mant. de calderas

TECSUP - PFR Maquinas Térmicas

89

UNIDAD VI

MANTENIMIENTO DE LAS CALDERAS 1. TRATAMIENTO DE AGUAS PARA ALIMENTACIÓN DE CALDEROS

Las cuatro tareas básicas El principal objetivo de tratar el agua de alimento para calderos, es la eliminación de los problemas causado por las incrustaciones la corrosión el arrastre \ la fragilidad cáustica. Las incrustaciones reducen las transferencias de calor. El agua de alimento, que contiene sólidos disueltos, impresa al caldero con el fin de continuar la generación de vapor. Como el vapor es prácticamente agua pura (H2O) y sale continuamente, los sólidos se quedan dentro del caldero y se concentran hasta precipitación. La precipitación es generalmente de naturaleza cristalina, de esta manera la incrustación formada queda adherida fuertemente a la superficie metálica. Químicamente, la incrustación consiste de compuestos insolubles de calcio y magnesio, y algunas veces cementado con sílice formando una masa muy dura. A medida que se eleva la presión del caldero, el problema de incrustación se agrava. Las sales de carbonato de calcio y sulfato de calcio se hacen menos solubles a medida qUe se eleva la temperatura del agua de caldero. La formación de incrustaciones se controla por:

1. Tratamiento externo: reduciendo o eliminando el calcio, magnesio, o sílice,

antes que el agua ingrese al caldero. 2. Tratamiento interno: agregando productos químicos al agua, qUe causan la

precipitación en forma de lodos suaves, o permanecen dispersos en la solución.

3. Purga.- Removiendo agua de caldero concentrado conteniendo sólidos disueltos y lodos.

La corrosión disuelve la superficie metálica La corrosión en e' circuito de calderas puede ocurrir: 1. Cuando la alcalinidad del agua, es bajo (pH 5-7) 2. Cuando oxígeno disuelto, dióxido de carbono u otros gases corrosivos están

presentes.

Máquinas Térmicas TECSUP - PFR

90

3. Cuando áreas localizadas están expuestas a altas concentraciones de cáustico.

El ataque por pH bajo se caracteriza por pérdida de metal en un área grande, mientras que el oxígeno y gases corrosivos pueden producir abundante picaduras. El tratamiento preventivo, para calderos, economizadores, calentadores de agua de alimento, tuberías, etc., incluyen:

1. Neutralizando la acidez y controlando el pH dentro de límites específicos. 2. Extrayendo los gases disueltos, en desaereadores y IUO90 agregando

secuestradores de oxigeno. 3. Neutralizando el efecto del dióxido de carbono con amoniaco, o aminas

neutralizantes, y 4. Depositando una película protectora sobre las superficies metálicas (aminas

fílmicas).

Arrastre causado por salpicaduras v espuma

El arrastre ocurre cuando humedad y sólidos disueltos salen junto con el vapor del caldero. Recalentamiento y problemas mecánicos en máquinas y turbinas son causados por las gotas de humedad. El arrastre también deposita sólidos en los sobrecalentadores y hojas de turbina. Las principales causas del arrastre son las salpicaduras y la espuma. Las salpicaduras se producen cUando ocurre oleadas de agua en la salida de vapor, debido a demandas bruscas de vapor, distribución irregular del juego, nivel de agua muy alta y diseños de caldero erróneo. Espumaje es la formación de pequeñas burbujas estables, dentro del caldero, produciendo una elevación del nivel de agua, permitiendo salpicaduras y arrastres de impurezas a la turbina. La contribución más fuerte para el arrastre, son los excesivos sólidos disueltos y suspendidos, alta alcalinidad y la presencia de varios aceites y orgánicas que reaccionan con la alcalinidad. Se controla el arrastre, con separadores mecánicos en el tambor del caldero, tratamiento apropiado de agua incluyendo la correcto cantidad de purga.

Fragilidad cáustica Fragilidad cáustica o rotura intercristalina del metal tiene lugar cuando estas condiciones están presentes: 1. El agua de caldero debe tener características de fragilización y ser capaz de

atraer el metal del caldero. Ello se debe a la presencia de alcalinidad de hidróxidos libres y algo de sílice.


91

2. Fugas lentas de agua de caldero a través de juntas, uniones o rendijas. El agua de caldero se vaporiza y escapa dejando altas concentraciones de alcalinidad hidróxido en las rendijas.

