Este documento describe los principales instrumentos de control necesarios para el funcionamiento seguro de calderas de vapor, como el control de nivel de agua, presión, temperatura del combustible y de los gases, así como el control automático de la secuencia de encendido mediante programadores o autómatas programables.

1. Ing: Mario Pérez Instrumentos de control para calderas

2. INTRODUCCION La producción de calor fue uno de los primeros pasos en el campo de la técnica. Fue la utilización del vapor como fuerza motriz lo que hizo posible la revolución industrial del siglo XVIII.

3. Controles necesarios en las calderas de vapor. Secuencia de encendido Nivel de agua de alimentación Control de la llama. Control de la presión. Temperatura del combustible. Temperatura de los gases de salida. Total de sólidos disueltos

4. Secuencia de encendido Es el orden de operaciones que debe realizar la caldera para su encendido. El equipo llamado programador es el encargado de establecer la secuencia y los tiempos de trabajo. Se incrementa el uso de autómatas programables

5. Nivel de agua de alimentación Este control mantiene el nivel de agua por encima de los tubos fluxes. Para una mayor seguridad las calderas están provistas de las siguientes indicaciones y protecciones. Nivel normal de trabajo. Bajo nivel. Extra bajo nivel

6. Instrumentos para controlar el nivel Control vertical usando flotante,uno muy conocido (MOBREY). Medidor capacitivo. Medidor ultrasónico.

9. Control de la llama La fotocelda es la encargada de chequear que la llama este presente, si detecta un fallo desconecta la caldera,indicando mediante una señal de alarma lo ocurrido. Esto evita que se acumule en el hogar de la caldera combustible ,pudiendo provocar explosiones peligrosas en su interior.

11. Control de la presión Se empleán los presostatos de ajuste fijo. Los presostatos de modulación. Transmisores de presión.

12. Usos del presostato según el quemador Caldera de dos pasos. Seguridad. Arranque y parada . Alto fuego. Caldera modulante . Seguridad. Arranque y parada. Modulación.

13. Presostato para la seguridad Si la presión llega a la que ha sido ajustada en el presostato, la caldera se para provocando una señal de alarma.

14. Presostato para el arranque y parada Se fijan los valores de presión mínimo y máximo de trabajo de la caldera para su normal funcionamiento.

15. Presostato para alto fuego En las calderas de dos pasos, es el encargado de conectar la segunda llama para incrementar el fuego,dependiendo de la presión a la cual ha sido ajustado.

16. Presostato de modulación . La salida continua de este presostato es conectada al modulador ,el cual se encarga de establecer la correcta relación aire -combustible, para mantener la presión en los valores prefijados.

18. Temperatura del combustible El termostato es el encargado de que la caldera no comience su funcionamiento hasta que el combustible no halla alcanzado la temperatura necesaria para establecer una correcta atomización. Utilizado en las calderas de fuel oil.

20. Temperatura de salida de los gases Se puede observar la temperatura de los gases mediante el termómetro que debe conectarse en la chimenea. Esto indica la eficiencia de la caldera, cuando la temperatura de los gases es muy alta es una manifestación de que la caldera esta sucia o incrustada.

22. Total de sólidos disueltos El objetivo de su control es evitar el arrastre de sustancias sólidas y formación de espumas. El control se realiza mediante un sensor de conductividad que determina cuando debe actuar la válvula que esta conectada en la tubería de extracción de superficie. También se extraen los sólidos mediante una purga de fondo a la caldera, que puede ser manual o automática.

27. Automatización convencional Extractor Al Sistema ts Aire Aspirador Fuel Bomba Alim. n Agua C niv C tsd temp p

28. Con autómata Extractor Al Sistema ts Aire Aspirador Fuel Bomba Alim. n Agua p

31. Controles necesarios en las calderas de fluido térmico. Nivel visual deposito de recogida. Pirómetro de temperatura del fluido térmico y de humos en la chimenea. Nivel eléctrico de mínima en deposito de expansión. Manómetros de entrada y salida de la caldera y tomas de temperatura. Presostato diferencial. Presostato de máxima. Control de llama.

