Proyecto Final Manufactura

5/13/2018 Proyecto Final Manufactura - slidepdf.com

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Manufactura II Control de Calderas

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEHONDURAS

Asignatura: Manufactura II.

Tema: Proyecto “Control de Calderas”.

Catedrático: Ing. José Fernando Velásquez.

Integrantes del Equipo:

Gisela Soraya Nones2006315189.Ángelo Miguel Bardales200830830013.Carlos Luis Valladares253051005.David Hudberto Franco B.200830510011.

Erick Danilo Sierra

200630810005.Felipe Arturo Chi200630810104. José Higinio Del Cid200630810058.



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Lester Wilfredo Padilla200930810030.Merlin Javier Euceda

200730830008.Rigoberto Gonzales Mora243081028.

Wilfredo Serrano200830820007.

Fecha de Entrega: 07 de Abril 2011

Control de Calderas



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INDICE

Introducción ...............................................................................................................5Objetivos ....................................................................................................................6Calderas de Vapor ......................................................................................................7Procedimiento para generar vapor en una caldera ......................................................8Controles Necesarios en las Calderas de Vapor ..........................................................9

Secuencia de Encendido .........................................................................................9

Operación .................................................................................................................10 Nivel de agua de alimentación ..............................................................................11

Instrumentos para controlar el nivel .........................................................................11Especificaciones ...................................................................................................12

Control de la llama ...............................................................................................12

Control de la presión ............................................................................................12

Presostato para la seguridad ................................................................................13

Presostato para el arranque y parada .....................................................................13

Presostato para alto fuego .....................................................................................13



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Presostato de modulación .....................................................................................13

Temperatura del combustible ...................................................................................14Temperatura de salida de los gases ...........................................................................14Total de sólidos disueltos .........................................................................................14

Automatización convencional ..................................................................................16Automatización Convencional con autómata ...........................................................16Calderas de fluido térmico ........................................................................................17Controles necesarios en las calderas de fluido térmico. ............................................18

Nivel visual deposito de recogida......................................................................... 18

Pirómetro de temperatura máxima del fluido térmico .........................................18

Pirómetro de temperatura de humos en la chimenea............................................19

Pirómetros de primera y segunda llama(pirómetro de trabajo) .............................19

Nivel eléctrico de mínima en depósito de expansión............................................19

Manómetros de entrada y salida ...........................................................................19

Manómetro........................................................................................................... 19

Presostato diferencial ............................................................................................20

Presostato de máxima ...........................................................................................20

Control de la llama ...............................................................................................21

Controles de encendido para calderas, CC4S y CC4M ....................................21

Electro válvula de primera y segunda llama.............................................................21Electro válvula de seguridad..................................................................................... 21Temporizador de seguridad horario.......................................................................... 22Calderas de flujo térmico ..........................................................................................22Causas más frecuentes de averías .............................................................................23Medidas de seguridad en el Uso de las Calderas ......................................................25Seguridad en calderas ...............................................................................................27Costos de un Sistema de Control para Calderas Térmica .........................................29

Conclusión ................................................................................................................30



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Introducción

Una caldera es una maquina o dispositivo de ingeniería que estádiseñado para generar vapor saturado. Éste vapor se genera através de una transferencia de calor a presión constante, en la cualel fluido, originalmente en estado liquido, se calienta y cambia de estado. La producción de calor fue uno de los primeros pasos enel campo de la técnica.

Fue la utilización del vapor como fuerza motriz lo que hizo posible la revolución industrial del siglo XVIII. Hoy en día seaplica en distintas industrias, y en este informe se presentara lainstalación de un sistema de control para calderas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Maquina

http://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%ADtulo_del_vapor

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor

http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Liquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Estados_de_la_materia


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http://es.wikipedia.org/wiki/Liquido





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Objetivos

1. Poner en práctica todos los conocimientos adquiridos en eltrascurso de la clase.

2. Dar a conocer los aspectos técnicos de automatización encuanto a manufactura que son utilizados en la industria de lascalderas.

3. Conocer los distintos instrumentos que utilizamos en dichacaldera.

4. Detallar y explicar el funcionamiento de una caldera.

5. Dar a conocer la gran ayuda de la automatización en elfuncionamiento de una caldera.



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Calderas de Vapor

Cuando James Watt observó que se podría utilizar el vapor como una fuerzaeconómica que remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar lafabricación de calderas, hasta llegar a las que actualmente tienen mayor uso en lasdistintas industrias.

Las primeras calderas tenían el inconveniente que los gases calientes estaban encontacto solamente con su base, y en consecuencia se aprovechaba mal el calor delcombustible.

