mantenimiento de calderos pirotubulares

Mantenimiento de Calderos

Pirotubulares

Guillén Pantigozo, Ivann

El desarrollar un programa de mantenimiento permite

que la caldera funcione con un mínimo de paradas en

producción, minimiza costos de operación y permite

un seguro funcionamiento.

El mantenimiento en calderas puede ser de tres tipos:

Correctivo Corregir

Preventivo Prevenir

Predictivo Predecir (el más óptimo)

Introducción

El mantenimiento en calderas debe ser una actividad

rutinaria, muy bien controlada en el tiempo.

Para elaborar los debidos planes de mantenimiento, es

necesario conocer las diferentes formas que tiene una

caldera de fallar.

Además del mantenimiento periódico, es necesario

guardar las respectivas normas de seguridad para con

los calderos y de esa forma poder evitar accidente

alguno.

Introducción

Fallas en Calderas

Fallas en Calderas

Fallas en el Encendido

Fallas en el

Sistema de Alimentación del Agua

Fallas en los Sistema de Escape

HOJA DE

INFORMAC

IÓN RCM II

@2009-

INCABUENO

SISTEMA : CALDERO DE 50BHP SISTEMA Nº FACILITADOR FECHA HOJA Nº

SUBSISTEMA : SISTEMA DE ALIMENTACION DE

AGUA

SUB SISTEMA

NºAUDITOR FECHA DE

FUNCION

FALLA

FUNCIONAL

(Perdida de función)

MODOS DE FALLA EFECTOS DE FALLA

(Que sucede cuando se produce una falla)

1 Conducir

agua a la

bomba y

caldera

A

B

Deficiente

suministro de

agua en

caldera (Discontinuo)

Mala Calidad

de Agua o

Contaminaci

ón de la

misma

1

2

1

Bomba de alimentación nofunciona adecuadamente

Mala maniobra del

operador (apagado

de bomba de

alimentación,

cerrado de válvulas,

otros)

Proceso de Tratamiento de Agua no adecuado o deficiente.

Se presentan grietas en las superficies de los tubos, ya que

éstos están en contacto directo con la flama (más de 650ºC)

y pierden la resistencia a altas temperaturas.

El flujo de agua de entrada para producir vapor no ingresa al equipo, ocasionando un sobrecalentamiento excesivo y el colapso del material por Implosión.

Corrosión en los tubos del caldero (lado de agua), así como presencia de sólidos en los mismos. Además provoca sobrecalentamiento.

HOJA DE

INFORMACIÓ

N RCMII

@2009-

INCABUENO


SUBSISTEMA : SISTEMA DE ENCENDIDO SUB SISTEMA Nº AUDITOR FECHA DE

FUNCION

FALLA

FUNCIONAL

(Perdida de

función)



1 Que

funcionen

adecuadame

nte los

diversos

sistemas del

caldero

A

B

C

D

E

No hay ignición

Hay llama piloto,

pero no hay llama

principal.

Hay llama de bajo

fuego, pero no de

alto fuego.

No funciona el

motor modutrol

Falla de llama

durante la

operación

1

1

1

1

1

Falla de chispa, caso

contrario, hay chispa pero

no hay llama piloto.

Llama piloto inadecuada.

Baja temperatura de

combustible.

No hay movimiento del

modulador (modutrol) a

las palancas que regulan

el dámper

Combustible pobre e inadecuado

Caldero no enciende

Caldero no arranca totalmente.

Baja producción de vapor, casi nula.

Mala mezcla aire-combustible. En el caso de exceso de

combustible ocasiona humos negros, en el caso de exceso

de aire ocasiona combustión pobre y gasto insulso del

combustible.

Apagado del caldero

HOJA DE

INFORMACI

ÓN RCMII

@2009-

INCABUENO


SUBSISTEMA : Sistema de EscapeSUB SISTEMA Nº AUDITOR FECHA DE

FUNCION

FALLA

FUNCIONAL(Perdida de función)



1 Conducir sin

restricciones

todos los

gases

calientes de

la caldera

hasta un

punto fijo a

10 metros

encima del

techo

A

B

C

No puede

contener gases

No puede

transportar gases

a un punto

situado a 10

metros encima.

