DESCRIPCIÓN GENERAL DE UNA CALDERA SISTEMA DE LA CARGA
SISTEMA ELÉCTRICO CALDERA
SISTEMA DE COMBUSTIBLES
SISTEMA DE AGUA
INTERRUPTOR GENERAL
ON
Energíza al panel de control
OFF
Corta energía al panel de control de la caldera
INTERRUPTOR MAESTRO
CONTROL DE ATOMIZACIÓN
VAPOR
AIRE
CONTROL DE AGUA
ON
OFF Apaga bomba de agua
Arranca bomba de agua
BAJO NIVEL
Alarma indicadora de bajo nivel de agua
CONTROL DEL QUEMADOR
BOMBA DE ACEITE
AUTOMÁTICO
Arranca la bomba De aceite
Inicia secuencia de encendido
Selector de posición
PRECALENTADOR ELÉCTRICO
PRECALENTADOR ON
Energíza el precalentador Combustible líquido
OFF
Corta energía al precalentador precalentador de aceite combustible
DISPOSICIÓN DE TUBOS EN UNA CALDERA DE 900 BHP
VISTA FRONTAL
TOTAL TUBOS CALDERA = 175 * 2 = 350
175
175 12
12
13
13
13
13
14
14
13
13 13
13
14
14
12
12
10
10
8
8
8
8
7 6
7 6
6 5
QUEMADOR
6 5
5
5
4
4
4
4
3
3
2 2 1
2 2 1
Control del quemador
Control de agua
Aceite Off Auto
Manual Off Auto
Precalentador eléctrico Off On
Control de Modulación Bajo Modulación fuego Auto
Atomización Vapor Aire
CALDERA PIROTUBULAR Tablero de Control Eléctrico Eléc trico
Interruptor motor ventilador
Interruptor Interruptor Interruptor Interruptor Control motor bom- motor com- resistencias motor bomba Tempo- Relé Control Combustión rizador de agua ba agua presor combustible Honeywell de calor Precalentador
Contactor Contactor Transfor- Interruptor Contactor Tempo- Contactor Contactor Preca- Contactor mador Principal bomba motor motor ven- rizador motor bomlentador controlesMotor mocomtilador (∆) conexión ba de agua compreeléctrico bustible dulador sor Y/∆
Contactor motor ventilador
K7
K8
Contactor motor ventilado(Y)
K9
K6
K2
K5
K4
K3
Térmico Térmico Térmico Motor bom- Motor com- Motor bomba ba de agua presor combustible
K1
CALDERA PIROTUBULAR
SISTEMAS AUXILIARES ALISTAMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS: -
DEL DEL VENT VENTIL ILAD ADOR OR (9.5 (9.588 HPHP- 440 V.) DE LA BOMBA BOMBA DE AGUA AGUA DE DE ALIM ALIMENT ENTACI ACIÓN ÓN (6. 6 HP- 440 V) V) DE LA BOMBA BOMBA DE COMB COMBUS USTIB TIBLE LE LÍQUID LÍQUIDO O ((2. 4 HPHP- 440 V) DEL COMPR COMPRESO ESOR R DE ATO ATOMIZ MIZACI ACIÓN ÓN (12 HPHP- 440 V.) V.) DE LAS LAS RESIST RESISTENC ENCIAS IAS DE DE CALENT CALENTAMI AMIENT ENTO O (12 KWKW- 440 V) V)
- TOT TOTAL AL POTENCIA DE LA CALDERA = 42.58 42 .58 HP BARRAJE DE 440 VOLTIOS
BREAKER
BREAKER
BREAKER
BREAKER
BREAKER
• Corr Corrie ient ntee • Enf Enfria riamie miento nto • Vibr Vibraci ación ón • G iro
