manual de caldera y cÁmara torsional

MANUAL DE CALDERA Y CÁMARA TORSIONAL

1 20/03/15 Revisión General JT JBdP AP

B 29/01/15 EMISIÓN para aprobar JBdP JT AP

A 20/01/15 EMISIÓN Preliminar JT

REV FECHA DESCRIPCIÓN ELABORÓ REVISO APROBÓ OBS.

EMPRESA CERTIFICADA ASME “S”-“U”

Manual de caldera-Descripción 14170-MA-M-001

AGROSUPER Pág. 2 de 38 Rev. 1

ÍNDICE DE CONTENIDO

1. DESCRIPCIÓN GENERAL _______________________________________________________ 4

1.1. TECNOLOGÍA APLICADA __________________________________________________ 4

1.1.1. USO DE COMBUSTIBLES SÓLIDOS ________________________________________ 4

1.1.2. CÁMARA TORSIONAL __________________________________________________ 5

1.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO _________________________________________ 7

1.2.1. CALDERA ____________________________________________________________ 7

1.2.2. ECONOMIZADOR _____________________________________________________ 8

1.2.3. CIRCUITO DE GASES ___________________________________________________ 9

1.2.4. EQUIPOS AUXILIARES __________________________________________________ 9

2. MEMORIA TÉCNICA _________________________________________________________ 11

2.1. DATOS DE LA INSTALACIÓN ______________________________________________ 11

2.2. DATOS CONSTRUCTIVOS _________________________________________________ 11

2.2.1. HOGAR ____________________________________________________________ 11

2.2.2. ENVOLVENTE _______________________________________________________ 12

2.2.3. PLACAS ____________________________________________________________ 12

2.2.4. STAYS _____________________________________________________________ 12

2.2.5. TUBOS _____________________________________________________________ 12

2.2.6. FONDO HÚMEDO ____________________________________________________ 12

2.2.7. CÁMARA DE COMBUSTIÓN ____________________________________________ 12

2.2.8. ECONOMIZADOR ____________________________________________________ 13

2.3. CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS _____________________________________________ 13

2.3.1. DATOS DE COMBUSTIÓN ______________________________________________ 13

2.3.2. TEMPERATURAS DE CÁLCULO __________________________________________ 14

2.3.3. SUPERFICIES DE INTERCAMBIO _________________________________________ 14

2.3.4. PÉRDIDA DE CARGA EN CIRCUITO DE GASES _______________________________ 14

3. GARANTÍAS ________________________________________________________________ 15

3.1. CUERPOS DE PRESIÓN ___________________________________________________ 15

3.2. EQUIPAMIENTO AUXILIAR _______________________________________________ 15

3.3. OPERACIÓN ___________________________________________________________ 15

4. INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN _______________________________________________ 16

4.1. OPERACIÓN ___________________________________________________________ 16

4.1.1. SEGURIDAD _________________________________________________________ 16

4.1.2. VERIFICACIONES PREVIAS AL ARRANQUE _________________________________ 16

4.1.3. MANIOBRAS DE ARRANQUE ____________________________________________ 17

4.1.4. MANIOBRAS DE PARADA ______________________________________________ 20



4.2. OPERACIÓN Y REGULACIÓN DEL SISTEMA ___________________________________ 20

4.2.1. LÓGICA DE OPERACIÓN _______________________________________________ 20

4.2.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE ____________________________ 21

4.2.3. VENTILADOR SECUNDARIO ____________________________________________ 21

4.2.4. VENTILADOR DE TIRO INDUCIDO ________________________________________ 22

4.2.5. VÁLVULA Y BOMBAS DE AGUA. _________________________________________ 22

4.2.6. SOPLADORES DE LA CALDERA __________________________________________ 24

4.2.7. SEGURIDADES DE LA INSTALACIÓN ______________________________________ 24

4.2.8. MASTER FUEL TRIP (MFT) ______________________________________________ 25

4.2.9. BLOQUEO DE GENERADOR _____________________________________________ 27

4.2.10. SEÑALES DE ALARME EN EL HMI ________________________________________ 27

4.2.11. ALARMAS SONORAS Y LÚMINICAS _______________________________________ 28

4.3. SITUACIONES DE CONTINGENCIA/EMERGENCIA ______________________________ 28

4.3.1. BAJO NIVEL DE AGUA _________________________________________________ 28

4.3.2. MUY BAJO NIVEL DE AGUA_____________________________________________ 29

4.3.3. ALTA PRESIÓN DE VAPOR ______________________________________________ 30

4.3.4. CORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA _________________________________________ 30

4.3.5. FALTA DE LLAMA EN CÁMARA TORSIONAL ________________________________ 30

5. TRATAMIENTO DE AGUA _____________________________________________________ 32

5.1. REQUISITOS A CUMPLIR POR EL AGUA DE ALIMENTACIÓN ______________________ 32

5.2. CORROSIÓN___________________________________________________________ 32

5.3. INCRUSTACIONES ______________________________________________________ 33

5.4. ESPUMA _____________________________________________________________ 34

6. MANTENIMIENTO DIARIO ____________________________________________________ 36

6.1. MANTENIMIENTO DIARIO ________________________________________________ 36

6.2. MANTENIMIENTO SEMANAL _____________________________________________ 36

6.3. MANTENIMIENTO MENSUAL _____________________________________________ 37

6.4. MANTENIMIENTO SEMESTRAL ____________________________________________ 37

6.5. MANTENIMIENTO ANUAL (O BIANUAL) _____________________________________ 38



1. DESCRIPCIÓN GENERAL

1.1. TECNOLOGÍA APLICADA

1.1.1. USO DE COMBUSTIBLES SÓLIDOS

El objetivo fundamental en la utilización de un combustible es lograr la mejor transformación energética posible (o sea la mejor combustión posible), atendiendo no sólo a la eficiencia térmica, sino también a la seguridad de funcionamiento, a la limpieza de las emisiones, a los costos de operación y mantenimiento y a la respuesta a las variaciones de carga.

Sabido es que los combustibles sólidos crean mayores dificultades en su utilización que los líquidos o gaseosos, debido a que la combustión es un fenómeno químico que se realiza en fase gaseosa; los combustibles gaseosos ya se encuentran en esa condición en su estado natural y los líquidos se aproximan mediante la pulverización previa.

La reacción química de combustión exige el cumplimiento de condiciones físicas específicas para su desarrollo, a saber:

Dosificación de aire.

Temperatura.

Pulverización

Turbulencia.

Tiempo.

Los factores 1 y 2 se deben regular en función del tipo de combustible. El factor 3 debe lograrse por tratarse de un fenómeno químico a nivel molecular, con elementos que se combinan en fase gaseosa. El factor 4 es necesario para asegurar una mezcla íntima entre el combustible y el oxígeno del aire mediante turbulencia. Por último, se necesita el factor 5 para darle tiempo a que la reacción se complete dentro de la cámara de combustión, donde se cumplen las condiciones anteriores.

Es claro además que los cinco factores están interrelacionados. Por ejemplo, el no tener una buena turbulencia y tiempo de residencia en la zona donde se tiene la temperatura adecuada, exige trabajar con dosificación de aire inadecuada, mayor exceso y por lo tanto menor eficiencia, al tiempo de tener partículas sin quemar en los gases de chimenea (monóxido de carbono y/o hollín).

Las principales dificultades en la utilización de un combustible sólido radican en lograr los factores 3 y 4, o sea llegar al estado en el cual la reacción química de combustión se haga posible. De ahí los problemas inherentes a los sistemas convencionales de quema directa sobre parrilla o parvas, caracterizados por una necesidad de elevado exceso de aire y por consiguiente baja eficiencia, por no preparar el combustible en las condiciones adecuadas, al tiempo de no poder impedir arrastre de partículas sin quemar y obligar a la instalación de sistemas de depuración sumamente costosos.



El sistema ideal para la optimización de dichas condiciones es utilizar el proceso de gasificación, convirtiendo previamente el combustible sólido en gaseoso y quemarlo luego en dicho estado.

En los casos en que el combustible sólido está disponible en una granulometría suficientemente pequeña como para poder mantenerse en suspensión aerodinámica, no es necesario separar la etapa de gasificación; ya que en esas condiciones la relación superficie/masa permite acelerar el proceso de gasificación en forma similar a lo que se produce con los combustibles líquidos al ser pulverizados.

Se trata de aprovechar dicha condición mediante un diseño adecuado de la cámara de combustión que permita optimizar los factores 3, 4 y 5 a través del diseño aerodinámico de los flujos de aire y combustible.

1.1.2. CÁMARA TORSIONAL

La cámara de combustión torsional se plantea como solución para optimizar algunos de los factores que gobiernan la combustión (Turbulencia-Tiempo), de manera de poder trabajar con el mínimo exceso de aire (máxima eficiencia) y asegurar la combustión completa (máxima limpieza y seguridad).

