Manual de instalación y operación de la caldera de vapor 

1.   Sumario 

La caldera posee un sistema de control eléctrico con modo automático, con todas las protecciones de seguridad y un modo de operación manual en caso de emergencia. Sus características principales son las siguientes:

 1.1                      Alta eficiencia térmica, hasta 89%1.2                      Fácil operación. Posee modo automático de operación y mecanismos de protección.1.3                      Arreglo vertical con fácil mantenimiento1.4                      Fácil transporte1.5                      Utiliza combustible ligero 2.   Parametros técnicos de operación

 2.1                      Producción nominal de calor 0.05 – 1.0 T/h2.2                      Presión de trabajo 0.4MPa( 0.8 MPa)2.3                      Temperatura del vapor 151 ºC( 174 ºC)2.4                      Eficiencia térmica de diseño 86%2.5                      Consumo de combustible 5 - 36 kg/h (6 - 75 NM3/h)2.6                      Método de combustión: Quemador Mecánico2.7                      Estructura de la caldera: vertical – horizontal2.8                      Control automático para nivel de agua y quemado. Si el nivel de agua es muy alto o muy bajo, o si el vapor alcanza una sobrepresión, el sistema emite una señal de alarma e interrumpe el quemado.

 Principales accesorios: válvula de parada, válvula de seguridad, válvula de alimentación, válvula atmosférica, válvula de drenaje, bomba de alimentación.

 3.   Instalación

 3.1                      Preparación del lugar antes de la instalación 

3.1.1               Organización del personal La instalación de la caldera debe ser ejecutada por una persona especializada. Deben estar presentes un calderero, un plomero, un montacargas, un electricista y cualquier otro personal de apoyo. 3.1.2               Asignar a una persona a estudiar todos los documentos relativos a la caldera 

La persona debe estudiar las regulaciones para la supervisión de seguridad de la caldera de vapor (“Steam Boiler Safety Technology Supervisory Regulations”), planos de la caldera e instrucciones de operación para poder atender a los puntos críticos de instalación y operación.

 3.1.3               Confirmación del sitio de instalación

 3.1.3.1        Se recomienda instalar cerca del lugar de consumo del vapor, para economizar en tuberías y en pérdida de calor.3.1.3.2        El equipo para el almacenamiento del combustible debe estar en concordancia con la regulación respectiva.3.1.3.3        Facilidad de alimentación de agua y drenaje3.1.3.4        Al momento de la instalación y del transporte, la vía debe estar en buenas condiciones y libre de obstáculos.3.1.3.5        La disposición de la caldera debe estar en concordancia con el capítulo cuatro (4) de las regulaciones para la supervisión de seguridad de la caldera de vapor (“Steam Boiler Safety Technology Supervisory Regulations”). 3.1.4               Preparación de la fundación Se debe preparar una fundación para las partes que serán empotradas de acuerdo al plano de construcción. En el momento de llegada de la caldera se debe chequear de acuerdo a la lista de empaque que se encuentre el equipo completo y en buen estado. Al levantar la caldera, se debe usar un montacargas que pueda manejar el peso de la caldera

 3.2                      Instalación de los elementos estructurales de la caldera

 Al montar la caldera sobre la fundación se debe nivelar adecuadamente. De no hacerlo, apuntalar la estructura e instalar la chimenea luego de hacer la correción. 3.3                      Generalmente proveemos a nuestros clientes con una chimenea de tres (3) metros. Si esta no puede ser utilizada debido a regulaciones locales para la protección del ambiente, puede informarnos para alargar a la medida que haga falta, pero el costo adicional deberá ser cancelado por el cliente.Cuando se instale la chimenea, incrustar un cordón de asbesto y chequear la verticalidad de la chimenea por el método de perpendiculares colgantes. Si hay alguna desviación ésta debe ser corregida. Adicionalmente, utilice un perno para tensar la cuerda de alambre con aproximadamente igual tensión, y esta cuerda debe estar equiespaciada circularmente??

