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Clayton de México S.A. de C.V.

Curso de Operación y
Mantenimiento para
Generadores de Vapor
Clayton de México S.A. de C.V.
En varias secciones de este manual de capacitación aparecen párrafos de:
NOTA y PRECAUCIÓN....
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE
SECCIÓN I
PRINCIPIOS TEÓRICOS
Concepto de Vapor
Generación de Vapor
Tipos de Generad...
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE (continuación)
SECCIÓN III
FLUJO DE AGUA VAPOR
Flujo de Agua y Vapor en el Generador...
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE (continuación)
SECCIÓN IV
TRATAMIENTO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN
Parámetros Reglamenta...
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE (continuación)
SECCIÓN V
SISTEMA DE COMBUSTIÓN
Sistema de Combustión
Tipos de Tiro
C...
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE (continuación)
SECCIÓN VII
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Generalidades
La Bitácora de Ope...
Clayton de México S.A. de C.V.
ÍNDICE (continuación)
SECCIÓN VIII
AJUSTE DE QUEMADORES USADOS EN LOS GENERADORES
Quemador ...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
CONCEPTO DE VAPOR
Imaginemos lo que ocurre cuando colocamos un
recipiente con agua, sin tapa...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
GENERACIÓN DE VAPOR
Concepto de Generador de Vapor
Para poder generar vapor a una escala may...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
Tipos de Generadores de Vapor
Generadores de Vapor Acuotubulares (Generadores de Tubos de Ag...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
Generadores de Vapor Pirotubulares (Generadores de Tubos de Humo)

Generador de Vapor, Tubos...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
FIGURA No. 2 CALDERA CONVENCIONAL DE TUBOS DE FUEGO COMPARADA CON UN
GENERADOR DE VAPOR CLAY...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
Utilización del Vapor
El vapor es utilizado en miles de
industrias, sin él no sería posible ...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
Descripción del Modelo de un Generador Clayton
Todos los Generadores Clayton cuentan con un ...
SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS
Modulación de la capacidad del Generador
Un Generador de 10 a 20 Caballos entrega desde el a...
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GENERADOR
Unidad de Calentamiento (Serpentín)
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SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL
GENERADOR
Unidad de Calentamiento (Serpentín)
ALIMENTACIÓN
DE AGUA

MEZCLA
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GENERADOR
Separador de Vapor
Una combinación de fluido y vapor procedentes de la
Unidad...
SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL
GENERADOR
Separador de Vapor
SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL
GENERADOR
Tabla de presión-temperatura
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Bomba de Agua
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GENERADOR
Bomba de Agua
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GENERADOR
Conjunto quemador y ventilador

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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Amortiguador de admisión
Este amortiguador es un inserto de hule con una cubierta
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Amortiguador de descarga
Este amortiguador es un inserto de hule con una cubierta
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Válvula de alivio
Esta válvula se localiza a la descarga de la bomba de agua
del Generad...
SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Válvula de contraflujo (check)
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Manómetros alimentación, vapor y
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Válvula de alimentación
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Termocople auxiliar del control
principal de temperatura (FP) y (SP)
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Trampa de vapor
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Válvula de seguridad
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Termómetro
El equipo cuenta con tres termómetros. Uno está
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Válvula del soplador de hollín (solo
quemadores para diesel)
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Interruptor de presión de vapor y
modulador de presión
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SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR
Interruptor de nivel de aceite
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superiores)
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SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Parámetros Reglamentarios para la Operación
El tratamiento de agua tiene por objeto proteg...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Compuestos químicos y accesorios para el control de tratamiento del
agua de alimentación
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SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA

Policlay
Existen varias soluciones para evitar la corrosión.
Se requiere mantener un pH e...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
El Agua como solvente

El Cloruro de
Sodio contiene
Na+ y Cl- iones
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Sal disolviéndose en agua
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA

SALES COMUNES DISUELTAS EN EL AGUA
 CATIONES (+)

 ANIONES (-)

•
•
•

•

Sulfatos (SO4...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
La incrustación es uno de los problemas que suele verse con
mayor frecuencia. Se origina p...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
La precipitación de sales de Calcio y Magnesio
forma capas adherentes conocidas como:
DURE...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Solución para eliminar las sales: La forma mas efectiva para de eliminar estas sales
miner...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Equipo suavizador
TANQUE DE SALMUERA. Este tanque contiene un
flotador, una línea de succi...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA

ENTRADA DE AGUA

MANOMETRO

FILTRO Y
TUBO CENTRAL

TURBINA
RESINA
GRAVA
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
En Servicio
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
Retrolavado
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
Regenerado
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
Enjuague Lento
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
Enjuague Rápido
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Operación del Suavizador Automático
Reposición de agua y tanque de salmuera
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Carga de sal por periodo de regeneración
MODELO

CARGA INICIAL
Kg.