El sistema consiste en mantener las partículas combustibles en sustentación aerodinámica dentro de la zona de combustión, rotando dentro de la misma, mezcladas con el propio aire de combustión.

Esto permite que las partículas combustibles, primero en vías de pirolización y pérdida de volátiles y luego en la gasificación del carbono fijo, dispongan de las mejores condiciones de intercambio a través de la turbulencia y disgregación, provocadas por la rotación y por un tiempo de permanencia dentro de la zona de alta temperatura, que no es menos de 30 veces el correspondiente a los gases en trayectoria rectilínea.

El resultado es una combustión prácticamente perfecta con un mínimo exceso de aire (10 a 20%) y ausencia total de partículas carbonosas, equivalentes a máxima eficiencia y limpieza, mínimos costos operativos y de mantenimiento.

Desde el punto de vista constructivo, la cámara torsional consta de una pared de agua, conformada por doble camisa o tubos dependiendo de la presión de diseño, comunicada al sistema agua-vapor de la caldera, con un mínimo de materiales refractarios, con lo que prácticamente se eliminan los costos de mantenimiento por tal concepto.

Una envolvente exterior comunicada al ventilador forzado, conforma un múltiple de aire, el cual es enviado al interior de la cámara a través de varias filas de toberas. La disposición de éstas crea en la mezcla aire-combustible un flujo turbulento de trayectoria helicoidal, con lo que se logra una óptima calidad de la mezcla y un elevado tiempo de permanencia dentro de la cámara.

Esta forma de dosificación del aire permite además uniformar las temperaturas dentro de la misma, minimizando la fusión de cenizas, con lo que se logra separar y evacuar parte de las mismas en la propia cámara de combustión.



1.1.2.1. Aplicaciones:

La cámara torsional es específicamente apropiada para la quema de combustibles sólidos de pequeña granulometría, estando su tamaño limitado por la posibilidad de sustentación aerodinámica. Ejemplos: cáscara de girasol, cáscara de algodón, aserrín, viruta de madera, etc.

También se ha utilizado con grandes ventajas en calderas para combustibles líquidos, utilizando como quemador una lanza de atomización a vapor.

En el caso del gas de leña, dadas la imposibilidad de utilizar un quemador convencional por la alta temperatura de los gases y su bajo poder calorífico, el diseño de la cámara torsional permite realizar la combustión por la simple mezcla del gas combustible con el aire en las condiciones aerodinámicas ya detalladas. Se obtiene una combustión de alto rendimiento y estabilidad, con excesos de aire del orden del 12%, más allá de las variaciones en la calidad del combustible.

También es posible el uso simultáneo de combustibles de distintas características, por ejemplo fueloil y gas de leña o combustible sólido y gas de leña.

La cámara torsional es aplicable a calderas de cualquier tipo, nuevas o existentes, humo o acuotubulares, con capacidades hasta 100 Toneladas de vapor por hora.

La tecnología de la Cámara Torsional está patentada en varios países de América Latina por JULIO BERKES S.A.

1.1.2.2. Cámara torsional:

Entrada de Airede Combustión

Entrada de Combustible

Aire de combustión

Camisa de aire

Cámara de agua

Entrada de Airede Combustión

Entrada de Combustible

Aire de combustión

Camisa de aire

Cámara de agua

Aire de combustión

Camisa de aire

Cámara de agua



1.1.2.3. CONJUNTO CALDERA-CÁMARA TORSIONAL:

1.2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO

1.2.1. CALDERA

Está conformada por los siguientes elementos:

1.2.1.1. Cámara de combustión torsional

La cámara torsional es totalmente refrigerada. Consta de una pared cilíndrica tubular membranada que forma un compartimiento hermético y una camisa externa que forma la cámara de aire. Atravesando la pared tubular se disponen toberas que comunican el aire de combustión desde la cámara de aire, donde éste se precalienta al atravesar la camisa de agua. Estas toberas tienen una orientación tangencial de manera de imprimir a las partículas combustibles un movimiento de rotación, con lo que se consigue la mezcla más íntima posible entre aire y combustible y un mayor tiempo de permanencia de dicha mezcla dentro de la cámara, optimizándose en esa forma las condiciones requeridas por la combustión.

El particulado solido proveniente del sistema de alimentación ingresa por la parte lateral directamente al interior de la cámara torsional, donde se completa la combustión.

La pared de agua se conecta al cuerpo de la caldera por medio de tubos montantes y bajantes, con la sección adecuada que asegure una correcta circulación del agua.

La cámara de aire se comunica a la salida del ventilador secundario (aire de combustión).

Los gases de combustión son retenidos a la salida de la cámara torsional por una garganta que impide el pasaje de las partículas que puedan no haber completado el proceso de gasificación y las mantiene circulando hasta que dicho proceso se complete. A partir de allí los gases continúan su proceso de combustión a través del hogar de la caldera y siguen su recorrido a través de la misma.

CAMARA TORSIONAL

CALDERA

VF



1.2.1.2. Cuerpo de caldera

Se trata de un diseño de última generación, tipo horizontal, humotubular, tres pases, fondo húmedo acuotubular y hogar excéntrico corrugado.

El retorno de los gases entre el hogar y los tubos del primer pase de gases se realiza a través de una caja totalmente refrigerada, con paredes tubulares membranadas conformadas con anillos de tubos unidos entre sí por medio de colectores, los que a su vez van conectados a la placa trasera de la caldera. Este sistema permite aumentar la superficie de calefacción de la caldera y evitar la utilización de materiales refractarios.

El hogar es corrugado, tipo combinado Liso-FOX, lo que permite absorber los esfuerzos de dilatación y contracción provenientes del calentamiento y enfriamiento del equipo, lo cual permite que las placas y tubos no estén sometidos a ningún esfuerzo adicional.

El hogar está dispuesto en forma excéntrica con respecto al eje de la caldera, lo que presenta las siguientes ventajas:

Mejora significativa en la circulación interna del agua, al establecerse caminos definidos para responder a los efectos del termosifón; como consecuencia, se mejora el coeficiente de transmisión de calor del lado agua y se optimiza la refrigeración de las partes metálicas, minimizando los riesgos de sobrecalentamiento en situaciones anormales de funcionamiento.

Posibilidad de acceso, a través de la entrada de hombre ubicada en la parte superior de la caldera, al interior de la misma y tener la posibilidad de inspeccionar la parte superior del hogar así como varias filas de tubos, condición muy importante para verificar anualmente los resultados reales del sistema de tratamiento de agua.

La construcción del hogar está realizada con equipos especialmente diseñados para tal fin y es sometida a estrictos controles de calidad de acuerdo a las normas más exigentes de fabricación.

Las placas van soldadas directamente a la envolvente. Los agujeros donde se alojan los tubos se realizan con herramientas especiales para asegurar el cumplimiento estricto de las tolerancias fijadas por las normas.

Los tubos están mandrilados a las placas con equipo neumático de par controlado.

La caldera tiene las siguientes aberturas para tareas de inspección y limpieza:

Una entrada de hombre ubicada en la parte superior del cuerpo para acceder a la cámara de agua de la caldera.

Entradas de mano ubicadas en la parte inferior para acceder visualmente a la envolvente y a los tubos.

1.2.2. ECONOMIZADOR

Este equipo es compuesto por dos módulos de tubos dispuestos en serpentín que se conectan entre sí mediante colectores y teniendo un único ingreso y salida de agua. La principal función del mismo es el aprovechamiento de la energía sensible que poseen los humos a la salida de la caldera. El Economizador precalienta el agua al ingreso y reduce la



temperatura de humos de 225°C a 160°C, permitiendo así, el correcto funcionamiento del filtro de mangas provisto luego del mismo.

1.2.3. CIRCUITO DE GASES

Para canalizar el aire y los productos de combustión a través de los constituyentes del generador de agua caliente, tenemos lo siguiente:

Un ducto de pequeñas dimensiones de aire frío desde la descarga del ventilador forzado hasta la entrada de la cámara torsional, construido en chapa de acero al carbono.

Un ducto de gases de combustión desde la salida de la caldera hasta la entrada del Economizador, construido en chapa de acero al carbono.

Un ducto de gases entre la salida del Economizador y el Ventilador de Tiro Inducido, construido en chapa de acero al carbono.

Un ducto de gases entre la salida del Ventilador de Tiro Inducido y la Chimenea, construido en chapa de acero al carbono.

1.2.4. EQUIPOS AUXILIARES

1.2.4.1. Ventilador de Tiro Inducido (VTI)

Permite absorber las pérdidas de carga de los gases a través de la caldera y mantener una ligera depresión en el hogar. Está conectado entre la salida del Economizador y la chimenea. Su regulación se efectúa variando su velocidad con variador de frecuencia.

1.2.4.2. Ventilador secundario (VS)

Aporta el aire de combustión. Su salida está conectada a la camisa de aire de la cámara torsional. Su regulación se efectúa variando su velocidad con un variador de frecuencia.