Debido a esto y posteriormente se le introdujeron tubos, para aumentar la superficiede calefacción. Si por el interior de los tubos circulan gases o fuego, se les clasifican

en calderas pirotubulares (tubos de Humo) y calderas acuotubulares (Tubos deagua).

Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparatoa presión en donde el calor procedente decualquier fuente de energía se transforma enenergía utilizable, a través de un medio detransporte en fase líquida o vapor.

Las calderas son un caso particular en el que seeleva a altas temperaturas de intercambiadores de

calor , en las cuales se produce un cambio de fase.Además son recipientes a presión, por lo cual sonconstruidas en parte con acero laminado asemejanza de muchos contenedores de gas.

Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, lascalderas son muy utilizadas en la industria para generarlo para aplicaciones como:

Esterilización (tindarización), es común encontrar calderas en los hospitales,las cuales generan vapor para esterilizar los instrumentos médicos, tambiénen los comedores con capacidad industrial se genera vapor para esterilizar los

cubiertos así como para la elaboración de alimentos en marmitas.

Calentar otros fluidos, por ejemplo, en la industria petrolera se calienta a loshidrocarburos (full oil) pesados para mejorar su fluidez y el vapor es muyutilizado.

http://es.wikipedia.org/wiki/James_Watt

http://es.wikipedia.org/wiki/ITC

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calor


http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Recipiente_a_presi%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_laminado

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Instrumentos_m%C3%A9dicos&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Comedor


http://es.wikipedia.org/wiki/Cubiertos

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_API

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http://es.wikipedia.org/wiki/Cubiertos

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_API



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Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. Las calderas son partefundamental de las centrales termoeléctricas.

Procedimiento para generar vapor en una caldera

El agua calentada o vapor se levanta de la superficie del agua se vaporiza y escolectada en una o varias cámaras o tambores. El tamaño del tambor determina lacapacidad de producción de vapor. En la parte superior del tambor de vapor seencuentra la salida o el llamado "Cabezal de vapor", desde donde el vapor esconducido por tuberías a los puntos de uso.

En la parte superior del hogar mecánico se encuentra una chimenea de metal o deladrillo, la cual conduce hacia fuera los productos de la combustión como gases. Enel fondo de la caldera, normalmente opuesto del hogar mecánico, se encuentra unaválvula de salida llamada "purga de fondo". Por esta válvula salen del sistema lamayoría del polvo, lodos y otras sustancias no deseadas, que son purgadas de lacaldera.

En conjunto a la caldera existen múltiples controles de seguridad, para aliviar la presión si esta se incrementa mucho, para apagar la flama si el nivel del agua esdemasiado bajo o para automatizar el control de nivel del agua. Un tubo de vidrio

con una columna de agua generalmente se incluye, para mostrarle al operador elnivel interno del agua en la caldera.

El agua de alimentación de las calderas debe ser bien tratada de lo contrario pudieracausar los siguientes problemas:

1. Formación de costra2. Corrosión3. Formación de burbujas de aire4. Adherencia del vapor al cilindro.

Existen también otros procedimientos para el tratamiento del agua entre los cualesdestacan los siguientes:

• Destilación: es un proceso de purificación de agua de eficacia comprobadadurante mucho tiempo en que el agua es tratada hasta que se evapora y elvapor se condensa y recoge.

http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine

http://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoel%C3%A9ctrica

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml


http://www.monografias.com/trabajos14/impacto-ambiental/impacto-ambiental.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml

http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/

http://www.monografias.com/trabajos5/aguacald/aguacald.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml

http://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml


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El equipo necesario no es muy caro, pero consume mucha energía. Ademáslas impurezas volátiles tales como el dióxido de carbono, sílice, amoniaco, yvarios compuestos orgánicos pasaran el destilado.

• Intercambio iónico: el intercambio iónico se utiliza en gran medida en loslaboratorios para proporcionar agua purificada bajo demanda.

Los desionizadores de laboratorio incorporan cartuchos de lecho mixto deresina de intercambio iónico que, o bien pasan a una estación de regeneración

para su recarga cuando se agotan o bien se desecha.

• Osmosis inversa: el objetivo de la osmosis inversa es obtener agua purificada partiendo de un caudal de agua que está relativamente impura o salada.

Esto se logra separar de este caudal de agua contaminada con sales, un caudalmenor de agua pura. En este proceso se aplica presión que tiene más altaconcentración de sales para forzar un caudal menor de agua pura.

Controles Necesarios en las Calderas de Vapor

En las Calderas el control que se deben de llevar son los siguientes:

• Secuencia de encendido

• Nivel de agua de alimentación

• Control de la llama.

• Control de la presión.

• Temperatura del combustible.

• Temperatura de los gases desalida.