             3.4                      Instalación de la alimentación de agua del equipo, tuberías, válvulas e instrumentos:

 

3.4.1               De acuerdo al plano, la instalación de las tuberías alimentación de agua, válvulas, instrumentos y bomba de respaldo son hechas por el cliente. 3.4.2               Después de la prueba hidráulica, la válvula de seguridad con la salida de escape debe apuntar hacia un lugar seguro. 3.4.3               La tubería de descarga debe estar conectada a un tanque de purga o a alguna válvula de seguridad, luego, sujetar la tubería en caso de movimientos bruscos. 3.4.4               La tubería de vapor, a excepción de la válvula maestra debe ser adquirida por cuenta del cliente, y debe haber un codo en la tubería maestra de vapor usado para la compensación por la expansión térmica. Adicionalmente, se deben tomar medidas para la preservación del calor fuera de la pared de la tubería. 3.4.5               El manómetro sumergible de la tubería de drenaje debe estar conectado a un lugar seguro y debe ser flexible, de manera que permita rotación sin fuga de agua. El equipo de iluminación debe estar fijo en la posición del manómetro para que sea fácil de leer. 3.4.6               Trace una línea roja sobre el manómetro para mostrar la máxima presión de trabajo permisible. No es necesario tomar medidas de preservación del calor para el manómetro.

 3.5                      Instalación de las otras partes

 3.5.1               El tablero de control debe ser fijado en una posición donde sea cómodo para chequear la condición de operación de la caldera. 3.5.2               La conexión para el quemador y la apertura donde será instalado deben ser de la forma requerida por las instrucciones de operación. 

3.6                      Prueba hidráulica Luego de la instalación de las tuberías, válvulas e instrumentación, se debe chequear y limpiar el interior de la caldera. Luego cerrar la boca de inspección y demás compuertas para la prueba hidráulica de acuerdo a los requerimientos correspondientes. 4.   Procedimiento de operación

 4.1                      Preparación previa 

4.1.1               Chequear la boca de inspección, la compuerta manual y demás accesorios para ver que estén en buena condición.

 4.1.2               Chequear si la toma de alimentación de agua y vapor, así como la tubería del combustible están completas.

 

4.1.3               Chequear que la posición del suiche de control esté en el lugar indicado 

4.2                      “Boiling out/Puesta a Punto” 

4.2.1               Antes de utilizar la caldera por primera vez, realizar el “boiling out” para liberar las impurezas y la contaminación por el combustible. El método es agregar algún químico que aumente la basicidad del agua para remover los contaminantes. 4.2.2               Los productos Na2CO3 o Na3PO4-12H2O puede ser utilizada para el “boiling out”. La dosis son 5 lts. Para el primero y 3 lts. Para el segundo. Se debe hacer una solución homogénea al 70%. No introducir los químicos directamente a la caldera.La velocidad de alimentación debe ser 0,5 ton/h y la capacidad del agua es 1,675 m 3

(1.134 m3 al nivel de agua normal) 4.2.3               Cerrar todas las compuertas, válvula principal de vapor y la llave del medidor de agua. Luego, abrir la compuerta superior y verter la solución en el tambor. Cerrar la compuerta y abrir la válvula de aire. Adicionalmente, cuando se vierta la solución, el nivel superior del agua debe estar por debajo de la boca de inspección. 4.2.4               La temperatura del agua vertida al tambor debe ser menor a 40 ⁰C. Cuando el nivel del agua marque 2/3 en el medidor del nivel de agua, cerrar la válvula de alimentación, luego chequear el nivel del agua para ver si hay fuga de agua por la boca de inspección o en las bridas. En caso de haber fugas, cerrar la valvula.El “boiling out” debe ser llevado a cabo a baja presión y carga. El controlador de presión debe estar ajustado a un rango entre 0.12 – 0.2 MPa y la inyección de combustible debe ser reducida al mínimo posible. El proceso debe durar de 6 a 8 horas. Al finalizar el tiempo, pare los quemadores y abra válvula de aire cuando la presión se reduzca por debajo de 0,1 MPa, si la temperatura del agua es inferior a 70 ⁰C, abrir la válvula de drenaje para la descarga del agua.Durante el proceso de “Boiling out”, el medidor de agua debe estar en Stand-by, y la alarma del nivel de agua y del controlador automático del nivel del agua deben estar apagados. 