1.2.4.3. Escaleras y plataformas

Se dispone de escalera y plataforma para acceder a las válvulas de seguridad y la entrada de hombre superior.

1.2.4.4. Quemador piloto

El sistema tiene un quemador diesel ubicado en el frente de la cámara de entrada de gases, a utilizar sólo para el encendido inicial.

1.2.4.5. Sistema de soplado y limpieza

Soplador de Vapor

La Cámara Torsional cuenta con un soplador de vapor Clyde-Bergermann encargado de la limpieza interior de la misma. Se realizará un soplado por turno de modo de mantener la cámara de combustión limpia y así obtener la mayor transferencia de Calor



Aerovit

Se poseen 12 válvulas de 1 ½” que descargan un cierto caudal de aire comprimido a 8 barg frontalmente a la placa delantera de la caldera generando así una limpieza de los tubos sin necesidad de detener la producción de vapor. El sistema se acciona mediante un TIMER que regula los tiempos de disparo. Así mismo se poseen 2 válvulas de 3” controladas en serie con las anteriores que se encuentran posicionadas en el Fondo Húmedo y se encargan de la limpieza de la placa trasera.

1.2.4.6. Tablero Eléctrico y de Sistema de Control

Incluye:

Interruptor general y de equipos auxiliares

Variadores de frecuencia para los ventiladores.

Llaves y botoneras de comando.

Señalizaciones luminosas

Scada, PLC y trasmisor de temperatura.

1.2.4.7. Montantes y bajantes

Son las tuberías con las cuales se establece la circulación del agua por las paredes refrigeradas de la cámara torsional desde y hacia la caldera.

1.2.4.8. Aislaciones térmicas y revestimientos metálicos

El espesor de las aislaciones para todas las superficies que encierran fluidos calientes proveerá una temperatura de la superficie exterior de la aislación de 60 ºC como máximo para una temperatura ambiente de 25 ºC y una velocidad del aire de 0,5 m/s.

Las superficies aisladas son las siguientes:

Caldera y Cámara Torsional: aislación con lana mineral y revestimiento exterior con chapa galvanizada o de aluminio.

Montantes y bajantes: aislación con medias cañas de lana de vidrio y cubierta exterior con chapa galvanizada o de aluminio.

Circuito de humos

1.2.4.9. Sistema de alimentación de combustible

Se acopia el combustible en una tolva de 8 m3, la cual posee una cama de tres tornillos de motores independientes y variadores de frecuencia individuales. La tolva descarga sobre una válvula rotativa que se conecta directamente a un sistema neumático encargado de la inyección de combustible a la Cámara Torsional.

El caudal de aire se podrá regular con un dámper manual a la impulsión del ventilador de combustible.



2. MEMORIA TÉCNICA

2.1. DATOS DE LA INSTALACIÓN

Tipo de caldera Humotubular

Fabricante JULIO BERKES S.A.

Modelo CB-50-HCE-11

Número de fabricación 269

Proyecto 14170

Producción 5000 kg/h

Presión de trabajo 8.0 barg

Presión interna de diseño 11.0 barg

Prueba hidráulica 16.5 barg

Temperatura de diseño 188 ºC

Combustible de la caldera Lodos de faena

Sistema de combustión Aerosustentación en Cámara Torsional

Norma de diseño ASME - SECCIÓN I - Ed.2013

2.2. DATOS CONSTRUCTIVOS

2.2.1. HOGAR

Material SA-516M Gr.70

Tipo Combinado

Diámetro exterior corrugado 920 mm

Diámetro exterior plano 1 y 2 920 mm y 844 mm

Paso del corrugado 200 mm

Profundidad del corrugado 38,0 mm

Largo del corrugado 2300 mm

Largo del plano 1 y 2 1232 mm y 1332 mm

Espesor corrugado 12.7 mm

Espesor plano 12.7 mm



2.2.2. ENVOLVENTE


Diámetro exterior 2104 mm

Espesor 12,7mm

Largo 4884 mm

2.2.3. PLACAS


Diámetro exterior 2084 mm

Espesor 19.1 mm

2.2.4. STAYS

Tipo Diagonal

Diámetro 38,1 mm

2.2.5. TUBOS

Material SA-178M Gr. A

Diámetro exterior 63,5 mm

Espesor 3,3 mm

Largo 4864 mm

Cantidad en 1° paso 73

Cantidad en 2° paso 47

2.2.6. FONDO HÚMEDO

Tipo Pared de tubos membranada

Tubos DN40, SCH 40

Colectores DN100 SCH 80, DN150 SCH80

2.2.7. CÁMARA DE COMBUSTIÓN

Tipo Cámara Torsional

Diámetro interior 1155 mm

Largo 2440 mm

Diámetro interior garganta 850 mm

Largo transición 1360 mm

Superficie de calefacción 14,21 m2



2.2.8. ECONOMIZADOR

Tipo Modular

Cantidad 2

Diámetro tubos 33,4 mm

Largo total 58702 mm

Superficie de calefacción 61,68 m2

2.3. CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS

2.3.1. DATOS DE COMBUSTIÓN

Para el diseño térmico de la caldera se tomaron como partida los siguientes datos:

Datos de Combustión Lodos de de faena.

Poder calorífico inferior 4800 kcal/kg

Rendimiento térmico 92,0% (PCI)

Consumo de combustible 631 kg/h

Exceso de Aire 25 %



2.3.2. TEMPERATURAS DE CÁLCULO

Las temperaturas de salida en el circuito de humos de la caldera son:

Cámara torsional 1054 °C

Hogar 783 °C

Entrada 1° paso 718 °C

Entrada 2° paso 308 °C

Salida 2° paso 225 °C

Salida economizador 160 °C

2.3.3. SUPERFICIES DE INTERCAMBIO

La caldera cuenta en todo su sistema con 203 m2 de superficie de calefacción, conformada según el siguiente cuadro:

Caldera

Hogar 13,64 m2

Tubos 104,34 m2

Fondo Húmedo 6,28 m2

Placas 2,38 m2

Cámara Torsional

Tubos 14,21 m2

Economizador

Tubos 61,68 m2

Total 202,53 m2

2.3.4. PÉRDIDA DE CARGA EN CIRCUITO DE GASES

Según la geometría de la caldera y las velocidades de los gases de combustión se determina la pérdida de carga en los distintos tramos.

Garganta 11,2 mmca

Hogar 3,1 mmca

1° pase de tubos 34,1 mmca

2° pase de tubos 35,5 mmca

Economizador 30,0 mmca

TOTAL 113,9 mmca



3. GARANTÍAS

3.1. CUERPOS DE PRESIÓN

El cuerpo de presión de la caldera y cámara torsional están construidos bajo estrictos controles y procedimientos, regido por el Código ASME BOILER AND PRESSURE VESSELS.

Los equipos están construidos bajo supervisión técnica y responsabilidad de profesionales altamente calificados. Se cumple rigurosamente con la calificación de soldadores y procedimientos de soldadura, así como el control de los procesos de fabricación: soldadura, tratamientos térmicos, ensayos no destructivos, ensayos, etc.

En el Data Book del equipo, se encuentra toda la información y documentación técnica correspondiente a las etapas de diseño, fabricación y montaje.

Tanto la caldera como la cámara torsional cuentan con una garantía de 24 (veinticuatro) meses a partir de la puesta en marcha o 30 (treinta) meses a partir de la entrega, según que acontezca primero. Los equipos están garantidos en cuanto a los materiales empleados y a la mano de obra empleada, en atención a la calificación exigida a partir de los procedimientos consagrados de fabricación.

No están incluidos en la garantía los daños provenientes de maniobras de operación que no cumplan las instrucciones indicadas en el Manual de Operación y Mantenimiento, así como todo lo que pueda acontecer en caso que el tratamiento de agua no cumpla con las especificaciones requeridas.

3.2. EQUIPAMIENTO AUXILIAR

Los equipos auxiliares cuentan con la garantía de su respectivo fabricante, no obstante lo cual JULIO BERKES S.A. será solidariamente responsable frente al cliente por el término de 180 días

3.3. OPERACIÓN

Se garantizan los valores indicados en la memoria técnica.



4. INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN

4.1. OPERACIÓN

4.1.1. SEGURIDAD

Se recomienda la utilización de los siguientes equipos de protección personal durante la operación de los equipos.

Gafas de seguridad

Guantes de cuero

Camisa de manga larga

Zapatos de seguridad

Mascarilla con filtro para las atmosferas que contienen mucho particulado en suspensión.

4.1.2. VERIFICACIONES PREVIAS AL ARRANQUE

Verificar previamente:

a) Tanque de agua

Verificar el nivel del tanque de alimentación de agua sea normal ó levemente inferior.

b) Bombas de agua y válvula de control

Bombas de alimentación de agua apagadas.

Verificar estas que están cebadas y con sus filtro limpio.

