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DEFINICINDECALDERAAparatoapresinendondeelcalorprocedentedecualquierfuentedeenergasetransformaenutilizable,enformadeenergatrmica,atravsdeunmediodetransporteenfaselquidaovapor.

RIESGOS1.Porlapresininterna,quepuedeprovocarsuroturaencasodediseonofabricacindefectuosos.2.Porelalmacenamientodeenergatrmica,queencasodeliberacinporroturatieneefectosdestructivos.3.Porlaexistenciadeunafuentedecalordealtatemperatura.

OBJETIVOS1.Satisfaccindelosrequisitosoperacionalesnecesarios.2.Eficiencia.3.Seguridaddefuncionamiento.4.Costosmnimosdemantenimiento.5.Vidatillomslargaposible.

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ENELCASODELACALDERA1.Delcumplimientodelosrequisitosoperacionalesdependeelfuncionamientodetodalaplanta.2.LaeficienciaesunfactordecostomuyimportanteenlaEmpresa.3.Laseguridaddefuncionamientoescondicinvital,msqueporrazonesdecosto,porlosriesgosdeaccidente.4.Elmantenimientoestligadoaloscostosoperativos,alaseguridadyalavidatil.Especificacionesconstructivasdediseo:1.Especificacindemateriales.2.Frmulasdeclculoparalaspartesapresin3.Tensionesadmisiblesdelosmateriales.4.Soldaduras5.Dimensionesdehogareslisosycorrugados.6.Perforadodeplacas.7.Especificacindetubos.8.Tratamientostrmicos9.Controles,pruebasyensayos.

CARACTERSTICASMECNICASLmitedefluenciaTensinderoturaElongacinSOLDADURAS Preparacion debiseles Procedimientosdesoldadura Calificacindesoldadores Especificacionesdeelectrodos ControlesAliviodetensionesDESPERFECTOSPORDILATACIONES Fisurasdesoldadurasentrehogaryplacas. Aflojamientodetubosmandrilados. Fisuradesoldadurasentretubosyplacas.Deformacindeplacas.HOGARCORRUGADO

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TIPOSDECALDERAS

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TAREASDEMANTENIMIENTOMantenimientoelectromecnicodeequiposauxiliares.Limpiezadelsistemadegases.Tratamientoycontroldelaguadealimentacin.Programaderutinasparacontrol.

ENSUCIAMIENTODELLADOGASESCombustiblegas:DespreciableCombustiblefueloil:HollnCombustibleslido:Cenizayholln

SENSORESDELENSUCIAMIENTO

Calderaafueloil:TemperaturadechimeneaCalderaalea:Temperaturadechimeneayprdidadecarga.

REQUISITOSDELAGUADEALIMENTACIN: Nosercorrosiva. Nodepositarincrustaciones. Noformarespuma.EFECTOSDELACORROSIN Desgastegeneralizado. Desgastelocalizado.SALES Puedensersolublesoinsolubles. Lasinsolublespuedenquedarensuspensinoprecipitar. Lasolubilidaddisminuyecuandoaumentalatemperatura.

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DEPSITOS Provienendelaprecipitacindelassalesinsolubles. Puedenserblandos(barros)oduros(incrustaciones). Losbarrostienenpocaadherenciaypuedensereliminadospormediosmecnicos. Lasincrustacionestienengranadherenciayresistenciamecnica;slopuedensereliminadospormediosqumicos.Losbarrosdebensercontroladosylasincrustacionesdebenserevitadas.

ORIGENDELASINCRUSTACIONES Salesdecalcio(carbonatos,bicarbonatos,sulfatos). Salesdemagnesio(carbonatos,bicarbonatos,sulfatos). Silicatos. Durezaeslacantidaddecalcioymagnesiodisueltasenelagua.

ESPUMAEstadointermedioaguavaporenquelaburbujadevapormantienelapelculadeagua.CONSECUENCIAS:Arrastredeaguaenelvapor.Falsaindicacindenivel.PREVENCINDELACORROSIN AgentesqumicosparacorregirelpH. Agentesqumicosparaabsorbereloxgeno:(sulfitodesodio,hidracina).Desaireado delaguadealimentacin.PREVENCINDELASINCRUSTACIONES Agentesqumicos. Ablandamientodelagua. Purgas.

