Sistema de vapor Sistema de vapor

Descripción Descripción

MANTENIMIENTO DE UNA MANTENIMIENTO DE UNA CALDERACALDERA

Sr. CARLOS ALARCON TORRESSr. CARLOS ALARCON TORRES

SETIEMBRE-2010

DESCRIPCIÓN BÁSICA DE UNA CALDERADESCRIPCIÓN BÁSICA DE UNA CALDERA(Generador de vapor)(Generador de vapor)

¿Qué es una caldera?

Es un recipiente a presión que produce vapor a distintas presiones; según el requerimiento y uso del vapor se determina la capacidad y tipo.Fabricada con normas ASME ( American Society of Mechanical Engineers)

¿Qué es una caldera?

Las Normas ASME para Recipientes de Presión y Calderas, son las que guían los procedimientos para:- Diseño- Seguridad- Calidad de Materiales- Construcción- Capacidades ,etc.

Tipos de Caldera

• Acuotubular: Es aquella caldera en la que el flujo de agua es por dentro de los tubos, y el flujo calorífico es por fuera de estos.

• Pirotubular: Es aquella en la que el flujo de agua es por fuera de los tubos y el flujo calorífico es por dentro de éstos.

Equipos auxiliares básicos de una Caldera

• Quemador de petróleo: Es el conjunto de equipos electromecánicos que realizan la mezcla de aire y combustible, para la combustión y de este modo generar el calor para la producción de vapor.

• Bomba de agua: Elemento abastecedor de agua para la producción de vapor.

• Bomba de petróleo: Sistema alimentador

de combustible para el quemador de petróleo.

• Compresor de aire: Produce aire para la atomización del combustible con esto permite la combustión completa del mismo.

Equipos auxiliares básicos de una Caldera

Compresora de aire

• Precalentador de petróleo (vapor/eléctrico): Es el sistema de calentamiento previo al quemador que eleva la temperatura del combustible al punto de inflamación (petróleo residual 90°C – 95°C)

• Columna de nivel de agua: Es el controlador electromecánico del agua, en el interior de la caldera.

Equipos auxiliares básicos de una Caldera

Precalentador

• Cono refractario:Es el material aislante que protege el lado de la Caldera mas cercana del punto de combustión donde la temperatura llega hasta 1,450 °C.

•Ventilador de aire forzado:Es el equipo auxiliar que provee la suficiente cantidad de oxigeno para una eficiente combustión.

Equipos Internos Básicos de una Caldera

•Espalda húmeda:Es la prolongación del lado de agua de la Caldera lo cual deviene en ahorro de material refractario y el aumento de superficie de absorción del calor de los gases de combustión.

•Separador de gases de agua:Es parte del lado de agua cuya función es desviar los gases de la combustión del 1° paso al 2° paso.

Equipos Internos básicos de una Caldera

• Cámara de agua:Es la parte de la Caldera destinada a recepcionar el agua que se va a calentar hasta el punto de ebullición para producir el vapor.

• Cámara de vapor:Forma parte del lado de agua de la Caldera y se encuentra en la parte superior y sirve para almacenar el vapor producido por la ebullición del agua.

Equipos Internos básicos de una Caldera

• Cámara de combustión:Forma parte del lado de fuego de la Caldera y es el lugar donde se produce la combustión del combustible y también recibe el nombre de FLUE.

•Tubos de fuego:Es la parte del lado de fuego por cuyo interior circulan los gases calientes de la combustión (MODELO PIROTUBULAR).