• Total de sólidos disueltos

Secuencia de Encendido

Es el orden de operaciones que debe realizar lacaldera para su encendido. El equipo llamado

programador es el encargado de establecer lasecuencia y los tiempos de trabajo. Seincrementa el uso de autómatas programables.

http://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml#car

http://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedades-agua/propiedades-agua.shtml#qui

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Controles de encendido para calderas, CC4S y CC4M

Funciones Entradas Salidas Alimentación Peso

Controlar lasecuencia deencendido delquemador deuna caldera.Proteger

contra falla dellama, luegodel encendido.

Sensor:Fotocelda.Modelo:FVDT, recta oacodada.Bornes: 8, 10.

Pulsador dereinicio:Tipo: normalabierto.Bornes: 9, 10.

Cap. máx.: 5 A, 250Vca, 1000 Va resistivosTensión para:

Alarma (Borne 7).Bobina contactor ventilador (Borne 6).

Solenoide de fuel(Borne 5).Comando Ignición(Borne 4).Relé para modulador:

NA (Borne 1), C(Borne2), NC (Borne3).

Tensión: 220V ± 15 %, 50HzBornes: L1,L2;

1165 g

Operación

Al recibir energía comienza la secuencia de encendido programada: activa la salidadel ventilador para realizar un prebarrido, si detecta llama en esta etapa aborta elciclo y activa la salida de alarma; luego del prebarrido activa la salida de comandoignición, y a continuación la salida para la solenoide de fuel. Si enciende apaga laignición (chispero) y activa el relé modulador. Realiza dos intentos de encendido, encaso de fracasar activa la salida de alarma.Luego de encendido el quemador, si se apaga la llama realiza un intento de

encendido y si fracasa activa la salida de alarma. Posibilidad de supervisión de llama piloto. Opcionales Salida de relé para modulador de llama: Modelo CC4M.



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Nivel de agua de alimentación

Este control mantiene el nivel de agua por encima de los tubos fluxes. Para unamayor seguridad las calderas están provistas de las siguientes indicaciones y

protecciones.

Nivel normal de trabajo. Bajo nivel. Extra bajo nivel

Instrumentos para controlar el nivel

1) Control vertical usando flotante, uno muy conocido (MOBREY).

Interruptor de nivel puntual de líquidos, de tipo diapasón,

que vibra a una frecuencia determinada en el aire y cambiade frecuencia al estar sumergido en un líquido, lo que

provoca el cambio de estado del interruptor.

Puede instalarse en cualquier posición para aplicacionesentre las que se incluyen la protección contradesbordamientos, detección de límites, protección de

bombas o alarma de nivel alto y bajo. Retardo temporal deconmutación a elegir por el usuario.

Un LED visible de frecuencia indica su correcto funcionamiento Punto de pruebamagnética para verificación manual del funcionamiento Dos puntos de entrada deconducto M20 Protección contra cortocircuitos y polaridad inversa

Soporta las vibraciones del entorno, por ejemplo en una fábricaEscala de presiones 100 bares (de -40°C a +50°C)

80 bares (a +150°C)Temperatura de funcionamientoen el lado en contacto con el líquido

de -40°C a +150°C

Temperatura ambiente máx. 80°C (a +60°C (en el contacto con el líquido)Margen de pesos específicos de 0,6 a 2,0Margen de viscosidad del líquido de 0,2 a 10.000 cpsHistéresis ± 1mm nom.Retardo de conmutación 0,3, 1, 3, 10, 30 segundosMaterial en contacto con el líquido Acero inoxidable 316LMaterial de la parte seca Nylon armado con fibra de vidrio PA66Conducto de la carcasa M20 x 2 (suministrado con manguito de cable)



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Conexión de montaje R1 (1"BSPT)Tensión de alimentación de 20 a 264V a.c., 50/60Hz

de 20 a 60V d.c.Carga conmutada (continua) de 20 a 500mAPico máx. de corriente de carga 5A durante 40ms

Corriente sin carga <3mA

Especificaciones

Código RS 419-4777 Fabricante Mobrey Referencia del Fabricante TD1AS1NAB

Medidor capacitivo.

Control de la llama

La fotocelda es la encargada de chequear que la llama este presente, si detecta un fallo desconecta la caldera, indicandomediante una señal de alarma lo ocurrido.

Esto evita que se acumule en el hogar de la caldera combustible, pudiendo provocar explosiones peligrosas en su interior.Código: H0055

Control de la presión

Se emplean los presostatos de ajuste fijo.



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Los presostatos de modulación. Transmisores de presión.

Usos del presostato según el quemador:

Caldera de dos pasos. Seguridad.

Arranque y parada.

Alto fuego.

Caldera modulante. Seguridad.

Arranque y parada.

