Quemadores de Calderas

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Quemadores de Calderas

M.A. Ing. Alfonso Gómez Alemán

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Cap. 6 Quemadores y Tablero de control Oct 06/12

Cap. 6 Tablero de control Oct 06/12

Cap. 6 Cómo se arranca una Caldera Oct 16/12

Continuación contenido Calderas


Quemadores de pulverización, que son los mas utilizados. El combustible, para ser pulverizado debe tener baja viscosidad. Estos requerimientos los presentan a bajas temperaturas los gasóleos como el Diesel.

Los quemadores para combustibles líquidos se dividen en dos clases fundamentales:


Quemadores de gasificación o vaporización en los que la llama por radiación sobre la superficie de combustible liquido, produce la vaporización de este, el cual se incorpora a la llama y mantiene la combustión.

Este sistema tiene una doble limitación de uso: por un lado, se aplica a quemadores pequeños y por otro solo es aplicable a combustibles ligeros.

1. Bomba de combustibleNozzle Port= NP=salida2. Manómetro de presión de salida3. interruptor de presión o alimentacion por bajo volumen4. válvulas solenoide5. Boquilla al quemador

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NP

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RP

ED= entrada de diesel6. válvula de enlace7. Filtro8. valvula de cierre9. valvula de retencion10. entrada de diesel

11. valvula de retencion12. valvula de regulacion13. valvula de retencion14. retorno al tanque de combustible15. retorno de presion16. Tapón de seguridad

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Quemadores

La IONIZACIÓN de las moléculas con una misma carga favorece la reacción química dela combustión en el momento de la ATOMIZACIÓN del combustible dentro del hogar de lacombustión. Las moléculas ionizadas con la misma carga se repelen entre si, generando unamejor dispersión y volatilidad del hidrocarburo y de esta manera optimizar la combinación conel Oxígeno, dando como resultado una combustión casi completa

En la reacción química de la combustión estarán presentes: a) el combustible que suministra loshidrocarburos HC y otros componentes como Azufre, Vanadio, etc., b) el aire de combustiónque suministra el O2 y Nitrógeno, y c) el calor generado por la reacción química. Los gasesgenerados en la combustión son el Dióxido de Carbono CO2, el Oxígeno O2, el Monóxido deCarbono CO, los Óxidos de Nitrógeno NOx y Dióxido de Azufre SO2, siendo estos tres últimosde naturaleza Tóxica y sin olvidar las cenizas.

El aire de atomización tiene como finalidad principal, crear pequeñas partículas o diminutasgotas de combustible que puedan ser atacadas por el oxígeno y quemarlas totalmente. En algunosquemadores la atomización se logra por la alta presión de paso del combustible en la boquilla,creando un efecto de nebulización o spray.

Tablero o Panel de Control

TABLERO DE CONTROL AUTOMÁTICO MV-30PARA CALDERAS CON COLUMNA DE ELECTRO NIVELFUNCIONES:Switch agua manual o automática (cola de ratón 3 posiciones) controla la bomba de agua, trifásica, en posición automático permite el encendido del quemador y mantiene el nivel de agua correcto en la caldera. Switch quemador (cola de raón 2 posiciones) inicia ciclo de trabajo del quemador.1 Piloto indicador demanda vapor (caldera no cargada a su presión de trabajo)2 Piloto switch de aire (al prender detecta la corriente de aire positiva del soplador y permite al quemador iniciar la flama y mantenerla)

3 Piloto barrido de gases (se prende al terminar el tiempo de soplado del quemador)4 Piloto de ignición (se prende sólo mientras el quemador intenta iniciar la llama 1 a 4 seg.)5 Piloto válvula de gas (se prende al detectar que el quemador tiene flama correcta)6 Piloto falla de flama (se prende si la flama se apaga o no enciende el quemador)7 Piloto bajo nivel de agua (se enciende si la caldera no tiene nivel correcto de agua y apaga el quemador). Para destrabarlo, restablecer el nivel de agua manualmente.Para calderas con columna de nivel y quemador monofásica una flama gas o diesel.Detector de flama puede ser de tipo fotocelda ultra-violeta o varilla detectora.

