IMVASE
Generador de vapor Caso de análisis
NOMBRE: Gino Aliaga Florencio Cruz CARRERA: IMVASE ASIGNATURA: ASIGNATURA: PROFESOR: FECHA:
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Introducción Para producir un cambio de estado en un fluido es necesario aplicarle una serie de propiedades químicas y térmicas las cuales harán posible la condensación de este para generar condensación. En las calderas este es el principal proceso para generar vapor, a costa de cambios de temperatura en el fluido esta produce el vapor necesario para el cual la maquina está diseñada, como hay una serie amplia de diseños de calderas con diferentes componentes y sistemas en su interior y exterior generalizaremos y nos centraremos en una específica, la cual es el generador de vapor mixto UL-SX Series que consta con una serie de características relevantes a analizar. Bajo las condiciones de convección el fluido en la caldera se transforma en vapor esta es una ley termodinámica de transferencia de calor pero ¿Cómo optimizar un mejor calentamiento del fluido?. Debido a que un componente de la caldera llamado quemador tiene una serie de ductos en donde se reutilizan los gases de la combustión para el proceso de precalentado de agua y aire. Dado el caso a analizar sobre el caso critico de la caldera se mostraran las diversas fallas que esta presenta y además los ¿Por qué? De cómo se generan, dando paso a entregar una serie de posibles soluciones para prevenir que estas sucedan y para darle una mantención preventiva a este generador de vapor. La diferenciación de fallas es primordial para saber cómo actuar en la prevención, por lo que se precisa en encontrar el campo de la falla, ya sea esta de tipo mecánica, de calibración entre otras, para tener en cuenta la mantención y el tipo de elementos comprometidos en su reparación y buen funcionamiento.
1 Definir los sistemas que logran el funcionamiento de la maquina Generador de vapor mixto UL-SX series (vapor recalentado a alta presión) El funcionamiento de un generador de vapor mixto data desde hace muchos años cuando un científico descubrió que el vapor se puede utilizar para una serie de utilidades que tiene el hombre. Su principio de funcionamiento consta con una interacción de varios componentes del generador los cuales trabajando juntos transforman las energías mecánicas en químicas para poder dar pie a la termodinámica y así generar intercambios de calor. Las calderas están diseñadas para generar vapor. El vapor se genera por transferencia de calor a presión constante al lugar en donde se encuentra el fluido a calentar, este fluido se encuentra generalmente en estado liquido, que al ser calentado cambia de fase a estado gaseoso conocido como vapor saturado. El vapor es un elemento que tiene una variedad amplia de aplicaciones, por lo que las calderas tienen múltiples usos, generalmente en el ámbito de la industria. Algunas de sus aplicaciones son: Precalentar otros fluidos Generadores de electricidad (centrales termoeléctricas) Esterilización
2 Principio de funcionamiento y proceso de generación de vapor Debido a que existen una serie de generadores de vapor existen diversos métodos para poder cubrir la misma finalidad de la caldera, teniendo en cuenta esto nombraremos tres de los principales sistemas de la caldera que se involucran directamente en la generación de vapor; los cuales son:
Circuito de aire para la combustión Circuito de los gases de la combustión Circuito del agua a vapor
Circuito del aire de la combustión:
Este es el encargado de suministrar el aire requerido que será depositado en la cámara de combustión, en donde en su interior se mezclara con el combustible adicionado para generar la combustión. Antes de entrar a la cámara de combustión el aire pasa por una serie de circuitos y procesos para luego ser enviado por tiro forzado mediante un ventilador hacia el quemador, este aire también es previamente calentado hasta llegar a los 80 °C para disminuir su presión la cual favorecerá a la combustión y también a la emanación de gases. El quemador es el encargado de la combustión del aire previamente calentado que entro a la cámara de combustión, la cual en su interior aloja una serie de inyectores que son los encargados de suministrar el combustible que mezclado con este aire generaran la combustión.
# Pre calentador de aire para la combustión
Circuito de los gases de la combustión:
Una vez generada la combustión del aire combustible en el quemador este producirá gases de combustión, estos gases serán reutilizados para diversas funciones. Los gases serán conducidos por diferentes ductos los cuales los enviaran a otros dispositivos en donde se utilizaran para un previo calentamiento de los elementos utilizados en la caldera. Los gases serán conducidos a el economizador al domo principal y al sobrecalentador de la caldera.
# Quemador del generador de vapor
Circuito de agua a vapor:
En la caldera o generador de vapor el agua entra a través de bombas multirodete la cual conduce al interior el agua a través de un flujo forzado, la primera etapa del agua es en el economizador que utiliza los gases de la combustión para precalentar el fluido mediante el proceso de convección y luego mandarlo al domo principal donde el agua se calienta entre los 250 °C a los 300 °C creando el proceso de condensación del agua para pasarla de estado liquido a gaseoso creando vapor saturado.
