CALDERAS
DEFINICION Una caldera se define como un aparato a presión donde el calor procedente de cualquier forma de energía se transforma en utilizable a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor. En definitiva, es un aparato en el que se produce el paso de calor desde un combustible a un fluido. MARCO LEGAL Dec. 351/79 ley 19587 cap 16 Resolucion 231/96 aparatos a presion prov. De bs. As. Normas del código municipal de buenos aires “Instalaciones de vapor de a gua de alta presion” CLASIFICACION SEGÚN EL TIPO DE FLUIDO UTILIZADO CALDERA DE AGUA CALIENTE: El fluido es el agua y permanece en estado líquido durante su calentamiento, no sobrepasando los 110ºC. Son las normalmente utilizadas en calefacción CALDERA DE AGUA SOBRE CALENTADA: El agua sigue sin cambiar de fase, se alcanzan temperaturas de hasta 220ºC. CALDERAS DE VAPOR: Se alimentan con agua y sale en forma de vapor en determinadas condiciones de presión y temperatura.
CALDERA DE FLUIDO TERMICO: Es toda caldera en la que el medio de transporte es liquido distinto del agua CALDERA DE ACEITE TÉRMICO
CLASIFICACION SEGÚN LA DISTRIBUCION DE LOS GASES DE COMBUSTION HUMOTUBULARES: El cuerpo de la caldera es el deposito de agua y esta recorrido por varios tubos de pequeños diámetros, por el interior de los cuales circulan los gases (humos) de combustión procedente del hogar VALVULA DE TUBOS
ENTRADA DE HOMBRE
SEGURIDAD SALIDA DE VAPOR
CAMARA VAPOR
CAMARA DE HUMO
REVESTIMIENTO AISLANTE
CAMARA DE AGUA
INDICADOR DE NIVEL Y MANOMETRO
BOMBA DE PRESION DE COMBUSTIBLE
VENTILADOR
ESPIRAL DE AIRE
QUEMADOR SALIDA HACIA LA CHIMENEA
ACUOTUBULARES: El cuerpo central de la caldera esta constituida por una cámara de combustión, que es recorrida por un gran numero de tubos de pequeños diámetro, por el interior de los cuales circula agua
ELEMENTOS DE SEGURIDAD MANOMETROS Equipo destinado a informar la presión
PRESOSTATOS Detecta la variaciones de presión en un fluido y transfórmala en una señal Eléctrica que actúa sobre los contactos de un micro interruptor. Se distinguen tres tipos: Presóstato de fuelle: Un presóstato actúa por medio de un fuelle o diafragma conectado a un interruptor eléctrico
DISCOS DE RUPTURA Un disco de ruptura es un dispositivo de alivio instantáneo de sobrepresiones. Pueden estar fabricados en metal o en grafito y están diseñados para permitir su apertura a una presión predeterminada
APERTURA DE UN DISCO
ALVULA DE SEGURIDAD. Las válvulas de seguridad y de alivio: son dispositivo destinado a evitar sobrepresiones peligrosas. DIFERENCIA • Válvula de seguridad, se destinan a gases o vapores. Presentan una abertura total al superar la presión de disparo de la válvula. • Válvula de alivio son para líquidos. Tienen una abertura proporcional a la presión. FUNCIONAMIENTO Una válvula de seguridad dispone de una boquilla en conexión directa con las partes sometidas a presión, obturada por un disco, que recibe una fuerza en sentido descendente, proveniente de un resorte. En estado normal, un equilibrio de fuerzas entre la del muelle y la de la presión del fluido, impone que este disco de halle sobre el final de la boquilla, sin posibilidad de evacuación del fluido (Figura). Un desequilibrio entre estas fuerzas a favor de la presión interior provoca un levantamiento del disco, permitiendo una evacuación del fluido y, por tanto, una eliminación de la sobrepresion, hasta que se reinstaura el equilibrio de fuerzas inicial. Es necesario realizar un correcto mantenimiento de la válvula, por ejemplo, es necesaria una purga periódica de la tubería de desagüe, ya que la condensación de agua u otra sustancia puede provocar daños en el disco o en el asiento del mismo. Una de las incidencias más usuales en estos dispositivos consiste en pequeñas fugas, generalmente producidas por algún tipo de impureza, partícula, polvo, etc., que se sitúa entre el disco y su asiento.
VALVULA DE ALIVIO VALVULA DE CONTRAPESO
CONTROLES DE NIVEL DE AGUA DAN A CONOCER EL NIVEL DE AGUA EN LA CALDERA. ES UN TUBO DE VIDRIO, QUE DEJA VER EL AGUA PARA EL BUEN FUNCIONAMIENTO SON NECESARIAS VARIAS PRECAUCIONES, YA QUE LA FALSEDAD DE SUS INDICACIONES PUEDEN TENER CONSECUENCIAS INMEDIATAS Y GRAVES. HACE FALTA EN PRIMER TÉRMINO QUE LOS TUBOS QUÉ LE DAN COMUNICACIÓN CON LA CALDERA NO SE TAPEN.
QUEMADORES Principio de funcionamiento El aire y el combustible se inyectan en el hogar y se inflaman al contacto con la llama que alimentan . La forma y el posicionamiento de la llama en el hogar son primordiales para : • Optimizar los fenómenos de radiación y convección ; • Reducir las emisiones de NOx, CO y polvos.
