El cierre de esta válvula se produce mediante un contrapeso colocado sobre un brazo de palanca que la presiona. La regulación de esta válvula se consigue alejando o acercando el contrapeso de la válvula.
Por ningún motivo el Operador de Caldera debe variar esta regulación, ni menos anular su funcionamiento. Debe probarse todos los días, levantando manualmente el contrapeso, para estar seguro de su normal funcionamiento.
c) Válvula de Peso Directo.
En estas válvulas la presión sobre ella se consigue a través de unos discos metálicos cuyo peso actúa sobre dicha válvula. Para regularla a la presión deseada se agregan o sacan discos. Estos discos están colocados en sus respectivos guías.
d) TAPÓN FUSIBLE
Este accesorio de seguridad es utilizado en algunas Calderas. Consiste en un tapón de bronce con hilo Que comunica la cámara de agua con el fogón de la Caldera. Va instalado en el tubo hogar y tiene un orificio cónico en el centro, relleno con una aleación Metálica (plomo – estaño) de bajo punto de fusión (no mayor de 250° C). El objeto del tapón fusible es permitir el paso de vapor y agua hacia el hogar cuando el nivel de agua en la caldera baja más allá del mínimo permitido.
Cuando el nivel de agua baja a ese nivel, la temperatura aumenta, se funde la aleación del tapón y cae agua y vapor al hogar apagando el fuego. Sirve además de alarma al fogonero para evitar mayores perjuicios a la caldera.
Nunca deben reemplazarse los tapones fusibles por pernos o soldar el orificio Donde éstos van alojados. Los tapones fusibles deben ser reemplazados cada vez que se observen defectos en ellos.
c) ALARMAS
a) Silbatos.- Algunos generadores de vapor llevan Linos accesorios de seguridad llamados silbatos de alarma que funcionan cuando el nivel de agua en el interior de la caldera ha bajado más allá del nivel mínimo aceptable
Consiste en un tobo metálico con el extremo inferior abierto y sumergido en el interior de la caldera, hasta el nivel mínimo aceptable de agua.
ACCESORIOS DE AUMENTACIÓN DE AGUA
Los accesorios de alimentación de agua sirven para reponer el agua que se ha vaporizado en el interior de la caldera. Entre éstos tenemos los siguientes:
BOMBAS DE ALIMENTACIÓN
Las bombas de alimentación de agua para calderas se pueden clasificar en:
Bombas de émbolo
Bombas centrífugas
a) Bombas de émbolo.- Funcionan ejerciendo presión directamente sobre el líquido bombeado. La entrada y salida del agua de la bomba está controlada por válvulas que se abren y cierran intermitentemente.
Las bombas de embolo pueden ser sencillas (de un solo cilindro) o dúplex (de dos cilindros), ambas, si son movidas por vapor, tienen una cañería de alimentación y una de escape de vapor. También tienen una cañería de aspiración y otra de descarga de agua.
b) Bombas centrífugas.- Estas bombas ejercen presión sobre el agua al girar un impulsor que está dentro de una carcaza. En estas bombas la entrada y salida del agua es continua, sin válvulas ni dispositivos especiales.
INYECTORES DE AGUA
Los inyectores funcionan con el mismo vapor que produce la caldera y son capaces de descargar agua a una presión de 2 a 4 Kg./cm2 mayor que la presión del vapor que los alimenta. Funciona entregándole gran velocidad al agua (energía cinética) la que se transforma en energía potencial capaz de vencer la presión interna de la caldera.
Un inyector trabaja mejor mientras mayor sea la presión del vapor de una caldera y el agua de alimentación lo más fría posible. Ningún sistema de alimentación de agua para calderas puede estar conectado directamente a la red de agua potable.
Los inyectores de agua son dispositivos que permiten alimentar o introducir agua en el interior de la caldera. Su uso se encuentra justificado por la necesidad de introducir agua a la caldera cuando se presenten fallas de energía eléctrica o daños en las bombas de alimentación de agua. Los inyectores son elementos de emergencia muy valiosos por el servicio que prestan y deben ser considerados como prioritarios.
Los inyectores funcionan de la siguiente forma: (ver Figura 1).
El vapor que ha sido extraído de la caldera se inyecta a la TOBERA del inyector en donde se le imprime una alta velocidad, posteriormente pasa al ducto llamado tubo de mezclas y sale por la válvula de retención que se encuentra en la cámara de mezclas.
La gran velocidad con que pasa el vapor crea un vacío en la garganta del tubo de mezcla. El vacío producido por el aire es lo suficientemente grande, que hace entrar agua al tubo de mezclas. Al llegar agua a éste, el vapor se condensa.