CARGA POR
REGENERACION...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Como calcular un suavizador.
Para calcular un equipo suavizador se deberá tomar en cuenta ...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Sal por regeneración.
1 ft3 = 15 lb (0.45) = 6.75 kg sal / día
ft3 del equipo suavizador (...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Corrosión: Se define como la deterioración gradual o destrucción, de
una sustancia o de un...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Comportamiento del
oxigeno en el agua.
Como se observa
cuando el agua se encuentra a
baja ...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Descomposición de Bicarbonatos y Carbonatos:
CORROSION
NaHCO3 + calor
BICARBONATOS

NaCO3 ...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Tratamiento del oxigeno disuelto por métodos químicos
Na2SO3 +
SULFITO DE SODIO

1/2O2

Na...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA

Como calcular la dosis de producto químico.
El producto químico se debe calcular en base ...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
De la formula anterior:
CC = Caballos Caldera
1 CC = 15.65 kgv/hr = 4.13 gal/hr
% Carga = ...
SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
Bombas Dosificadoras
SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION
Combustión.
La Combustión es la oxidación rápida o violenta de aquellos materiales o subst...
SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION
SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION

Teoría de la combustión.
C + O2
CARBONO

OXIGENO

H + O2
HIDROGENO

OXIGENO

S + O2
AZUFR...
% Volumen

% Peso

P.M.