Verificar habilitación a línea de alimentación a las bombas.

Verificar habilitación de válvulas de recirculación de las bombas.

Verificar habilitación de válvulas antes y después de válvula controladora de nivel de caldera (LCV). Y cerrar válvula de bypass.

Colocar la válvula de control de nivel de la caldera en manual cerrada desde HMI

c) Circuito agua de Economizador.

Verificar apertura de válvulas a la entrada y salida del Economizador.

Cerrar válvula de bypass.

d) Caldera.

Nivel de agua de la caldera normal (o ligeramente inferior).

Verificar que estén habilitadas las válvulas de:

Nivel visual de nivel.



Nivel continuo

Manómetro.

Transmisor de presión.

Verificar cierre de purgas en columna de nivel de:

Niveles visuales,

Switches, LSL

Switches, LSLL.

Verificar el funcionamiento de las válvulas manuales de purga de fondo trasera y contínua. Permanecerán cerradas hasta completar la puesta en régimen de la caldera. Dejar la purga continua cerrada con las dos válvulas (válvula escusa y globo) y dejar abierta la purga continua levemente justo antes de empezar el proceso de arranque de la caldera.

Verificar válvula salida principal de vapor cerrada.

Venteo de la caldera abierto.

e) Circuito de humos.

Verificar que puertas de cajas e humos delanteras y traseras se encuentren cerradas y apretadas.

Verificar que tapillas de mano del fondo húmedo estén bien cerradas al igual que con todos los demás puntos de acceso del circuito de humos.

f) Combustible.

Verificar que exista combustible en la tolva.

g) Quemador piloto.

Verificar que exista combustible en el depósito de fueloil y que no se halla des-sebado la línea.

h) Sensor de llama y sistema de limpieza.

Habilitar la refrigeración de aire al sensor de llama

Habilitar la alimentación de aire al sistema de limpieza Aerovit

4.1.3. MANIOBRAS DE ARRANQUE

Se enciende el ventilador inducido y se coloca en control automática (con Sp aprox. a 1,5 mbar)

Se oprime el botón de barrido de CT en el tablero del BMS para que el mismo realice el barrido de la caldera.

Con barrido OK, se enciende ventilador secundario en manual al 30%.Ver Master Fuel Trip, manejo del BMS

Se enciende el quemador piloto.

Se enciende el Ventilador Soplador de combustible.



Una vez asegurada la estabilidad de la llama del quemador piloto por algunos minutos, se enciende la inyección de combustible al mínimo 10% (se enciende la válvula rotativa y los tornillos de alimentación, en este orden)

Realizar aumento progresivo de aire secundario y válvula rotativa según tabla a continuación.

VS % VR % Tiempo (min)

30 10 --

32 15 --

35 20 --

40 25 --

Los valores de la tabla son indicativos, durante la puesta en marcha se establecen los definitivos

Se observa desde la mirilla trasera como se va conformando paulatinamente la llama (no se formará un círculo completo de fuego ya que estamos a baja carga, se verán lenguas de fuego de entre un cuarto y media circunferencia). Una vez que se estabiliza esta llama, se apaga quemador piloto.

Colocar el ventilador secundario en automático

Después de unos minutos se podrá optar por sacar el quemador del interior de la cámara.

Mantener una velocidad de alimentación de combustible al mínimo hasta conseguir un venteo vigoroso de vapor y luego de cerrarlo que suba la presión a 1 barg.

Con algo de presión en el interior de la caldera se procederá a encender las bombas y colocar el control de nivel en automático. Se aconseja mantener la válvula de alimentación a la caldera cerrada, mientras no exista presión en la caldera de forma de que ésta no se inunde, esto sucede por la diferencia de altura entre la caldera y el tanque de alimentación.

Puede requerirse purgar levemente la caldera por el aumento del nivel de la misma por efecto del calentamiento del agua, lo que se podrá hacer por medio de la purga continua o de fondo de pocos segundos. Tener en cuenta, que hasta que no se habilite la alimentación continúa de agua a la caldera, el economizador no se refrigerara de forma continua, y por ende se trata de no tener una alta carga de fuego en la cámara torsional.

Una vez alcanzado 1 barg en la caldera se podrá aumentar la alimentación de combustible de a poco hasta alcanzar la presión de operación.

Una vez alcanzado la presión de trabajo se podrá dejar la alimentación de combustible en automático.

Cuando se tenga la presión de trabajo se podrá abrir la válvula de la línea principal de vapor lentamente.

Luego de unos minutos alimentando el consumo de la planta se podrá regular la purga continua y efectuar los ciclos de purgas de fondo conforme las indicaciones del técnico



responsable del tratamiento. Cumplir también con las indicaciones de toma de muestra y aditivación de productos químicos.

Habilitar la línea de vapor al soplador retráctil, calentando y desalojando toda el agua de su interior.

De aquí en más operar el equipo según el capítulo de operación y regulación del sistema.

4.1.3.1. Notas generales

En el caso en que el quemador piloto no estuviera operativo, se deberá colocar el Ventilador de Tiro Inducido al 20% y abrir la puerta frontal de la Cámara Torsional. Se colocaran aproximadamente 30 kg de madera seca en trozos pequeños y se encenderá esta con un hisopo. Este fuego actúa como llama piloto. Una vez que se observa estable el fuego de la madera, se cierra la puerta frontal y se coloca el VTI en automático. Luego se enciende el Ventilador Secundario al 30%, el Ventilador Soplador de combustible y la válvula rotativa. A continuación se comienza a inyectar combustible al 10%, y se continúa en el punto 7.

Si no se decidiera usar el control automático del VTI, se deberá regular la velocidad del mismo para obtener una presión negativa en la cámara torsional de aproximadamente 1,0 -2,0mBarg. Se busca trabajar con la menor depresión posible, pero sin que existan fugas de humo al exterior

Si no se decidiera usar el control automático del VS, se deberá regular la velocidad del mismo para que siempre exista una proporción adecuada entre la inyección de combustible y aire de combustión (secundario). Esta relación fue definida durante la puesta en funcionamiento inicial de la caldera y es aconsejable que sea evaluada cada 6 meses por personal técnico para corregir posibles desviaciones de la situación original.

Controlar y monitorear el caudal de aire de transporte de combustible, para que sea el mínimo posible para trasportar el material, este valor es medido mediante el caudalímetro instalado en la cañería del ventilador de inyección y visible en el HMI, (800 kg/h), el caudal es posible regularlo a través del registro del ventilador.

Los aumentos y disminuciones de velocidad en la inyección de combustible, en el aire forzado y en el Tiro Inducido deben ser suaves para no comprometer la estabilidad del sistema total

En caso de pasar de manual a automático los distintos lazos de control, a saber:

Lazo de depresión de hogar (Ventilador de Tiro Inducido VTI)

Lazo de Aire de combustión (Ventilador Secundario)

Lazo de presión de vapor (tornillos de dosificación de combustible)

Lazo de Nivel de caldera (Válvula de control de nivel)

Pasar los lazos a automático con valores de la variable controlada cercanos al valor de consiga SP, para ello manipular las variables manipulada de forma de acercase a ellas y luego realizar el cambio de manual a automático.

En el caso de un arranque en frío, el proceso debe ser extremadamente lento de manera que se puedan ir uniformando las temperaturas en las distintas partes del cuerpo de la caldera y evitar tensiones diferenciales de origen térmico, nunca siendo menor de 2 horas para



un arranque con la caldera y el agua que contiene completamente frías. En caso que el arranque se realice con la caldera caliente, dicho proceso podrá acelerarse.

4.1.4. MANIOBRAS DE PARADA

Primero se deberá cortar la alimentación de combustible (Tornillo de alimentación de combustible). Luego se deberá dejar algunos minutos tanto el ventilador secundario como el inducido para garantizar que todo el material que pudiera estar dentro de la Cámara torsional se queme por completo.

Luego se parar el Ventilador Secundario y finalmente el Tiro Inducido, después de haberlo dejado al 10% hasta obtener 50°C máximo en los humos de salida de caldera.

Si la parada es por algunas horas, se podrá esperar en esta condición hasta volver a encender la caldera. Si se prefiere se podrá aumentar un poco el nivel de trabajo y dejar la válvula modulante en manual cerrada y apagar las Bombas de alimentación.

Si la parada es de varias horas (por ejemplo hasta el próximo día laboral),

Cerrar la válvula principal de vapor

Aprovechar si se desea esta instancia para efectuar purgas de fondo

Aumentar el nivel de la caldea (esto evitará que con el enfriamiento se origine un bajo nivel)

Pasar a manual cerrada la válvula de control de nivel y apaga la bomba de agua.

Si no se ha sacado el quemador, sacarlo del interior de la cámara.

Dejar el VTI a velocidad encendido en velocidad mínima.

