UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD FA CULTAD DE INGENIERÍ INGEN IERÍAY AY ARQUIT ARQUITECT ECTURA URA EAP INGENIERÍA AMBIENTAL
INFORME LABORATORIO LABORATORIO II II SISTEMA DE OBTENCIÓN DE VAPOR Y SU APLICACIÓN AUTORES: Barzola Yanqui Enma Milagros Ramírez Cueva Luisa Ricra Coronado Diana Miranda Romaní Vilela
Profesor
Machaca Sucapuca Israel
Lim! "# $e %ri& $e& '("#
Objetivos
Especiicar las medidas de los equipos ! par"es del sis"ema Reconocer ! descri#ir los principios ! unciones del sis"ema Dise$ar un nuevo sis"ema con nuevas propues"as ! aplicaciones A) FUNDA FUNDAMEN MENTO TO TEÓRI TEÓRICO CO ") A%&*$ &*$$ $or orees La unci%n de los a#landadores es eliminar los iones de Ca ! Mg& que conorman la dureza del agua ! avorecen la ormaci%n de incrus"aciones en una caldera' El princ princip ipio io de unc uncio ionam namie ien" n"oo de es"o es"oss equi equipo poss se #asa #asa en un proc proces esoo llam llamad adoo (in"ercam#io i%nico)& que consis"e en la sus"i"uci%n de es"os iones por sodio *+a, para o#"ener agua para ser u"ilizada en calderas' Los a#landadores es"-n compues"os por resinas& que poseen una capacidad de in"ercam#io de iones de calcio ! magnesio por sodio' Agua
Resina
Agua Blanda
Ca ( HCO2)2 HCO Mg ( ¿ ¿ 3)2
R___Na
¿
NaHC
O3
Na2 S O 4
CaSO 4
MgSO2
NaCl
CaCl2 MgCl 2
NaCl
En el caso de que la capacidad de en"rega de agua #landa de es"os equipos se vea disminuida *agua en"regada con dureza ma!or a . ppm e/presada como CaC01,& es necesario llevar a ca#o una regeneraci%n para recuperar la capacidad de in"ercam#io de las resinas' La rege regene nera raci ci%n %n es real realiz izad adaa con con sal sal s%di s%dica ca *+aC *+aCl, l, de cali calida dadd "2cn "2cnic icaa con con una una concen"raci%n de 345 a 645 gr7l de resina'
') Sis+em Sis+em $e &ime*+, &ime*+,i-* i-* ./ 0r & ,&$er ,&$er 8n ac"or impor"an"ísim impor"an"ísimoo a "ener en cuen"a cuen"a duran"e el "ra#a9o "ra#a9o de la caldera es la calidad del agua de alimen"aci%n' Es"a agua de#e es"ar desprovis"a de dureza "emporal& del con"rario& las sales deposi"adas en "orno a los "u#os de uego van ormando una capa aislan"e que impide el in"ercam#io
adecuado de calor en"re gases de la com#us"i%n ! agua& con la consecuen"e p2rdida de eiciencia' Las principales principales su#s"ancias su#s"ancias responsa#les responsa#les de las aguas duras son las s&es $e ,&,io 1
m.*esio disuel"os: ! en algunos casos& los compues"os de sales de hierro& aluminio ! sílice' Ls ./s s/0erfi,i&es son normalmen"e alcalinas como resul"ado de la presencia de las sales de los elemen"os alcalinos de la "ierra; ,&,io 1 m.*esio' Ls ./s s/%+err2*es& que son recuen" recuen"eme emen"e n"e al"as en acidez acidez de#ido de#ido a la presen presencia cia de *34$ri$o ,r%-*i,o! pueden "am#i2n con"ener aprecia#les can"idades de ma"erias disuel"as& las aguas -cidas de los ríos con"aminadas por desag
T%& T%& N5' m/es+r /* $i6isi-* r%i+rri 0r ,&sifi,r &s ./s 0or s/ $/re7 D8RE=> CL>SI@IC>CIA+ ?pm Car#ona"o de Calcio >8> Menor de 34 Mu! suave 3445 Suave 43355 Medianamen"e "e Dura 353655 Dura Mas de 655 Mu! dura F/e*+e: Energía en Calderos ! redes de Vapor ')" M8+o$os $e& +r+mie*+o 9/4mi,o 9/4mi,o $e& ./ 0r ,&$er En la pr-c"ica de la ingeniería se ha encon"rado que la ma!oría de las aguas crudas de#en ser "ra"adas químicamen"e para ser usadas sa"isac"oriamen"e sa"isac"oriamen"e en las calderas' 6'3' 6'3'33 ra" ra"am amie ien" n"oo E/"e E/"ern rno' o' se "ra"a "ra"a al agua agua con produ produc" c"os os quími químico coss uer ueraa de la caldera' Clar Clari iic icac aci% i%nn ! Sedim Sedimen" en"ac aci% i%n' n' Co Cons nsis is"e "e en elim elimin inar ar el ma"er ma"eria iall que que se