3. El metal del caldero debe estar sometido a grandes esfuerzos en el puesto de la fuga de agua.

Con soldaduras modernas y métodos de alivio de esfuerzo la fragilidad ya no es Un problema. Para controlar la fragilidad ya establecida se usa inhibidores como nitrato de sodio, derivados de lignina y faninos. También regulando por un control congruente de fosfato pH.

Sección A Sección B Sección C

Figura 1. Efectos del caliche sobre la superficie de calentamiento del caldero.

Si existiera Una gran disponibilidad de agua de calidad mUy pura, no se requeriría ninguna preparación antes de usarla en la generación de vapor para procesos o producción de electricidad. En realidad el USO de tal agua es solamente alcanzado en circunstancias muy limitadas - es por ello la necesidad de lavados químicos V mecánicos que se hacen a los calderos en forma regular y muy raramente se usa esta agua en el sector industrial. Limitados entonces al agua de menor calidad del ideal para alimentación de calderos, los operadores de calderos deben recurrir al tratamiento químico para prevenir la corrosión dentro de los calderos y para evitar la formación de incrustaciones. El USO del tratamiento químico y la operación de cualquier sistema de generación de vapor, deberá ser tan lógico, discriminante y profundo como la formación de cualquier otro programa qUe involucre la protección de equipos de capital, seguridad de capacidad de producción y eficiencia de operación. Los


92

productos químicos recomendados para una función dada deberán ser evaluados de acuerdo a SUS funciones, ventajas relativas y cualidades indeseables o limitaciones.

Figuras 2.

SULFITO

HIDRAZINA

DESAIREADOR TQ

QUELANTE

POLIFOSFATO

ACONDICIONADOR DE LODOS

AMINA NEUTRALIZANTE

ANTIESPUMANTE

AMINAS FILMICAS

AMINAS NEUTRALIZANTES

CABEZAL DISTRIBUIDOR DE VAPOR

TAMBOR DEL VAPOR

TUBOS DE BAJADA Y DE SUBIDA

TAMBOR DE LODOS


93

CARACTERÍSTICAS DE PRINCIPALES PROGRAMAS DE TRATAMIENTO QUíMICO PARA AGUAS DE CALDERO

PROGRAMA

FAVORABLE

DESFABORABLE

FOSFATO CONVENCIONAL

1. Las sales de dureza son convertidas a una forma fácilmente removible por las purgas de fondo

2. Concentraciones relativamente altas de sólidos suspendidos se controlan satisfactoriamente

1. Los calderos de alta presión no toleran la formación interseccional de lodos en el caldero.

2. Las concentraciones de alcalinidad requeridas son muy altas, para operaciones superiores a 1500 psig.

3. Contaminación de aceite o material orgánico producen depósitos muy adherentes.

FOSFATO COORDINADO

1. La corrosión cáustica puede ser eliminada.

2. Produce concentraciones bajas de sólidos y pureza muy alta de vapor.

3. Se forman depósitos fácilmente removibles

1. En calderos que contienen depósitos o incrustaciones, la interacción química del hierro y el fosfato pueden conducir a la corrosión cáustica

QUELANTES

1. Se obtiene una óptima transferencia de calor y eficiencia del caldero bajo una alimentación con agua de buena calidad.

2. La eliminación de lodos del caldero

1. La imposibilidad de determinar y controlar el residual del quelante libre puede conducir a una sobredosificación produciendo corrosión. Esta se hace más peligrosa cuando el tratamiento se aplica a un caldero que posee incrustaciones

2. No acomplejará al hierro o al cobre bajo condiciones de ph normal en el agua del caldero.

3. La presencia de oxígeno en el agua de caldero conducirá a una excesiva corrosión quelante.

TOTAL VOLATIL

1. Se consigue un contenido de sólidos de casi “cero” y alta pureza de vapor cuando el agua de alimentación esta en condiciones ideales, con alguna protección anticorrosiva.

1. La contaminación del agua de alimentación pude excederse, inhibiendo la actividad del producto volátil, lo que conducirá a corrosión en el caldero.

2. La introducción de contaminantes en el agua de alimentación produce depósitos que pueden ser difíciles de remover.


94

Figura 3.