Es recomendable que la caldera no se enfrié y despresurice rápidamente si se desea utilizarla al día siguiente, por lo cual se recomienda dejarla aislada y con un nivel levemente superior. Vale la pena recordar que la caldera cuenta con un rompe vacío el cual evitará que la caldea tenga vacío si se enfría demasiado.

4.2. OPERACIÓN Y REGULACIÓN DEL SISTEMA

4.2.1. LÓGICA DE OPERACIÓN

Al aumentar el consumo de Vapor en la planta (se traduce en una disminución de la presión de vapor), se procederá a aumentar la alimentación de combustible.

En modo automático, esta regulación no requerirá la intervención del operador.

Si se estuviera trabajando en forma manual, se deberá seguir el siguiente procedimiento:

Se desea aumentar la Presión de vapor a proceso:

Se aumenta velocidad del VTI.

Se aumenta velocidad del VS.

Se aumenta alimentación de combustible.



Se desea disminuir la Presión de vapor a proceso:

Se disminuye alimentación de combustible

Se disminuye velocidad del VS

Se disminuye velocidad del VTI.

A continuación se explica en detalle el funcionamiento de cada sistema de la caldera.

4.2.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE

La tolva de combustible cuenta con dos sensores de nivel digitales. Uno de alto nivel, que desactiva la solicitud de combustible externa, y otro de bajo nivel, cuya señal vuelve a solicitar combustible

Los tornillos de dosificación pueden funcionar en modo manual o automático, en automático, varían su velocidad a través de un lazo que controla la presión de vapor. En su modo manual, se puede regular el porcentaje de dosificación ingresando manualmente el porcentaje de velocidad requerido entre 0 y 100%.

Con una mayor velocidad de giro de los tornillos, estos volcarán mayor cantidad de combustible al sistema de trasporte, por lo que se quemará más material en el interior de la caldera. Lo anterior producirá mayor energía para subir la presión de vapor hasta los niveles de consumo requeridos.

El funcionamiento de los tornillos de dosificación está enclavado con el funcionamiento de la válvula rotativa que a su vez está enclavada con el funcionamiento del ventilador de inyección. El ventilador de inyección está enclavado con el funcionamiento del VTI y la no existencia de un MFT o Bloqueo.

4.2.3. VENTILADOR SECUNDARIO

Es el que aporta el aire de combustión. La variación de su velocidad permite regular el exceso de aire en la combustión, determina el caudal de aire de combustión, que deberá variar en función del caudal de combustible, para mantener el exceso de aire dentro de los valores admisibles.

Existen dos métodos para regular su velocidad y respectivo caudal: manual y automático. El método manual consiste en modificar los parámetros de operación observando la llama en la cámara torsional por la mirilla y según el color de la llama aumentar o disminuir el exceso de aire.

De lo contrario, al colocar esta variable en automático, la velocidad del ventilador se moverá en base a la velocidad del tornillo de dosificación de alimentación de combustible. Estas relaciones se determinarán en la puesta en marcha para mantener una combustión de buena calidad, confeccionándose una tabla de velocidad de tornillo- velocidad de ventilador secundario. De esta forma el ventilador trabajará dentro de este rango de valores.

Para encender el ventilador secundario debe encontrarse encendido el ventilador de tiro inducido y no existir ningún bloqueo o MFT.



4.2.4. VENTILADOR DE TIRO INDUCIDO

Es el que absorbe la pérdida de carga de los gases a través de la caldera, manteniendo presión negativa en el hogar, de manera que no haya fuga de gases al exterior. La variación de su velocidad permite regular dicha presión.

Al igual que el ventilador secundario puede operarse de forma manual o automática.

En modo automático éste variará su velocidad para mantener una ligera depresión en el hogar (1,5 a 2,0 mBarg) para que no haya escape de gases. El elemento de referencia es la indicación de depresión del transmisor de presión del antehogar, señal indicada en el HMI

Al detenerse el ventilador de tiro inducido, provoca la parada automática del ventilador secundario y soplador de combustible.

4.2.5. VÁLVULA Y BOMBAS DE AGUA.

El sistema de alimentación de agua a caldera es del tipo continuo. Esto se recomienda para sistemas que incluyen (como en este caso) un economizador, esto asegura una refrigeración continua del equipo. La alimentación continua también garantiza una mayor estabilidad en el nivel y presión de la caldera, si lo comparamos con un sistema de alimentación ON-OFF.

El sistema de alimentación está compuesto por:

Una Bomba en operación

Una bomba en paralelo de reserva de la primera

Un válvula de control modulante

Un sensor de nivel continuo, instalado en la caldera

Una válvula para garantizar un flujo mínimo y su presóstato.

El sistema en automático, funciona manteniendo un nivel determinado de agua en el interior de la caldera. Una de las bombas bombea el agua del tanque de alimentación a la caldera, la válvula modulante, aumentará o disminuirá su apertura dependiendo de la señal que le envíe el lazo de control según la lectura de nivel que detecte el sensor continuo de nivel.

En caso que exista un bajo consumo de vapor, y por ende un bajo consumo de agua, la válvula de control permanecerá con una baja apertura, dejando pasar una poca cantidad de agua. Para proteger las bombas en esta situación y llegar a un flujo mínimo seguro para ellas, es que en ese caso se acciona la válvula del tipo ON-OFF (con la señal de un presóstato instalado en la línea de impulsión de las bombas), recirculando agua nuevamente al tanque hasta que se consiga una condición de alta carga.

Si bien el sistema puede operarse de forma manual, manipulando la apertura de la válvula modulante, esto no es práctico una vez encendida la caldera. Solo se tiene este sistema en manual durante los arranques o para restablecer el sistema después de un bloqueo como se verá más adelante.

El sistema se puede apagar, dejando la válvula cerrada y apagando la bomba. Es importante tener la precaución de encender la bomba siempre con la válvula reguladora cerrada de forma de evitar un alto consumo eléctrico de la bomba durante el arranque.



El sistema se apaga de forma automática en las siguientes situaciones:

Bloqueo de caldera

Bajo nivel de tanque de alimentación

Para encender de nuevo el sistema se deberá revertir la situación que originó el bloqueo automática o manual.

4.2.5.1. Funcionamiento manual

Como en el caso de un bajo nivel:

Seleccionar la bomba 1 o 2 según se requiera.

Pasar el selector de bombas a MANUAL.

Encender la bomba de forma manual y manteniendo presionado el pulsador

Abrir la válvula de control manual a 15% y luego al valor que se desee.

Tener en cuenta que una vez que se deje de pulsar el pulsador de la bomba esta se apagará. Esta forma de operación tiene como objetivo una manipulación del nivel de la caldera totalmente supervisado por el operador para situaciones de emergencia.

4.2.5.2. Funcionamiento Automático

En este caso se procede de la siguiente manera:

Seleccionar la bomba 1 o 2 según se requiera.

Colocar la válvula de control en manual cerrada.

Colocar el SP del nivel de agua al valor requerido

Pasar el selector de bombas a Automática, a partir de aquí la bomba encenderá

Una vez encendida la bomba, dejar la válvula modulante en automático

4.2.5.3. Cambio de Bomba.

En caso de tener que cambiar de bomba durante la operación, por ejemplo para limpiar los filtros de la misma, proceder de la siguiente forma:

Pasar la válvula de control a manual y levantar un poco el nivel de la caldera.

Cuando se tenga suficiente nivel, cerrar la válvula

Rápidamente, cambiar de bomba a través de la selectora y colocarla en automático

Una vez que encienda la bomba, colocar la válvula de control en automático.



4.2.6. SOPLADORES DE LA CALDERA

Se dispone un sistema de válvulas Aerovit en la caldera con el objetivo de realizar una limpieza periódica de la ceniza en dos áreas: en el fondo húmedo y en la pared frontal de la cadera.

Estos equipos son controlados por dos temporizadores o timers externos al PLC. Dichos timers se configuran para realizar ciclos de limpieza de los equipos conectados a cada uno de ellos (pueden controlar varios aerovit a la vez) de forma periódica sin interrupción.

Los mismos se activa una vez que ha pasado un tiempo prudencial luego de detectarse llama en la cámara torsional y se desactivan luego de detectarse su ausencia.

Por otra parte se cuenta con un soplador de vapor retráctil, para la limpieza del interior de la cámara torsional, este soplado se realiza a petición del operador y según el ensuciamiento su periodicidad podrá ser mayor.

4.2.7. SEGURIDADES DE LA INSTALACIÓN

La cámara torsional contara con un BMS (Sistema de gestión del quemador, Burner Management System) que controlara el corte del fuego y su re-arranque seguro, asegurando que se realice el barrido de la caldera con el ventilador secundario previo al encendido. Su tarea principal será monitorear la llama en la cámara y cortar el fuego si la misma se apaga o si ocurre un bloqueo.