man"iene en suspensi%n' Desc De scar ar#o #ona na"a "aci ci%n %n' 'm2 m2"od "odoo para para redu reduci cirr la dure dureza za del del agua agua:: a$ad a$adie iend ndoo cier"os reac"ivos químicos' Cal hidra"ad *idr%/ido de calcio, reacciona #icar#ona"os solu#les' >$adir Car#ona"o de Sodio !a que re$/,e &&m$
$/re7 0erm*e*+e' Desmi Desminer nerali alizac zaci%n i%n'8 '8san san resina resina de in"erca in"ercam# m#io io ca"i%ni ca"i%nico: co: los ca"io ca"iones nes de
calcio ! magnesio son a#sor#idos ! el ca"i%n de sodio es li#erado' Desa De saer erea eaci ci%n %n' ' El o/íg o/ígen enoo es remov removid idoo por por de#a de#a9o 9o de 5'55F 5'55F ppm por calen"amien"o del agua con vapor usando usando es"e equipo'
6'3'6 6'3'6
ra"am ra"amien ien"o "o In"ern In"erno' o' El agua agua se "ra"a "ra"a den"ro den"ro de la calder calderaa in"rodu in"roducie ciendo ndo los los produc"os químicos en la propia caldera in"roduciendo los produc"os químicos en la propia caldera como osa"os& quela"os ! polímeros'
FIG1. PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA EN UNA PLANTA DE VAPOR
) C&$ers Son equipos que se emplean para producir vapor& agua calien"e o acei"e "2rmico& median"e la "ranserencia de calor provenien"e de la l a com#us"i%n' 8na caldera es una m-quina o ins"alaci%n& dise$ada ! cons"ruida para producir vapor de agua a elevada presi%n ! "empera"ura& las ha!& desde peque$as ins"alaciones locales para la producci%n de vapor para cocci%n de alimen"os has"a enormes ins"alaciones indus"riales& u"ilizadas para la alimen"aci%n de "ur#inas de generaci%n de elec"ricidad& ! o"ros procesos indus" indus"ria riales les don donde de se requie requiere re vap vapor or en grande grandess can"id can"idade ades& s& a al"ísim al"ísimas as "emper "empera"u a"uras ras ! presiones' En esencia una caldera es un recipien"e cerrado& lleno parcialmen"e de agua a la que se le
aplica calor proceden"e de alguna uen"e& "al como un com#us"i#le& ra!os solares concen"rados&
elec"ricidad e"c' ?ara hacerla hervir ! producir vapores' Como es"os vapores es"-n coninados a un espacio cerrado& se incremen"ar- la presi%n in"erior ! con ello la "empera"ura de e#ullici%n del agua segGn mues"ra el diagrama de ases& pudi2ndose alcanzar inalmen"e mu! elevados valores de presi%n ! "empera"ura' Es"os vapores se concen"ran en la par"e superior del recipien"e inicialmen"e vacío& conocido como domo& de donde se e/"rae vía conduc"os para ser u"ilizado en el proceso en cues"i%n' >unque el principio de "ra#a9o es mu! simple& las par"icularidades del proceso son comple9as para un "ra#a9o seguro ! eicien"e de la caldera& especialmen"e en las grandes ins"alaciones indus"riales' a! muchos "ipos de calderas de acuerdo a las "empera"uras ! presiones inales& "ipo de energía caloríica disponi#le ! volumen de producci%n de vapor' Ca#e des"acar adem-s& que incluso& para las mismas condiciones generales& e/is"en un gran nGmero de dise$os cons"ruc"ivos en cuan"o al modo de in"ercam#io de calor& la orma del quemado del com#us"i#le& orma de alimen"aci%n del agua ! o"ros muchos ac"ores& lo que hace el "ema de las calderas& o#9e"o de grandes "omos "2cnicos así como de cons"an"e desarrollo' *Minis"erio Salud & 3HH,
)" Dis0osi+i6os $e Se./ri$$ $e Ls C&$ers 3.1.1 Indicador de Nivel
oda caldera de#e es"ar previs"a de por lo menos dos indicadores independien"es que permi"an conocer el nivel del agua uno de ellos de cris"al indicador ! el o"ro puede ser las v-lvulas de prue#a' El cris"al consis"e consis"e en un "u#o resis"en"e& resis"en"e& con am#os e/"remos e/"remos conec"ados conec"ados al in"erior de caldera' Si su nivel no oscila& es"o indica que las cone/iones es"-n o#s"ruidas' *J''Severns K 'E'Delgerl& 6553, )")' M*-me+ros Son apara"os des"inados a medir la presi%n de la caldera so#re el nivel de la presi%n a"mos2ric a"mos2rica' a' Los man%me"ros man%me"ros han de ins"alarse ins"alarse de manera que se hallen aislados aislados de calor radian"e ! en si"io visi#le' El "u#o de cone/i%n es"ar- i9ado direc"amen"e a la c-mara de vapor de#iendo ir provis"o de un si%n& para que el agua condensada en el si%n sea la ac"Ge so#re el apara"o evi"ando el r-pido de"erioro del mismo por la acci%n direc"a del vapor'
