Algunos equios auxiliares de calderas

1. UNIVERSIDAD NACIONAL
DE JAÉN
INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
TÍTULO:
EQUIPOS AUXILIARES DE CALDEROS.
CURSO:
MAQUINAS Y EQUIPOS TERMICOS
NOMBRES Y APELLIDOS DEL AUTOR:
SILVA COTRINA NILSON MEIER
NOMBRES Y APELLIDOS DEL ASESOR
ING. SEGUNDO FEDERICO SALAZAR CUBAS
JAÉN - PERÚ

2. 1. INTRODUCCION
Los accesorios de la caldera son todos los elementos útiles y
necesarios para permitir y/o controlar el buen funcionamiento del
equipo generador de vapor.
Cada uno de los accesorios tiene una función específica que cumplir
cuando el equipo está en servicio. El operador de caldera debe
conocer cada accesorio, la función que cumple y/o lo que indica cada
uno de ellos.
A continuación se presentan en forma esquemática los principales
accesorios de calderas:

3. a) ACCESORIOS OBSERVACION
 Indicadores de nivel de agua.
 Tubos de nivel de agua (observación directa).
 Grifos o llaves de prueba o conos (observación indirecta).
 Indicadores de presión.
 Manómetros.
 Altímetros.
 Analizadores de gases de la combustión.
 Indicador de anhídrido carbónico.
 Indicador de monóxido de
carbono. + Indicador de
oxígeno.
 Indicadores de temperatura.
 Termómetros.
 Pirómetros (altas temperaturas)
a) ACCESORIOS DE
SEGURIDAD.
 Válvulas de seguridad.
 De peso directo.
 De palanca y contrapeso.
 De resorte.
 Tapones fusibles.
 Alarmas
 Silbatos (de vapor)
 Luces y/o campanilla.

4. c) ACCESORIOS DE ALIMENTACION DE AGUA
 Bombas.
 Centrífugas
 De émbolo (sencilla-duplex)
 Inyectores
 Manuales.
 Automáticos.
 Caldereta o botella.
c) ACCESORIOS DE LIMPIEZA
 Puertas de inspección.
 Tapas de registro.
 Puertas de hombre.
 Llave de purga.
 Válvula de extracción de fondo.
 Válvula de extracción de superficie.
 Varios:
 Sopladores de hollín.
 Limpiatubos mecánicos.
 Atizadores.
 Escareadores.
 Barrotes.
 Escobillas limpiatubos.
d) ACCESORIOS DE ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE
 Quemadores de combustible líquido.
 De petróleo.

5.  De aceite.
 De parafina.
 Quemadores de combustible sólido.
 De aserrín.
 Delena.
 Quemadores de combustible gaseoso.
De gas licuado.
e) ACCESORIOS DE AUMENTO DE EFICIENCIA
- Economizadores.
- Calentadores de aire.
- Retardadores.
2. ACCESORIOS DE OBSERVACION
2.1. INDICADORES DE AGUA.
a) Tubo de nivel
Consiste en dos tubos, generalmente de bronce, uno conectado a la cámara
de vapor y el otro a la cámara de agua de la caldera; ambos unidos
exteriormente por un tubo de vidrio que en virtud del principio de los vasos
comunicantes, indica el nivel de agua que hay en el interior de la caldera. El
tubo de vidrio va empaquetado en sus extremos por medio de prensas estopas
con sus respectivas gomas y golillas.
Disposiciones oficiales que rigen en nuestro país exigen el uso de dos
indicadores de nivel de agua para toda caldera, uno de los cuales debe ser
siempre de observación directa (del tipo de tubo de vidrio), pudiendo ser el otro
formado por una serie de tres grifos o llaves de prueba.
UBICACION: Debe instalarse en la parte más visible para el operador de la
caldera. Cuando el tubo se encuentra a una altura que dificulte su observación

6. (más de tres metros de altura sobre el suelo) se le dará una inclinación hacia
adelante para facilitar su observación.
INSTALACION: La conexión inferior con la caldera debe ser siempre de tal
manera que la tuerca de la prensa estopa quede al nivel mínimo del agua. Con
esta disposición, el nivel mínimo admisible de agua en la caldera estará a lo
largo del tubo de vidrio, el cual debe marcarse claramente en forma indeleble.
Las empaquetaduras tienen que
ajustarse definitivamente cuando la
caldera está con vapor, operación
que debe realizarse con mucho
cuidado para no quebrar el tubo de
vidrio y sufrir accidentes y/o
lesiones por quemaduras. Se
recomienda que se aísle el tubo
para ejecutar esta operación, ya
que dispone de válvulas para este
efecto.
Cuando la caldera se encuentra
trabajando normalmente en el tubo
de nivel deben permanecer abiertas
las válvulas que lo comunican con
la cámara de vapor y con la cámara de agua, y cerrar la válvula que comunique
al tubo con la atmósfera (lo llamaremos llave de desagüe).
Para la buena mantención de este tubo de nivel, se recomienda hacerle
descargas y pruebas diariamente por todas sus llaves. Así se evitarán
indicaciones falsas de nivel de agua.
Con el propósito de facilitar la visibilidad de agua, puede pintarse una raya roja
delgada en su parte posterior y todos los tubos deben ser provistos de defensas
contra posibles roturas del tubo de vidrio.