3α AGUA
COMBUSTIBLE
COMPRESOR
VENTILADOR
PRESURETROL PARA CONTROL DE CARGA TORNILLO DE AJUSTE PRINCIPAL TORNILLO DE AJUSTE DIFERENCIAL
MAIN 200
DIFF. 20 15
150
10
PSI
W B
5 ATM.
R
50 ATM.
INDICADOR DIFERENCIAL INDICADOR PRINCIPAL
PSI
Fuelle
POTENCIÓMETRO
EFECTOS OPERATIVOS DE LOS PRESOSTA PRESOSTATOS TOS Y TERMOST TERMO STA ATOS Rise
Rise
R S Abre contactos cuando el nivel sube al punto de ajuste
Nivel K1 R
S
Rise
R S
R S
L W
Cierra contactos, cuando la presión Cierra R-S y abre L-W, cuando la sube al punto de ajuste temperatura sube hasta el punto de ajuste Presión T M S R K2 S R K2
L
W
PRESOSTATO PARA CONTROL TORNILLO DE AJUSTE PRINCIPAL TORNILLO DE AJUSTE DIFERENCIAL
MAIN 200
DIFF. 20 15
150
PUNTERO INDICADOR DE NIVELACIÓN
10 5 ATM.
PSI
50 ATM.
INDICADOR DIFERENCIAL INDICADOR PRINCIPAL
MARCA INDICADORA
PSI
El punto de operación superior, lo determina el punto de ajuste de la escala principal, mientras que el inferior lo determina el ajuste de la escala superior menos el diferencial.
CIRCUITO DE ENERGIZACIÓN PANEL UNIAL 440 V. LlAVE
2A
5A
2A
° °
K1
°° 110 V.
2
° ° ° °
BOTÓN PULSADOR DOBLE
ENERGÍA
K1 °
5
°
Circuitos de Control Controles K1
CIRCUITO DE BOMBA DE COMBUSTIBLE 440 V. LlAVE
2A
5A
2A
° °
K1
°° 110 V.
2
° ° ° °
BOTÓN PULSADOR DOBLE
ENERGÍA
K1 °
MAN AUTO Bomba Quemador 15 Combustible
K7 Motor 5 ° Ventilador
° °
°
°
TD
°
12
°
°
° °°
11
16 AIRE
°
°
VAPOR
°
13 14
Controles K1
K5
K4 Térmico Motor Bomba Combustible
° °
Térmico Motor Compresor
° °
V´ÁLVULA SOLENOIDE VAPOR ATOMIZACIÓN
V´ÁLVULA SOLENOIDE DE PURGA
BAJO NIVEL
NIVEL ° CALDERA °° LÍMITE ° TEMPERATURA 385ºF ° LÍMITE ° PRESIÓN 17 ° ° VAPOR 150 PSI
° RELÉDEAUXILIAR AGUA ° 18 CONTROL ° TEMPERATURA ° COMBUSTIBLE 200ºF 19
RAA
REGLETA PROGAMADOR
4
CIRCUITO DE ENERGIZACIÓN AGUA DE ALIMENTACIÓN 440 V. LlAVE
2A
5A
2A
° °
K1
BOMBA DE AGUA
°° 110 V.
2
° ° ° °
MAN
BOTÓN PULSADOR DOBLE
ENERGÍA
°
°
A U TO
° 7
5 K1 °
°
NIVEL MAC DONNEL
°° °
6
16 Motor Bomba de agua
Contactor K2
Controles K1
° °°
Térmico motor
° °
NIVEL ° CALDERA ° ° ° °
CIRCUITO DE ENERGIZACIÓN PRECALENTADOR ELÉCTRICO
440 V. LlAVE
2A
5A
2A
° °
K1
PRECALENTADOR ELÉCTRICO
°° 110 V.