Como elementos de seguridad se cuenta con:

Sensor de bajo nivel

Sensor de Muy bajo nivel

Presóstato de Alta presión

Sensor de llama para Biomasa

Sensor de temperatura a la salida del economizador

Botón Pulsador de emergencia en tablero BMS

La señal abierta de los sensores anteriores permite ejecutar un MFT (Master Fuel Trip por sus siglas en ingles, con traducción Corte Maestro de Combustible), o un bloqueo de Caldera como se explica más adelante. Además de los anteriores elementos de seguridad se agrega una seguridad más por programa que corresponde a la seguridad por espera.

La matriz mostrada a continuación detalla los eventos generadores de MFT y Bloqueo:

Evento de seguridad MFT Bloqueo

Bajo nivel de agua X X

Muy Bajo nivel de agua. X X

Falta de llama X

Alta presión de agua X X

Parada de emergencia X X

https://www.google.com/search?q=Burner+Management+System&spell=1&sa=X&ei=jCHKVJrPJ8apNpWYg9AF&ved=0CBsQvwUoAA

https://www.google.com/search?q=Burner+Management+System&spell=1&sa=X&ei=jCHKVJrPJ8apNpWYg9AF&ved=0CBsQvwUoAA



MFT por espera de barrido X

MFT por alta temperatura salida EKO X

A continuación se explica los dos tipos de acciones del sistema de seguridad:

MFT

Bloqueo de caldera

4.2.8. MASTER FUEL TRIP (MFT)

El MFT consiste en la acción de detener el fuego en la cámara torsional. Para detener el fuego, se detiene el ingreso de combustible a la cámara torsional y los ingresos de aire de combustión.

Cuando se detiene el fuego se llevan a cabo las siguientes acciones:

Detiene de ventilador secundario

Detiene de ventilador de inyección de combustible

Detiene de la alimentación de combustible

Detiene el quemador piloto

Detiene los timers de los Aerovit

El MFT se acciona y gestiona por medio el tablero BMS.

El BMS también gestiona e implementa el barrido de la cámara y habilita la operación de la caldera por parte del operador. El barrido de la cámara consiste en “Barrer” con aire el interior de la caldera, este aire proviene del ventilador de aire secundario, con esto se desplazan los gases y resto de material inflamables, para realizar un encendido de forma segura.

4.2.8.1. Operación de Tablero BMS

En el BMS se encuentran los siguientes pulsadores e indicaciones luminosas, (pilotos):

Pilotos

a)Indicación de Barrido OK Piloto verde

b)Indicación de solicitud de barrido Piloto amarillo

c)Indicación de barrido abortado Piloto rojo

d)Bloqueo por falta de llama Piloto rojo

e)MFT 1 activo Piloto rojo

f)MFT 2 activo Piloto rojo

Pulsadores

g)Pulsador de MFT manual Tipo hongo con retención rojo

h)Pulsador de rearme de bloqueo Pulsador negro sin retención



i)Pulsador de inicio de barrido Pulsador verde sin retención

Si existe algún evento de bloqueo o MFT el sistema se establecerá en un estado seguro sin fuego en el interior de la cámara.

Para restablecer el sistema se deberá proceder de la siguiente manera.

Lo primero es identificar el evento de bloqueo que origino el MFT o bloqueo y restablecer el sistema a una condición segura, por ejemplo si el bloqueo se originó por alta presión, bajar la presión hasta que desaparezca la indicación de alta presión en el tablero de control.

Una vez restablecida la falla que origino el MFT, en el Tablero BMS estará activa los pilotos e) MFT1 y f) MFT2

Si la falla se haya originado por falta de llama el piloto d) estaría activo junto con los anteriores.

Si por algún motivo se realizó el barrido anteriormente y este no se completó estará activo el piloto c) de barrido abortado junto a los e) y f)

Presionar el pulsador h) para rearmar el bloqueo.

Si se rearma el bloqueo, en el BMS se encenderá el piloto b) solicitud del barrido, a partir de este momento está todo dado para realizar un barrido de la cámara, para lo cual el BMS lo indica al operador por el mencionado piloto luminoso.

Con solicitud de barrido del BMS. Se debe chequear los siguientes ítems:

Ventilador secundario apagado

Quemador piloto apagado y ventilador apagado

No presencia de llama en la cámara torsional

Ventilador inducido encendido.



Tornillos de combustible apagados

Ventilador de inyección de combustible apagado

Solo si estos ítems están en el estado anteriormente mencionados, presionando el pulsador i) inicio de barrido, comenzará el proceso de barrido, de otra forma no se iniciará el proceso. Si se ha empezado con el proceso de barrido el piloto f) MFT2 se apagará.

En caso que se realice satisfactoriamente el barrido, se activará el piloto a) de piloto OK y se podrá iniciar el proceso de encendido de la cámara.

Recordar que:

El MFT2 se desactiva por inicio del barrido sin presencia de bloqueos

EL MFT1 solos se desactiva una vez que se consigue un Barrido OK

En caso que no haya sido posible terminar satisfactoriamente con el barrido se encenderá el piloto c) de barrido abortado, por lo que se tendrá que empezar el proceso nuevamente desde el paso 3). Lo anterior se puede deber a las siguientes causas:

Ventilador de Tiro Inducido entro en falla

Ventilador Secundario entro en falla

Disparo de Un MFT.

4.2.9. BLOQUEO DE GENERADOR

El Bloqueo del Generador provoca las acciones que se detallan a continuación:

Genera un MFT

Detiene el ventilador de tiro inducido

Detiene el sistema de alimentación de agua.

El bloqueo de caldera se podrá restablecer, restableciendo la situación que origino el bloqueo (Bajo o muy bajo nivel, alta presión o Accionamiento del botón de emergencia). Luego de estos se tendrá que re encender el sistema de alimentación de agua, encender el VTI (ventilador de tiro inducido) y Realizar el Barrido para continuar con la operación.

4.2.10. SEÑALES DE ALARME EN EL HMI

En la pantalla del HMI se desplegaran todas las señales de alarma del sistema, las cuales deberán ser acusadas y quedaran registradas con su horario de ocurrencia.

Dentro de las alarmas se encuentran:

Bajo nivel de caldera LSL-160

Muy bajo nivel de caldera LSLL-160

Alta presión de caldera PSH-100

MFT y Bloqueo de caldera

Accionamiento de parada de emergencia

Falla de variadores de frecuencia



Falla de guardamotores en MCC-01

Falla de motores por retorno de marcha

Nivel bajo de la tolva de combustible

Fallo del quemador piloto

MFT por 10 minutos sin prender luego del barrido

Alta temperatura a la salida del Economizador

4.2.11. ALARMAS SONORAS Y LÚMINICAS

El tablero de control contara con una baliza sonora y lumínica utilizada para dar aviso al operador de algún evento de bloqueo. La misma se activara por un evento de bloqueo de caldera o por un MFT.

La misma se mantendrá activa luego de un evento y hasta que sea reconocida con un pulsador lógico en el HMI.

4.3. SITUACIONES DE CONTINGENCIA/EMERGENCIA

Están previstas 4 situaciones de contingencia y/o emergencia:

Bajo nivel

Muy Bajo nivel

Alta presión de vapor

Corte de energía eléctrica

4.3.1. BAJO NIVEL DE AGUA

En este caso el sistema de alimentación se tuvo que detener por el bloqueo.

En caso que el nivel esté a la vista en el nivel visual proceder de la siguiente manera:


Encender la bomba de forma manual , manteniendo presionado el pulsador

Abrir la válvula de control manual a 15 %

Esperar a que se reponga el nivel de trabajo.

Investigar las posible falla del sistema,(Ej. filtros de las bombas)

Detectada la falla y tomadas la acciones del caso (Ej. Limpieza de filtros), reconocer la falla para poder encender de nuevo la caldera.

En caso que el nivel no esté a la vista en el nivel visual (se trata de la emergencia más peligrosa) proceder de la siguiente manera:

Bajar la llave general del tablero.




Alejarse y no hacer nada, dejando transcurrir el tiempo necesario para que se enfríen los materiales.

Luego de pasado este tiempo realizar procedimiento descripto en la situación anterior e examinar el interior del equipo.

NUNCA INTENTAR REPONER AGUA EN ESTOS CASOS. EN CASO DE INCUMPLIRSE ESTE PROCEDIMIENTO HAY RIESGO DE INTEGRIDAD DEL EQUIPOS Y DE LAS PERSONAS.

Los materiales de la caldera soportan los esfuerzos a los que está sometida (presión), por estar “refrigerados” por el agua. Cualquier material a medida que se aumenta su temperatura de trabajo, disminuye su resistencia mecánica. Si los materiales estuvieran sometidos a los mismos esfuerzos y no estuviesen refrigerados, adquirirían la temperatura de fuego o los gases calientes, y se produciría la ruptura o falla de los mismos.

Se debe asegurar la correcta refrigeración de las superficies metálicas con un correcto nivel de agua en la caldera

Cuando se produce un bajo nivel de agua en la caldera se deberá verificar el bloqueo de la caldera.