4.3                      Operación 

4.3.1               Modo de operación automático Girar cada suiche de control a la posición “Auto”, luego, pulsar el botón de “Start”. El modo de autoquemado debe quedar activo.Si hay una gran cantidad de vapor saliendo por la válvula de aire en la parte superior de la caldera, cerrarla y abrir la válvula principal de vapor. 4.3.2               Modo de operación manual Gire el suiche del control de quemado a la posición “Manual”, presionar el botón “Start”, el controlador de quemado adopta la posición de “Scavenging” (búsqueda) por 30 segundos, luego girar el suiche a la posición “Firing” (busqueda). Si la llama del horno puede ser vista desde el agujero de inspección, esto indica que el encendido ha sido exitoso y la caldera está quemando normalmente. Si no se observa ninguna llama 5 segundos luego del encendido, éste no fue exitoso. Se debe girar el suiche nuevamente a la posición “Scavenging”, pulsar el botón de “Stop” y buscar la causa del fallido.Cuando se trabaje en modo manual, se debe prestar más atención al aspecto operacional de la caldera ya que no se pueden tomar todas las previsiones de seguridad. Si se encuentra alguna anormalidad se debe solventar inmediatamente.Para la alimentación manual de agua, gire el suiche de control de alimentación de agua a la posición “Manual”. La bomba de alimentación comenzará a funcionar, al pulsar el botón de “Stop”, ésta se detendrá.

 4.3.3               Parada de funcionamiento de la caldera 4.3.3.1        Pulsar el botón “Stop” del tablero de control para detener el quemado.4.3.3.2        Cortar el suministro de corriente de la caja de control.4.3.3.3        Cerrar las válvulas de entrada y descarga de la bomba.4.3.3.4        Cerrar la válvula reguladora principal 

4.3.4 Ajustes de la válvula de seguridad

Cuando la válvula de seguridad se accione por primera vez, la misma debe ser ajustada como se especifica en la cláusula 137 regulación 7-2.

4.3.4.1        A la presión de la válvula de seguridad se le debe añadir 0.02MPa en base a la presión de trabajo. Si se tienen dos válvulas de seguridad solo debe agregársele este margen a una de las dos.

4.3.4.2        Método de ajuste para la válvula de seguridad

Quite el pin separador al igual que el adaptador, luego desatornille la tuerca y el tornillo de ajuste para aflojar o apretar el resorte de tal forma de llegar a la presión de descarga deseada. Luego apriete todas las demás partes. La válvula de seguridad

no deberá ser ajustada aleatoriamente y la caldera no deberá ser usada antes de que la válvula de seguridad sea corregida.

4.3.5              Suministro de vapor

Cuando la caldera alcance la presión de trabajo, puede salir vapor, sin embargo el nivel de agua en la caldera no debe sobrepasar el nivel normal. Abra un poco la válvula principal de vapor para calentar un poco la tubería. Al mismo tiempo abra la válvula de admisión de la tubería para la descarga de agua. El calentamiento de la tubería no debe exceder de 10 minutos. Preste atención a la tubería y a las uniones u/o abrazaderas, si están en buenas condiciones abra completamente la válvula principal de vapor.

Abra la válvula principal de vapor lentamente y revise todas las partes por si se produce cualquier sonido extraño, cuando la válvula principal de vapor este completamente abierta ciérrela un cuarto de vuelta por medida de seguridad, en caso de que se expanda o que la roten accidentalmente, luego revise los accesorios, válvulas e instrumentos y verifique si se presenta alguna fuga de agua. Normalmente abra la válvula con una o dos vueltas operando normal para alcanzar la salida nominal.