Equipos Internos básicos de una Caldera

 ETEN SALAVERRY CHIMBOTE SUPE PISCO MOLLENDO ILO

Marca Power Master Power Master Metal Empresa Distral DistralMetal

EmpresaFabrimet

Procedencia Perú Perú Perú Colombia Colombia Perú Perú

Potencia 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 150 BHP 100 BHP

Modelo Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular Pirotubular

Fabricación 1975 1981 1979 1983 1983 1979 1975

Tubos 2” Ø 2” Ø 2 1/2” Ø 2” Ø 2” Ø 2 1/2” Ø 2” Ø

Cantidad 156 154 118 134 134 118 104

Combustible PIAV-500 PIAV - 6 PIAV-500 PIAV-500 PIAV-500 PIAV-500 R - 6

Programador Fireye Fireye Fireye Fireye Honeywell Honeywell Fireye

Consorcio TerminalesConsorcio Terminales Características Básicas de las CalderasCaracterísticas Básicas de las Calderas

DIAGRAMA DE FLUJO DE GASESDIAGRAMA DE FLUJO DE GASESDE UNA CALDERA PIROTUBULARDE UNA CALDERA PIROTUBULAR

Ventilador Aire Forzado

Compresor de aire / atomización

Separador de Gases de agua

Cámara de Agua

Bomba de Petróleo

Quemador

Diagrama detallado de flujo de agua y gases del caldero de Mollendo

Espalda Húmeda

Precalentador de Petróleo

Cámara de Combustión

Cámara de Vapor

Cono Refractario

Mantenimiento preventivo de la caldera

- Desmontaje de la tapa frontal y posterior.- Limpieza total de la cámara de combustión.- Revisión de las placas Portatubos,

tubos y cámara de agua.- Varillado y deshollinado de los tubos de fuego.- Revisión del cono refractario- Revisión de las tapas frontal y posterior- Desmontaje total del quemador principal

de petróleo.

- Revisión del sistema de encendido.- Revisión del electrodo de ignición del quemador de petróleo.- Limpieza y revisión total de la tobera de atomización.- Verificación de la potencia de ampliación de la fotocelda.- Revisión del compresor de aire.

Mantenimiento preventivo de la caldera

- Desmontaje del Precalentador eléctrico/vapor de petróleo.- Revisión de la cablería del tablero de control al Precalentador.- Revisión del programador electrónico.- Apagado automático por nivel bajo de agua.- Apagado automático por presión máxima de trabajo.- Alineación y ajustes de la Combustión

Mantenimiento preventivo de la caldera

EMISIONES DE GASES

FUENTES:

* EPA – AGENCIA AMERICANA DE PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE.

PARAMETROS

TEMPERATURA DE CHIMENEA (FT) - °C

EXCESO DE OXIGENO (O2) *% VOL.

EFICIENCIA DE COMBUSTION() - %

MONOXIDO DE CARBONO(CO) - PPM

DIOXIDO DE CARBONO **(CO2) - % VOL

EXCESO DE AIRE

() - % VOL

NOXPPM

TEMPERATURA DE AMBIENTE (AT) - °C

VALORES DE GASES DE COMBUSTION

LLAMA BAJA

149.8 ° C

7.2 %

88.70 %

164 PPM

10.7 %

52.1 %

282

23.4 ° C

140 °C – 250 °C

6% – 12%

MAYOR A 84%

MENOR A 200 PPM

MENOR A 12.8 %

MAYOR A 20%

460 mg/Nm3

AMBIENTE

VALOR PERMISIBLE

TRATAMIENTO DE AGUA TRATAMIENTO DE AGUA

El agua es desmineralizada parcialmente mediante un proceso de Intercambio Catiónico realizado en el ablandador de agua, mediante el cual se elimina los dos principales causantes del deterioro de la Caldera, EL MAGNESIO Y EL CALCIO.

Proceso de ablandamiento del agua

Es decir se “Filtran” los cationes de magnesio y de calcio por medio de una Resina Química formulada para este proceso.

Esta Resina es confinada en un Tanque llamado Ablandador de agua.

Proceso de ablandamiento del agua

Resina Cationica

Agua Tratada para la Caldera

(AGUA BLANDA)

Piedra de Cuarzo

AGUA DURA( Sin

tratamiento)

Flujo de Ablandador de Agua

Na RC

La Resina Cationica es cargada con iones de Sodio

( presente en la Sal Industrial) NaCl

Filtro Catiónico

Na RC

Sales de Magnesio SO4Mg

Sales de Calcio HCO3Ca

Sales de Sodio SO4Na

Sales de Sodio HCO3Na

Filtro Catiónico

Mg RC Ca RC

Es el recorrido total que realiza el Vapor hasta llegar al punto de Intercambio Calórico.