La forma del tubo de mezcla permite mantener constante la velocidad de la mezcla de agua vapor. El chorro de agua que circula a una velocidad muy alta, pasa a la cámara de mezclas, atravesando el pequeño espacio que existe entre el tubo de mezcla y el tubo de descarga. El tubo de descarga se va ensanchando gradualmente.
El agua disminuye su velocidad en el tubo de desagüe (convirtiendo la energía de velocidad en energía de presión). La presión que tiene el agua al salir del tubo de descarga es capaz de vencer la presión interior de la caldera y por lo tanto, el agua pasa a su interior.
Mantenimiento
Como se explicó anteriormente, los inyectores de agua sólo pueden trabajar bajo condiciones específicas (temperatura del agua baja y presión de vapor alta). Debido a la gran utilidad e importancia que tienen los inyectores, su operación y conservación deberán ser apropiadas.
Las causas más frecuentes por las que fallan los inyectores son:
a) Agua de alimentación demasiado caliente.
b) Presión del vapor de alimentación demasiado baja.
c) Boquillas y tubos tapados total o parcialmente con incrustaciones o basuras.
d) Partes del inyector gastadas.
e) Alteración o modificación de la distancia existente entre el tubo de mezcla y el tubo de descarga.
Si el agua de alimentación es demasiado caliente, se recomienda conectar la línea de admisión de agua del inyector a un tanque o tambor que contenga agua fría y de preferencia "tratada".
La limpieza exterior e interior del inyector es indispensable para su buen funcionamiento, por lo que periódicamente deberán limpiarse los conductos y cámaras del inyector para eliminar sarros, incrustaciones y basuras.
Cuando alguna parte del inyector se gaste por efectos del paso del agua y el vapor, el único remedio posible será cambiar la parte gastada o todo el inyector.
La distancia entre el tubo de mezclas y el tubo de descarga debe permanecer constante, cualquier variación a ésta modificará la operación del inyector, dejándole su eficiencia o impidiéndole trabajar.
Siempre que se proporcione servicio de mantenimiento al interior de un inyector, debe procurar hacerse en horas de poca demanda de vapor y en horas en que normalmente no falle 1a energía eléctrica. En lo posible, el mantenimiento al inyector debe efectuarse cuando la caldera esté parada o no haya demanda de vapor.
1) ACCESORIOS DE LIMPIEZA
Sirven para limpiar el interior de la caldera, tanto por el lado de los gases como por el lado del agua.
1.1) PUERTAS DE INSPECCIÓN
Según sus dimensiones se llaman puertas de hombre o tapas de registro– Estas últimas sólo permiten el paso de un brazo. Ambas puertas sirven para efectuar limpiezas o inspecciones en el interior de los colectores principales o de los tubos según sea su ubicación.
1.2) LLAVES DE PURGA
a) Válvulas de extracción de fondo.- Van ubicadas en las partes más bajas de la caldera y sirven para extraer los lodos o barros provenientes de la vaporización de aguas duras y acción del uso de desincrustantes. También se usan para vaciar las calderas. Estas llaves se deben abrir totalmente y dejar libre toda la sección de la cañería de descarga.
b) Válvulas de extracción de superficie.- Algunas calderas tienen también a la altura del nivel de agua, dentro de la cámara de alimentación, una llave llamada de extracción de superficie para botar algunas impurezas livianas.
1.3) SOPLADORES DE HOLLÍN – LIMPIATUBOS MECÁNICOS
El hollín se acumula sobre las partes expuestas a los gases de la combustión. Como el hollín tiene un alto poder aislante del calor, se hace necesario evitar que se adhiera a los tubos de la caldera. Esto se consigue limpiándolos con sopladores de hollín, limpia tubos mecánicos o bien, herramientas manuales como cepillos de acero.
Los sopladores de hollín están instalados permanentemente en la caldera y permiten que aquellas partes de suficiente calefacción sometidas a la acumulación de hollín puedan limpiarse con chorros de vapor, aire o una mezcla de aire – vapor.
Los limpia tubos mecánicos pueden ser de tipo vibratorio, que desprenden la incrustación por medio de golpes rápidos y que son aplicables a las calderas Acuotubulares y a las Ingneotubulares.
También pueden ser de tipo fresa rotatoria o giratoria, éstos arrancan la incrustación por medio de una herramienta cortante. Este tipo de limpia tubos sólo se emplea en calderas de tubos de agua. Los atizadores, rastrillos, escariadores, barrotes y escobilla limpia tubos completan los accesorios de limpieza.