 

4.3.6              Uso diario de la caldera

4.3.6.1 Calidad del agua: la fuente de agua debe estar bajo los standards de calidad de agua para caldera de baja presión establecidos en la norma GBI576-85

4.3.6.2        Nivel de agua en la caldera: Hay que estar pendiente del nivel de agua en la caldera, puede que esté por encima o por debajo de los valores recomendados; si el nivel del agua en el medidor se mantiene quieto, puede que exista un bloqueo en el medidor. Si este es el caso, lávelo inmediatamente, normalmente el medidor de agua se debe lavar una vez por uso. Si existe algún problema, trate de resolverlo; si uno de los dos medidores de agua de la caldera se rompe, repárelo de inmediato; si los dos medidores de agua están rotos, pare la caldera y solo la podrá volver a poner en marcha después de haber reparado e instalado los dos medidores.

4.3.6.3        Revise el equipo de alimentación en cada parada, si hay alguna falla, repárela de inmediato.

4.3.6.4        El codo del medidor de presión debe ser lavado una vez por parada, si existe algún daño pare la máquina y repárelo o cámbielo. Para el uso correcto sustitúyalo cada 6 meses por lo menos.

4.3.6.5        Para prevenir que los discos y el asiento de las válvulas de seguridad se peguen, hale la palanca de apertura manual de la válvula de seguridad una vez cada dos semanas para verificar que se descarga vapor de manera adecuada.

4.3.6.6        El manejo del quemador se debe hacer de acuerdo con las instrucciones de operación del quemador

4.3.6.7        La sala de caldera debe mantenerse limpia y debe haber buena iluminación para leer los medidores de agua y presión

4.3.6.8        Organice los turnos de relevo y mantenga documentadas las condiciones de operación

Hay una lista de manejo diario que se adjunta para su consulta

 

4.3.7              Purga de la Caldera

4.3.7.1 La purga se debe hacer cuando este baja la presión y el nivel de agua este alto. Preste atención a las variaciones del nivel de agua en la caldera. Si una de las tuberías de purga es usada para dos o más calderas no se deben purgar dos calderas al mismo tiempo.

4.3.7.2 La operación de purga se realiza de la siguiente manera: si existen 2 llaves de paso de agua, primero abra completamente la segunda válvula, luego abra ligeramente la primera, luego que se caliente abra la primera completamente, luego cierre la primera válvula y verifique que quede bien cerrada, la manera de hacerlo es tocando la tubería de la segunda válvula, si después de un tiempo está caliente quiere decir que hay un problema de fuga con la llave de paso.

No.

ItemItem

Requerimiento

H DWM   Y

1 TESTProtección

para apagado inesperado

    1      

Cierre la válvula

de suministro de combustible

2

Protección para un alto nivel de agua

    1      

Pare la alimentación

de agua y

abra la llave de paso para reducir el nivel

de agua en la caldera

3 Protección contra fa

    1       Cierre la válvula

de admision

de combustible

ante

lla de encendido

s del

encendido

automa

tico

para q

ue no exista inyeccion

de combustible cuando arranq

ue

 

 

 