Oxigeno

20.99

23.19

32.00

Nitrógeno

78.03

75.47

28.016

Argón

0.94

1.30

39.944

Bióxido...
Calderas - Reparación y Mantenimiento
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  1. 1. Clayton de México S.A. de C.V. Curso de Operación y Mantenimiento para Generadores de Vapor
  2. 2. Clayton de México S.A. de C.V. En varias secciones de este manual de capacitación aparecen párrafos de: NOTA y PRECAUCIÓN.  NOTA Los párrafos de NOTA deben ser observados para la operación esencial y efectiva de los procedimientos, condiciones o reglas para el mejor funcionamiento de su equipo.  PRECAUCIÓN Los párrafos de PRECAUCIÓN deben ser observados con mayor detenimiento para evitar daños al equipo, instalaciones y personal operativo.
  3. 3. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE SECCIÓN I PRINCIPIOS TEÓRICOS Concepto de Vapor Generación de Vapor Tipos de Generadores de Vapor Utilización del Vapor Sistemas de Vapor Capacidad de un Generador Descripción del Modelo de un Generador Clayton SECCIÓN II COMPONENTES BÁSICOS DEL GENERADOR Unidad de Calentamiento Accesorios de la Unidad de Calentamiento Separador de Vapor Trampa de Vapor Bomba de Agua Conjunto Quemador y Ventilador PÁGINA 5 5 5 7 8 9 10 13 14 15 16 17 19
  4. 4. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE (continuación) SECCIÓN III FLUJO DE AGUA VAPOR Flujo de Agua y Vapor en el Generador Filtro “Y” Amortiguador de Admisión Amortiguador de Descarga Válvula de Contra Flujo (Check) Manómetro de Presión Alimentación, Vapor y Trampa de Vapor Válvula de Alimentación Válvula de la Unidad de Calentamiento Termocople Auxiliar del Control Principal de Temperatura Trampa de Vapor Válvula de inspección Válvula de Seguridad Interruptor de Presión de Vapor y Modulador de Presión Interruptor de Nivel de Aceite PÁGINA 21 22 22 23 24 24 24 25 25 26 27 27 27 28
  5. 5. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE (continuación) SECCIÓN IV TRATAMIENTO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN Parámetros Reglamentarios para la Operación Compuestos Químicos y Accesorios para el Control del agua de alimentación Dureza del Agua Equipo Suavizador Operación del Suavizador Automático Oxigeno y Gases Corrosivos Alcalinidad y pH Sólidos Disueltos Sólidos en Suspensión Tratamiento Interno Compuestos Químicos Clayton para Acondicionamiento de Agua Equipo de Análisis para Agua de Alimentación Prueba de pH PÁGINA 31 32 32 32 33 37 38 38 38 39 40 41 42
  6. 6. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE (continuación) SECCIÓN V SISTEMA DE COMBUSTIÓN Sistema de Combustión Tipos de Tiro Combustible Diesel Combustible Gas Interruptores de Presión y Modulación de Vapor Hollinamiento Ajuste del Quemador Diagnostico para Falla de Encendido del Quemador SECCIÓN VI OPERACIÓN DEL GENERADOR Operación del Generador de Vapor Secuencia de Arranque (Generadores E60, E100, E150 y E200) Secuencia de Paro Purga del Generador Secuencia de Arranque (Generadores E10,15,20,30 y 40) Secuencia de Paro PÁGINA 43 44 46 47 48 49 50 51 53 53 58 58 59 64
  7. 7. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE (continuación) SECCIÓN VII MANTENIMIENTO PREVENTIVO Generalidades La Bitácora de Operación y Mantenimiento Servicio Diario Servicio Semanal Servicio Quincenal Servicio Mensual Servicio Semestral o Anual Figura No. 39 Bitácora de Operación SECCIÓN VIII AJUSTE DE QUEMADORES USADOS EN LOS GENERADORES Quemador para Generadores T700, E10, E15, E20 DIESEL Quemador para Generadores T700, E10, E15, E20 GAS Quemador para Generadores T1400, E30, E40 DIESEL Quemador para Generadores T1400, E30, E40 GAS Quemador para Generador E60 DIESEL Quemador para Generador E60 GAS Quemador para Generador E100 DIESEL Quemador para Generador E100 GAS PÁGINA 67 67 67 68 69 71 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82
  8. 8. Clayton de México S.A. de C.V. ÍNDICE (continuación) SECCIÓN VIII AJUSTE DE QUEMADORES USADOS EN LOS GENERADORES Quemador para Generador E150 Diesel Quemador para Generadores E150/200 GAS PÁGINA 83 84 SECCIÓN IX SECUENCIA ELÉCTRICA DE OPERACIÓN 85 SECCIÓN X SÍNTOMA, DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE 99
  9. 9. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS CONCEPTO DE VAPOR Imaginemos lo que ocurre cuando colocamos un recipiente con agua, sin tapa, sobre una fuente de fuego. A medida que pasa el tiempo, el calor desarrollado traspasa el recipiente y el agua empieza a incrementar su temperatura hasta burbujear, desprendiéndose como resultado de este aumento de temperatura, agua en estado gaseoso que escapa a la atmósfera. Lo anterior produjo un cambio físico en el agua, de líquido a gaseoso, es decir, el calor que es transferido al agua es expulsado de inmediato en forma de “vapor” hacia el medio ambiente. Si dejamos el recipiente con agua sobre la fuente de calor durante más tiempo, el agua continuará transformándose en vapor hasta que no quede ninguna gota, debido a que no almacenamos nada de este vapor, se expulsa totalmente a la atmósfera. Del fenómeno anterior podemos definir al vapor como el cambio en el estado físico, que sufre el agua al someterla a un aumento de temperatura. Lo anterior es conocido comúnmente como evaporación del agua.