TABLERO DE CONTROL SEMIAUTOMÁTICO

FUNCIONES:controla la bomba de agua, trifásica, en posición automático permite el encendido del quemador y mantiene el nivel de agua correcto en la caldera. Switch quemador (cola de raTón 2 posiciones) inicia ciclo de trabajo del quemador.1 Piloto indicador demanda vapor (caldera no cargada a su presión de trabajo)2 Piloto switch de aire (al prender detecta la corriente de aire positiva del soplador y permite al quemador iniciar la flama y mantenerla)

Breakes, Contactores, Térmicos, Fusibles, Rele Warrick, Borneras, Fusibles, Cables y Honeywell q7800a - b 22-terminal.

VALVULAS SOLENOIDES DE 2, 3 Y 4 VIAS PARA AGUA, VAPOR, AIRE .

Tablero o Panel de Control

Esquema de conexiones eléctricas

Microprocesador de Honeywell controlador RM7800E1010

Módulo de Relé RM7800/RM7840 de HoneywellEs un control de quemador basados en micro procesadores para su aplicación en sistemas de encendido automático de gas, diesel o combinación de combustibles en un solo quemador.

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henryen 1835.Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico

Regleta con relés

Relequick, relés interface con módulo programable

Relés de Estado SólidoDiferentes tipos de relés.

Ventajas del uso de relésLa gran ventaja de los relés electromagnéticos es la completa separación eléctrica entre la corriente de accionamiento, la que circula por la bobina del electroimán, y los circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control. También ofrecen la posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de pequeñas señales de control. En el caso presentado podemos ver un grupo de relés en bases interface que son controlado por modulos digitales programables que permiten crear funciones de temporización y contador como si de un mini PLD (Dispositivo Lógico Programable) se tratase.

Estructura y funcionamientoEl electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito

PRESOSTATO para controlar presión de bombas de agua. Tensión de conexión 230V 50Hz. Potencia máxima conexión 1,5 KW. Presión máxima trabajo 4 bar. Regulación de 0 a 4 bar. Tiempo máximo de maniobras 60 ciclos/min. Diferencial variable.

Dispositivo que acciona circuitos eléctricos en función de la presión existente en una instalación hidráulica o neumática.

presostatoEs un dispositivo que cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un fluido. También se conoce como interruptor de presión.Está compuesto internamente por un pistón que se mueve empujado por la presión de un fluido. Cuando este pistón se mueve hace que dos contactos se toquen y cierra un circuito eléctrico.Al momento que la presión del fluido baja, un resorte dentro del presostato hace que el pistón se mueva en dirección contraria lo que hace que los contactos se separen abriendo el circuito eléctrico.Para regular el presostato se tiene un tornillo que ajusta la fuerza que aplica el resorte sobre el pistón. Por lo general hay dos ajustes de sensibilidad que se pueden realizar. Se tiene el ajuste de la presión de encendido y de la presión de apagado.Hay varios tipos de presostato dependiendo del rango de presión que se puede ajustar, la temperatura de trabajo y el tipo de fluido que pueden medir.No hay que confundir un presostato con un medidor de presión. Un presostato cierra o abre un circuito eléctrico dependiendo de la presión del fluido, mientras que un medidor de presión entrega una señal eléctrica proporcional a la presión del fluido.

Válvula operada por piloto, normalmente cerradade dos vías y diafragma flotante

Usos del presostatoLos presostatos se usan en muchas aplicaciones donde la presión de un fluido hace funcionar un aparato. Por ejemplo, el presostato en el aire acondicionado controla el encendido o apagado del compresor.En el hogar se puede encontrar un presostato en la bomba de agua que mantiene la presión en las tuberías dentro del rango seguro.Otro aparato que usa el presostato es el compresor de aire. En éste, cuando la presión del aire en el cilindro ha llegado al punto correcto, el presostato desconecta la energía al compresor.Una vez la presión disminuye por debajo del mínimo requerido, el presostato vuelve a encender el compresor.En los automóviles tenemos un presostato que vigila la presión del aceite del motor. Este presostato enciende la luz roja en el tablero de instrumentos si la presión del aceite no llega al punto adecuado y pone en peligro el motor.