2
° ° ° °
BOTÓN PULSADOR DOBLE
ENERGÍA
° °
ON
5 K1 °
OFF
8
°
° °
Control Temperatura del Combustible 200ºF
9
6
K4 °
°
Contacto Bomba de combustible
10
Controles K1 Contactor K3
Precalentador Eléctrico
Precalentador Eléctrico
TD Temporizador Precalentador
CIRCUITO DE ENCENDIDO REGLETA REGLETA DEL PROGRAMADOR R 4140 L Honeywell
PRESIÓN AIRE DE COMBUSTIÓN
4
7
5
° °
° °
° °
23
24
25
26
27
16
3
13
8
15
INTERRUPTOR LÍMITE BAJO LÍMITE DE BAJO FUEGO
Rama de límites de pre-ignición
21 PRESIÓN ATOMIZACIÓN A la entrada del cañon del quemador. Ajustado A 25 psi. V´ÁLVULA SOLENOIDE SUMINISTRO
20 TRANSFORMADOR DE ENCENDIDO
V´ÁLVULA SOLENOIDE DE ENCENDIDO
LLAMA PILOTO
° ° 22
V´ÁLVULA SOLENOIDE DE RETORNO
LLAMA PRINCIPAL
INTERRUPTOR LÍMITE DE ALTO FUEGO
CONTROL DE CARGA DE LA CALDERA LAS VARIACIONES DE CARGA EN UNA CALDERA PUEDEN CONTROLARSE DE DOS MANERAS: CONTROL DE CARGA ON-OFF CONTROL DE CARGA MODULANTE La presión de vapor dentro de una caldera de agua caliente, es el medio utilizado para controlar la carga de calor de la caldera. Se entiende por carga de una caldera al consumo térmico externo. Este es de hecho variable, lo cual puede controlarse con la sensibilización de los cambios de presión. La tecnología provee los controladores de presión proporcionales, los cuales son dispositivos de presión instalados sobre el casco lado vapor de presión de la caldera.
CONTROL DE PRODUCCIÓN DE LA CALDERA
Función del controlador proporcional de carga LAS VARIACIONES VARIACIONES DE PRESIÓN CAUSAN QUE UN FUELLE SOBRE EL DISPOSITIVO DE PRESIÓN SE EXPANDA O SE CONTRAIGA, DANDO COMO RESULTADO UNA DESVIACIÓN SOBRE UN DISPOSITIVO ELÉCTRICO PARA INICIAR UNA ESTRATEGIA DE CONTROL DE AJUSTE. EL FUELLE EXPANDIDO O CONTRAIDO ES CONECTADO A UN PUNTO MÓVIL SOBRE UN POTENCIOMETRO QUE AFECTA EL BOBINADO DE UN REÓSTATO. ESTE REÓSTATO PERTENECE A UN CIRCUITO ELÉCTRICO DEL MODUTROL DANDO ORIGEN A UNA DESVIACIÓN QUE SE INTERPRETA COMO UN GIRO DEL MOTOR DEL MODUTROL. 135 OHM.
POTENCIOMETRO SOBRE EL CIRCUITO ELÉCTRICO DEL MODUTROL
FUELLE
B PRESIÓN DE LA CALDERA
R
W
BRAZO MÓVIL DEL PRESURETROL
PRESURETROL PARA CONTROL DE CARGA
R Incremento de presión Decremento de presión
. M H O 5 3 1
W1 CERRADO (BAJO FUEGO) R1
W
ABIERTO
B1
(ALTO FUEGO)
MOTOR
Brazo móvil Reostato
MODULADOR
B T1 El brazo móvil del reóstato, se mueve hacia el extremo W del potenciómetro, cuando la presión del medio de control sube y va hacia el extremo B,cuando la presión cae.
L1
T2
L2
PRESURETROL PARA CONTROL DE CARGA
Operación típica
R
Las variaciones de presión causan que el fuelle se ex panda o se contraiga. Una articulación entre el fuelle y el lado móvil del potenciómetro, hace que el brazo móvil se desplace a través del bobinado resistivo. Esto hace variar la resistencia entre RW y WB causando un desbalance en el circuito conectado al controlador.
Incremento de presión Decremento de presión
. M H O 5 3 1
La rata de fuego del quemador es regulada por un controlador el cual, ajusta el motor del modulador de la relación aire - combustible.