(altura del techo)

Gases de

Evacuación muy

negros

1

1

1

2

Juntas de ducto

agujereados debido a

corrosión.

Ventilador de chimenea no

funciona

Tubos de Caldero con

residuos sólidos (ollín

producto de la

combustión)

Pulverizador de

combustible defectuoso

La sala de máquinas, se llena de humo, al igual que todo el

local; lo cual es nocivo para el ser humano y generaría serios

riesgos para la salud de cualquier persona que esté próxima a

dichas instalaciones. Puede producir el ahogamiento del

caldero.

Los gases producto de la combustión regresan hacia la

caldera a través del ducto de la chimenea (específicamente al

quemador), lo cual provoca ausencia de aire en la combustión

y por consiguiente el “ahogamiento” de la caldera. Además

que la sala de máquinas, también se llena de humo.

A altas temperaturas, se produce corrosión , además que por

la composición del combustible, siempre se genera ollín.

Todos estos sólidos pueden llegar a obstruir los tubos de

calderos originando un evidente riesgo de explosión.

Si el pulverizador de combustible está defectuoso, puede

inyectar mayor cantidad de combustible que lo que debería,

generando una mala mezcla aire-combustible . Origina

evidente gasto extra de combustible.

Referencia: RCM II, Jhon Moubray

FALLAS EN CALDERAS

Ref. “Guía Analco para el análisis de fallas en calderas”

FALLAS EN CALDERAS

FALLAS EN CALDERAS

Ref. “Generadores de Vapor” – UNI – Ing José Huapaya Barrientos

Planes de Mantenimiento

Tipo de frecuencia de lubricación de suministro de motores y rodamientos

Limpieza de la boquilla del quemador y del electrodo de encendido (si es posible)

Mantenimiento Diario

Verificación de limpieza de mallas a la entrada del aire al ventilador, filtro de aire en el

compresor, filtros de combustible, área de la caldera y sus controles

Ciclo de funcionamiento del quemador

Control de la bomba de alimentación

Ubicación de todos los protectores de seguridad

Control rígido de las purgas

Purga diaria de columna de agua

Procedimiento en caso de falla de suministro

Verificación de la temperatura de agua de alimentación

Precauciones al dejar la caldera fuera de servicio, en las noches o fines de semana

Verificación de combustión

Verificación de presión, producción de vapor y consumo de combustible

Fuente: Manual de Mantenimiento de ESSALUD, Manual de Mantenimiento de Hotel MONASTERIO


Mantenimiento Mensual

Verificar estado de la cámara de combustión y refractarios

Verificar acoples y motores

Verificar asientos de válvulas y grifos

Verificar bloqueos de protección en el programador

Dependiendo del combustible incluir limpieza del sistema de circulación de gases

Limpieza de polvo en controles eléctricos y revisión de contactos

Limpieza de filtros de las líneas de combustible, aire y vapor

Mantenimiento a todo el sistema de agua: filtros, tanques, válvulas, bomba, etc

Engrasar motores

Desmonte y limpieza del sistema de combustión

Limpieza cuidadosa de columna de agua

Verificar estado de trampas de vapor



Mantenimiento Semestral

Lavado interior al lado del agua, removiendo incrustaciones y sedimentos

Verificar si hay indicios de corrosión, picadura o incrustación al lado del agua. Análisis periódico

del agua

Utilizar empaques nuevos en tapas de inspección de mano y hombre

Cambiar correas de motor si es necesario. Revisar su tensión

(Se incluye el programa mensual, adicionando lo siguiente)

Limpiar los tubos del lado de fuego, pues el hollín es un aislante térmico

Verificar hermeticidad de las tapas de inspección al llenar la caldera

Verificar el funcionamiento de las válvulas de seguridad



De acuerdo a un análisis del agua y las condiciones superficiales internas de la caldera, se

determina si es necesario realizar una limpieza química de la caldera

(Se incluye el programa semestral, adicionando lo siguiente)

Mantenimiento Anual

Cambio de empaques de la bomba de alimentación (si es necesario)

Mantenimiento de motores en un taller especializado. Desarme total con limpieza y prueba de

aislamientos y bobinas

Fuente: Manual de Mantenimiento de

ESSALUD, Manual de Mantenimiento

de Hotel MONASTERIO

Recurriremos al Software “Reliasoft Weibull++ 7” para obtener los

Parámetros de Weibull, el MTBF y su respectiva Fiabilidad.