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ABLANDAMIENTO Procesoparaeliminarladurezadelagua. Lassalesinsolublesdecalcioymagnesiosetransformanensalessolublesdesodio,quesonevacuadasmediantelaspurgas.Losproductosutilizadossonresinassintticasozeolitanaturales.PURGAS Suobjetivoesmantenerlaconcentracindeslidosenvaloresadmisibles.Puedenser:*Defondo(discontinua).*Desuperficie(continua).Loidealesunacombinacindeambas.Laspurgasmodificanlacirculacininternadelagua.Debenefectuarsesinfuegoyapresinmenorquelanormal.Denoserposible,hacerlasmuybreves,conintervalossuficientes.

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PREVENCINDELAESPUMA Evitarpresenciadegrasas oaceitesenelaguadealimentacin. Disminuirelementosslidosensuspensin. Evitarextraccionesbruscasdevapor.PROGRAMAPARACONTROLDECALDERAS.OBJETIVOS:*Seguridad*Eficiencia*Continuidad

ELEMENTOSDESEGURIDADControldepresin:*Presostato.VlvulasdeSeguridad.Controldeniveldeagua:*Indicadorvisualdenivel.*Controlautomticodenivel.Tapnfusible.Controldellama:Clulafotoelctrica.

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SISTEMADEALIMENTACINDEAGUA Tanquedealimentacin:controldenivelytemperatura. Bombadealimentacin. Vlvuladeretencinentradadecaldera. Indicadorvisualdenivel. Controlautomticodenivel. Tratamientoqumico:dosificacindeproductos,ablandamiento,tomademuestras,ensayos,inspecciones. Rgimendepurgas. Tapnfusible.

DIFICULTADESQUEIMPONEELESTADOSLIDO Procesomslargoparallegaralestadogaseoso. Altocontenidodehumedad. Altocontenidodecenizas. Heterogeneidadendimensionesycaractersticasfsicas. Almacenamiento.Manipuleo.VENTAJAS Costo. Aprovechamientoderesiduosagroindustriales. Renovabilidad.

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COMBUSTIBLESSLIDOS Lea. Aserrn. Virutademadera. Cscaradegirasol. Cscaradealgodn. Cscaradearroz. Cscaradecebada. Borradecaf. Carozodecoco. Orujodeuva.

TECNOLOGIASPARAQUEMADELEAI) La gasificacin y la combustin se realizan en el mismolugar y en forma simultanea (mal llamada de quemadirecta, porque en todos los casos la combustin exige lagasificacin previa).

II) La gasificacin y la combustin se realizan en lugaresdiferentes y en tiempos diferentes.

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TAREASESPECIALESENELUSODECOMBUSTIBLESSLIDOS

Controldehumedad. Limpiezadeceniceros. Cargadelea. Alimentacindeagua. Calentamientodelaire. Purgas. Arranque. Parada. Controlaremisindegases.

GUAPARAPREVENIRACCIDENTES Cumplir estrictamente el plan de rutinas establecido. Bajo ningn concepto obviar la purga de niveles al inicio de cada turno. No encender nunca la caldera sin el chequeo previo del nivel de agua No perder de vista el indicador visual de nivel. No permitir irregularidades en la indicacin de nivel: ensuciamiento,falta de luz, prdidas.No encender nunca un quemador sin barrido previo de gases. Usar sistemas de encendido adecuados: lademora en el encendido es causa deexplosin. Prever las emergencias y estar preparado para enfrentarlas. No esperara que sucedan para empezar a pensar. No encender nunca una caldera sin chequear la posicin de todas lasvlvulas: purgas, venteos, niveles, manmetros, etc.

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No abrir nunca una vlvula de agua o vapor a presin en formarpida. No dejar nunca una vlvula de purga abierta sin atencin directa. No apretar tornillos o tuercas bajo presin de aire o vapor. No golpear ningn objeto sometido a presin de aire o vapor. No dar nunca rdenes verbales para operaciones importantes:registrar por escrito. No modificar el ajuste de la presin de escape de las vlvulas deseguridad sin la debida autorizacin.No permitir la intervencin de personas no autorizadas en ningunode los equipos de la planta de vapor. Llenar cuidadosamente las planillas diarias, datos de operacin ynovedades. No dejar nunca de comunicar a quien corresponda cualquieranormalidad que se observe en la caldera o equipos auxiliares.