ACCESORIOS DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE
QUEMADORES DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO
Son los más utilizados en la actualidad y su manejo es sencillo. Trabajan normalmente con petróleo, fuel – oíl, parafina, etc.
Consta de las siguientes partes:
Atomizador
Registro de aire natural o mecánico
Válvulas o conexiones necesarias
a) Los atomizadores.- Llamados corrientemente por error quemador, son de varios tipos. La función del atomizador es pulverizar finamente el petróleo. Le corresponde al atomizador recibir el combustible a la presión normal de operación y transformar esta presión en alta velocidad.
El atomizador está compuesto de tres partes:
El cuerpo con el adaptador
El filtro
La tobera
b) El registro de aire.- Tiene la función de descargar al fogón el aire necesario para la combustión del petróleo y distribuir el aire de tal manera que éste se mezcle íntimamente con el combustible descargado por el atomizador. En ciertos casos el registro de aire se usa para conseguir la función secundaria de controlar la cantidad y velocidad del aire que entra al fogón. Los registros de aire pueden ser de forma cónica o cilíndrica.
QUEMADORES PARA CARBÓN PULVERIZADO
Queman carbón finamente dividido, mantenido en suspensión en el aire primario. El aire secundario es admitido alrededor del quemador, por debajo del mismo o por otros puntos del hogar.
Sistemas de Quemadores.
De fuegos opuestos.- Son quemadores colocados en paredes opuestas del hogar, uno frente al otro, los cuales producen una mezcla más intima entre el aire y el combustible.
De fuegos cruzados.- Es una combinación de quemadores vertical y horizontal, en los que las corrientes de carbón y aire se cortan.
De fuego tangencial.- Son quemadores colocados uno encima del otro, en los cuatro vértices del hogar y que envían en sentido horizontal, corrientes de aire y carbón.
ACCESORIOS RECUPERADORES DE CALOR
ECONOMÍZADORES
En algunas instalaciones de calderas, para aprovechar el exceso de calor que llevan los humos y gases antes de salir por la chimenea, se les dota de economizadores, En éstos se precalienta el agua de alimentación.
Están formados por un haz de tubos, por el interior del cual circula agua y por el exterior los gases de la combustión antes de salir por la chimenea.
Algunos de los accesorios con que deben contar los economizadores son:
Manómetro
Termómetro
Válvula de Seguridad
Llaves para extracción de fondos
Aberturas para limpieza de hollín y ceniza
Las principales ventajas que se obtienen con el uso de economizadores son:
Se amortiguan las grandes variaciones de temperatura en las planchas y tubos de la caldera, con lo que se consigue más estabilidad de la presión.
Se aprovecha el calor, que de otro modo se perdería al ser llevado directamente a la chimenea.
Se purifica en parte el agua de alimentación ya que al calentarse en el economizador parte de las impurezas quedan en él.
El rendimiento general del sistema de combustión aumenta al aprovechar mejor el calor.
Economía de combustible.
CALENTADORES DE AIRE (Precalentadores)
Son accesorios que tienen por objeto calentar el aire que se envía al hogar para la combustión, aprovechando parte del calor que contienen los gases calientes antes de salir por la chimenea.
Las ventajas que pueden mencionarse utilizando aire precalentado son:
Conservación de calor, por cuanto al llegar aire caliente no se desperdicia energía en calentarlo en el hogar.
Se mejora considerablemente la combustión.
Aumenta el rendimiento del sistema de combustión de la caldera.
RETARDADORES
Consisten en una plancha lisa, del mismo ancho que el diámetro Interior del tubo, torcida en forma de hélice la que se mete en el tubo. Los gases calientes tienen ahora que recorrer un camino mayor, siendo más lento el paso de ellos por el interior de los tubos y entregando mayor cantidad de calor.
La eficiencia de la caldera se aumenta entre un 2% y un 8% con el uso de retardadores.
ACCESORIOS DE CONTROL DEL GRADO DE CALENTAMIENTO DEL VAPOR.
SOBRECALENTADORES
El vapor saturado se puede convertir en vapor sobrecalentado si lo paramos de la caldera y le suministramos calor manteniéndole su presión.
El vapor sobrecalentado no tiene humedad y su uso en turbinas y ciertos tipos de máquinas traen muchos beneficios. El sobrecalentador se instala de tal manera que aprovecha los gases calientes de la combustión. Consta de un haz de tubos por cuyo interior circula el vapor mientras que los gases calientes pasan por el exterior.