# Tambor de separación o domo
Características del generador de vapor UL-SX Series
Problemas y solución de las fallas 1 Falla: El funcionamiento en el quemador presenta problemas de partida producto de que los inyectores presentan corrosión, disparándose constantemente la alarma sonora de bajo nivel de agua.
Problema:
Quemador presenta problema de partida, inyectores corroídos Solución:
se deberá realizar una Revisión del quemador para verificar que el estado y funcionamiento de esta, problema exceso de humedad al tener humedad el sistema se produce corrosión y acorta la vida de los componentes, al estar el combustible contaminado provoca una cantidad de fallas ya que todo parte desde la mezcla de encendido de un motor, además si el muelle del inyector se encuentra vencido provoca un exceso de humedad.
2 Falla: Las bombas Roto dinámicas de tipo multirodete con acoplamiento flexible solo en ocasiones han generado ruidos y vibraciones anormales.
Problema: Ruidos y vibraciones anomalías con bomba desequilibrio en rodete, alineación laser. Solución:
se implementará un plan de mantenimiento para alargar la vida útil de la bomba por su gran valor y el funcionamiento importante que produce en el sistema. Se Realizarán trabajos de lubricación para las partes móviles, así podremos disminuir su desgaste y elevar su vida útil, si este tiene muchos movimientos deberá reemplazar para que no se produzcan vibraciones.
3 Falla:
Temperatura fuera de lo normal en las paredes externas de la caldera
-Problema:
Temperatura fuera de los limites nominales en las paredes en la máquina, suciedad en el depósito de la caldera.
-Solución:
se implementará un plan de mantenimiento para este sistema el cual consiste en realizará una limpieza completa a todos los componentes para chequear que este todo bien para así poder calibrar los parámetros de la temperatura y no produzca cambio en el sistema así tendremos un óptimo trabajo y una seguridad al momento de operar la maquina ya que es un tema muy importante si la maquina se recalienta, puede provocar fallas gravísimas provocando hasta la muerte en el operador.
4 Falla:
Problema para accionar la válvula de seguridad
-Problema:
Posiblemente el perno de la palanca se encuentre corroída
-Solución:
Deberemos implementar un plan de mantenimiento en el sistema ya que no está haciendo bien su función, se implementará un control visual para así poder buscar la posible causa de la corrosión, este se tendrá que reemplazar ya que al estar agripado no funcionara adecuadamente y este funcionamiento es uno de los componentes más importantes en el sistema.
5 Falla:
La válvula de purga no funciona hace semanas -Problema: Posiblemente se encuentra el hilo de la rosca interna gastado
-Solución:
se realizará un plan de mantenimiento para sacar lo mejor de esta válvula ya que es un elemento fundamental en el circuito, para empezar, realizaremos una investigación porque el hilo no está soportando las cargas necesarias, una vez verificando el problema y estudiando los tipos de fuerza que soporta se tendrá que comprar una rosca nueva para que no ocurra la misma falla.
6 Falla:
Las llaves de prueba de salida de vapor están deterioradas -Problema: Problema con la llave de salida de vapor, al estar el resorte vencido o que este gastado este no funcionara debidamente.
-Solución:
Implementaremos un plan de mantenimiento para darle más durabilidad a los elementos , empezaremos realizando un estudio de la cual se llevará a cabo para tomar la decisión de incorporar uno nuevo, analizar la calidad de los materiales y calcular los parámetros necesarios del resorte para así e identificar el plan de mantenimiento para que tenga una vida útil más extensa
7 Fallas :
Los presostatos no se han calibrado nunca -Problema:
El presostato presenta des calibración en su operación.
-Solución:
Se realizará un plan de mantenimiento en este sistema y darle una seguridad a productor que es se está haciendo un trabajo con los parámetros necesarios y una calibración adecuada del sistema ya que este cuenta con un mecanismo de precisión.
8 Falla:
En varias oportunidades se observaron sólidos en suspensión dentro del estanque con agua para la alimentación. -Problema:
Sólidos en suspensión en la zona del estanque, al estar partículas.
contaminado el estanque por
-Solución:
Deberemos implementa un plan de mantención para este sistema ya que no está dando lo mejor ya que es una parte principal del sistema, es donde se almacena todo el combustible. Se deberá realizar un chequeo al sistema de inyección, empezando por los filtros y sus respectivas cañerías, los filtros no se pueden limpiar ya que por catálogos y por seguridad es recomendable remplazarlos.
9 Fallas:
Cuando se han medido la concentración de iones de hidrogeno se han detectado un valor menor al recomendado. -Problema: Niveles de iones de hidrogeno menores, al tener una gran cantidad de acides en el agua esto quiere decir que no fue tratada correctamente.
-Solución: En este sistema implementaremos un plan de mantenimiento par que logre su buen funcionamiento y su eficiencia necesaria por lo cual se partirá realizando un estudio de los parámetros necesarios para así empezar a calibrar para que la presión y temperatura se encuentre dentro de los parámetros necesarios para un buen tratamiento del agua.