4Check Presión de

combustible1          

Cambie el medidor de presión interna de

combustible

5 Cantida

      1     Retire el inyector de

d de admision de combustible y calidad de pulverización

combustible

para u

na revision

6 Det

1           Ajustelo

ección del fotoconductor

de acuerdo a lo indicado

en el tablero

de control

7Acción del

medidor de presión

    1      Revise el valor fijado y

los valores diferenciales

8 Acción de la válvula de sol

      1     Revise si existe fuego

en el horno

despues

del

apagado

enoide

9 Ajuste de la valvula para el tiempo programado d

    1       Tiempo

para “scavenging” y

encendido seguro

e operacion

10

Condiciones de

encendido    1      

Revise las condiciones de la chispa electrica o remueva el inyector e

inspeccione

11

Si hay o no residuos de carbon

    1      

Incluyendo la cobertura

de fuego

del

inyector

12

Condicione

    1       Revise el color

del hum

s de quemado

o

13

Si los materiales refractarios se cayeron

o no

    1      Llevelo a cabo con el

item 11 al mismo tiempo

14

Condiciones de corrida para motores

            Revise si existe fuga de combustible y si la presión

de admisión

de agua es la normal

auxiliares

15

Analisis y tratamiento del agua de la caldera

            El ciclo

depen

de del

uso, las o

peracio

nes

se p

ueden realizar

bajo los req

uerimientos

especificados en el presente

manual

16

Limpie el fotoconductor y el vidrio

del visor

    2      

Revise si el sitio de instalación es correcto

y quite el sucio y los residuos de carbón y realice con el ítem 11

al mismo tiempo

17

Limpie el electrodo de ignicion

    1      

Utilice papel

de lija

para limpiar

18

Limpie los conta

          1 Utilice papel

de lija

para limpiar

ctos de cada aparato en el tablero de control

19

Limpie el electrodo

de nivel de agua

      1     Limpie el sucio

20

Limpi

          2 Remueva el

e el flotante

filtro y u

tilice combustible ligero

para limpiarlo

21

Limpie el filtro de gasolina

    1      

Dependera de la calidad del

combustible y

de la experiencia

de o

peración

 

H: CADA HORA D: DIARIAMENTE W: SEMANALMENTE M: MENSUALMENTE Y: ANUALMENTE

 

5. Control Automático

Control Automático: El sistema de control consiste en un controlador de nivel de agua, control de presión, control de programa, protección de seguridad y así sucesivamente, si existe una falla en control automático, cambie el modo de operación a manual.

5.1      Control del nivel del agua

Están los controladores del nivel de agua y las alarmas, el controlador de nivel de agua se usa para controlar el nivel de agua de la alimentación del agua, cuando el nivel del agua es menor que el límite, la bomba debería arrancar por sí sola, mientras que si excede el límite superior debería dejar de trabajar; La alarma del nivel de agua se usa para controlar los cambios del nivel de agua y manda al mismo tiempo la señal de alarma correspondiente.

5.2 Control de Presión

El controlador de presión está compuesto por tres reguladores de presión y una válvula solenoide, él controla las etapas de quemado de acuerdo con la carga externa, también puede ajustar los valores diferenciales y de ajuste, para cambiar las características externas del control de doble posicionamiento (firing-scavenging).

5.3      Control de Programa (Revise las instrucciones de operación para el aparato de combustión)

5.4      Protección de seguridad para el encendido

Después del comienzo del programa, si el proceso de “scavenging” terminó, active el programa de “firing” por 5 minutos, si la llama no se genera por alguna razón, el fotoconductor no recibirá ninguna proyección de luz, y el programa de quemado se parará y mandará una alarma auditiva y visual, luego la caldera se parará. Verifique la falla y vuelva a iniciar.

5.5      Protección contra apagado repentino

Durante la corrida de la máquina, si se produce una falla repentina, el suministro de combustible debe ser cerrado inmediatamente y revise y repare la falla. Una vez solucionado el problema vuelva a arrancar la caldera.

5.6      Protección contra bajo nivel de agua

Durante la corrida de la máquina si el nivel del agua baja mas allá del límite, la caldera deja de quemar y manda una alarma auditiva y visual.

5.7      Alarma por alto nivel de agua

Si el nivel de agua en la caldera aumenta por encima del nivel máximo, el sistema enviará una señal auditiva y visual. Corrija la falla inmediatamente.

5.8      Protección por sobrepresión de vapor

Si la presión de trabajo es mayor a 0.38MPa(0.68MPa) y alcanza 0.4MPa(0.7MPa), la caldera se para y envía una señal.

5.9      El fotoconductor, que está relacionado directamente con la corrida de seguridad, es el elemento clave para el control del quemado. Si el valor del fotoconductor disminuye o existe algún daño en el controlador de luz, el contacto del relé en el tablero de control se dispara y la quemadora no podrá funcionar. Cuando se esté apagando la llama o esta deje de existir, se encenderá el indicador del quemador, esto significa que el fotoconductor o el controlador de luz está dañado. Reemplácelo inmediatamente.

5.10 Si la presión de combustible es menor a 0.8MPa, se enviará una alarma visual y auditiva. Revise la razón por la cual bajó la presión y ajuste la presión de combustible a lo normal.