Modulación.

Presostato para la seguridad

Si la presión llega a la que ha sido ajustada en el presostato, la caldera se para provocando una señal de alarma

Presostato para el arranque y parada

Se fijan los valores de presión mínimo y máximo de trabajo de la caldera para sunormal funcionamiento.Los presostatos CS presentan un conmutador tripolar ydiferencial ajustable. Los presostatos están equipados con unconmutador manual que bloquea el sistema de contacto en la

posición abierta, independientemente de la presión del sistema.

• Para arranque y parada automáticos de los compresores

de aire y bombas de agua• Rango de presión: de 2 a 20 bares• Contactos: tripolar (estándar) y monopolar (accesorio)• Diferencial ajustable• Conmutador manual para bloquear el contacto• Válvula de alivio de presión (accesoria)• Carcasa IP43 o IP55• También disponible con autorización DVGW (KTW) de agua potable

Presostato para alto fuego

En las calderas de dos pasos, es el encargado de conectar la segunda llama paraincrementar el fuego, dependiendo de la presión a la cual ha sido ajustado.

Presostato de modulación

La salida continua de este presostato es conectada al modulador, el cual se encargade establecer la correcta relación aire -combustible, para mantener la presión en losvalores prefijados.



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Temperatura del combustible

El termostato es el encargado de que la caldera nocomience su funcionamiento hasta que el combustible no

haya alcanzado la temperatura necesaria para establecer una correcta atomización. Utilizado en las calderas de fueloil

Código: S0021 Hasta 40 - 95°C – Diseño convencionalCódigo: S0022 Hasta 110°C - Apropiado para conexión con depósitos de acumulación

Temperatura de salida de los gases

Se puede observar la temperatura de los gases mediante el termómetro que debe

conectarse en la chimenea.

Esto indica la eficiencia de la caldera, cuando la temperatura de los gases es muyalta es una manifestación de que la caldera esta sucia o incrustada.

Total de sólidos disueltos

El objetivo de su control es evitar el arrastre de sustancias sólidas y formación deespumas.

El control se realiza mediante un sensor de conductividad que determina cuandodebe actuar la válvula que está conectada en la tubería de extracción de superficie.

También se extraen los sólidos mediante una purga de fondo a la caldera, que puedeser manual o automática.



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El sensor de conductividad térmica o catarómetro se utiliza en cromatografía degases y es uno de los primeros utilizados. Tiene una amplia aplicación y su uso se

basa en la diferencia de conductividad térmica del gas portador cuando circulatambién analito. Este tipo de detector se denomina también catarómetro. El sensor

de un catarómetro consiste en un elemento calentado eléctricamente (resistencia).Esta resistencia, para una potencia eléctrica constante, tiene una temperatura quedepende del gas circundante. La resistencia puede ser un hilo fino de platino, oro otungsteno, o un termistor semiconductor. La diferencia básica entre los detectores demetal y el termistor semiconductor es que el segundo tiene un coeficiente detemperatura negativo, en otras palabras, que su resistencia disminuye conforme latemperatura aumenta.

Se emplean dos pares de elementos o sensores, uno de ellos en el flujo de efluentede la columna y el otro en la corriente de gas previa a la cámara de inyección de lamuestra (gas limpio). En el esquema eléctrico se muestran como muestra yreferencia, respectivamente. Mediante este montaje eléctrico, se consigue compensar el efecto de los cambios de presión, caudal y potencia eléctrica, midiéndoseúnicamente los cambios en la conductividad del gas.

En la actualidad se utilizan también los sensores de filamento único, los cualescarecen de deriva en la línea base, se equilibran rápidamente y son muy sensibles. Elfuncionamiento de este sensor consiste en una cámara de 5 μl que contiene un

pequeño filamento. Sobre él se hacen pasar alternativamente el gas de referencia y el

de salida de la columna, con una frecuencia de 10 Hz, obteniéndose una señaleléctrica de 10 Hz cuya amplitud depende de la diferencia entre la conductividadtérmica del gas de referencia y del gas de salida. Otra ventaja de usar una señal de10 Hz es que de esta forma se elimina el ruido térmico del sistema.

Los gases empleados como portadores permiten distinguir con facilidad cuándo elgas lleva analito, debido a que las conductividades del hidrógeno y helio son de 6 a10 veces mayores que la mayoría de compuestos orgánicos. Este efecto no se da enotros gases portadores como el nitrógeno, por lo cual el uso de este detector está

limitado a la utilización de hidrógeno o helio como gas portador.Ventajas del sensor:

Simplicidad.

Amplio rango dinámico lineal, 105 unidades.

Respuesta universal a compuestos orgánicos e inorgánicos.



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Detector no destructivo.

