ISO 9000: 2000

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Principio de funcionamiento Ebullición de agua a
niveles de presión por debajo del punto crítico
( 3206,2 Psia y 705,4 F)
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GENERADORES DE VAPOR
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• Un generador de vapor es un conjunto de aparatos
  y equipos auxiliares que se combinan para generar
  vapor.(caldera, economizador, sobrecalentador de
  vapor, precalentador de aire, etc.)
• Una caldera de vapor es un recipiente cerrado en
  el cual se genera vapor de agua, utilizando el
  calor extraído de un combustible o por el uso de
  electricidad o energía nuclear.

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TURBINA DE VAPOR
CALDERA
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CONDENSADOR
BOMBA
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Ingeniería
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UNEFM
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1-2 Compresión isoentrópica en la bomba (DQ0,
DS0), Win 2-3 Adición de calor a P ctte en la
caldera (DP0), Qin 3-4 Expansión isoentrópica
en la turbina (DQ0, DS0), Wout 4-1
Condensación a P ctte (DP0), Qout
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Presiones hasta 150 LPPCM Generación de vapor
hasta 150 KLb/h Generación de vapor
saturado Pequeñas dimensiones Carcasa cilíndrica
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Presiones hasta 1500 LPPCM Generación de vapor
mayor a 300 Klb/h Generación de vapor
sobrecalentado Grandes dimensiones
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(No Transcript)
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Tiro

• Es la diferencia entre la presión de la caldera y
  la presión atmosférica.
• El tiro es necesario para el funcionamiento del
  hogar de una caldera, con el fin de poderle
  suministrar el aire necesario para la combustión
  del combustible y arrasar los gases quemados
  hacia el exterior a través de la chimenea

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• Se produce por el efecto generado por una
  chimenea. Su valor depende de la altura de la
  boca de la chimenea sobre el nivel del
  emparrillado del hogar

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Tiro Mecánico

• Es el tiro creado por la acción de inyectores de
  aire, vapor o meciante ventiladores, el cual se
  requiere cuando deba mantenerse un determinado
  tiro con independencia de las condiciones
  atmósféricas y del régimen de funcionamiento de
  la caldera

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CONOCIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE UNA CALDERA

• Entre los diversos datos debemos conocer
• La Potencia de la Caldera
• El Tipo de Combustible que esta Necesita para
  Trabajar
• La Demanda de Vapor Que se Requiere, etc.
• Podemos decir que en realidad existen varios
  factores importantes al momento de elegir una
  caldera, tales como
• Capacidad de Consumo de la Empresa
• Capacidad de la Caldera
• Capacidad de Turbina / Generador.

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• Superficies de calefacción
• Tanques de almacenamiento de agua y vapor
• Superficie de sobrecalentamiento y recalentamiento

• Quemador combustibles fluidos
• Alimentadores combustibles sólidos
• Hogar

• Preparación de combustibles
• Sistema de tiro
• Remoción de cenizas
• Instrumentación y control

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• Controlar el nivel del agua
• Si es muy bajo, superficies de calentamiento
  expuesta
• Si es muy alto, agua puede ser aspirada junto con
  el gas
• Controlar agua de alimentación
• Control de nivel on- off
• Precalentar agua de alimentación
• Controlar Presión
• Operaciones a bajas presiones son más
  turbulentas.
• Controlar demanda de vapor
• Cuando aumenta la caldera tarda en responder
• Controlar sólidos disueltos en el agua de
  alimentación