Encendido electrónico del Quemador

El encendido es electrónico medianteun transformador eléctrico que produce

un tren de chispas sobre el propioelectrodo de encendido (3), con la

particularidad de que las chispas saltanentre el electrodo y la masa que incluyedicho electrodo, no sobre el quemador.

La seguridad de presencia de llama seefectúa mediante un electrodo de

ionización (2).El valor de ionización mínimo debe ser

siempre superior a 5 microAmperios

Como se arranca una Caldera

PROCEDIMIENTO CORRECTO Y SEGURO PARA OPERAR LA CALDERA

1

Verificar que el equipo este energizado.

Verificar el sistema de energía que se necesita.

Verificar que la corriente necesaria sea 110 voltios.

2

Verificar que el tanque de agua diario tenga nivel. El tanque de alimentación debe tener el nivel de agua adecuado.

3

Verificar que el tanque de combustible tenga nivel y se encuentre drenado al momento de iniciar recirculación. Siempre se debe verificar el nivel de crudo para iniciar el arranque del equipo.


4

Accionar el interruptor de bomba de agua automático para que obtenga su nivel normal en la columna de agua. Esto se ve a través del nivel visible (macdonnel). El interruptor siempre debe estar en automático

5

Accionar el interruptor de precalentamiento y recirculación de diesel para obtener una temperatura progresiva entre 80 y 120 ºC.

Esto permite una mayor fluidez para el quemado y dar paso a un buen encendido del equipo.


6

Verificar la presión de diesel en recirculación entre 25 y 30 psi

Aquí la presión del equipo se debe mantener en 80 psi.La temperatura deberá estar en 120 ºC para el adecuado funcionamiento del equipo.

7

Verificar que gas tenga buena ignición.

En este caso la ignición se hace por medio de gas propano.

Otra opción para la ignición puede ser ACPM.


8

Accionar interruptor de compresor para iniciar atomización de aire entre 5 y 10 psi.

Se utiliza vapor y aire para atomizar el crudo.

A 30 psi se quita el aire y se inyecta el vapor por medio de un control automático.

9

Verificar que el dámper del ventilador se encuentre completamente cerrado.

Este funciona por medio automático desde el panel de control.Aire forzado ayuda a tener una mejor ventilación, pero se debe inyectar más combustible.


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Verificar que la válvula reguladora tenga paso de diesel hacia válvulas solenoides.

Esta válvula es la que da paso al diesel para poder que el equipo funcione correctamente.

Esta comandada desde el panel de control.

1112

Accionar interruptor en automático.Accionar interruptor de válvula solenoide de combustible.Este control genera el paso de crudo a la válvula solenoide y es automático.

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Accionar pulsador para encendido a gas.

Este control es automático.


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Inspeccionar el encendido por mirilla frontal.En este caso el piloto da la señal de encendido por medio de un bombillo.Se puede observar fácilmente por la mirilla.

Optimizar la llama graduando aire - combustible – atomización.Esta operación se hace de forma automática.Si hay mas combustible, habrá mas calor en este caso el modulador se abre.

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Inspeccionar con mirilla de la parte posterior de la caldera.

La optimización de la llama, debe observarse limpia y brillante.


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Al momento de obtener 50 psi, se apaga para desconectar compresor de aire.

Ya se tiene vapor para la atomización.

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Abrir las válvulas de vapor hacia la atomización. Verificando que la presión este regulada entre 8 a 12 psi

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Verificar corte de energía por debajo del nivel del agua.

En caso de que el nivel de agua este por debajo de lo indicado el equipo se apagara automáticamente para evitar una explosión.


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Verificar corte de energía por presión a 100 psi.

Si el equipo alcanza las 100 psi, se apaga automáticamente.

El corte de presión se hace a través de una ampolleta de mercurio que hace el lugar de interruptor.

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Al momento de descargar presión de 100 psi a 25 psi, se inicia nuevamente el encendido.