apara"oo de# de#ee des"ac des"acars arsee la presi% presi%nn m-/ima m-/ima de "ra#a9 "ra#a9o& o& siendo siendo la E* & es,& del apara" capacidad del mismo *o me*or ;# 0si. 0si. m2s 9/e & 0resi-* 0resi-* $e +r%para"os de >larma La alarma unciona cuando el nivel del agua es"- demasiado #a9a& es"o para llamar la a"enci%n del operador para la condici%n del uncionamien"o' 1'3' Con"rol de encendido por presi%n de aire 1'3'4 Modulador de Llama 3.1.6 Regulador Regulador de presión de vapor 4. Compoetes !e" Sistem# !e Dist$ib%&i' !e V#po$
El sis"ema de dis"ri#uci%n de vapor inclu!e "odas las "u#erías de dis"ri#uci%n de vapor "an"o principales como secundarias' 4.1 Línea de is!ri"ución de #apor.$
El sis"ema sis"ema de "u#erías es"- comprendido por los duc"os que suminis"ran vapor vapor desde la plan"a de generaci%n *caldero, has"a has"a los pun"os que van hacer usado usado *equipos,' 4.% Aislan!e &'r(ico.$
odos odos los ma"eriales usados como aislan"e "2rmico se carac"erizan por una al"a resis"encia al paso del calor: los ma"eriales usados para el aislamien"o son; magnesia& amian"o ! lana de vidrio' Cualquier de es"os ma"eriales pueden usarse para aislarse "u#erías de vapor' La decisi%n para seleccionar el "ipo de aislan"e se "oma #as-ndose en su dura#ilidad ! el ahorro de com#us"i#le que ocasiona' *8S=C=EJISI& *8S=C=EJISI& 655, T%& N5 N5 *os m/es+r m/es+r Es0eso Es0esorr $e is&* is&*+es +es re,om re,ome*$ e*$$o $oss 0r 0r &s +/%er4 +/%er4s s
,o*$/,e* V0or Di-me"ro De u#ería ES?ES0R DE >ISL>+E *cm, *pulg, 345NC 655NC 3'5 3'5 3'5 3'4 3'5 3'5 6'5 3'5 3'4 6'4 3'4 3'4 1'5 3'4 3'4 '5 3'4 3'4 .'5 3'4 3'4 '5 3'4 6'5 35'5 6'5 6'5 F/e*+e: E*er.4 e* ,&$eros 1 re$es $e 60or A%to&"#ve
6.5NC 3'5 3'4 3'4 3'4 3'4 3'4 6'5 6'5 6'5
Es"os equipos emplean a vapor de agua sa"urada& a una presi%n de 34 li#ras lo l o que permi"e que la c-mara alcance una "empera"ura de 363NC' Cuando se u"iliza es"e m2"odo es impor"an"e con"rolar en la au"oclave la relaci%n en"re la "empera"ura& la presi%n ! el "iempo de e/posici%n& !a que es"os ac"ores crí"icos en el proceso' Solo cuando el vapor se coloca #a9o presi%n& es cuan cuando do su "empe "empera ra"u "ura ra aume aumen" n"aa
por por encim encimaa de los 355NC 355NC ! es"o es"o perm permi"e i"e alcanz alcanzar ar las las
"empera"uras de es"erilizaci%n *363NC, Es"e m2"odo de elecci%n para es"erilizar ma"eriales "ermoes"a#les ! no sensi#les a la humedad como medios de cul"ivo& cul"ivos de microrganismos para descar"ar& ins"rumen"os quirGrgicos' El "iempo de es"erilizac es"erilizaci%n i%n se de#e comenzar comenzar a con"ar con"ar una vez que se han alcanzado alcanzado los 363NC en la c-mara in"erna de la au"oclave' ?ara con"rolar con"rolar la es"erilizac es"erilizaci%n i%n por vapo vaporr a presi%n presi%n se emplean emplean indicadore indicadoress ísicos ísicos "ales como como medido medidores res de presi% presi%n& n& "erm%me "erm%me"ro "ros& s& o "erm%g "erm%gra raos' os' >unq unque ue es"os es"os con con"ro "roles les son ampliamen"e u"ilizados& ac"ualmen"e se consideran m2"odos secundarios para el con"rol del proceso ! son los indicadores #iol%gicos los que permi"en de"erminar si realmen"e se llev% a ca#o en orma eec"iva la es"erilizaci%n' >' DESI ESIL> L>D D0R >LIME+>D0R ?>R> ?>R> >CEIES >CEIES ES?ECI>LES ES?ECI>LE S B' C' D' E' @'
Ma"er Ma"eria iale less ! M2"o M2"odo doss Discu iscusi si%n %n Conc Co nclu lusi si%n %n Bi#li i#liog ogrraía aía >ne/os