Desventajas:

Sensibilidad relativamente baja, 10-8 g de soluto/ml de gas

Automatización convencional

Automatización Convencional con autómata



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Calderas de fluido térmico

Eleva la temperatura de cualquier tipo de fluido térmico para aportar calor a losdiversos tipos de procesos industriales. Su diseño es de tipo compacto, tiene espiras

tubulares con flujo forzado y utiliza combustibles líquidos o gaseosos, posee unsistema de instrumentación y control que permite la operación en forma totalmenteautomática.Su diseño permite utilizar quemadores para gas, petróleos livianos y pesados(incluso R500) sin que se produzca puntos calientes que deterioren al fluido térmico.

Se debe seleccionar el fluido térmico según la máxima temperatura requerida. Cadafluido térmico posee una temperatura máxima de operación que no debe ser sobrepasada. Además, su presión máxima de operación no debe superar la del

equipo, especificada por ERGISA MR

El aceite térmico circula por el serpentín calentado por la llama del quemador y por los humos. Seguidamente se distribuye a baja presión a través de un circuito cerradohacia los diferentes consumidores. En el retorno, un desgasificador, atmosférico o

presurizado con nitrógeno, permite eliminar los restos de gases disuelto antes de suinyección en el grupo de circulación.



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Controles necesarios en las calderas de fluido térmico.

• Nivel visual deposito de recogida.

• Pirómetro de temperatura del fluido térmico y de humos en lachimenea.• Nivel eléctrico de mínima en depósito de expansión.• Manómetros de entrada y salida de la caldera y tomas de temperatura.• Presostato diferencial.• Presostato de máxima.• Control de llama.

Nivel visual deposito de recogida.

Es el que Permite observar la cantidad de fluido de la instalación.

Pirómetro de temperatura máxima del fluido térmico

Es el que Previene sobre un posible fallo de varios elementos que pueda conllevar un aumento elevado de la temperatura del fluido térmico.

Y al igual es un Elemento de seguridad que bloquea el quemador



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Pirómetro de temperatura de humos en la chimenea.

Es el cual Detecta un aumento considerable de la temperatura de los humos.Bloquea el quemador.

Pirómetros de primera y segunda llama(pirómetro de trabajo)

Es el que Envían información (temperatura) al cuadro eléctrico sobre las demandasde calor del equipo.

Los pirómetros son aparatos idóneos para realizar medicionesde precisión de temperaturas sin cohttp://www.pce-group-

europe.com/espanol/medidores/pirometros-74.htmlntacto.Gracias a su mecanismo óptico, estos pirómetros son unaherramienta segura para medir temperaturas con precisión. Los

pirómetros infrarrojos están especialmente indicados paraaplicaciones en las que no se pueden utilizar los sensores convencionales.

Nivel eléctrico de mínima en depósito de expansión.

Es el que No permite la puesta en marcha del equipo ante una falta de fluido térmico

Manómetros de entrada y salida

Indican la presión en la entrada y salida de la caldera.

Manómetro.

El manómetro, montado sobre las calderas índica la presión efectiva que el vapor ejerce sobré cada centímetro cuadrado, es decir, la presión total ó absoluta,disminuida de la presión de la atmosfera. Le constituye un tubo hueco curvado yelástico, deformándose más ó menos bajo la presión que se ejerce en su interior. El

extremo movible de este tubo actúa sobre una aguja que se mueve á lo largo de uncuadrante graduado

El vapor de la caldera no penetra dentro del tubo del manómetro, donde el calor podría falsear las indicaciones, y el tubo de comunicación con la caldera llenase deagua y transmite la presión.



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Cuando la caldera está fría, la aguja del manómetro marca 0, y esto quiere decir quela presión al interior de la caldera iguala la presión de la atmósfera al exterior.

En efecto, el aire penetra en la caldera fría, notablemente si se levanta la válvula del

regulador. Durante el enfriamiento de un recipiente de vapor cerrado, en donde, elaire no puede insinuarse, el vacío se hace por consecuencia de la condensación delvapor; la presión atmosférica exterior amenaza entonces aplastar el recipiente, si esteestá construido para resistir únicamente á la presión interior del vapor, pero no á una

presión exterior.

Los manómetros se desarreglan con el tiempo, y se les verifica montando sobre lacaldera un manómetro étalón, patrón ó tipo construido con mucho esmero y siempreen buen estado. El maquinista ve desde luego si la aguja del manómetro marca bienla presión superior límite, en el momento en que las válvulas se levantan, lo cualtiene lugar cuando el manómetro y sopapas están en buen orden. Debe señalarseinmediatamente á reparación todo manómetro cuya aguja dé en tal momento unaindicación errónea de un cuarto de kilogramo en más ó en menos.