7. PRUEBA DE VAPOR:
Se cierra la llave que comunica el tubo con la cámara de agua (B en la figura)
manteniendo abierta la unión superior (A en la figura). Si se abre la válvula de
desagüe el vapor debe escapar con toda velocidad por el tubo de vidrio.
COMUNICACION CON LAS CAMARAS DE AGUA Y VAPOR, TAPADAS
Cuando la caldera está con agua, ya sea en servicio o detenida, y al abrir la
llave de desagüe no sale agua ni vapor es una demostración práctica de que
se ha acumulado sedimento o hay obstrucciones de los conductos por otras
razones.
REPARACION: Se cierran las llaves que comunican con ambas cámaras y se
destapan los conductos, sacando las tuercas que para este objeto tiene cada
conexión al frente de ellas. Después se prueba su funcionamiento con agua y
con vapor separadamente.
Cabe hacer presente que cualquier reparación que se realice en el tubo de
nivel, debe hacerse con la caldera detenida (fría).
Cualquiera de las dos comunicaciones que se obstruya, el tubo indicará un nivel
falso siendo mucho más peligroso que se tape la conexión con la cámara de
vapor, ya que el tubo se llenaría de agua, existiendo un nivel inferior dentro de
la caldera por el desequilibrio de presiones que se produce dentro del tubo de
vidrio, lo que podría producir incluso recalentamiento de la caldera.
FUGA POR LAS EMPAQUETADURAS
Al producirse filtraciones de agua o vapor por las empaquetaduras, se debe
proceder de inmediato a su reparación para evitar quebraduras del tubo o
daños al personal.

8. DESGASTE DE TUBOS
El tubo de vidrio se gasta por las condiciones naturales de su uso; por esta
razón en las inspecciones debe tenerse especial cuidado en su observación.
Al notarse cualquier principio de desgaste debe procederse a su cambio,
porque en este estado se vuelve muy quebradizo.
Es importante que el tubo ajuste en forma perfecta, sin sobreesfuerzo; además
se debe evitar corrientes bruscas de aire para prevenir rupturas de tubos,
especialmente cuando su verticalidad no es absoluta quedando sometido a
esfuerzos diferentes en sus conexiones con las prensas estopas.
2.2. INDICADORES
DE PRESION.
a) MANOMETROS
El manómetro es un
instrumento indispensable y
ningún generador de vapor
puede trabajar sin él. Está
destinado en forma clara y
precisa la “presión efectiva”
del vapor, en Kg/cm2 o
Lb/Pulg2, que existe en el
interior de la caldera.
El manómetro deberá
conectarse a la cámara de
vapor de la caldera mediante una cañería que forme una curva “S”, de modo que
sobre él obre agua y no vapor. El objetivo de la curva es evitar que llegue vapor
vivo al interior del mecanismo, para que no se deforme o dilate con el calor y se
pierda su exactitud. En esta curva se acumula condensado lo cual forma un sello
de agua que siempre actuará sobre el instrumento.

9. El manómetro más sencillo consiste en un tubo elíptico curvado cerrado en el
extremo, que al moverse hace girar un sector dentado que engrana con un
pequeño piñón. En el mismo eje de este piñon va montada el agua que se
desplaza sobre una esfera graduada. La presión del vapor, agua o cualquier
fluido tiende a enderezar el tubo, puesto que, por estar uniformemente
distribuida en su interior, ejercerá mayor fuerza sobre las paredes externas, de
mayor superficie que las internas. Cuando la presión disminuye a cero la
elasticidad del tubo hace que vuelva a su forma primitiva, con lo cual la aguja
indicadora de presión vuelve al principio de graduación de la esfera. Es
importante anotar que en un manómetro la aguja, generalmente, empieza a
moverse cuando ya existen 4 o 5 PSI de presión y todo dependerá de la
sensibilidad del instrumento.
Cuando una caldera tiene un consumo irregular de vapor la aguja del
manómetro mantiene pequeñas oscilaciones de avance y retroceso, lo que es
enteramente normal.
Conviene tener presente para el buen funcionamiento de un manómetro las
siguientes recomendaciones:
- La ubicación será tal que impida el calentamiento del
manómetro a más de 50 0C.
- Siempre debe estar marcado con rojo, en la esfera, el punto
exacto de la presión máxima autorizada.
- Deberá tener una capacidad para indicar, a lo menos, una y
media vez la presión autorizada de trabajo. (Casos de prueba
hidráulica de la caldera).
- Entre el manómetro y la caldera deberá colocarse una llave de
paso que facilite el cambio del instrumento. Esta llave debe