Confiabilidad en el Caldero

Tubos de Caldero 12 4 S/. 10.58 S/. 2.50

Ventilador 12 4 S/. 20.00 S/. 30.00

Chimenea 12 3 S/. 7.93 S/. 1.50

Tablero Eléctrico 6 1 S/. 2.64 S/. 10.00

Válvula Solenoide 24 0.5 S/. 1.32 S/. 0.00

Bomba de Agua 10 1 S/. 2.64 S/. 15.00

Tuberías y Vávulas 84 1 S/. 2.64 S/. 10.00

Presostato 32 0.5 S/. 1.32 S/. 0.00

Bomba de Combustible 48 1 S/. 2.64 S/. 15.00

Quemador 36 1 S/. 2.64 S/. 0.00

Fuente: Hotel Monasterio

** El Hotel cuenta con 3 Calderos, los cuales están en Condiciones de suplantar al otro en caso que uno de ellos falle,

por lo tanto no se considera Costos de parada

* Para rea l izar el Mantenimiento del Ca ldero, se debe apagar el mismo 2 días antes , para que éste se enfríe y baje su

pres ión

Historial de Fallas de Caldero (Año 2008)

Costo

RecambioCausa de Fallas Nº de Fallas

Tiempo de Reparación

o Recambio (hrs.)

Costo

Reparación

Tuberías y Vávulas 84 S/. 2.64 S/. 10.00 S/. 1,062.12

Bomba de Combustible 48 S/. 2.64 S/. 15.00 S/. 846.92

Quemador 36 S/. 2.64 S/. 0.00 S/. 95.19

Presostato 32 S/. 1.32 S/. 0.00 S/. 42.31

Válvula Solenoide 24 S/. 1.32 S/. 0.00 S/. 31.73

Tubos de Caldero 12 S/. 10.58 S/. 2.50 S/. 156.92

Ventilador 12 S/. 20.00 S/. 30.00 S/. 600.00

Chimenea 12 S/. 7.93 S/. 1.50 S/. 113.19

Bomba de Agua 10 S/. 2.64 S/. 15.00 S/. 176.44

Tablero Eléctrico 6 S/. 2.64 S/. 10.00 S/. 75.87

Total 276 S/. 3,200.69

Costo Total


Costo

Reparación

Costo

RecambioCausa de Fallas Nº de Fallas

S/. 1,062.12

S/. 846.92

S/. 600.00

S/. 176.44 S/. 156.92S/. 113.19 S/. 95.19

33.2%

59.6%

78.4%83.9%

88.8%92.3% 95.3%

0

200

400

600

800

1000

1200

Tuberías y Vávulas

Bomba de Combustible

Ventilador Bomba de Agua

Tubos de Caldero

Chimenea Quemador

Costo

tota

l (S/.)