ABERTURAS. Toda caldera estará provista de aberturas adecuadas en tamaño y número para permitir su limpieza e inspección interior, de acuerdo con el diseño de la misma. Las aberturas de inspección de las calderas serán de tamaño suficiente para permitir un fácil ingreso o egreso, y tendrán las dimensiones mínimas que establezca la autoridad competente. Se sugieren las dimensiones mínimas siguientes: a) 30 por 40 cm. si son elípticas; y b) 40 cm. de diámetro, si son circulares.
ECONOMIZADORES El economizador, es básicamente un intercambiador de calor gases-agua, El economizador, instalado en una caldera, consigue aprovechar el calor residual de los gases de combustión, traspasándolo al agua de alimentación de la caldera, con lo que se consigue reducir el consumo de combustible y mejorar el rendimiento de manera considerable.
TRATAMIENTO DEL AGUA INCRUSTACIONES Unos de los problemas importantes con que nos encontramos en los generadores de vapor son las incrustaciones que se forman en el lado agua de las calderas. Para eliminar la posibilidad de formación de incrustaciones, es necesario disponer de un adecuado tratamiento del agua de alimentación. METODO DE TRATAMIENTO Los métodos químicos (de la cal-cosa, de la sosa cáustica, del carbonato bórico, del fosfato sódico, etc.) se fundamentan en la adicionar una sustancia química que provoque la precipitación de los iones cálcicos y magnésicos, y su posterior eliminación. Un método muy utilizado para la eliminación de la dureza del agua, consistente en la totalmente desmineralización. CORROSIÓN EN EL LADO DEL AGUA Una de las causas de accidentes en los generadores de vapor consiste en la rotura de las partes sometidas a presión, con la posibilidad de que la mencionada rotura provoque una explosión. Esta rotura puede deberse a un debilitamiento de las chapas o de los tubos de la caldera debido a la corrosión. La presencia de agua, necesaria para la producción de vapor, produce la corrosión, aun sin la presencia de oxigeno. En ausencia del oxigeno y a 50ºC se forma la magnetita. La protección del acero, se consigue con un pH entre 9 y 12, con niveles de NaOH (Hidróxido de sódio) entre 0.4 y 400 ppm, para evitar la eliminación de la capa de magnetita
PROGRAMA DE MANTENIMIENTO DIARIAMENTE – Verificar: Nivel de agua, combustión. – Purga: Caldera, columna indicadora – Tratar el agua según cronograma establecido SEMANALMENTE – Verificar • Adecuado cierre de válvula combustible • Conexiones de aire y combustible • Luces indicadoras y alarma • Controles limitadores y de operación • Controles de seguridad y conexiones MENSUALMENTE – Inspeccionar: Quemador, fugas de gases de combustión SEMESTRALMENTE – Inspecciones el refractario – Revise los componentes eléctricos – Limpie • Llave de bajo nivel de agua ANUALMENTE – Inspeccione la superficie interior del recipiente – Limpiar • Conductos • Barros - Prueba Hidráulica - Ensayos destructivos - Control de la válvulas de seguridad - Quemadores
Tubos superiores
Placa trasera, línea de agua, tubos
Línea de Agua, envolvente superior
Fondo de caldera, orificio de
RIESGOS PRINCIPALES El problema fundamental con los aparatos sometidos a presión y especialmente con las calderas es la falta de la aplicación de programas de mantenimiento que contemplen no solo el especto correctivo sino también el preventivo. La legislación vigente es muy clara en este aspecto, pero lamentablemente la falta de control por parte de la autoridad competente, la negligencia del titular y muchas veces la impericia del responsable técnico de los aparatos son el caldo de cultivo para tragedias
SALA DE CALDERAS Se clasifican en: Categoría A, B y C Se establece que las calderas de mayor peligrosidad, las clasificadas en las categorías A y B, tengan un recinto propio, en donde solo podrán instalarse las maquinas y los aparatos correspondientes a sus servicios Las calderas de categoría C podrán estar situadas en cualquier sala de trabajo, se encontrara debidamente delimitado por una cerca metálica o cadena, con el fin de impedir el acceso al personal ajeno al servicios de las mismas. Puertas y salidas Todas las salas de calderas deben tener unas salidas de fácil acceso. Las de categoría C pueden tener una única salida, mientras que las de las restantes categorías deben tener varias. Iluminación Con el fin de facilitar la realización de las operaciones de la conducción y el mantenimiento de una caldera, esta sala debe estar bien iluminada. No obstante, como medida de seguridad, los indicadores de nivel y los manómetros, deben estar perfectamente iluminados, para facilitar su visión en cualquier momento. En algunos casos puede disponerse de alguna fuente de luz independiente que ilumine estos equipos.
Ventilación Es necesaria una correcta ventilación de la sala donde se hallen las calderas. Con la llegada continua de aire, conseguimos uno de los integrantes de la combustión que efectúa el quemador. Pero además, evitamos la formación de atmósferas peligrosas por posibles acumulaciones de gases y/o humos. Para realizar una correcta ventilación deben situarse en la parte superior de una de las paredes o en el techo, y en posición opuesta a las aberturas de entrada de aire, unas aberturas para la salida del mismo al exterior. De esta manera se consigue efectuar un barrido de la sala. Cuando la sala de calderas no pueda comunicarse directamente con el exterior, dispondrá de una comunicación con otras habitaciones, mediante unas aberturas de superficie el doble de las calculadas anteriormente. En el caso de locales aislados, sin posibilidad de llegada de aire por circulación natural, se dispondrán llegadas de aire canalizadas