10 Fallas:
A través de las tapas de registro e han observado un aumento progresivo de las incrustaciones y la corrosión. -Problema:
Aumento progresivo de incrustaciones y corrosión, al tener un filtro en mal estado y la suciedad del agua siempre tendremos un aumento en incrustaciones y corrosión en el sistema.
-Solución: Deberemos realizar un plan de mantenimiento, Por ende, se realizará un óptimo tratamiento al agua para que esta no produzca segundas fallas, los filtros se cambiaran nuevos para que el sistema quede completamente limpio y sin contaminación y así retiraremos todo tipo de corrosión en el sistema.
11 Falla:
Las trampas de vapor están en mal estado, lo cual afecta a la calidad de vapor sumistrado. -Problema:
baja calidad en el vapor, las trampas de vapores se encuentran en mal estado ya que no cumplen su funcionamiento óptimo de trabajo ideal.
-Solución: Se realizará un plan de mantenimiento este este sistema para sacar lo mejor de las trampas y realiza un estudio porque están en mal estado, al estar seguro de todos sus parámetros necesarios y todo en orden, con su limpieza correspondiente se realizará una calibración adecuada para este sistema.
12 Falla:
Indicador de nivel de agua en el interior de la caldera esta sin visibilidad. -Problema:
El indicador de nivel de agua no está cumpliendo su función, al tener suciedad el sistema este no trabaja en un óptimo funcionamiento.
-Solución:
Se realizará un plan de mantenimiento para restablecer un estudio necesario el porqué de esta causa empezaremos realizando una limpieza y/o cambiar el indicador de agua, pero se tendrá que hacer una limpieza en general a todo el sistema para que no ocurra la misma falla reiteradas veces, así economizaremos tiempo y dinero en reparaciones y paradas de la maquina
13 Falla:
El desgasificador no está extrayendo los gases disueltos en el agua. -Problema:
el desgacificador no cumple su función ya que al estar contaminado por la suciedad este no extrae la cantidad necesaria de oxígeno y no cumple su optimo trabajo.
-Solución:
se implementará un mantenimiento para que cumpla con las capacidades de detectar los parámetros necesarios en el sistema, se realizará una limpieza del desgacificador o se cambiará siempre y cuando no tenga reparación.
14 Falla:
El sistema presenta fugas por los franges de unión de tuberías. -Problemas:
Sistema de tubería presenta fugas, al no tener un mantenimiento las incrustaciones de las tuberías estas producen fugas en el sistema.
-Solución: implementaremos un mantenimiento correctivo para que los flanges estén apretados adecuadamente y evitar las fugas por exceso de presión y realizar una inspección las soldaduras.
Conclusión
Para lograr generar un vapor de calidad las calderas o generadores de vapor deben estar en condiciones óptimas de funcionamiento, ya que es muy importante para el uso en la industria de esta. Se deben hacer las mantenciones correctas para evitar las fallas de la caldera ya que si esta comienza a tener déficit en sus componentes estos comenzaran a disminuir la producción además de generar peligros para los operarios de esta, ya que si por una u otra manera fallan componentes de presión de esta máquina estos pueden provocar grandes desastres e incluso la muerte de sus manipuladores. Con buenas mantenciones se cerciora que la maquina trabaje de manera correcta generando las cantidades de vapor estipuladas por el fabricante, además de estar confiados en que esta está generando una economía de combustible y unas correctas emisiones de gases. Es de vital importancia ir haciendo las mantenciones de la maquina y también revisando e inspeccionando el funcionamiento y componentes de esta para evitar que llegue el estado critico donde es de alta peligrosidad que esta opere. A partir de los conocimientos sobre el generador de vapor que tenga el operador podrá cerciorarse de que este trabajando correctamente y a la capacidad necesaria para cubrir la parte de la industria a la que este destinado, es necesario mencionar que cada cierto tiempo debe inspeccionarse la maquina y según el control de mantenciones estas deben efectuarse de manera de evitar las fallas de la caldera.
Bibliografía Información de calderas https://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(m%C3%A1quina)
Descripción del funcionamiento de un generador de vapor : http://www.monografias.com/trabajos93/descripcion-del-funcionamiento-generadorvapor/descripcion-del-funcionamiento-generador-vapor.shtml#ixzz4rN41yB2L
Generador de vapor
https://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_vapor
Adelante con el vapor con unos costes mas bajos (programa de fabricación de calderas de vapor) incluye el modelo UL-SX series http://campusvirtual.edu.uy/archivos/mecanicageneral/CALDERAS/Dampfkessel_sp.pdf
Imágenes Componentes del generador de vapor mixto https://www.google.cl/search?q=componentes+del+generador+de+vapor+mixto&o q=componentes+del+generador+de+vapor+mixto&aqs=chrome..69i57.11294j0j7&source id=chrome&ie=UTF-8