No se debe intentar alimentar agua si no se tiene a la vista el nivel de la caldera en el nivel visual, dado que puede existir alguna superficie descubierta y a partir del choque térmico del ingreso de agua puede causar la falla de los materiales de la caldera.

Cabe destacar que se cuenta con un tapón fusible ubicado inmediatamente encima de la última superficie de calefacción, si por un bajo nivel de agua, el tapón no se refrigera, el material fundente del tapón cederá posibilitando la liberación de presión de la caldera.

4.3.2. MUY BAJO NIVEL DE AGUA

En este caso el sistema de alimentación se tuvo que detener por el bloqueo.

En caso que el nivel esté a la vista proceder de la siguiente manera:


Encender la bomba de forma manual , manteniendo presionado el pulsador

Abrir la válvula de control manual a 15 %

Esperar a que se reponga el nivel de trabajo.

Investigar la posible falla del sistema,(Ej. filtros de las bombas)

Detectada la falla y tomadas la acciones del caso (Ej. Limpieza de filtros), reconocer la falla para poder encender de nuevo la caldera.

En caso que el nivel no esté a la vista (se trata de la emergencia más peligrosa) proceder de la siguiente manera:

Bajar la llave general del tablero.


Alejarse y no hacer nada, dejando transcurrir el tiempo necesario para que se enfríen los materiales.



Luego de pasada este tiempo realizar procedimiento descripto en la situación anterior e examinar el interior del equipo.

NUNCA INTENTAR REPONER AGUA EN ESTOS CASOS. EN CASO DE INCUMPLIRSEESTE PROCEDIMIENTOHAY RIESGO DE INTEGRIDAD DEL EQUIPOS Y DE LAS PERSONAS.

4.3.3. ALTA PRESIÓN DE VAPOR

Está previsto un bloqueo de caldera por alta presión de vapor accionada a través del Presóstato de seguridad. En este caso proceder de la siguiente manera:

Una vez que baje la presión de la caldera hasta la presión de operación normal.

Investigar las posibles fallas del sistema

Detectada la falla y tomadas la acciones del caso, (si corresponden) reconocer la falla para poder encender de nuevo el quemador.

Además del Presóstato de seguridad se tiene instalado válvulas de seguridad para proteger la caldera de sobrepresiones.

Los sesteos de los distintos elementos se muestran a continuación.

Presóstato de seguridad se activa a 10,5barg y desactiva 10,2barg

Primera válvula de seguridad apertura a 10,5barg y cierre a 9,5barg

Segunda válvula de seguridad apertura a 11barg y cierre a 10barg

Cabe destacar que en caso que el economizador quede aislado por las válvulas de bloqueo del mismo, tiene instalada una válvula de seguridad seteada a 14 barg para protegerlo de posibles sobrepresiones.

4.3.4. CORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA

En este caso se produce un bloqueo de caldera y además se apagan todos los equipos alimentados eléctricamente, además de desenergizarse todos los relés, quedando en su estado normal y seguros para instalación.

Hasta que no se reponga el suministro eléctrico, cerrar la válvula de salida de vapor de manera que de evitar Bajo Nivel.

Después de restablecido el suministro eléctrico, encender la caldera según los procedimiento detallados anteriormente.

4.3.5. FALTA DE LLAMA EN CÁMARA TORSIONAL

Luego de un tiempo de encendido los tornillos de alimentación de combustible (30 s), se habilita automáticamente la seguridad de llama. De forma análoga se desactivará si se paran los tornillos de alimentación.

La seguridad por falta de llama origina un MFT luego de que no exista llama en la torsional durante un cierto tiempo (15 s).



En caso de originarse un MFT por falta de llama, proceder a restablecer la operación realizando un barrido de caldera y encendido de la cámara por los procedimientos ya descriptos.

Cabe destacar que existe una seguridad adicional y que origina un MFT, se trata del MFT por espera. Este MFT se origina luego de pasado 15 minutos de conseguido un Barrido OK y no detectada la presencia de llama en la cámara torsional. Esto obliga a Barrer la caldera luego de pasado un tiempo prudencial de inactividad.



5. TRATAMIENTO DE AGUA

5.1. REQUISITOS A CUMPLIR POR EL AGUA DE ALIMENTACIÓN

El sistema de tratamiento de agua debe ser planificado de acuerdo a la calidad del agua de alimentación, la cual a su vez depende de la calidad del agua de reposición. No es posible generalizar un sistema de tratamiento que sea satisfactorio para todas las condiciones.

Por lo anterior el tratamiento debe estar a cargo de personal idóneo en la materia. Sea cual sea el sistema de tratamiento a rasgos generales se deberán cumplirse las siguientes condiciones:

En el agua de alimentación:

Dureza: 0

Oxígeno: Menos de 0,5 ppm

En el agua de caldera:

Sólidos totales: Menos de 3.000 ppm

PH: 10 a 11.

Estos requisitos son necesarios para que el agua cumpla las siguientes condiciones:

No ser corrosiva

No depositar incrustaciones.

No formar espuma.

5.2. CORROSIÓN

Tenemos dos tipos de corrosión:

Proceso de desgaste general de las superficies metálicas debido a la acidez del agua de la caldera. Se produce cuando el pH del agua es inferior a 7. No ocurre frecuentemente. Este problema se soluciona corrigiendo el pH agregando productos químicos, como fosfato de sodio, hasta llegar a un valor entre 10 y 11.

Proceso localizado en superficies muy pequeñas, llamada “pitting”, debido a presencia de oxígeno o dióxido de carbono disueltos en el agua. Este es el proceso más frecuente y más peligrosos, porque es difícil de controlar y puede llegar a perforar la chapa aunque el resto se encuentre en buenas condiciones.

Para eliminar los gases disueltos, oxígeno y dióxido de carbono, se aplican métodos mecánicos (desaereador) o se agregan productos químicos (bisulfito de sodio o hidracina).



5.3. INCRUSTACIONES

Las sales presentes en el agua pueden ser solubles o quedar en suspensión. La solubilidad de las sales disminuye cuando aumenta la temperatura, por lo que cuanto mayor es la presión de trabajo de la caldera mayor es la cantidad de sales en suspensión.

Las sales no solubles precipitan y forman depósitos que pueden ser blandos (barros o lodos) o duros (incrustaciones). Los primeros son fáciles de remover, pero los segundos se adhieren a las superficies metálicas y sólo pueden ser removidos por procedimientos químicos.

Las incrustaciones tienen como consecuencia:

Aislamiento de las superficies metálicas (por ser mal conductor), disminuye la transferencia de calor de los gases al agua y disminuye el rendimiento térmico.

Sobrecalentamiento de las superficies metálicas por disminuir la refrigeración del lado agua.

La dureza es el término que mide la cantidad de sales no solubles (calcio y magnesio) presentes en el agua. La unidad de medida es el ppm de CaCO3 (partes por millón de carbonato de calcio). El agua se considera blanda cuando la dureza es inferior a 10 ppm.

En el caso de la caldera no debe aceptarse dureza en el agua para evitar los daños mencionados.

Para evitar la formación de incrustaciones se aplican los siguientes procedimientos:

Ablandamiento:

Es un proceso en el cual las sales no solubles de calcio y magnesio se transforman en sales solubles de sodio.

El ablandamiento puede ser realizado con el agregado de productos químicos (fosfatos de sodio) o en un equipo (ablandador) por medio de resinas naturales (zeolita) o sintéticas.

En el ablandador el agua conteniendo sales no solubles pasa a través de un lecho de zeolita o resina, donde los iones duros de calcio y magnesio son sustituidos por iones de sodio provenientes del lecho de resina, los cuales se disuelven en el agua. La dureza del agua es reducida a cero.

Purgas:

Después del ablandamiento las sales disueltas en el agua deben ser controladas y limitadas a determinados valores. Este valor depende de la temperatura y por lo tanto de la presión de trabajo.

A medida que el agua vaporiza en el interior de la caldera va aumentando la concentración de sólidos, ya que éstos no salen con el vapor y quedan disueltos en el agua dentro de la caldera. Cuando esa concentración llega al límite admisible, se descarga parte de esa agua para ser sustituida por agua nueva tratada con un mínimo de concentración. El método para cumplir con ese límite consiste en extraer parte del agua que llegó al límite de concentración admisible, que será sustituida por agua tratada con un mínimo de sales.

La cantidad de agua a descargar (purgar) depende del contenido de sólidos del agua de alimentación y del límite de concentración admisible de acuerdo a la presión de trabajo de la caldera.



La caldera puede tener dos tipos de purga:

Purga continua de superficie. La descarga se realiza desde un nivel próximo a la superficie del agua El control se efectúa por medio de una válvula reguladora, que descarga la cantidad de agua necesaria para mantener la concentración de sólidos por debajo del límite prefijado.

Purga discontinua de fondo. Cuando se tiene la purga continúa, ésta es sólo un complemento para arrastrar los barros y debe ser hecha una vez por turno durante no más de 10 segundos.