DESOBRECALENTADORES, SATURADORES O ATEMPERADORES
En muchos procesos se requiere vapor saturado. Si la planta está entregando vapor sobrecalentado es necesario transformarlo, para lo cual se usan los Saturadores. Estos consisten en un tubo en forma de serpentín sumergido en la cámara de agua de la caldera. Entregan así calor al agua y dejan el vapor a la temperatura de saturación.
ACCESORIOS DE CONTROL AUTOMÁTICOS
Muchos equipos generadores de vapor disponen de controles automáticos con el objeto de regularizar el funcionamiento de las calderas y contribuir a la labor del operador. En ningún caso los accesorios de control automáticos reemplazan al Operador de caldera.
Tampoco pueden considerarse como accesorios de seguridad, ya que no lo son. Estos controles automáticos deben ser revisados periódicamente por personal especializado, para obtener de ellos un correcto funcionamiento. Debe recordarse que su operación es sensible y complicada, susceptible de fallas imprevistas.
En general estos elementos funcionan en base a la dilatación de un metal, o aleación de metales, ya sea por efecto del calor o la presión o en base a la luz o al nivel del agua. En general hace que se conecte o desconecte un circuito eléctrico, controlando automáticamente (sin la intervención del operador de la caldera) ya sea, la presión, la temperatura o cualquier otra variable.
Algunos de los controles automáticos más comúnmente usados en los equipos generadores de vapor son:
Control de presión o presostatos.
Control de temperatura o termostatos.
Control de bajo nivel de agua.
Control de aire.
Control de la llama.
Control del encendido (chispa o piloto).
CONTROL DE PRESIÓN O PRESOSTATOS
Son accesorios que funcionan en base a la máxima y mínima presión de trabajo del vapor de la caldera. Actúan sobre el quemador, apagándolo al llegar a la máxima presión para la cual fue regulado y encendiéndolo al alcanzar la mínima presión deseada del vapor.
CONTROL DE TEMPERATURAS O TERMOSTATOS
Son accesorios que funcionan de acuerdo a la temperatura del agua, vapor o gases de la combustión. Apagan el quemador cuando se obtiene la máxima temperatura deseada y lo encienden cuando se ha llegado a la mínima temperatura para la cual fue regulado.
CONTROL DE BAJO NIVEL DE AGUA
Los controles de nivel de agua funcionan por medio, de un flotador, que al llegar el agua al nivel máximo corta la comente de la bomba de alimentación de agua. Al bajar el agua a su nivel mínimo de trabajo, vuelve a conectar la bomba. SÍ en este último caso la bomba no respondiera a la puesta en marcha y el nivel continuara bajando, este control generalmente está provisto de una tercera posición, en la cual corta la corriente al quemador.
CONTROL DE AIRE
Este control consiste en un switch de mercurio que actúa por medio de la presión de aire y que está conectado en el cabezal del quemador, previniendo la operación de este sin el aire auxiliar.
CONTROL DE LA LLAMA
Mediante una celda fotoeléctrica se controla la llama (su largo) impidiendo la alimentación de combustible en caso que ésta no exista en el hogar.
CONTROL DEL ENCENDIDO (Chispa)
Por medio de este control se impide que salga combustible sin que exista la chispa para encenderlo.
DIBUJOS
Conclusiones
La caldera es la parte principal de una fabrica la cual cuyo objetivo es generar vapor lo cual se utiliza mucho para la obtención de cualquier producto, también puede ser como medio de calefacción para grandes lugares y trabajan con varios tipos de combustibles ya sean líquidos o sólidos.
Recomendaciones
Ya que sabemos que es la parte principal de una fabrica debemos tener mucho cuidado al operarla ya que la mala operación y el mal mantenimiento podría dañarse y generar grandes daños como una gran explosión debemos controlar la presión del vapor cada cierto momento. Debemos tratar el agua que vamos a utilizar para la caldera ya que podría ocurrir corrosión dentro de ella o asentamiento de sólidos en su interior.
Bibliografia
http://es.scribd.com/doc/17302256/DISENO-DE-CALDERAS
http://es.scribd.com/doc/43936656/PARTES-PRINCIPALES-QUE-COMPONEN-UNA-CALDERA-Las-partes-mas-importantes-que-componen-una-caldera-son
http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IDEntrega=2953
"Universidad de guayaquil"
Facultad de ingenieria quimica
Laboratorio de oeraciones unitarias 1
Practica:
Caldero
Profesor:
Ing. Enrique Altamirano
Alumno:
Dennys Jara Valle
Año:
Nivel 4
Año lectivo:
2012 – 2013
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