CAPACIDAD DE CALDERAS:

Capacidad = mV (Hv Hl)

mV : caudal de vapor generado (kg/h)

Hv : Entalpa del vapor a la P y T de generacin (kcal/kg)

Hl : Entalpa del lquido de alimentacin (kcal/kg)

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BALANCES

BALANCE DE MASA

CALDERA

CombustibleWC PCIC

AireWa Ca Ta

VaporWv HV

Agua Wag Hag

GasesWg Cg Tg

PrdidasP

PurgasWP HP

WC +Wa +Wag =Wv +WP +Wg + P

BALANCE DE ENERGAWC . PCIC +Wa .Ca .Ta+ Wag .Hag = Wv .HV +WP .HP+Wg .Cg .Tg+ P

Consideraciones:

Purgas muy pequeas debido a tratamientos de agua: Wag = Wv Los gases son formados principalmente por aire: Wa = Wg

WC . PCIC = Wv . (HV - Hag ) + Wg .Cg .(Tg - .Ta) + P

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Clculo del Rendimiento Mtodo Directo: Es la relacin entre la cantidad de calor que puede cederel vapor saturado obtenido y la cantidad de calor Q quesuministr el combustible utilizado para producirlocombustible

Mtodo Indirecto o de prdidas separadas

Cuando el rendimiento directo calculado es menor al85% es necesario realizar un estudio ms profundo paradeterminar dnde se producen las mayores prdidas decalor y poder emprender acciones correctivas.

oPrdidas debido al calor sensible de gases.oPrdidas por inquemados.oPrdidas por purgas.oOtras prdidas

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A - Prdidas debidas al calor sensible en gases [P1]

GFH es el caudal de gases respecto dela masa consumida de combustible

Cg = calor especfico de los gases a una temperatura media

El clculo de las prdidas se realiza con la expresin anterior obien, mediante la formula de Sieggert

VALORES DE K Gas Natural = 0,47 Gas Ciudad = 0,45 Gas Oil = 0,58 Fuel Oil = 0,56 Hulla = 0,63 Antracita= 0,68

(CO2 + SO2)= Suma de losporcentajes de CO2 y SO2 en loshumos secos

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B Prdidas por inquemados [P2]

Donde:

[O2]= % de O2 en los gases

[CO]= p.p.m. de CO en los gases

[CH]= p.p.m. de CH en los gases (hidrocarburos).

OP= Opacidad de los gases (%)

C Prdidas por Purgas [P3]

c

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D Otras Prdidas [P4]

Se calculan en % para diferentes capacidades de vaporizacin.Cuando la caldera trabaja a su mxima capacidad, estas prdidasson aproximadamente las siguientes:

Cuando la caldera trabaja a cargas parciales, estas prdidas en %son aproximadamente inversamente proporcionales al porcentajede carga.

E Prdidas Totales

El rendimiento final de la caldera es:

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Consumo puntual de combustible

Se calcula conociendo el rendimiento directo de la caldera:

Consumos y ahorros con equipos de recuperacin de calor

La colocacin de sistemas de recuperacin de calor(economizadores o calentadores de aire), hacen que la temperaturade los gases disminuya, logrando as menores prdidas por calorsensible en gases, aumentando el rendimiento y disminuyendo elcosumo de combustible para la misma produccin.

Sin recuperador

Con recuperador

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Los consumos de combustible son :

Sin recuperador

Con recuperador

Clculo del ahorro anual

Calcular el ahorro anual es complicado, ya que las calderasfuncionan a purgas y cargas variables, y el ahorro se obtiene porintegracin de los ahorros puntuales, para lo que sera necesarioconocer la curva de variacin de carga. Como esta curvanormalmente no se conoce, se usa un mtodo aproximadobasado en el conocimiento de la carga media y de losrendimientos E y E.

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Fa = Consumo anual de combustible sin recuperarN = Nmero de horas trabajadas al ao

Consumo medio sin recuperacin (Kg/h)

Calor til (kcal/h)

Consumo medio con recuperacin (Kg/h)

Consumo anual de combustible con recuperacin (Kg/ao)

Ahorro anual (Kg/ao)