Es importante tener en cuenta que la descarga de fondo modifica la circulación del agua dentro de la caldera, con lo cual disminuye la refrigeración de las partes metálicas y aumenta su temperatura. En general, no debería ser hecha mientras haya fuego en la caldera para evitar sobrecalentamientos. Cuando esto no sea posible, las purgas de fondo deben realizarse por espacios de tiempo muy cortos (máximo 15 segundos) para no dar lugar a que se inicie el proceso de sobrecalentamiento.

5.4. ESPUMA

La espuma es un estado intermedio agua-vapor, formada por burbujas de vapor en la superficie del agua.

Esta condición provoca los siguientes perjuicios:

Arrastre de agua con el vapor, lo que tiene como consecuencia:

Disminución del rendimiento térmico de la caldera, ya que el volumen de agua contenida en el vapor no participa en la transferencia térmica,

En el caso que el vapor sea utilizado en turbinas para la generación de energía eléctrica, las partículas de agua pueden provoca daños importantes en los álabes de la turbina.

La espuma puede provocar que la señal de nivel no sea trasmitida en forma correcta y que el nivel de agua real en el interior de la caldera sea menor al indicado en el visor de nivel. Se trata de una situación de alto riesgo.

Para impedir la formación de espuma:

Evitar la presencia de aceites o grasas en el agua de la caldera. El aceite puede también contribuir a la formación de una película aislante en los tubos, disminuir la transferencia térmica y provocar sobrecalentamiento en las partes metálicas. El aceite debe ser eliminado del agua de alimentación. No existe un tratamiento químico interno que se pueda aplicar para superar los riesgos derivados de la contaminación con aceite del agua de caldera, por lo que la única solución segura es la eliminación externa del mismo. La contaminación con aceite también puede provenir de los condensados, por defectos en los equipos alimentados con vapor: máquinas de vapor, intercambiadores de calor, etc. En caso que no sea posible eliminar la contaminación es preferible no recuperar esos condensados.

Disminuir los elementos sólidos en suspensión.

Disminuir la concentración de sales solubles.



Evitar extracciones bruscas de vapor.



6. MANTENIMIENTO DIARIO

6.1. MANTENIMIENTO DIARIO

Comprobar una vez por turno el nivel de la caldera, purgando en visor de nivel.

Purgar todo el cuadro de control de nivel, abriendo las válvulas de purga.

Realizar esta operación de forma lenta y suave de forma de no originar un falso bajo nivel.

Realizar esta operación sí, de forma vigorosa en un tiempo de inactividad, comprobando que se esté efectuando correctamente el bloqueo correspondiente.

Probar el quemador piloto una vez por día. Asegurarse que el depósito de combustible está lleno.

Cumplir el programa de dosificación de productos químicos establecido por la persona responsable del tratamiento del agua.

Mantener vigilado el funcionamiento del sistema de limpieza Aerobit. Este sistema realiza la limpieza de la placa trasera y delantera. En caso que el sistema este no operativo por alguna razón, soplar los tubos por la caja trasera una vez por turno con una lanza de aire comprimido. Para esto se deberá cortar el suministro de aire al sistema de limpieza automático y vaciar el tanque pulmón de aire.

Extraer la ceniza depositada en la cámara torsional una vez por día. La frecuencia se adecuará en función del régimen de trabajo de la caldera y de las características del ensuciamiento.

Extraer las cenizas depositadas en demás puntos de extracción. Regular la frecuencia en función de la cantidad de ceniza extraída.

Controlar que la cantidad de combustible en la tolva de alimentación se mantenga siempre en los niveles adecuados.

Mantener la sala de calderas siempre limpia.

6.2. MANTENIMIENTO SEMANAL

Sólo en caso de ensuciamiento de los tubos mayor de lo normal. La referencia para esto es la falta de tiro, aumento de la presión estática a la salida de la caldera, insuficiencia del ventilador inducido y/o aumento de la temperatura en la salida de la caldera.

Hacer limpieza general de tubos con cepillo de acero.

Abrir la puerta de limpieza en la caja trasera y retirar la ceniza acumulada, tanto en la caja como en el hogar.

Abrir la puerta de la caja de humos delantera y retirar la ceniza acumulada. Si es posible, utilizar aspiradora para evitar el vuelo de la ceniza.



La temperatura de los gases de salida de caldera sirve como medida del grado de ensuciamiento de los tubos de la caldera. Se considera que la caldera debe limpiarse cuando la temperatura en la salida está 15°C por encima de lo normal.

La presión estática total medida en la salida de la caldera es una medida también del depósito de cenizas en el circuito de gases de la caldera

Purgar todo el cuadro de control de nivel, abriendo las válvulas de purga, hasta comprobar que se haya efectuado correctamente el bloqueo correspondiente.

Accionar las válvulas de seguridad de forma manual con su palanca. Esto tiene el fin de evitar que los metales se engripen.

6.3. MANTENIMIENTO MENSUAL

Hacer limpieza general de tubos con cepillo de acero.

Abrir la puerta de limpieza en la caja trasera y retirar la ceniza acumulada, tanto en la caja como en el hogar.

Abrir la puerta de la caja de humos delantera y retirar la ceniza acumulada. Si es posible, utilizar aspiradora para evitar el vuelo de la ceniza.

Aprovechar para corregir desperfectos que no sea posible hacer con la caldera en servicio: equipos eléctricos, equipos neumáticos, fugas de vapor o agua en cañerías y equipos auxiliares, funcionamiento de los ventiladores, etc.

Retirar el polvo de los equipos eléctricos.

Limpiar los filtros de agua en las de succión de las bombas de alimentación.

Revisar las empaquetaduras de las bombas. No apretar demasiado la prensa-estopa, debe haber siempre un pequeño goteo.

Inspeccionar los ventiladores, en particular controlar el consumo eléctrico de los motores, estado de la transmisión, vibraciones, etc. Lubricar y verificar el estado de los cojinetes.

Limpiar cuidadosamente el rotor del ventilador inducido. La limpieza se puede hacer con aire, con vapor o con medios mecánicos.

6.4. MANTENIMIENTO SEMESTRAL

Programar parada de tres días para inspeccionar especialmente lo siguiente:

Dejar enfriar la caldera y vaciarla completamente. Abrir todas las bocas de inspección.

Lavar bien la parte interior de la caldera usando manguera con agua a alta presión, tratando de barrer en todas las direcciones para hacer desprender los barros depositados en los tubos, hogar, placas y envolvente.

Inspeccionar las superficies interiores de la caldera. En caso de encontrarse corrosión localizada o incrustaciones, deberán tomarse medidas para mejorar



el sistema de tratamiento de agua. Los problemas de corrosión e incrustaciones son debidos a defectos en las diferentes etapas del tratamiento, a saber:

a) Toma de las muestras.

b) Análisis de laboratorio.

c) Dosificación de productos químicos (cantidades y/o tiempos).

d) Régimen de purgas de fondo.

Deberán ser revisados y ajustados los distintos procedimientos y mantener los resultados bajo observación de acuerdo a la gravedad de los problemas detectados.

Al volver a colocar las tapas de las bocas de inspección se deberán colocar juntas nuevas, previa limpieza cuidadosa de los asientos.

Retirar las columnas de nivel y limpiar las cañerías de conexión con la caldera.

Examinar y medir los espesores de los tubos de la cámara torsional, de forma de identificar cualquier tipo de desgaste atípico.

Revisar el estado de las correas del ventilador inducido y sustituirlas en caso de duda.

Revisar el estado de los cojinetes de los ventiladores y sustituirlos en caso de duda.

Revisar el estado de las toberas de la cámara torsional.

6.5. MANTENIMIENTO ANUAL (O BIANUAL)

Repetir todos los trabajos indicados para el mantenimiento semestral.

Desmontar y limpiar todos los motores y efectuar ensayos de aislación.

Inspeccionar todos los refractarios: caja húmeda trasera, garganta de la cámara torsional, caja frontal, tapa de caja de humos delantera. En caso de ser necesario, sustituir las partes gastadas o rotas, teniendo cuidado de utilizar materiales de la misma calidad que los originales.

Eliminar todas las pérdidas de vapor, agua o aire en las cañerías, válvulas, bridas y accesorios en general. Utilizar juntas nuevas de la calidad adecuada.

Desmontar el caño interior de entrada de agua a la caldera, limpiar bien con cepillo de acero y desobstruir los agujeros. En caso necesario, pasar mecha teniendo la precaución de no agrandar los agujeros.

Desmontar los caños bajantes en la brida próxima a la cámara torsional e inspeccionar el estado de ensuciamiento del colector. Debe estar limpio: en caso de haber depósitos sólidos, limpiar bien y revisar el sistema de tratamiento de agua.

Retocar la pintura de la caldera y de todos los equipos auxiliares.

manual de caldera y cÁmara torsional

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