W
B PRESURETROL PARA CONTROL DE CARGA TORNILLO DEAJUSTE PRINCIPAL TORNILLO DEAJUSTE DIFERENCIAL
MAIN 200
DIFF. 20 15
150
10
Puente eléctrico
POTENCIÓMETRO REGULADOR
RELÉ DE BALANCE
R
POTENCIÓMETRO REALIMENTACIÓN
M
CUANDO LA PRESIÓN PRESIÓN DEL VAPOR = AJUSTE CONTROLADOR CONTROLADOR I POTENCIOMÉTRO = I REALIMENTACIÓN CONTACTOS DE R, ABREN MOTOR MODULADOR MOTOR DETENIDO
PSI
W
POTENCIÓMETRO
B
5
ATM.
R
50
ATM.
INDICADORDIFERENCIAL
PSI
Fuelle
INDICADORPRINCIPAL
Fuelle
Si la presión sube, el lado móvil del controlador va hacia W, desbalanceando el puente y una alta corriente fluye por un lado del relé de balance. Los contactos de “cierre” del relé, cierran haciendo que el motor vaya hacia la posición de CERRADO. CERRADO. Al operar el motor, el potencíómetro de realimentación se mueve en la dirección para balancear el circuito. Cuando el circuito está otra vez en balance, los contactos del relé de balanceo, abren y el motor para. Similarmente, si la presión sobre el controlador baja, el brazo móvil del controlador se mueve hacia B y los contactos de “abrir”, en el relé de balance, abren. Entonces el motor va hacia la posición de abrir, hasta que el circuito c ircuito del puente, se balancea nuevamente. La válvula de combustible abre y se Incrementa la presión de vpaor. Un pequeño cambio en la presión, causa un cambio en la rata de encendido para compensación manteniendo la presión constante.
PRESURETROL PARA CONTROL DE CARGA La disposición de un controlador proporcional (L 91) se usa con un controlador límite L 404 El controlador proporcional (L 91) con su punto de ajuste de la escala principal mas el valor de la diferencial, diferen cial, es el rango del controlador El controlador límite L 404 tiene el respectivo rango similar al de un presuretrol presu retrol La combinación de estos dos dispositivos hacen el control co ntrol de la caldera Por ejemplo: Se desea controlar contro lar una presión de una caldera entre un rango de 90 a 100 psi. Se selecciona un controlador L 91 con un rango de operación ope ración de (MAIN) 5 a 150 psi y una diferencial ajustable de (DIFF) de 5 a 23 psi. Un L 404 de 10 a 150 psi con un rango ajustable de 8 a 16 psi. Cuál será la calibración para llevar a cabo esta e sta estrategia de control ?
El controlador controlador límite límite L 404 404 (MAIN) (MAIN) 5 – 150 PSI, DIFF DIFF de 5 a 23 psi Se ajusta para 100 psi con un DIFF ajustado de 10 psi. 10 0 p si 90 psi
presión máxima de 100 psi, para parar la caldera presión mínima para 90 psi, para arrancar nuevamente
El controlador proporcional (L 91) 5 a 150 psi y una diferencial ajustable de (DIFF) de 5 a 23 psi, se ajusta en la escala esc ala principal a 90 psi y diferencial de 5 psi La modulación operará entre 90 y 95 psi, inferior al control de máxima presión de 100 psi. 100 Campo de alta presión
95 90
Campo de mudulación
90
Ejercicio: Verifique en su caldera, cómo opera esta estrategia e identifique los dispositivos y los puntos de ajuste.
OPERACIÓ OPER ACIÓN N DEL QUEMADOR QUEMADOR - CONTR CONTROL OL DE CARGA CARGA
UNA CALDERA CON UN CONTROL ADECUADO PARA LA DEMANDA DE CARGA, LOCRARÁ LOS SIGUIENTES OBJETIVOS: 1.
EL QU QUEM EMAD ADOR OR FU FUNC NCIO IONA NARÁ RÁ EN “BA “BAJO JO FU FUEG EGO” O” AN ANTE TESS DE DE UNA UNA PAR ARAD ADA A
2.