  10. 10. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS GENERACIÓN DE VAPOR Concepto de Generador de Vapor Para poder generar vapor a una escala mayor, es necesario contar con un sistema que sea capaz de almacenar el agua que se ha de transformar en vapor, una fuente de calor que pueda elevar su temperatura hasta su punto de evaporación, una superficie metálica que pueda transferir el calor al agua y una zona destinada al almacenamiento del vapor generado; todo al mismo tiempo, de tal forma que se den las condiciones similares al caso del recipiente con agua que fue descrito. A estos sistemas se les conoce con el nombre de Generadores de Vapor, conocidos comúnmente con el nombre de Calderas, los cuales podemos definir de la siguiente forma: Se entiende por Generador de Vapor a aquella máquina que transforma el Agua en Vapor aprovechando el calor generado por la combustión de un material combustible, a través de un intercambio de temperatura, teniendo como característica principal ser un recipiente cerrado sujeto a una presión mayor que la atmosférica.
  11. 11. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS Tipos de Generadores de Vapor Generadores de Vapor Acuotubulares (Generadores de Tubos de Agua) Generador de Vapor CLAYTON, Tubos de Agua
  12. 12. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS Generadores de Vapor Pirotubulares (Generadores de Tubos de Humo) Generador de Vapor, Tubos de Humo
  13. 13. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS FIGURA No. 2 CALDERA CONVENCIONAL DE TUBOS DE FUEGO COMPARADA CON UN GENERADOR DE VAPOR CLAYTON
  14. 14. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS Utilización del Vapor El vapor es utilizado en miles de industrias, sin él no sería posible generar la energía eléctrica que consumimos, ni tampoco la preparación de medicamentos y productos alimenticios
  15. 15. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS Descripción del Modelo de un Generador Clayton Todos los Generadores Clayton cuentan con un modelo que los identifica en: Tipo de Combustible utilizado, Capacidad, presión de trabajo y ventajas en términos de economía y eficiencia. Veamos unos ejemplos: Un Generador cuyo modelo es: EG-60-1 E.- Significa que es una máquina Eficiente y Económica en consumo de combustible. G.- Utiliza Combustible Gas. 60.- Capacidad del Generador expresado en Caballos Caldera. -1.- Presión de operación 7 kg/cm² (100 lb/plug²) Un Generador cuyo modelo es: EO-200-2. E.- Significa que es una máquina Eficiente y Económica en consumo de combustible. O.- Utiliza Combustible Diesel. 200.- Capacidad de 200 Caballos Caldera. -2.- Presión de operación 14 Kg/cm² (200 lb/plug²) Un Generador cuyo modelo es: EOG-100-3. A diferencia de los modelos anteriores este Generador puede trabajar con combustible Diesel o con combustible Gas, lo único que hay que hacer es seleccionar el tipo de combustible en el tablero de control y montar el Quemador y sus componentes necesarios para funcionar con el combustible seleccionado. Genera 100 Caballos Caldera. -3.- Presión de operación 21 Kg/cm² (300 lb/plug² ) Siglas adicionales al modelo indican características en particular, tales como: Modelo SEOG – 254. (S) Significa que el Generador cuenta con una sección economizadora Adicional a la unidad de calentamiento normal y el dígito (4) significa fabricación americana con control computarizado para modular la capacidad. La capacidad nominal en Caballos Caldera, será el número entero resultante de restar las 4 unidades. Así SEOG-254 generará 250 C.C. y tendrá una sección economizadora adicional. Modelo EG–254-LBN. (LBN) Significa que el Generador cuenta con un Quemador de Bajo NOx (Óxidos de Nitrógeno).
  16. 16. SECCION I PRINCIPIOS TEORICOS Modulación de la capacidad del Generador Un Generador de 10 a 20 Caballos entrega desde el arranque su máxima descarga de vapor hacia el proceso, por lo que no es posible modular su capacidad. En generadores de 30 hasta 200 Caballos Caldera, fabricación nacional, sí es posible modificar su capacidad de descarga de vapor variando los porcentajes de suministro de Agua, Aire y Combustible, pudiendo entregar un 50% de capacidad o bien, un 100% de capacidad. Por lo anterior, se adoptó el nombre de Operación a Fuego Bajo cuando el generador trabaja a un 50% de capacidad, y cuando trabaja a un 100% de capacidad se le llama Operación a Fuego Alto. A diferencia, de los modelos nacionales, los generadores modulantes cuentan con un sistema de modulación más completo para poder variar la capacidad, lo anterior es controlado por un interruptor manual. La forma en que se lleva a cabo el control de estas variables se describirá en los capítulos posteriores. MODELO E10 E15 E20 E30 E40 E60 E100 E150 E200 E204/SE204/E204LBN E254/SE254/E254LBN E304/SE304/E304LBN E354/SE354/E354LBN E404/SE404/E404LBN E504/SE504/E504LBN E604/ /E604LBN E754/ /E754LBN COMBUSTIBLE G-GAS / O-DIESEL G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O G/O CAPACIDAD BHP (CC) 10 15 20 30 40 60 100 150 200 200 250 300 350 400 500 600 750 Kg/cm² 156.5 234.5 313.0 469.5 626.0 939.0 1565.0 2347.5 3130.0 3130.0 3912.5 4695.0 5477.5 6260.0 7825.0 9390.0 11737.5 MODULACION DE LA CAPACIDAD 100% capacidad 100% capacidad 100% capacidad 50% F.B. capacidad 100% F.A. 50% F.B. capacidad 100% F.A. 50% F.B. capacidad 100% F.A. 50% F.B. capacidad 100% F.A. 50% F.B. capacidad 100% F.A. 50% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A. 20% F.B. capacidad 100% F.A.