Causas de Fallas

Tuberías y Vávulas 84 30.43 30.43 S/. 1,062.12 33.2% 33.2%

Bomba de Combustible 48 17.39 47.83 S/. 846.92 26.5% 59.6%

Ventilador 12 4.35 52.17 S/. 600.00 18.7% 78.4%

Bomba de Agua 10 3.62 55.80 S/. 176.44 5.5% 83.9%

Tubos de Caldero 12 4.35 60.14 S/. 156.92 4.9% 88.8%

Chimenea 12 4.35 64.49 S/. 113.19 3.5% 92.3%

Quemador 36 13.04 77.54 S/. 95.19 3.0% 95.3%

Tablero Eléctrico 6 2.17 79.71 S/. 75.87 2.4% 97.7%

Presostato 32 11.59 91.30 S/. 42.31 1.3% 99.0%

Válvula Solenoide 24 8.70 100.00 S/. 31.73 1.0% 100.0%

Total 276 100 S/. 3,200.69 100.0%

% Costo

Acumulado% CostoCausa de Fallas Costo Total

Nº de

Fallas


% Fallas

Acumulado% Fallas

S/. 1,062.12

S/. 846.92

S/. 600.00

S/. 176.44 S/. 156.92S/. 113.19 S/. 95.19 S/. 75.87

S/. 42.31 S/. 31.73

33.2%

59.6%

78.4%83.9%

88.8%92.3% 95.3% 97.7% 99.0% 100.0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Tuberías y Vávulas

Bomba de Combustible

Ventilador Bomba de Agua

Tubos de Caldero

Chimenea Quemador Tablero Eléctrico

Presostato Válvula Solenoide

% C

ost

o T

ota

l

Causas de Fallas Costo Total

% Costo Acumulado

Diagrama de ParetoS/. 1,062.12

S/. 846.92

S/. 600.00

S/. 176.44S/. 156.92

S/. 113.19 S/. 95.19S/. 75.87

S/. 42.31 S/. 31.73

33.2%

59.6%

78.4%

83.9%

88.8%92.3%

95.3%97.7% 99.0% 100.0%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0

200

400

600

800

1000

1200

% C

os

to T

ota

l

Co

sto

to

tal

(S/.

)

Causas de Fallas

Costo Total

% Costo Acumulado

VITALES IMPORTANTES TRIVIALES

1 140 1 280 1 420

2 420 2 560 2 700

3 980 3 1120 3 1260

4 1540 4 1680 4 1820

5 1680 5 1820 5 1960

6 1820 6 1960 6 2100

7 2380 7 2520 7 2660

8 2940 8 3080 8 3220

9 4060 9 4200 9 4340

10 5740 10 5880 10 6020

11 5880 11 6020 11 6160

12 6020 12 6160 12 6300

13 7140 13 7200 13 7200

* El Caldero trabaja entre 16 y 24 horas diarias, un promedio de 600 horas mensuales y 7200 horas anualesFuente: "Fichas de Mantenimiento" - Hotel Monasterio

TBF (hrs)

Sistema de

Encendido

Sistema de

Alimentación de Agua

Sistema de

Escape

Nº TBF (hrs) Nº TBF (hrs) Nº

g =-159.3 hrs

b = 1.1647

h = 3708.5858 hrs

CALCULAR

Sistema Encendido

g = -159.3 hrs

h = 3708.5858 hrs

b = 1.1647

Sistema Alimentación

Agua

g = -20.7 hrs

h = 3705.6552 hrs

b = 1.1671

Sistema de Escape

g = 117.5500 hrs

h = 3699.6536 hrs

b = 1.1705

Parámetros de Weibull

Sistema de Encendido

Sistema de Alimentación de Agua

Sistema de Escape

MTBF


MTBF = 3357.3511 hrs.

Sist. Alimentación Agua

MTBF = 3491.1727 hrs.

Sistema de Escape

MTBF = 3620.8616 hrs.

Fiabilidad


R(t) = 39.06%

Sist. Alimentación Agua

R(t) = 39.09%

Sistema de Escape

R(t) = 39.13%

Los tres sistemas analizados del caldero, presentan una

fiabilidad similar (aprox. 39%), lo cual nos indica que

los 3 sistemas trabajan aceptablemente.

La fiabilidad promedio de todo el caldero es 39.093%,

valor que se obtiene del promedio aritmético de las

confiabilidades de los sistemas evaluados, debido a que

los tres sistemas son vitales para el funcionamiento del

caldero.

CONCLUSIONES

El aplicar la metodología de RCM II es vital para poder

implementar mejoras en mantenimiento.

La ayuda de software para la evaluación de Weibull fue

fundamental, ya que nos ahorró mucho tiempo, pero la

aplicación y uso del mismo, no hubiese sido posible, sin

antes conocer teóricamente la distribución estadística.

CONCLUSIONES

GRACIAS

mantenimiento de calderos pirotubulares

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