Puede suceder que la aguja de un manómetro no recaiga exactamente al cero cuandotoda presión efectiva cese en la caldera; esto no tiene una gran importancia, si laindicación de la aguja es justa á la presión superior.

Presostato diferencial

Es el cual Detecta una mala circulación del fluido térmico, por insuficiente presión yBloquea el quemador

El presostato diferencial, mide la diferencia de presión entre dos puntos, uno de referencia y el otro (presión entre el interior deltanque y el exterior), en cambio el absoluto es la presión conrespecto al vacío (presión atmosférica)

Presostato de máxima

Detecta una mala circulación del fluido térmico por aumento de la presión. Bloqueael quemador.

Presostato de máxima encargado de parar la bomba delsistema de presión, cuando el depósito acumulador estálleno.



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Control de la llama

Mediante la célula ultravioleta, detecta luz, informandosobre falsos encendidos. Elemento que indica lassecuencias que debe seguir el quemador.

Controles de encendido para calderas, CC4S y CC4M

• Funciones:Controlar la secuencia de encendido del quemador de una caldera.

Proteger contra falla de llama, luego del encendido.• Entradas: sensor fotocelda, pulsador de reinicio• Salidas:

Tensión para: alarma, bobina contactor ventilador, solenoide de fuel,comando ignición, relé para modulador, NA, C, NC.Capacidad máxima: 5 A, 250 Vca, 1000 VA resistivos.

• Opción de mando de modulador de llama, CC4M

Electro válvula de primera y segunda llama.

• Dan paso a mayor o menor cantidad de combustibles.

Electro válvula de seguridad.

• Cierra el paso si no hay demanda de combustible.



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Una electroválvula es una válvula electromecánica, diseñado para controlar el flujode un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería. La válvula estácontrolada por una corriente eléctrica a través de una bobina selenoidal.

No se debe confundir la electroválvula con válvulas motorizadas, que son aquellas

en las que un motor acciona el cuerpo de la válvula.

Temporizador de seguridad horario.

• Obliga a inspecciones periódicas (cada dos horas) al personal encargado.Elemento de seguridad.

Calderas de flujo térmico

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Solenoide

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Solenoide



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Causas más frecuentes de averías

-EL quemador no enciende

• Cadena de emergencia abierta.

• Conexión equivocada.

• Valor insuficiente de la tensión de la red de alimentación.

-El quemador arranca pero no se enciende y luego se bloquea

• No hay chispa en los electrodos.

• La chispa no inflama el petróleo.

• Pulverización irregular.

• No hay petróleo en el depósito.

• Tubería de suministro obstruida.



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• Bomba de petróleo defectuosa

-El quemador arranca y se enciende pero luego se bloquea

• Celda fotoeléctrica sucia o defectuosa.

• Celda mal colocada.

• Cable defectuoso.

• Exceso de agua en el combustible.

• Conexiones sueltas.

-Pequeña llama chispeante

• Boquilla parcialmente bloqueada.

• Exceso de aire.

-Llama humeante

• Presión del combustible demasiada alta.

• Suministro de aire insuficiente.

-Baja presión de combustible

• Válvula reguladora de presión desajustada.

• La válvula reguladora se pego.

-Alta presión de combustible

• Válvula reguladora de presión desajustada.

• Obstrucción en la tubería de retorno de petróleo al depósito de almacenaje.

-El quemador no cambia a llama alta o a baja llama.

• Válvula magnética de alta/baja no se abre.

• Ajuste inadecuado del presostato.

-El quemador se conecta/desconecta continuamente

• Control de presión defectuoso.



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Medidas de seguridad en el Uso de las Calderas

Entre estos dispositivos se pueden mencionar los de observación, seguridad,alimentación de agua, limpieza y control automático.

Mediante los accesorios de observación se puede conocer el nivel del agua de lacaldera, su presión y su temperatura. Por su parte, los dispositivos de seguridad

permiten evacuar automáticamente el vapor ante un aumento excesivo de la presión.Los sistemas de alimentación de agua deben asegurar que el nivel del fluido lacaldera no alcance su nivel mínimo, en otras palabras, que la caldera se quede sinagua. Si esto ocurriera, el calor generado por la combustión produciría unsobrecalentamiento de los tubos de la caldera, pudiendo dañarse. En estos casos, lacaldera debe ser enfriada antes de volver a llenarla de agua, ya que el golpe térmicodel agua fría puede producir una explosión. Los accesorios de limpieza tienen lafinalidad de eliminar de la caldera los elementos producidos durante su operación, y

que producen un mal funcionamiento o una operación poco eficiente si no soneliminados. Entre dichos accesorios están las llaves de purga, puertas de inspeccióny limpiadores de hollín. El correcto funcionamiento de estos dispositivos esfundamental para poder operar las calderas de manera segura y eficiente.