  17. 17. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Unidad de Calentamiento (Serpentín) La Unidad de Calentamiento consiste de una serie de secciones de tubo de acero al carbón arrollados en espiral (comúnmente denominados como «pancakes»).La Unidad de Calentamiento está construida en base a un diseño monotubular. La circulación del fluido es a contraflujo y a velocidades controladas para proveer máxima transferencia de calor. Los gases de combustión fluyen en forma ascendente por las secciones de tubo de la Unidad de Calentamiento mientras que el fluido en el interior del tubo circula con dirección descendente. La construcción de las espiras de la unidad de calentamiento es robusta y esta diseñada para contener los efectos de expansión y contracción durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento. Todas las unidades son sometidas a un tratamiento térmico de relevo de esfuerzos y a su vez son probadas a alta presión. Ensamble de la Sección Generadora
  18. 18. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Unidad de Calentamiento (Serpentín) ALIMENTACIÓN DE AGUA MEZCLA AGUA-VAPOR COMBUSTION
  19. 19. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Separador de Vapor Una combinación de fluido y vapor procedentes de la Unidad de Calentamiento se descarga en la Boquilla Separadora del Separador de Vapor. La velocidad y fuerza centrífuga del Vapor libera la humedad que pudiera contener, misma que resbala al fondo del Separador. A medida que este líquido se acumula en el fondo del separador, y su nivel se eleva lo suficiente, la Trampa de Vapor lo extrae y retorna al Receptor de Condensado. Este método efectivo de separación mecánica evita el arrastre de líquido y tratamiento químico hacia el servicio de vapor. Una mayor calidad del vapor significa mayor energía - un kilogramo de vapor contiene típicamente de 3 a 5 veces la cantidad de calor que un kilogramo de agua a la misma temperatura y ese calor es recuperado más fácilmente en su proceso, que el calor en el agua. En adición, para reducir la cantidad de agua que va hacia su proceso, el vapor de alta calidad también provee la ventaja de reducir los sólidos acarreados hacia su sistema - los sólidos que pueden dañar su equipo o, en el caso de inyección de vapor, pueden causar problemas en la calidad del producto.
  20. 20. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Separador de Vapor
  21. 21. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Tabla de presión-temperatura PRESIÓN MANOMÉTRICA TEMPERATURA PSIG Kg/cm2 °F °C 5 10 15 60 65 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 0.35 0.7 1.05 4.22 4.57 4.92 5.62 6.37 7.03 7.73 8.45 9.14 9.84 10.55 11.25 228 240 250 308 312 316 324 331 338 344 350 356 361 366 370 109 115 121 153 156 158 162 167 170 173 177 180 183 185 187 PRESIÓN MANOMÉTRICA TEMPERATURA PSIG Kg/cm2 °F °C 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 11.95 12.45 13.36 14.06 14.76 15.46 16.16 16.87 17.57 18.27 18.98 19.68 20.38 21.09 21.79 375 380 384 388 392 396 399 403 406 409 413 416 419 422 425 190 193 195 197 200 202 204 206 208 209 212 213 215 217 218 PRESIÓN MANOMÉTRICA TEMPERATURA PSIG Kg/cm2 °F °C 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 440 460 480 500 22.49 23.19 23.9 24.6 25.3 26.01 26.71 27.41 28.12 28.82 29.52 30.93 32.33 33.74 35.15 428 431 433 436 438 441 443 445 448 450 453 457 462 466 470 220 222 223 224 226 227 228 229 231 234 236 237 239 241 243
  22. 22. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Bomba de Agua La bomba de agua Clayton es un diseño y manufacturada especialmente para proveer una circulación forzada a través de la unidad de calentamiento con esto asegura que la unidad este llena bajo las condiciones de carga. Los diafragmas de la bomba son operados hidráulicamente por la acción recíprocante de los pistones. Cada carrera del pistón desplaza el agua de alimentación hacia la sección de descarga de los cabezales de las válvulas de retención.
  23. 23. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Bomba de Agua
  24. 24. SECCION II COMPONENTES BASICOS DEL GENERADOR Conjunto quemador y ventilador Flama en forma de corazón ventilador Ducto de aire voluta Quemador
  25. 25. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR UNIDAD DE CALENTAMIENTO 4 D A INTERRUPTORES DE PRESION VALVULA DE SEGURIDAD B VALVULA CHECK DE CONTRAFLUJO C 2 5 BOMBA DE AGUA TRAMPA DE VAPOR 3 CAMARA DE COMBUSTION TERMOCOPLE 6 AMORTIGUADOR DE ADMISION 1 VALVULA DE ALIVIO AMORTIGUADOR DE DESCARGA ENTRADA DE AGUA 1.- VALVULA DE ADMISION BOMBA DE AGUA 2 .-VALVULA DE ADMISION UNIDAD DE CALENTAMIENTO 3.- VALVULA DE PURGA DE LA UNIDA DE CALENTAMIENTO 4.-VALVULA DE DESCARGA DE VAPOR 5.-VALVULA DE DESCARGA DE LA TRAMPA DE VAPOR 6.-VALVULA DE PURGA DEL SEPARADOR DE VAPOR A.-MANOMETRO DE ALIMENTACION B.-MANOMETRO DE PRESION DE VAPOR C.-MANOMETRO DE LA TRAMPA DE VAPOR D.-TERMOMETRO DEL SEPARADOR DE VAPOR
  26. 26. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Filtro “ Y “ Contiene en su interior una malla de filtración, cuyos orificios controlan solamente sólidos mayores arrastrados por el agua que alimenta el Generador de Vapor.
  27. 27. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Amortiguador de admisión Este amortiguador es un inserto de hule con una cubierta metálica, está instalado en la línea de admisión de la bomba de agua del Generador de Vapor. Usado en los modelos E10/15/20 Usado en los modelos E30/40/60/100/150/200