95

2. MANTENIMIENTO RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE MENTENIMIENTO DE CALDEROS AUTOMATICOS COMPACTOS DE TUBOS DE FUEGO. 2.1. GENERALIDADES

Muchos de los accesorios componentes de un Caldero monobloque automático de tubo de fuego tiene por objeto su operación en las condiciones más seguras posibles. Su equipamiento para operación completamente automática, es justamente uno de los aspectos más atractivos que le han ganado la aceptación en la Industria, Hospitales y otros campos de la actividad humana, justamente porque se les reconoce su habilidad de ser empleados sin la atención c-constante del personal que lo maneja. Sin embargo, en la práctica, los problemas de seguridad comienzan a nacer cuando el Caldero no recibe la atención adecuada que su conservación exige. A posar de las recomendaciones que en este sentido hacen los fabricantes y las Compañías Aseguradoras, en muchos casos se conceptúa que mientras el Caldero esté trabajando, no hay necesidad de hacerle mantenimiento; pero, la realidad es otra, a pesar de su "automatismo", siempre necesita mantenimiento. E1 Caldero que se limpia solo y que se chequea solo, aún no ha sido inventado. Recordemos esto constantemente: los fabricantes de Calderos no tienen control sobre mantenimiento. Esto es de la responsabilidad exclusiva de los Operadores. Reconociendo el poco cuidado que estas unidades reciben por parte de su usuario, Calderos controles regulados y sellados por los fabricantes parecen ser los que tendrían mayor aceptación en el futuro. MANTENIMIENTO GENERAL: El operador de Caldero debe estar siempre atento para reparar a la brevedad posible cualquier tubería de vapor, agua o petróleo que presente fugas o perdidas. Chequéese periódicamente el ajuste de pernos, tuercas, prisioneros, empaquetaduras de válvulas y ajuste cuando sea necesario.

2.2. PROGRAMA DE SERVICIO DE MANTENIMIENTO Servicio Mensual 1. Comprobación del buen funcionamiento de la columna principal de

mando de bomba (arranque y parada, etc.). 2. Ajuste y balance de combustión. 3. Revisión del filtro de entrada de aire al compresor. 4. Comprobación de la falla de flama en relación con la celda

fotoeléctrica. 5. Chequeo de la válvula de seguridad (presión de apertura de acuerdo

a condiciones de seguridad).


96

Servicio Trimestral 1. Revisión del Quemador (limpieza de toberas, calibración de

eléctrodos, chequeo del Transformador de ignición y conductores eléctricos).

2. Revisión y limpieza de presostatos. 3. Comprobación de las alarmas contra falla de flama y bajo nivel de

agua. 4. Chequeo de válvulas de control de flujo e instrumentos de medición. 5. Revisión del filtro de petróleo, agua, niveles, ajustes de faja de

transmisión de fuerza. 6. Prueba del C02 en los gases de combustión. Servicio Semestral 1. Revisión del PRE-calentador de petróleo y ajuste de los termoswitch y

termostatos. 2. Revisión del compresor de atomización de aire y el soplador de aire

de combustión. 3. Conservación del refractario de la puerta posterior y empaquetadura. 4. Revisión de los tubos de fuego y placas (varillas y limpieza) 5. Observación interna de los tubos, para controlar depósitos de caliche

manguereado o tratamiento químico.

Servicio Anual 1. Revisión del Programador electrónico y secuencia de la operación de

la Unidad. 2. Revisión del estado de los cojinetes de los motores del Caldero y

Motor. 3. Chequeo de la bomba de agua, incluyendo válvulas y accesorios 4. Revisión y cambios de los controles de seguridad que acusen

defectos. 5. Prueba hidráulica a presión de operación 6. Cambio de empaquetaduras Man-Hole, Hand-Hole del Caldero 7. Revisión del refractario y empaquetaduras. 8. Observación de los tubos (varillado, maguereado a presión, limpieza

química en caso necesario).

Lavado del caldero nuevo Después de dos meses, como máximo, de haber puesto en servicio un caldero nuevo, debe vaciársele completamente el agua, sacársele todos los registros de hombre y de mano, lavando a conciencia todo su interior con agua a presión (60-80 lbs/pul2). Esta limpieza permite observar los tubos y las placas y constatar si hay depósitos de incrustaciones, comienzos de picaduras en los tubos y recalentamiento del material, todo lo cual da un indicio si es efectivo el tratamiento que se le esta dando al agua de alimentación del Caldero. En lo sucesivo, los periodos de limpieza pueden ser cada tres o cuatro meses, de acuerdo al tipo de agua, tipo de carga, etc.