5.11 Protección en apagones

Durante una corrida normal, la caldera s parará si el suministro eléctrico para o existe una repentina variación de voltaje. Cuando vuelva el suministro eléctrico, vuelva a oprimir el botón de “start” y la quemadora deberá seguir con su rutina

6. Mantenimiento

6.1                      La caldera se debe inspeccionar cada 3-6 meses

 

6.1.1    Método para apagarla

Cuando la caldera deje de quemar, se espera hasta que la temperatura en la caldera sea menor a 70ºC y se descarga el agua de la caldera. Si quiere esperar menos, puede añadir agua fría por la tubería de alimentación y al mismo tiempo descargue el agua caliente de la tubería de descarga, sin embargo el nivel de agua no debe ser menor que el normal

 

6.1.2    Limpieza y mantenimiento

6.1.2.1                    Si existe una fuga en el medidor de agua, en la válvula o en la brida, repárela inmediatamente

6.1.2.2                    Limpie los desperdicios y lodo de la caldera con agua

6.1.2.3                    Revise el interior y exterior de la caldera para ver si existe algún desperfecto

6.1.2.4                    Cuando sea necesario, quite la capa aislante externa para verificar si existe algún desperfecto grave y repárelo de inmediato

6.1.3    Pinte una vez al año la base de la capa de aislamiento

6.1.4    Existe dos métodos de mantenimiento si la caldera no se usa por un largo periodo de tiempo. Aplique el método seco si tiene más de un mes de desuso y aplique el método húmedo si tiene menos de un mes de desuso

 

6.1.4.1                    Método Seco

Cuando la máquina esté apagada descargue el agua y utilice agua para limpiar el sucio en la caldera y utilice el piloto del equipo para secarlo. Luego ponga cal viva en la proporción de 1 kg por cada 10m2 de superficie de calefacción en los cabezales y tambor, asi como también en el hogar y conductos de gases; para que quede absorbida la humedad en la caldera, y cierre todas las bocas de visita y compuertas. Revise la caldera cada 3 meses y cuando la vuelva a utilizar retire los calces.

6.1.4.2                    Método Húmedo

Vacíe el agua cuando la caldera esté apagada, luego utilice agua limpia para limpiar la caldera. Meta agua pura dentro de la caldera hasta el máximo, luego caliente el agua hasta 100ºC para descargar todo el aire de la caldera, luego cierre todas las válvulas, además no es recomendable usar éste método en caso de que se produzcan daños por congelamiento.

7. Prueba Hidráulica

7.1                      Prueba Hidráulica

La prueba hidráulica se debe llevar a cabo cuando la temperatura del aire este por encima de los 5ºC, si es menor a 5ºC, se deben tomar medidas para evitar congelación. La temperatura del agua que se va a usar para la prueba se debe mantener por encima de la temperatura ambiente en caso de una posible condensación a largo tiempo, normalmente entre 20-70ºC. Cuando el agua este full, aumente la presión hasta 0.2MPa, llevando un chequeo estricto, apretando si es necesario las bridas y los tornillos de las bocas de inspección y otras compuertas. Cuando la presión llegue a la presión de trabajo, pare y revise a ver si existe una fuga o cualquier otra anormalidad, luego aumente la presión de prueba y manténgala por 5 minutos, si no varía la presión, reduzca la presión de trabajo para chequeo. Si hay alguna anormalidad repórtela y repárela cuando la presión se estabilice a la presión atmosférica.

La prueba hidráulica será exitosa si cumple con los siguientes aspectos:

7.1.1    Si no existen gotas o rocío en los componentes metálicos o en las líneas de soldaduras

7.1.2    No existe ninguna deformación residual después de la prueba

Medidas de seguridad y aspectos importantes:

1. No debe apretar los tornillo de las bridas si la presión es mayor a 0.2MPa2. Se debe hacer una marca especial una vez llevado a cabo la prueba hidráulica3. Si hay presión no se pare cerca de las uniones soldadas, bridas y válvulas4. Para las fundaciones u otra operaciones de concreto por favor siga la norma

 

 

 

Revisión Elaborado Por Revisado Por Aprobado Por

1   R.K y J.D F.H