  28. 28. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Amortiguador de descarga Este amortiguador es un inserto de hule con una cubierta metálica, está instalado en la línea de descarga de la bomba de agua del Generador de Vapor. Usado en los modelos E10/15/20 Usado en los modelos E30/40/60/100/150/200
  29. 29. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Válvula de alivio Esta válvula se localiza a la descarga de la bomba de agua del Generador de vapor, y está puesta para proteger a la bomba de agua si la presión excede de 28 kg/cm², desalojando el exceso de presión originada por alguna obstrucción o taponamiento en la línea de descarga de agua hacia la unidad de calentamiento.
  30. 30. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Válvula de contraflujo (check) La válvula de contra flujo es del tipo “Check”, es decir, que permite el flujo de agua en una sola dirección, impidiendo cualquier retorno de la misma. Se localiza entre la bomba de agua del Generador de Vapor y la unidad de calentamiento. Su función es impedir que exista un retorno de agua o vapor hacia la bomba de agua, cuando ésta deja de bombear. Usado en los modelos e10/15/20/30/40 Usado en los modelos E60/100/150/200
  31. 31. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Manómetros alimentación, vapor y trampa de vapor Se encuentra en el panel de la caja de controles. Está graduado en Libras por Pulgada Cuadrada (Lb/pulg²) y kilogramos por Centímetro Cuadrado (Kg/cm²). Su función es la de indicarnos la contra presión en la unidad de calentamiento, es decir, la lectura que registraremos nos estará indicando la presión que debe vencer para entrar a dicha unidad de calentamiento. También nos indicará si el Generador de Vapor se está incrustando debido a que se incrementara la presión de manómetro
  32. 32. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Válvula de alimentación La válvula de alimentación se encuentra instalada en la línea de admisión de agua a la Unidad de Calentamiento. Cerrando momentáneamente la válvula se puede probar el ajuste de la válvula de alivio o verificar si la bomba de agua funciona adecuadamente. Válvula de alimentación Válvula de alimentación
  33. 33. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Termocople auxiliar del control principal de temperatura (FP) y (SP) (FP) Primera protección.- Este control está conectado al termocople y al detectar un aumento de temperatura corta el suministro de combustible manteniendo la circulación de agua y aire a través del generador en condiciones de poca agua. Al enfriarse pasa a su punto de ajuste inferior, continúa automáticamente la actividad normal del generador. (SP) Segunda protección.- Este control está conectado al termocople y al detectar un aumento de temperatura corta el suministro de combustible manteniendo la circulación de agua y aire a través del generador en condiciones de poca agua. Al enfriarse pasa a su punto de ajuste inferior, continúa automáticamente la actividad normal del generador.
  34. 34. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Trampa de vapor La trampa de vapor es de tipo mecánico, de cubeta invertida. Se encuentra conectada al separador de vapor. Su función es desalojar el exceso de agua que se acumula en la parte inferior del separador, logrando así, junto con el separador fijo que el vapor se suministre con menos del 0.5% de humedad.
  35. 35. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Válvula de seguridad La válvula de seguridad está instalada en la parte superior del domo separador de vapor. Está ajustada para que se dispare a plenitud cuando la presión del vapor exceda un 25% la presión máxima de trabajo. Viene ajustada y protegida con un sello metálico colocado por el fabricante para evitar que el usuario altere su ajuste, por tanto, en caso de falla de la válvula se deberá montar una nueva
  36. 36. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Termómetro El equipo cuenta con tres termómetros. Uno está ubicado al frente del separador de vapor indicando la temperatura del vapor a determinada presión. Otro está montado en el tanque de condensados para conocer la temperatura del agua de alimentación. El tercero está montado en la chimenea, e indica la temperatura de salida de los gases de la combustión.
  37. 37. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Válvula del soplador de hollín (solo quemadores para diesel) Su función es dejar pasar el vapor que se encuentra en el separador hacia la unidad de calentamiento, una vez que se abra manualmente la válvula. El flujo de vapor desprende el hollín que se encuentra acumulado en los tubos de la unidad de calentamiento, dejándolos limpios para que aprovechen al máximo la transferencia de calor.
  38. 38. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Interruptor de presión de vapor y modulador de presión Estos interruptores se accionan con la presión del vapor. Se encuentran interconectados al separador de vapor por medio de un tubo de cobre. Se ajustan para que controlen el apagado y encendido del quemador, así como la modulación del fuego, de acuerdo a la presión de vapor.
  39. 39. SECCION III FLUJO DE AGUA Y VAPOR Interruptor de nivel de aceite (opcional a partir del modelo E60 y superiores) El interruptor de nivel de aceite es accionado por un flotador instalado en el cárter de la bomba de agua. Cuando el nivel de aceite disminuye, el flotador baja y acciona el interruptor parando el motor del Generador. Igualmente, cuando el nivel sube más de lo adecuado, como en el caso de que entrara agua al cárter, el flotador parará el motor del Generador. Su función principal es la de evitar daños a la bomba de agua causados por falta de lubricación.