En el último tiempo se han implementado sistemas de control automático que permiten monitorear las diferentes variables de una caldera por medio de accesorioselectrónicos, los cuales ejecutan acciones que controlan el sistema, tanto desde el

punto de vista operativo como de seguridad.

Dispositivos de Seguridad Eléctricos

Existe una variada gama de dispositivos de seguridad eléctricos en quemadores ycalderas, sin embargo nos referiremos a los más conocidos y usados en la industrianacional.

Fusible: Es el más sencillo de todos, el que debe estar presente en todo equipo eléctrico y/o electrónico, ya que,aunque parezca irrelevante, es el que se “sacrifica” por losdemás dispositivos eléctricos del quemador de la caldera. Elfusible está destinado a proteger la instalación eléctrica y suscomponentes contra sobre corrientes ocurridas en éste, interrumpiendo el flujo de lacorriente eléctrica cuando ésta sobrepasa el valor de la corriente de fusión del fusibledentro de un tiempo determinado. En este sentido, es importante considerar se puedecolocar un fusible en cada dispositivo del quemador de la caldera para prolongar lavida de los distintos aparatos eléctricos y/o electrónicos que lo conforman.



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Interruptor automático: Este dispositivo es un fusible automático que estáubicado en la alimentación eléctrica del quemador. El que se usacomúnmente opera por calor y/o campo magnético, o sea, es undisyuntor termo magnético. En su selección debemos considerar entre otros: corriente nominal, corriente máxima, voltaje máximo y

número de polos.

Sensor Ultra Violeta o UV: Este es un detector de llamaelectrónico de estado sólido que se usa con controladores o

programadores (“cerebro del quemador”) y requiere deamplificadores de señal de llama. Este dispositivo detecta la

presencia o ausencia de llama, mandando a falla el controlador si no la detecta. Es importante señalar que estos sensores son a

prueba de explosión. Su importante función es la de detectar la radiación ultravioleta producida por la combustión de gas, petróleo, carbón u otros combustibles con quetrabaja el quemador. Si por alguna eventualidad se llegara a apagar la llama delquemador en su proceso, este sensor manda a falla al controlador, el cual suspendeinmediatamente sus funciones encendiendo una luz de aviso y activando una alarma,en caso de estar conectada a una.

Varilla de ionización: Esta es una sonda diseñadaexclusivamente para detectar la señal de ionización que genera lallama. Cuando se calienta el aire, se produce una ionización (se

desprenden electrones de la capa de valencia de los átomos,generando una corriente eléctrica en la zona de la varilla), la cual

es detectada y canalizada por esta sonda, siendo amplificada esta pequeña señal, para que el controlador detecte si hay presencia o ausencia de llama. El material deesta varilla de ionización es de Kantal A-1 y es utilizada solamente paracombustibles gaseosos.

Sensor Infrarrojo: Detecta la radiación infrarroja producida por lacombustión de gas, petróleo, carbón o llamas de combustiblesduales en los quemadores. Se utiliza comúnmente donde el montajede la varilla de ionización o el sensor UV son difíciles de aplicar.



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Termo resistencias PT-100: Este es otro tipo de sensor y está fundamentado en la proporcionalidad que existe entre la variación de una resistenciaeléctrica de platino de alta pureza y la temperatura. Por su principiode funcionamiento estos elementos ofrecen una excelenteestabilidad y reproducibilidad para temperaturas que van entre los

-50 a 300ºC. Otra característica importante de este tipo de sensor es que la mediciónno es alterada por la distancia entre el punto de senseo y el punto de lectura ocontrol, gracias a su conexión de tres alambres que permiten diferenciar laresistencia del sensor de la resistencia total de los mismos alambres. Este sensor esusado normalmente en calderas de agua caliente.

Dispositivos de Alarma: Esta puede ser una sirena convencionalque se venden en tiendas de electrónica. Es importante destacar

que se debe colocar el respectivo adaptador de voltaje. Estedispositivo opera en forma normal, ya sea por luz, señalesacústicas o ambas y también puede ser activado por el controlador.

Seguridad en calderas

Los trabajadores que usan y hacen el mantenimiento a calderas saben que éstas son potencialmente peligrosas. Las calderas son recipientes cerrados con quemadores degas o electricidad que calientan agua u otros líquidos para generar vapor. El vapor está a presión y sobrecalentado, y se usa para generar electricidad, para calefaccióno para otros propósitos industriales. Aunque las calderas normalmente estánequipadas con una válvula de alivio de presión, si la caldera no puede resistir la

presión, la energía que contiene el vapor se libera instantáneamente. Estacombinación de metal explotando y vapor sobrecalentado puede ser extremadamente

peligrosa.