Circuito cerrado.Es aquel Circuito de Vapor, en el cual una vez terminado el Intercambio Calórico, el vapor ya convertido en condensado, es retornado al punto de origen, la Caldera.

Circuito del vapor

Circuito abiertoEs aquel Circuito de Vapor, en el cual el Vapor ya utilizado en el proceso de Intercambio es evacuado y no retorna, es decir no es reutilizado.

Circuito del vapor

Caldera Tk Agua de Retorno

Línea de Vapor

Retorno de Condensado

Sistema de Calentamiento

Circuito de vapor

Calidad del Vapor en el Circuito de Vapor

Al desplazarse el Vapor produce intercambio de calor en las tuberías y en el medio ambiente Es entonces muy importante el cuidado de esta calidad mediante:

- El Aislamiento Térmico apropiado de las líneas de vapor y anexos- Eliminación del condensado producido mediante el apropiado drenaje con Trampas de Vapor

Circuito del vapor

TermodinamicaFlota

dor

Presión Balance

APLICACION

Tuberías de Vapor hasta 30 psi 30 – 400 psi Hasta 600 psi Hasta 900 psi Hasta 2000 psi Con vapor recalentadoLineas de Tracing Critico No CriticoEquipo de CalentamientoIntercambiadores de carcaza y tubos SerpentinesCalentadores de aire por conveccionIntercambiadores de calor de placas RadiadoresEquipo de Procesos Generales Hasta 30 psi Hasta 200 psi Hasta 465 psiEquipo de Hospitales Autoclaves EsterilizadoresCalentamiento de aceite Tanques de almacenamiento Calentamiento en líneaTanques Tanques de almacenamiento Tanques de procesoPrensa VulcanizadorasEvaporadores

Cilindros rotativosRehervidores

Flotador

PRIMERA OPCIONGUIA DE SELECCIÓN DE TRAMPAS PARA VAPOR

Para uso de Calentamiento de Petróleo se tiene:

Calentadores de succión. Son Calentadores de Tipo Bayoneta, los cuales son instalados en el interior del tanque de almacenamiento o de bombeo de Petróleo.Calentadores en líneaSon Calentadores instalados en la línea de bombeo del petróleo residual, tiene el mismo principio que los de tipo bayoneta.

Sistemas de calentamientopara petróleo residual

Serpentín a vaporSon Sistemas de Calentamiento que basan el Intercambio Calórico en la inyección de Vapor directamente con una tubería en inmersión en el Petróleo, proporcionando de esta manera el aumento de temperatura, en forma mucho mas lenta que los Calentadores de tipo bayoneta y en línea.

Sistemas de calentamientopara petróleo residual

Sistemas de calentamiento eléctricosSon Elementos calefactores basados en resistencias eléctricas; también sumergidos en el Petróleo a calentar; estos sistemas tienen rapidez para pequeños volúmenes, no son recomendados para sistemas de mayor envergadura.

Sistemas de calentamientopara petróleo residual

Condensado

Vapor

Petróleo ResidualSuccionado

Petróleo Calentado

Mantenimiento preventivo de un calentador de succión

- Desmontaje integral del Calentador de succión del Tanque de Almacenamiento de Petróleo- Limpieza general del elemento calefactor.- Verificación del estado de la funda protectora.- Verificación del estado de la placa Portatubos- Verificación del estado de la tapa de distribución de vapor y recolección de condensado ( tapa bombeada )

Mantenimiento preventivo de un calentador de succión

- Verificación del estado de las placas separadoras.- Verificación de los templadores.- Limpieza general de los tubos y eliminación total del petróleo residual previa a la prueba hidrostática.

- Prueba hidrostática para la determinación y ubicación de posibles fisuras en los tubos calefactores, se realiza a 150 psi (100% mayor a la presión de trabajo ) por un periodo de 05 horas continuas, recomendándose para la detección de fisuras en los tubos calefactores.

Mantenimiento preventivo de un calentador de succión

GRACIAS