aunque solo sea por un instante puede ocasionar golpe de ariete y que el nivel de agua baje en la caldera lo que ocasionara que la caldera se apague automticamente.

A menos presin las condiciones dentro de la caldera se vuelven mas inestables.

Se recomienda operar la caldera en su mxima eficiencia segn el cuadro: Adems usar sistemas de regulacin high-low-off o modulante, ya que se tiene mayor eficiencia sin llegar a la mxima carga, lo cual no brinda un margen de reserva para cubrir demandas altas de vapor sin tener que disminuir la cantidad del agua dentro de la caldera a niveles bajos, evitando as problemas como golpe de ariete, arrastre o finalmente que se apague la caldera.

3. CONTROL DE LOS SDT.- Prcticamente todas las aguas de alimentacin a las calderas contienen slidos disueltos. Cuando el agua de alimentacin se calienta, se evapora y sale de la caldera como vapor destilado dejando las impurezas atrs. Entre ms y ms agua se evapora en la caldera, se aade ms lquido para reemplazarla. Como resultado de esto, la cantidad de slidos disueltos al interior de la caldera aumentaGradualmente. En poco tiempo se acumula una gran cantidad de stos en el agua de la caldera, provocando que no hierva ya como agua ordinaria, sino como una especie de jarabe (espuma)Antes de que el agua de alimentacin pase a la caldera, debe tratarse qumicamente para eliminar los elementos corrosivos que puedan estar presentes y que acabaran por corroer la caldera y afectar a la calidad del vapor necesario para un proceso.Deben eliminarse de la caldera los productos qumicos que se introducen a travs del agua de alimentacin. No hacerlo puede motivar que el sistema de la caldera sufrala formacin de incrustaciones, corrosin, metal agrietado y quebradizo, arrastre de slidos y espuma.Por lo tanto,es preciso mantener el equilibrio qumico apropiado en el interior de la propia caldera,lo que se consigue mediante el control de purga. Este proceso consiste en activar el mecanismo de la vlvula de purga situado en el colector de la caldera y extraer un pequeo porcentaje del agua de la caldera (que contiene slidos disueltos y sedimentos sin disolver) por debajo de la superficie del agua de la caldera.Con el fin de mantener el equilibrio qumico en el interior de la caldera, la cantidad de impurezas retiradas del colector mediante la purga debe ser igual a la cantidad deimpurezas introducidas mediante el agua de alimentacin. Cuando varan las cargas de vapor, tambin lo hace la tasa de agua de alimentacin y la tasa de purga.Por otro lado, el exceso de purga da lugar a un funcionamiento ineficiente de la caldera, ya que cada purga hace que se pierda el calor contenido en el agua extrada. El coste de combustible puede relacionarse directamente con esta prdida de calor. Tambin hay que tener en cuenta el coste del agua y el de los productos qumicos. Debe alcanzarse un equilibrio entre la necesidad de retirar los slidos disueltos de la caldera y el funcionamiento eficiente de la misma.El control de purga se divide en sistemas continuos o instantneos que pueden ser manuales, semiautomticos o completamente automticos. SISTEMA MANUAL INSTANTNEOLa implementacin ms sencilla del control de purga es un sistema manual instantneo que se acciona una vez por turno para reducir los slidos disueltos en la caldera hasta un nivel suficiente por debajo del lmite mximo especfico de la caldera. Despus, se permite que aumenten los slidos disueltos durante el siguiente turno hasta alcanzar de nuevo el nivel mximo.Debe realizarse una prueba de slidos disueltos antes de realizar la purga con el fin de ajustar los tiempos para reflejar los cambios en las condiciones medias de carga de la caldera que pueden producirse da a da.Ventaja: Implementacin sencilla con una inversin en sensores relativamente bajaDesventaja: No se tienen en cuenta las fluctuaciones de la carga. Recuperar el calor de la purga resulta costoso y complicado

CONTROL PROGRAMADO AUTOMTICAMENTE

La figura 2 muestra un sencillo sistema semiautomtico que utiliza un temporizador para controlar la purga durante breves periodos de tiempo segn un programa preestablecido. Con este sistema sigue siendo necesario comprobar diariamente la caldera con el fin de ajustar el programa del temporizador para tener en cuenta los cambios en el funcionamiento de la caldera y del sistema.

Es posible obtener un sistema completamente automtico instalando un sistema de control de slidos disueltos, como muestra la Figura 3, que tiene prioridad sobre el temporizador en caso de que vare el nivel deseado de slidos disueltos.

Desventaja: La vlvula estndar de apertura y cierre completo ofrece un control poco preciso

CONTROL CONTINUOLos sistemas de purga continua son preferibles cuando se necesita recuperar el calor. En su forma ms sencilla, este sistema consta de una vlvula que se ajusta despus de someter la caldera a una prueba regular. La posicin de la vlvula se determina en funcin de la presin de la caldera, los niveles de slidos disueltos y la tasa de purga requerida.Como muestra la Figura 4, se utiliza un mdulo de control para modular la vlvula de purga utilizando las seales del detector de slidos disueltos instalado en la corriente secundaria enfriada de la purga. Para que este sistema funcione correctamente, dicha corriente debe fluir continuamente sobre el detector.Ventaja: Planta de recuperacin de calor ms pequea y asequible Capacidad de recuperar hasta el 50% del calor de la purga

PURGA INTERMITENTE Tambin es posible realizar la purga en los evaporadores de la caldera, donde se depositan los sedimentos. Este proceso se realiza de forma intermitente abriendo la vlvula correspondiente y permitiendo que escapen los sedimentos. Control combinado La automatizacin de procesos de Eurotherm ofrece un mdulo de control que puede configurarse para el control de la purga continua, intermitente, o contina e intermitente.