Al momento de el equipo apagarse se reinicia nuevamente el encendido al obtener 80 psi de presión.


SISTEMAS DE SEGURIDAD DE LA CALDERA

1

VALVULA DE SEGURIDAD.

Esta válvula se abre al alcanzar la caldera 120 psi, para evitar una explosión.

2

CONTROL MACDONEL, NIVEL DE AGUA.

Controla la caldera, ya que esta se puede fundir por un choque térmico por el agua fría.


3

TAPONES DE DISPERSION DE AGUA.

Ésta caldera cuenta con 4 tapones de dispersión, en caso de que la válvula de seguridad no funcione estos se disparan automáticamente, liberando el agua acumulada y permitiendo la pérdida de presión.

SISTEMAS DE SEGURIDAD DE LA CALDERA

4

TAPONES POR PRESION.

O fusibles de una pulgada, esta caldera cuenta con tres fusibles que al momento de no funcionar las válvulas de seguridad, se disparan permitiendo la perdida de presión.


NORMA Oficial Mexicana NOM-085-SEMARNAT-2011, Contaminación atmosférica-Niveles máximos permisibles de emisión de los equipos de combustión de calentamiento indirecto y su medición.

NORMA Oficial Mexicana NOM-028-STPS-2004, Organización del trabajo-Seguridad, análisis de riesgo para los procesos críticos de un centro de trabajo.

Norma Oficial Mexicana NOM-026-STPS-1998 (colores y señales de seguridad e higiene, e identificación de riesgos por fluídos conducidos en tuberías).

Norma Oficial Mexicana NOM-NOM-020-STPS-2010 (Recipientes sujetos a presión, recipientes criogénicos y generadores de vapor o calderas-Funcionamiento-Condiciones de seguridad). NORMA Oficial Mexicana NOM-018-STPS-2000, Sistema para la identificación y comunicación de peligros y riesgos por sustancias químicas peligrosas en los centros de trabajo.

SISTEMAS DE NORMAS OFICIALES PARA CALDERAS

2. Oil pump= bombaVacoum gauge inlet port= manómetro de vacio entradaReturn port= salida de dieselInlet port=entrada de diesel7. cap= tapon de seguridadOptional return port= salida opcional8.Pressure Gauge test port= manometro de presion de salidaNozzle port= salida

Low oil pressure switch= interruptor de presion o alimentacion por bajo volumen1.Oil solenoid valves= valvulas solenoide3.nozzle= boquilla9.Return pressure tap= retorno de presion5.Metering valve= valvula de regulacionCheck valve= valvula de retencion

Inlet oil= entrada de dieselCheck valve(at tank)= valvula de retencionShutoff valve= valvula de cierreFilter= filtroFusible link valve (if required by code)= valula eslabon fusible

Check valve= valvula de retencionField piped= tuberia de campoReturn to tank= retorno al tanque

Control de Nivel de LíquidoSi desean manipular el nivel de líquido dentro de una caldera o recipiente, se puede colocar una válvula de solenoide para líquido, seguida de una válvula de expansiónmanual. La línea de líquido conduce al recipiente o tambor, en el cual el nivel de fluido está controlado por un interruptor de flotador. La válvula de solenoide para líquido es accionada por el interruptor del flotador. Cuando el nivel del líquido baja a un nivel predeterminado, el interruptor abre la válvula. Al alcanzarse el nivel deseado, el interruptor cierra la válvula.

Vista frontal del panel

1 Interruptor encendido bomba instalación2 Interruptor encendido quemador3 Interruptor encendido caldera4 Pulsador Test5 Pulsador restablecimiento presostato de seguridad6 Temperatura agua caldera7 Piloto led caldera conectada8 Piloto led 1ª etapa quemador9 Piloto led 2ª etapa quemador10 Piloto led bloque quemador11 Piloto led presostato de seguridad12 Termostato TR1 regulación 2ª etapa13 Termostato TR1 regulación 1ª etapa14 Predisposición para centralita de termorregulación

Esquema de la regleta de conexiones eléctricas

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Gracias


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