Sólo trabajadores autorizados y debidamente capacitados deben operar las calderas.Los trabajadores deben conocer bien el manual de operación y las instrucciones delfabricante de la caldera. Los operadores de calderas deben inspeccionar las calderascon frecuencia en búsqueda de fugas, combustión correcta, funcionamiento de losdispositivos de seguridad e indicadores, así como otras funciones. Muchas calderasviejas, así como las tuberías de vapor o agua caliente pueden tener recubrimientosaisladores, enrollados o forros de asbesto. Los trabajadores deben inspeccionar esas



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áreas periódicamente para asegurarse de que los materiales no estén dañados, que nose estén descascarando y que no estén deteriorados. Deben reportarse la existenciade materiales dañados y deben repararse o eliminarse de inmediato por un contratistacertificado para trabajos en asbesto. Indicios de superficies rajadas, prominencias,corrosión u otras deformidades deben ser reparadas de inmediato por un técnico

autorizado. Los registros detallados de la operación y el mantenimiento de la caldera pueden ayudar a asegurar su seguridad.

Las calderas deben siempre conectarse lentamente, y nunca se debe inyectar aguafría a un sistema caliente. Cambios súbitos de temperatura pueden torcer o quebrar la caldera. Debido a que muchas calderas queman gas natural, combustible diesel o

petróleo, es necesario tomar precauciones especiales. Los operadores de calderasdeben asegurar que el sistema de combustible, incluyendo las válvulas, tuberías ytanques, estén funcionando correctamente y sin fugas. Para prevenir explosiones enla caldera, es imperativo que los operadores purguen la caldera antes de encender el

quemador. Los trabajadores deben verificar la relación de aire a combustible, lacondición del tiro y la llama para asegurarse de que ésta no sea demasiado alta nique eche humo. Los sistemas de ventilación también deben inspeccionarse ymantenerse para asegurar que los gases producto de la combustión no se acumulenen la sala de calderas.

El área que rodea a la caldera debe mantenerse libre de polvo y desperdicios, y no sedeben almacenar materiales combustibles cerca de ninguna caldera. Los pisos amenudo son de concreto sellado y pueden ser muy resbalosos cuando están mojados.

Los derrames deben trapearse o limpiarse de inmediato. Asegúrese de que hayasuficiente iluminación y que cualquier lámpara defectuosa se repare de inmediato.Debido a que las calderas tienen superficies calientes, debe haber suficiente espacioa su alrededor para que los trabajadores puedan moverse en la sala de calderas. Lassalas de calderas pueden ser ruidosas, por lo tanto el área debe estar identificadacomo tal y los trabajadores deben usar protectores para los oídos cuando trabajendentro de la sala de calderas.

Se les permitirá únicamente a los técnicos autorizados hacer reparaciones en lascalderas. El personal de reparación debe usar equipos de protección personal, talescomo cascos, guantes para trabajo pesado, protección para los ojos y overoles.

Cuando entren en una caldera para efectuar reparaciones o tareas de mantenimiento,los trabajadores de reparación de calderas deben tratarla como un espacio cerradoque requiere permisos. Cuando se para una caldera para reparaciones, todas lasfuentes de energía deben desconectarse usando procedimientos de bloqueo (Lock-out / Tag-out), y los residuos de presión en tuberías de vapor, agua y combustibledeben aliviarse siguiendo los procedimientos correctos de vaciado y bloqueo, otaponamiento.



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Costos de un Sistema de Control para Calderas Térmica

Materiales Costos

Pirómetro de Temperatura Máxima 5,305.00

Pirómetro de Temperatura Humo 5,400.00

Pirómetro de Trabajo 5,600.00

Manómetro 1,000.00

Presostato Diferencial 3,040.00



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Presostato Máxima 3,150.00

Célula Ultravioleta 10,120.00

Termómetro 2,770.00

Pirómetro 5,305.00

Manómetro 960.00

Electroválvula para combustibles 1,531.00

Temporizador 1,748.00

Cableado 5,000.00

Instalación y Elaboración de PLC 30,000.00

Costo Total 80,929.00

Conclusión



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En este proyecto hemos conocido la importancia que tiene una caldera en la

Industria, y sus diversos usos en los diferentes campos, así también los instrumentos

y herramientas con la que consta para llegar a realizar sus mediciones, haciéndolo de

una forma automatizada lo cual facilita el control y manejo de toda su operación;mediante la automatización se adquiere muchas ventajas como ser: la reducción de

costos de operación, sistema más confiable y seguro que el uso del personal

humano.

Proyecto Final Manufactura

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