EL QU QUEM EMAD ADOR OR FU FUNC NCIO IONA NARÁ RÁ EN “BA “BAJO JO FU FUEG EGO” O” POR POR UN PE PERI RIÓD ÓDO O BRE BREVE VE EN CADA ARRANQUE DURANTE LA OPERACIÓN NORMAL
3.
SE EV EVIT ITAR ARÁN ÁN CI CICL CLOS OS FR FREC ECUE UENT NTES ES DE EN ENCE CEND NDID IDOO-AP APAG AGAD ADO O
OPERACIÓN OPER ACIÓN DEL DEL QUEMADOR QUEMADOR - CONTR CONTROL OL DE CARGA CARGA
QUEMADOR AP APAGADO AGADO
AUMENTO PRESIÓN/TEMPERATURA
A APAGADO
3
INTERRUPTOR - CONT CONTACT ACTO O CONTROL LIMITADOR DE OPERACIÓN
RANGO DE “FUEGO BAJO”
ENCENDIDO 1 B C ENCENDIDO MODULADO
D
DIFERENCIAL REGULABLE DEL APAGADO-ENCENDIDO
2
INTERRUPTOR - CONT CONTACT ACTO O “BAJO FUEGO”
4,5 “ ALTO FUEGO” FUEGO” DISMINUCIÓN PRESIÓN/TEMPERATURA
CONTROL DE MODULACIÓN (RAPIDEZ DE ENCENDIDO)
RANGO DE ENCENDIDO PROPORCIONAL (*)
W R B
TERMINALES DE CONTACTO CORREDIZO
QUEMADOR ENCENDIDO (*) CONTROL FIJO DEL DIFERENCIAL DIFERENCIAL – VAPOR CONTROL REGULABLE REGULABLE DEL DIFERENCIAL – AGUA CALIENTE
OPERACIÓN OPER ACIÓN DEL DEL QUEMADOR QUEMADOR - CONTR CONTROL OL DE CARGA CARGA
OPERACIÓN DEL CONTROL 1. EL QUEMADOR ESTARÁ “ON” (ENCENDIDO), SIEMPRE QUE LA PRESIÓN O TEMPERATURA ESTEN POR DEBAJO DEL PUNTO B Y “OFF” (APAGADO) CUANDO LA PRESIÓN O TEMPERATURA ESTEN ARRIBA DEL PUNTO A 2. LA DISTANCIA DISTANCIA ENTRE A Y B, REPRESENTA RE PRESENTA EL DIFERENCIAL “ON-OFF” (ENCENDIDO-APAGADO) (ENCENDIDO-APAGADO) DEL CONTROL LIMITADOR LIMITADOR DE OPERACIÓN 3. DURANTE LA OPERACIÓN, EL QUEMADOR SE APAGARÁ SIEMPRE QUE LA PRESIÓN / TEMPERATURA, LLEGUE AL PUNTO A. EL INTERRUPTOR EN EL CONTROL DE OPERACIÓN, SE ABRIRÁ 4. TAN PRONTO LA PRESIÓN / TEMPERATURA BAJA AL PUNTO B, EL INTERRUPTOR SE CIERRA Y EL QUEMADOR SE ENCIENDE DE NUEVO. EN ESTE MOMENTO EL CONTROL DE MODULACIÓN LE DEMANDARÁ AL MOTOR DE MODULACIÓN QUE SE AJUSTE PARA PARA “BAJO FUEGO”. SI LA CARGA EXCEDE ESTA ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN DE LLAMA BAJA, ELCONTROL DE MODULACIÓN RESPONDERÁ AUMENTANTANDO PROPORCIONALMENTE LA RAPIDEZ DE ENCENDIDO, TAN PRONTO LA PRESIÓN O TEMPERATE MPERATURA BAJAN HACIA EL PUNTO D. 5. EL MOTOR DE MODULACIÓN SE DETENDRÁ DETE NDRÁ EN UN PUNTO INTERMEDIO ENTRE C Y D SIEMPRE QUE LA ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE ESTÉ BALANCEADA CON EL REQUISITODE REQ UISITODE CARGA