10. permanecer siempre completamente abierta para evitar falsas
indicaciones de presión.
- La cañería curva debe revisarse periódicamente para evitar
acumulaciónde sedimento que puede impedir el libre paso
del vapor.
Se evitarán filtraciones en la línea de conexión del manómetro para suprimir
indicaciones falsas.
b) ALTIMETRO
En calderas de calefacción por agua caliente se utiliza el instrumento
denominado “altímetro” que indica directamente la presión en metros de
columna de agua (m.c.a.). A diferencia del manómetro que indica la presión
efectiva que existe en el interior de la caldera, el altímetro mide la presión
estática que ejerce el agua del sistema de calefacción, vale decir, es similar a
un medidor de nivel de agua que hay en el sistema, entre la caldera (punto
mínimo) y el estanque de expansión ubicado en el punto más alto del sistema.
El funcionamiento del altímetro es similar al de un manómetro, pudiendo
usarse indistintamente uno u otro, con la salvedad de que al usarse un
altímetro en lugar de un manómetro, éste deberá respetar las
recomendaciones antes indicadas. La equivalencia de las unidades es de 1
Kg/cm2, que corresponde a 10 m.c.a.

11. 2.4 INDICADORES DE TEMPERATURA.
a) TERMOMETROS
Son instrumentos destinados a medir la temperatura del agua de alimentación del vapor,
de los gases de la combustión del petróleo, del hogar u otras. Se usa para medir
temperaturas de hasta unos 500ºC.
El termómetro más común es el de mercurio, ya que éste se expande y contrae
considerablemente con los cambios de temperatura, sin llegar a congelarse ni a
evaporarse. Se puede usar a distancia, usando un tubo capilar flexible conectado a un
termómetro tipo reloj ubicado en el tablero de operaciones.
b) PIROMETROS
Estos instrumentos se usan para medir temperaturas más altas (sobre los 500 ºC).
Generalmente son del tipo coplas térmicas (termocuplas) que consisten en dos metales
diferentes unidos y en contacto cerrado, los que son conectados por conductos
eléctricos a un galvanómetro.
La diferencia de voltaje que se produce al calentar dos metales diferentes se indica en
un dial en grados Celsius o grados Fahrenheit.
3. ACCESORIOS DE SEGURIDAD.
3.1. VALVULAS DE SEGURIDAD.
Todas las calderas deben disponer de una o más válvulas de seguridad, cuya
finalidad es dar salida (evacuar) al vapor de la caldera cuando se sobrepasa la
presión normal de trabajo autorizada, con lo cual se evitará presiones excesivas en
los generadores de vapor.
La válvula de seguridad debe ser capaz de evacuar todo el vapor que produce la
caldera, aún sin haber otro consumo antes que la presión sobrepase un 10% la
presión de trabajo máxima autorizada.

12. La válvula de seguridad debe regularse a un 6% sobre la presión máxima
autorizada.
Deben ir conectadas directamente a la cámarade vapor de la caldera, independiente
de toda otra conexión o toma de vapor y sin interposición de ninguna válvula y
obstrucción.
a) VALVULA DE SEGURIDAD DE PALANCA Y
CONTRAPESO
El cierre de la válvula se produce mediante un contrapeso colocado sobre un brazo
de palanca que la presiona.
En este tipo de válvulas deberá utilizarse un contrapeso de una sola pieza y la
palanca no debe cargarse con pesos adicionales ni amarrarse para evitar su
funcionamiento.
Debe probarse todos los días, levantando manualmente el contrapeso para estar
seguro de su normal funcionamiento.
La regulación se consigue alejando o acercando el contrapeso de la válvula.
b) VALVULAS CARGADAS CON PESO DIRECTO
En estas válvulas la presión exterior sobre la válvula se consigue colocando discos
metálicos sobre ella, y la regulación se obtiene agregando o colocando discos con
sus respectivas guías (orificios para alojarlos en los vástagos de las válvulas).
En caso de tener que elegir válvulas de seguridad, se recomienda que se prefieran del
tipo de “resorte de disparo” con el asiento a una inclinación de 45º a 90º, con respecto
a la línea central del vástago.

13. c) VALVULAS DE SEGURIDAD DE RESORTE
El esfuerzo que mantiene cerrada la válvula se consigue mediante un resorte calibrado,
cuya tensión está en proporción al rango de la presión de trabajo de la caldera. Puede
regularse disminuyendo o aumentando la tensión del resorte con el mecanismo de
graduación que toda válvula de seguridad de este tipo tiene para este objeto.
Las válvulas de este tipo deben tener un dispositivo que permita abrirlas, a fin de
despegarlas de su asiento, operación que debe realizarse todos los días en forma
manual por el operador de la caldera.
4. CONCLUCIONES.
Los equipos auxiliares en una caldera son de suma importancia ya que
nos ayudan a llevar un mejor control de seguridad, eficiencia y
funcionamiento de la máquina.
Estos equipos nos ayudan a identificar el buen funcionamiento de acuerdo
a los parámetros de diseño de la máquina.