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La corrosión por oxígeno consiste en la reacción
del oxígeno disuelto en el agua con los
componentes metálicos de la caldera (en contacto
con el agua), provocando su disolución o
conversión en óxidos insolubles.
La prevención de la corrosión por oxígeno se
consigue mediante una adecuada desgasificación
del agua de alimentación y la mantención de un
exceso de secuestrantes de oxígeno en el agua de
la caldera.
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La corrosión cáustica se produce por una
sobreconcentración local en zonas de elevadas
cargas térmicas (fogón, cámara trasera, etc.) de
sales alcalinas como la soda cáustica.
Puede ser prevenida manteniendo la alcalinidad,
OH libre y pH del agua de la caldera dentro de
los límites recomendados.
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Las incrustaciones corresponden a depósitos de
carbonatos y silicatos de calcio y magnesio,
formados debido una excesiva concentración de
estos componentes en el agua de alimentación y/o
regímenes de purga insuficientes
La acción de dispersantes, lavados químicos o las
dilataciones y contracciones de una caldera
pueden soltar las incrustaciones
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El arrastre de condensado en una caldera tiene
relación con el suministro de vapor húmedo (con
gotas de agua). El suministro de vapor húmedo
puede tener relación con deficiencias mecánicas y
químicas.
Mecánicas tienen relación con la operación con
elevados niveles de agua, deficiencias de los
separadores de gota, sobrecargas
térmicas, variaciones bruscas en los consumos,
etc.
Químicas tienen relación con el tratamiento de
agua de la caldera, específicamente con excesivos
contenidos de alcalinidad, sólidos totales
(disueltos y en suspensión) y sílice, que
favorecen la formación de espuma
?? Alcalinidad total (CaCO3) lt 700 ppm ??
Contenido de sílice (SiO2) lt 150 ppm ?? Sólidos
disueltos lt 3500 ppm
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EQUIPOS DE TRATAMIENTO DE AGUA En la figura se
muestran ablandadores, bombas dosificadoras y un
desgasificador con su respectiva estanque de
almacenamiento de agua.
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Ablandadores La función de los ablandadores es
eliminar los iones de Ca y Mg, que conforman la
dureza del agua y favorecen la formación de
incrustaciones en una caldera. El principio de
funcionamiento de estos equipos se basa en un
proceso llamado intercambio iónico, que
consiste en la sustitución de estos iones por
sodio (Na) para obtener agua para ser utilizada
en calderas. Los ablandadores están compuestos
por resinas, que poseen una capacidad de
intercambio de iones de calcio y magnesio por
sodio.
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Desgasificador La función de un desgasificador en
una planta térmica es eliminar el oxígeno y
dióxido de carbono disuelto en el agua de
alimentación de las calderas para prevenir
problemas de corrosión. El principio de
funcionamiento de los desgasificadores se basa en
el hecho que la solubilidad de los gases
disueltos en el agua (O2 y CO2) disminuye cuando
el agua está en el punto de ebullición (100 C a
presión atmosférica),
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Purgas Automáticas Las purgas automáticas
utilizadas generalmente en calderas son las
purgas automáticas de fondo y las purgas
automáticas de superficie. La purga automática
de fondo (6)está compuesta por una válvula con
un actuador y un temporizador en el que se
programan los ciclos de purgas (cantidad y
duración) de fondo requeridas por el tratamiento
de agua utilizado en la caldera. La purga de
fondo automática permite realizar en forma
automática las tareas de purga, que debe efectuar
el operador en forma manual.
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La purga automática de superficie (3) está
compuesta por un sensor de conductividad, una
válvula con actuador y un controlador. El
sensor de conductividad mide la conductividad del
agua de la caldera (sólidos disueltos) y envía
esta información al controlador. El controlador
compara esta medición con el valor de
conductividad máxima programado, para luego abrir
o cerrar la válvula de purga según los resultados
de esta comparación. La purga automática de
superficie permite mantener en forma automática
los ciclos de concentración requeridos por la
caldera
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Ciclos de Concentración Los ciclos de
concentración de las impurezas presentes en el
agua de una caldera determinan los requerimientos
de purga necesarios para prevenir problemas de
corrosión y/o incrustaciones. Las purgas son
necesarias, ya que, al producirse la evaporación
del agua los sólidos disueltos en el agua
permanecen en la caldera, pudiendo llegar a
concentrarse por sobre su solubilidad y
precipitar formando incrustaciones. Los ciclos de
concentración de una caldera quedan definidos por
la siguiente fórmula Cc Nc
------------ Ca Donde Nc Ciclos de
concentración. Ca Concentración impurezas en
agua de alimentación. Cc Concentración impureza
en caldera. Entre las impurezas para las que
deben determinarse los ciclos de concentración
figuran las siguientes ?? Sólidos disueltos ??
Sílice ?? Alcalinidad ?? Hierro