  40. 40. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Parámetros Reglamentarios para la Operación El tratamiento de agua tiene por objeto proteger a su equipo contra corrosión e incrustación. Las consecuencias que origina el descuido en el tratamiento de agua, normalmente repercuten en altos costos de mantenimiento y combustible así como en el consecuente desgaste prematuro del equipo. La máxima eficiencia en los sistemas de vapor CLAYTON se obtiene a través del control de la cantidad de agua que alimenta su generador de vapor, por ello debe vigilarse diariamente que el agua reúna EN TODO MOMENTO las siguientes características: 1.Cero DUREZA 2.pH 10.5 – 11.5 (rango normal). Valor máximo permisible de 12.5. 3.Libre de OXÍGENO DISUELTO con un valor de sulfito residual > 50 ppm. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS: Rango normal 3000 – 6000 ppm. Límite máximo 8550 ppm Equipos con desmineralizador 1000 – 3000 ppm FIERRO DISUELTO: < 1.0 ppm Libre de SÓLIDOS SUSPENDIDOS SÍLICE:120 ppm con la alcalinidad apropiada de OH Para desmineralizadores < 10 ppm
  41. 41. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA
  42. 42. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Compuestos químicos y accesorios para el control de tratamiento del agua de alimentación Los compuestos químicos Clayton (Oxiclay y PoliClay) en conjunto con los accesorios (equipo suavizador de agua, bombas dosificadoras, tanques de condensados y sistema de precalentamiento en el tanque de condensados), constituyen un sistema de control completo y de bajo costo. Oxiclay Para eliminar el oxigeno disuelto en el agua lo podemos secuestrar por medio de un producto químico, en este caso elaborado a base de sulfito catalizado para llevar a cabo la reacción en algunos minutos garantizando la eliminación total del oxigeno disuelto en el agua. Alimente por medio de una bomba dosificadora.
  43. 43. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Policlay Existen varias soluciones para evitar la corrosión. Se requiere mantener un pH entre 10.5 – 12.0 para evitar ataques de corrosión por tendencia ácida o cáustica según sea el caso. Esto de logra por medio de PRODUCTO QUIMICO. Alimente por medio de una bomba dosificadora.
  44. 44. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA El Agua como solvente El Cloruro de Sodio contiene Na+ y Cl- iones
  45. 45. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Sal disolviéndose en agua
  46. 46. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA SALES COMUNES DISUELTAS EN EL AGUA  CATIONES (+)  ANIONES (-) • • • • Sulfatos (SO4) • Nitratos (NO3) • Bicarbonatos (HCO3) • Cloruros (Cl) Sílice ( SiO2) Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Sodio (Na) •
  47. 47. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA La incrustación es uno de los problemas que suele verse con mayor frecuencia. Se origina por la dureza del agua (sales de calcio, magnesio ó sílice). Posee una conductividad térmica baja y ésta se forma con mucha rapidez en puntos de mayor trasferencia de temperatura.
  48. 48. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA La precipitación de sales de Calcio y Magnesio forma capas adherentes conocidas como: DUREZA Ca(HCO3)2 + calor BICARBONATO DE CALCIO Mg(HCO3)2 + calor BICARBONATO DE MAGNESIO CaCO3 + H2O + CO2 CARBONATO DE CALCIO AGUA BIOXIDO DE CARBONO MgCO3 + H2O + CO2 CARBONATO DE MAGNESIO AGUA BIOXIDO DE CARBONO Cantidad de sales minerales en solución 1ppm = 1 mg/l 1gpg = 17.1 ppm
  49. 49. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Solución para eliminar las sales: La forma mas efectiva para de eliminar estas sales minerales incrustantes es a través de diversos equipos tales como: SUAVIZADORES, DESMINERALIZADORES y OSMOSIS INVERSA. desmineralizador suavizador Osmosis inversa
  50. 50. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Equipo suavizador TANQUE DE SALMUERA. Este tanque contiene un flotador, una línea de succión y una cantidad predeterminada de Sal en Grano inmersa en agua. Está solución es lo que comúnmente llamamos Salmuera, y se utiliza para reactivar la resina a fin de que recupere su capacidad de intercambio iónico, que cedió cuando estaba en posición de servicio TANQUE DE RESINA. De acuerdo a la capacidad del suavizador, este tanque contiene determinada cantidad de resina Catiónica o Zeolita depositada sobre un lecho de grava que le sirve de soporte y a la vez para filtrar el agua que sale de dicho tanque. La resina, al entrar en contacto con el agua dura, realiza una función química para intercambiar los iones de sodio que contiene la resina, por los iones de Calcio y Magnesio que contiene el agua, lo que en otras palabras significa suavizar el agua.
  51. 51. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA ENTRADA DE AGUA MANOMETRO FILTRO Y TUBO CENTRAL TURBINA RESINA GRAVA
  52. 52. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático En Servicio
  53. 53. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático Retrolavado
  54. 54. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático Regenerado
  55. 55. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático Enjuague Lento
  56. 56. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático Enjuague Rápido
