Manual 4 - Sistema de Seguridad en Calderas

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Manual de seguridad en calderas, realizado en la universidad nacional del callao

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CONTROLES DE FLAMA: Los controles de flama en una caldera son los elementos de control encargados de monitorear la presencia o ausencia de llama durante el ciclo de funcionamiento de un quemador, recibiendo seales elctricas y de igual forma repartiendo corriente a los dems controles en el quemador, transformador de ignicin, solenoides, modutrol, etc. En caso de producirse una falla de llama, ser el encargado de bloquear todas las funciones del quemador y activar un dispositivo de enclavamiento, el mismo que deber ser reactivado para reiniciar las funciones del quemador. Los controles de flama trabajan conjuntamente con sensores de llama los cuales son: a) Controles de llama del tipo protectorelay : Son controles de llama del tipo primarios que proporcionan control automtico de un sistema de combustin de petrleo, en adicin de una foto celda o sensor de flama.

El sistema elctrico de control ms simple se detalla a continuacin:

a) Controles de llama electromecnicos Son programadores electromecnicos que proveen proteccin de flama automtica en quemadores para petrleo y gas pero adems facilitan la operacin y seguridad del quemador a travs de una secuencia donde a travs de un servo motor, se accionan contactos elctricos que a su vez activan los elementos de control del quemador de formas secuencial hasta el arranque final del quemador. Por tanto corresponden a modelos de programadores mas completos los cuales pueden ser aplicados a quemadores modulados de acuerdo a la necesidad. De igual forma estos controles de combustin necesitan el complemento de una foto celda o sensor de flama para su correcto desempeo. Este tipo de controles ofrecen amplia seguridad en su desempeo, por ser del tipo electromecnico son resistentes a cadas de tensin, su mantenimiento es sencillo, sin embargo su uso esta siendo desplazado por los programadores de ultima generacin del tipo electrnico.

a) Controles de llama electrnicos Los controles de seguridad electrnicos son microprocesadores integrados para controlar automticamente la combustin de petrleo, Gas o ambos en el caso de quemadores duales. Ofrecen ventajas significativas contra los controles del tipo electromecnico, por la facilidad de instalar un modulo adicional que nos monitorea el desempeo de nuestro equipo de combustin permanentemente, pudiendo acceder a travs del teclado a informacin importante, por ejemplo, horas de operacin, secuencia e identificacin de fallas etc. En quemadores americanos es bastante comn encontrar actualmente este tipo de programadores. Dentro de sus desventajas debemos mencionara que se debe proteger su circuito elctrico con un transformador de aislamiento debido a que son

bastante sensibles a cadas bruscas de tensin y en lo posible tener un buen sistema de puesta a tierra. De igual forma trabajan con sensores de llama del tipo fotocelda y tambin con electrodos de ionizacin en el caso de combustin con gas.

SENSORES DE LLAMATal como se ha venido resaltando los sensores de llama trabajan en combinacin con todos los modelos de controles de combustin en calderos y/o equipos trmicos, son imprescindibles en el control de llama, por tanto detallaremos a continuacin los modelos mas conocidos: a) Detectores de flama Del tipo Fotoconductivas Son utilizados en su mayora con todos los modelos de controles de combustin primarios o protectoreles, el elemento sensor esta compuesto de sulfuro de cadmio, y su principio de funcionamiento se basa en que ante la presencia de luz su resistencia disminuye, hasta el punto en que una corriente elctrica puede pasas a travs de ella y activar los

componentes del protectorelay, en el caso de producirse una falla de seal de llama, la fotocelda deja de conducir dando como resultado un bloqueo del protectorelay.

b) Detectores de flama Del tipo Infrarrojo y Ultravioleta Los detectores de este tipo basan su funcionamiento en las radiaciones emitidas por los rayos infrarrojos y ultravioletas, las mismas que son enviadas al programador en forma de una corriente elctrica del orden de los 2 - 6 mA y de voltaje de 1.5 a 5 VDC, pero debemos resaltar que por el valor tan pequeo de la corriente, dentro de su estructura los programadores deben venir con un circuito de amplificacin instalado especial para procesar esa seal el mismo que estar en relacin con el tipo de sensor de flama que se esta utilizando. Una manera prctica de distinguir los amplificadores es por el color, para el caso de foto celda infrarrojas es de color rojo y en el caso de foto celdas ultravioletas de color prpura o morado.

En la grafica adjunta se aprecia la forma de determinar el nivel de deteccin del sensor de flama a travs de una seal de voltaje, con la instalacin de un voltmetro de corriente continua instalado en los puntos de medicin en el amplificador preparados especialmente para estos fines. Debemos mencionar que con el panel de control adicional al programador instalado ya no es necesario realizar estas mediciones porque la pantalla enva una seal de voltaje constante de acuerdo a las condiciones de combustin.

c) Detectores de flama Del tipo electrodo de deteccin Este tipo de sensores de llama tienen como principio de funcionamiento la ionizacin de la atmsfera alrededor de la flama generando una conduccin elctrica, esa corriente elctrica es trasladada hasta el control de flama en el orden de 0.8 mA como mnimo es suficiente para mantener las funciones del programador y en caso contrario bloquear sus funciones. Se utilizan nicamente para quemadores de gas.

6.- SISTEMAS COMPLEMENTARIOS DE SEGURIDADDe acuerdo al contenido del presente curso, hemos incidido directamente en el desempeo de los principales sistemas de seguridad en calderos, los cuales hemos desarrollado en forma mas detenida, el sistema de control de nivel de agua, el sistema de control de presin y el sistema de control de flama, sin embargo hay elementos de control complementarios en un sistema de vapor, algunos de los cuales detallamos a continuacin: a) Controles de temperatura.- Bsicamente son interruptores de temperatura, los mismos que de acuerdo a un valor previamente prefijado responden a una seal de temperatura, conectando o desconectando un sistema de control. Es utilizado en todos los sistemas de control donde necesitemos un manejo automtico de los valores de temperatura. b) Swichts de aire de combustin .- Se aplican para comprobar la correcta provisin de aire en los quemadores, cuentan con un contacto N.O. de alta sensibilidad, el mismo que se activa cuando el funcionamiento del ventilador se desempea de forma correcta y se desactiva al apagarse el quemador o presentarse una deficiencia en la provisin de aire. Es recomendable verificar el sentido de rotacin del motor del ventilador despus de realizar un mantenimiento elctrico en nuestro sistema, podra darse el caso de un cambio de fase en las lneas que alteren el sentido de rotacin normal en el caso de motores trifsicos. c) Swichts de control de presin de gas.- Son elementos de seguridad complementarios para ser instalados en una lnea de gas, aseguran que ante una eventual cada o exceso de presin limita las funciones del quemador. En el control de baja presin la conexin elctrica deber ser conectado en el contacto NO y el de alta presin en el Contacto NC.

CIRCUITOS ELECTRICOSA) CALDERA ELCTRICA

B) CALENTADOR DE AGUA

C) CALDERA FULL MODULACIN DIESEL/GAS