97

Limpieza de los tubos de fuego Inspecciónese el interior de los tubos de fuego (la primera vez que se lave el Caldero). Si los tubos están sucios de hollín, límpielos con las escobillas de acero especial (parte del equipo de herramientas); los tubos pueden limpiarse desde cualquier lado del caldero y el hollín removido por la limpieza debe ser extraído del caldero. Los tubos del Caldero son de acero especial, cuya medida indica el diámetro exterior. Una vez cortados a la medida debe recocerse las puntas en cal viva, para eliminar las tensiones internas del material, facilitando así el expandido del tubo.

Refractario Las Tapas: Delantera y posterior, deben mantener su refractario en las mejores condiciones posibles con el fin de proteger las planchas metálicas de la acción del fuego. La parte Periférica: Debe mantenerse en buen estado la cinta o cordón de asbesto de acuerdo a las dimensiones o especificadas por la fabrica.

Tapa: El resto de la superficie debe recubrirse cuando se reacondicione con Refractario Castable Súper o ladrillo de arcilla refractaria: 60% sílice, 407. alumina, unidos entre sí y usando como mortero el refractario HARWRCO-SON, que es un cemento plástico refractario (140-180) kg/millar de ladrillos.

Boca del flue central: En esta zona, donde se inicia el fogueo, se deberá colocar ladrillos de arcilla refractaria: 6070 sílica y 4070 de alúmina, unidos con el mortero HARWACO BOND. En caso de no disponer de ladrillos de arcilla refractaria, se puede usar el refractario PLI8RICO, que es un cemento refractario plástico que se aplica por pares y golpeando a mazo contra las superficies a proteger, hasta lograr su compactación.

Es conveniente aplicar cada tres o cuatro meses una mano de mortero HARWACO-SON a toda la superficie badilejo o brocha, después de haber logrado un mortero de consistencia de croma. Después de reparar el refractario, dejar que este se seque al aire libre por lo menos unas 6 u 8 horas, luego se puede proceder a encender el caldero en bajo fuego por unas cuatro horas antes de entrar en servicio. Reajustar pernos de las tapas.

Mantenimiento del Quemador El secreto de un buen funcionamiento de los quemadores, depende de dos factores: a. Que el petróleo este limpio y la temperatura conveniente. b. Mantener limpio la boquilla de atomización (no usar herramientas metálicas; usar madera, brochas y Kerosén. El filtro de petróleo deberá limpiarse frecuentemente.


98

Soldaduras de tubos Y Placas Ocasionalmente, cuando se cambian tubos o se obturan rajaduras en las placas, es necesario emplear soldadura eléctrica de características apropiadas, es decir, que tenga adecuada resistencia y penetración. Para la soldadura de los tubos en las placas, se recomienda emplear soldadura marca "OERLIKON", tipo M-6012 o H-6013; para la soldadura de unión entre las placas de tubos y el casco cilíndrico, se recomienda para los cordones base, soldaduras marca "OERLIKON", tipo "SUPERCITO 7018" que tiene mayor penetración y para el cordón de acabado, soldadura marca "OERLIKON", tipo "FERROCITO 7026". Empaquetaduras Las empaquetaduras periféricas de las tapas delanteras posteriores, de "huecos de mano y de hombre", deben mantenerse en buen estado, para lo cual es recomendable impregnarlas con una pasta hecha con grafito en polvo, mezclada con aceite SAE30. Si se observa que las empaquetaduras están duras (tiras) y frágiles, deben reemplazarse por otras nuevas. Deben disponerse en el almacén por lo menos un juego completo de empaquetaduras, de repuesto.

CALDERO DE 50 HP PARTE POSTERIOR ABIERTO CONTROL DE RECAMBIO DE TUBOS

Figura 4.


99

DECLARE LA GUERRA AL DETERIORO PREMATURO DE LOS TUBOS

Figura 5.


100

Figura 6.


101

Figura 7.

Pasos en la preparación de calderas para la inspección

Figura 8.


102

Figura 9.


103

Las calderas de tubos de fuego...

Figura 10.


104

Figura 11.


105

Figura 12.


106

Figura 13.


107

Figura 14.


108

ANOTACIONES: .............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

.............................................................................................................................

mant. de calderas

Documents