  57. 57. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Operación del Suavizador Automático Reposición de agua y tanque de salmuera
  58. 58. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Carga de sal por periodo de regeneración MODELO CARGA INICIAL Kg. CARGA POR REGENERACION Kg- 30A 180 7 60A 180 14 90A 180 21 120A 200 28 150A 200 35 180A 450 42 210A 450 49 240A 450 56
  59. 59. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Como calcular un suavizador. Para calcular un equipo suavizador se deberá tomar en cuenta la capacidad del equipo, % de retorno de condensados y las horas de operación. •Se debe calcular el consumo de agua (CC) (15.65 kgv/hr) (T. operación) = lts/día --------------- 1 •Agua de repuesto 1 (1-% Retorno de Condensado) = lts/día ---------------- 2 •Dureza a eliminar 2 (Dureza en ppm) = mg/día --------------- 3 3 / 1000 = gr/día -------------- 4 4 / 2000 = ft3 NOTA: 1 ft3 = 2,000 gramos de dureza = 30,000 granos.
  60. 60. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Sal por regeneración. 1 ft3 = 15 lb (0.45) = 6.75 kg sal / día ft3 del equipo suavizador (6.75 kg sal) = kg necesarios de sal / día -------- 1 Cantidad de agua para preparar solución de salmuera 1 / 0.360 kg/l = cantidad de agua para la solución de salmuera.
  61. 61. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Corrosión: Se define como la deterioración gradual o destrucción, de una sustancia o de un material, por acción química.
  62. 62. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Comportamiento del oxigeno en el agua. Como se observa cuando el agua se encuentra a baja temperatura contiene mayor cantidad de oxigeno disuelto.
  63. 63. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Descomposición de Bicarbonatos y Carbonatos: CORROSION NaHCO3 + calor BICARBONATOS NaCO3 + H2O + CO2 CARBONATOS NaCO3 + H2O + calor CARBONATOS AGUA AGUA BIOXIDO DE CARBONO NaOH + CO2 HIDROXIDO DE SODIO BIOXIDO DE CARBONO EL CO2 liberado reacciona cuando el vapor se condensa produciendo ácido carbónico. CO2 + H2O H 2CO3 BIOXIDO DE CARBONO AGUA ACIDO CARBONICO
  64. 64. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Tratamiento del oxigeno disuelto por métodos químicos Na2SO3 + SULFITO DE SODIO 1/2O2 Na2SO4 OXIGENO SULFATO DE SODIO Métodos de calentamiento para eliminar el oxigeno EQUIPO TEMPERATURA COSTO INICIAL USO DE PRODUCTO QUIMICO ELIMINACION DE OXIGENO Deaereador 100°C O MAYOR Máximo Mínimo Excelente Tanque de precalentamiento 87 – 98 Bajo Bajo Buena Tanque frío 37 o MENOR Mínimo Máximo Pobre
  65. 65. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Como calcular la dosis de producto químico. El producto químico se debe calcular en base a las HORAS DE OPERACIÓN, CAPACIDAD DEL EQUIPO, % DE RETORNO DE CONDENSADO y % DE CARGA. •OXICLAY 0.7 (CC) (15.65 kgv/hr) (1-% RC) (T. Operación) (% de Carga) = ml •POLICLAY 0.105 (CC) (15.65 kgv/hr) (1-% RC) (T. Operación) (% de Carga) = ml •COMPUESTO 1A 0.15 (CC) (15.65 kgv/hr) (1-% RC) (T. Operación) (% de Carga) = gr •COSD-15 0.04 (CC) (15.65 kgv/hr) (1-% RC) (T. Operación) (% de Carga) = gr •AMINCLAY 0.0421 (CC) (1-% RC) (T. Operación) (Alcalinidad ppm)(% de Carga) = ml
  66. 66. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA De la formula anterior: CC = Caballos Caldera 1 CC = 15.65 kgv/hr = 4.13 gal/hr % Carga = Eficiencia de la Caldera, en modulantes se tomara en cuenta el Rate de operación. *Se recomienda calcular las dosis de producto químico para 8 horas de operación. Calculo para el Volumen a dosificar: Considerando una bomba dosificadora de 120 litros por día. Tenemos que 120 lts por día / 24 hr. = 5 litros por hr. Con lo anterior podemos calcular el volumen a dosificar de la siguiente forma 5Lts/hr (% Stroke)(Tiempo de Operación) = Volumen a dosificar Volumen a dosificar – Volumen de Quimico = Volumen de agua suave para diluir los productos quimicos
  67. 67. SECCION IV TRATAMIENTO DEL AGUA Bombas Dosificadoras
  68. 68. SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION Combustión. La Combustión es la oxidación rápida o violenta de aquellos materiales o substancias capaces de oxidarse (reacción química), cuyos nombres son combustibles. Se dice que una combustión es completa o correcta, cuando es aprovechado al máximo el poder calorífico del combustible que se esté quemando, es decir, cuando se obtiene el grado máximo de oxidación de dicho combustible. Para llevar a cabo una combustión, es necesario contar con los elementos indispensables como lo son combustible, comburente y la ignición. Combustibl e Unidad Precio Poder Costo por Relación Unitario Calorifico Millon Kcal Base Pesos Kcal Pesos Diesel Gas Natural Mt3 3.13 8,044 389.10 0.63 Gas L.P. Kg. 8.92 11,953 746.25 1.21 Diesel Lt. 5.31 8,581 618.81 1.00 Combustoleo Lt. 3.50 9,717 360.02 0.58 Electricidad KW 1.13 860 1,302.33 2.11
  69. 69. SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION
  70. 70. SECCION V SISTEMA DE COMBUSTION Teoría de la combustión. C + O2 CARBONO OXIGENO H + O2 HIDROGENO OXIGENO S + O2 AZUFRE OXIGENO Combustión Incompleta C + O2 CARBONO OXIGENO CO2 + Calor BIOXIDO DE CARBONO H2O + Calor VAPOR DE AGUA SO2 + Calor BIOXIDO DE AZUFRE CO2 + Calor BIOXIDO DE CARBONO
  71. 71. % Volumen % Peso P.M. Oxigeno 20.99 23.19 32.00 Nitrógeno 78.03 75.47 28.016 Argón 0.94 1.30 39.944 Bióxido de Carbono 0.03 0.04 44.003 Hidrógeno 0.01 0.00 2.016 Aire Seco 100.0 100.0 28.967

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