32. Nivel visual deposito de recogida. Permite observar la cantidad de fluido de la instalación.

33. Pirómetro de temperatura máxima del fluido térmico Previene sobre un posible fallo de varios elementos que pueda conllevar un aumento elevado de la temperatura del fluido térmico. Elemento de seguridad que bloquea el quemador

34. Pirómetro de temperatura de humos en la chimenea. Detecta un aumento considerable de la temperatura de los humos.Bloquea el quemador.

35. Pirómetros de primera y segunda llama(pirómetro de trabajo) Envían información(temperatura) al cuadro eléctrico sobre las demandas de calor del equipo.

37. Nivel eléctrico de mínima en deposito de expansión. No permite la puesta en marcha del equipo ante una falta de fluido térmico.

39. Manómetros de entrada y salida Indican la presión en la entrada y salida de la caldera.

40. Presostato diferencial. Detecta una mala circulación del fluido térmico, por insuficiente presión. Bloquea el quemador

41. Presostato de máxima. Detecta una mala circulación del fluido térmico por aumento de la presión. Bloquea el quemador.

42. Control de la llama. Mediante la célula ultravioleta, detecta luz, informando sobre falsos encendidos.

43. Programador Elemento que indica las secuencias que debe seguir el quemador.

44. Electro válvula de primera y segunda llama. Dan paso a mayor o menor cantidad de combustibles.

45. Electro válvula de seguridad. Cierra el paso si no hay demanda de combustible.

46. Temporizador de seguridad horario. Obliga a inspecciones periódicas(cada dos horas) al personal encargado.Elemento de seguridad.

48. Causas mas frecuentes de averías Quemadores

49. EL quemador no enciende Cadena de emergencia abierta. Conexión equivocada. Valor insuficiente de la tensión de la red de alimentación.

50. El quemador arranca pero no se enciende y luego se bloquea No hay chispa en los electrodos. La chispa no inflama el petróleo. Pulverización irregular. No hay petróleo en el depósito. Tubería de suministro obstruida. Bomba de petróleo defectuosa

51. El quemador arranca y se enciende pero luego se bloquea Celda fotoeléctrica sucia o defectuosa. Celda mal colocada. Cable defectuoso. Exceso de agua en el combustible. Conexiones sueltas.

52. Pequeña llama chispeante Boquilla parcialmente bloqueada. Exceso de aire.

53. LLama humeante Presión del combustible demasiada alta. Suministro de aire insuficiente.

54. Baja presión de petróleo Válvula reguladora de presión desajustada. La válvula reguladora se pego.

55. Alta presión de petróleo Válvula reguladora de presión desajustada. Obstrucción en la tubería de retorno de petróleo al depósito de almacenaje.

56. El quemador no cambia a llama alta o a baja llama. Válvula magnética de alta/baja no se abre. Ajuste inadecuado del presostato.

57. El quemador se conecta/desconecta continuamente Control de presión defectuoso.

58. Ing: Mario Perez www.epautomation.com Email: epautomation@yahoo.com

59. Bibliografía V.M.Cherkasski:Bombas,Ventiladores,Compresores. A.V.Ivanov-Smolenki:Maquinas Eléctricas. Mario Moreno Hermanez:Accionamiento Eléctrico Automatizado. M.Kuznetsov.Fundamentos de electrotecnia. Angel Costa Montiel:Principios Fundamentales de Accionamiento Eléctrico Esteban Amador Martínez:Problemas Resueltos y Propuestos de Electrotecnia Básica Lester Martínez:Trabajo de Maestría de Automatización

60. S.B.Dewan:Power Semiconductor Drives Revista Danfoss 4--1989 E Danfoss 4--1998 Danfoss 4--1995 Revista The Danfoss Journal 3.99 Control Techniques.Accionamiento de Corriente Alterna Unificado Unidrive Telemecanique:Variadores de Velocidad y Arrancadores Catalogo Octubre 1994 Telemecanique:Variable speed controllers Catalogue October 98