SISTEMAS DE AGUA DE ALIMENTACION DE CALDERA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE MISIONES - FACULTAD DE INGENIERIA SISTEMAS DE AGUA DE ALIMENTACION DE CALDERA Docente: Ing. Roberto R. Burtnik. Dto de Ing. Electromecánica.

2 TERMINOLOGIA AGUA DE ALIMENTACION DE CALDERA RETORNO DE CONDESADO AGUA DE REPOSICION AGUA DURA AGUA TRATADA (ó AGUA BLANDA) REVAPORIZADOS AGUA DE PURGAS. NIVEL DEL AGUA DE CALDERA: Nivel Máximo Nivel Normal Nivel Mínimo Nivel Mínimo Peligroso

3 FINALIDAD DE LOS CONTROLES DE NIVEL TIENEN LA DOBLE MISION DE CONTROLAR LA REPOSICION DE AGUA EN FORMA AUTOMATICA Y LOGRAR UN FUNCIONAMIENTO CONTINUO DEL GENERADOR DE VAPOR. ESTO SE LOGRA A TRAVES DE UN SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE AGUA Toda caldera de producción de vapor o agua caliente debe tener un sistema de alimentación de agua y un sistema de corte y suministro de combustible que actúe con la señal de nivel de agua.

4 EFECTOS POR BAJO NIVEL

5 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE BASICAMENTE: AGUA DE CALDERA REGLA N 1: Ningún sistema de alimentación de agua para calderas puede estar conectado directamente a la red de agua potable. Comienza por el TANQUE de agua de alimentación de caldera. Dependiendo de cómo se haga el tratamiento de agua, (Trat. Interno o Externo), habrá otro tanque para albergar los productos químicos. Y un tercero para inyección manual.

6 CIRCUITOS DE AGUA EN SALA DE CALDERA

7 TANQUE DE AGUA DE ALIMENTACION

8 TANQUE DE AGUA DE ALIMENTACIÓN DE CALDERA CON SUS ACCESORIOS

9 CABEZAL DE VENTEO Finalidad: Descargar vapor seco a la atmósfera a baja velocidad. Minimizan picos ó efectos de sobrepresión en el tanque de A.A. REGLA N 2: SIEMPRE CONTROLE EL NIVEL DEL AGUA EN EL TANQUE DE ALIMENTACIÓN. Y EL FUNCIONAMIENTO DE LA ALARMA. REGLA N 3: SIEMPRE CONTROLE EL SUMINISTRO DEL AGUA DE REPOSICIÓN.

10 BOMBAS de ALIMENTACIÓN Bombas de Desplazamiento Positivo: Las de Embolo Rotoestáticas:» Engranajes» Paletas» Tornillo Bombas Rotodinámicas: Bombas del tipo Centrífugo» Motobombas.» De punta de eje libre. SELECCIÓN DE BOMBAS PARA CALDERAS Uso (Industrial para nuestro caso) Líquido a bombear (Agua, generalmente Caliente) Temperatura del líquido a bombear. (Tipo de Acople, Dilatación, Material constructivos: Sellos).

11 PARTES ECENCIALES DE UNA BOMBA CENTRIFUGA (Flujo Radial) Rodete Caja Espiral Prensaestopas Eje Libre Rodete Empaquetadura Eje de la Bomba

12 Sistema de bombeo para alimentación de agua. BOMBA MULTIETAPA DE PUNTA DE EJE LIBRE

13 MOTOBOMBA MULTICELURAR

14 CAUDAL: Depende de la tasa de vaporización de la misma y el tipo de operación que ha de funcionar la bomba. Teóricamente debería ser igual al de la tasa de vaporización de la caldera. (Concepto que sería válido si la demanda es más o menos ctte). En principio como regla práctica se suele tomar 2 veces el caudal másico de vaporización cuando el sistema de control de nivel es ON/OFF. Cuando el control es modulado se puede considerar un caudal de 1,3 a 1,5 veces el caudal másico de vapor generado.

15 ALTURA ó CARGA TOTAL DE OPERACIÓN: Viene impuesta por la diferencia algebraica entre la carga de la descarga y la carga de la succión. La carga de velocidad generalmente en estos casos se suele despreciar. Finalmente y por cualquier eventualidad, la carga de operación a especificar deberá aplicársele un factor de seguridad a la altura calculada.

16 Definido el caudal y la altura, estaríamos ya en condiciones de calcular la potencia de la bomba. La selección final de la potencia, siempre será la inmediata superior a la calculada. NPSH ANPA ALTURA NETA DE PRESION EN LA ASPIRACION EN TODO MOMENTO SE DEBERÁ CUMPLIR QUE:

17 CAVITACION. La cavitación es un proceso dinámico de formación de burbujas dentro del líquido que esta siendo bombeado, su crecimiento y subsecuente colapso a medida que el líquido fluye a través de la bomba.. Generalmente las burbujas que se forman dentro de un líquido son de dos tipos: Burbujas de vapor o Burbujas de gas.. Las burbujas de vapor se forman debido a la vaporización del líquido bombeado. La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como: Cavitación Vaporosa.. Las burbujas de gas se forman por la presencia de gases disueltos en el líquido bombeado (generalmente aire pero puede ser cualquier gas presente en e sistema). La cavitación inducida por la formación y colapso de estas burbujas se conoce como: Cavitación Gaseosa.

18 CAVITACIÓN - EFECTOS

19 INSTALACIÓN DE BOMBAS PARA AGUA DE ALIMENTACIÓN DE CALDERAS REGLA N 4: VERIFIQUE EL FUNCIONAMIENTO DE LAS DOS BOMBAS

20 ALINEACION MOTOR Y BOMBA REDUCCION DE LA VIDA UTIL DEL EQUIPAMIENTO. PARADAS POR FALLA. VIBRACIONES AUMENTO DEL CONSUMO DE ENERGÍA. AUMENTO DE TEMPERATURA DE COJINETES ROTURA DEL ACOPLAMIENTO BUJES, RODAMIENTOS PERDIDAS DE ACEITE.

21 TIPOS DE DESALINEACION DESALINEACION PARALELA DESALINEACION ANGULAR

22 TECNICAS DE ALINEACION REGLA COMPARADOR INVERTIDO LASER DELGAS DE NIVELACION

23 TECNICAS DE ALINEACION LASER COMPARADOR INVERTIDO

24 FILTRO Y

25 VALVULA DE RETENCION: Tiene por finalidad detener el flujo de retorno de la caldera hacia al tanque de agua de alimentación, cuando la bomba se detiene. No obstante y por seguridad también se recomienda la instalación de otra válvula de aislamiento sobre la entrada de agua a la caldera.

26 Válvulas de retención de elevación Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal en la tubería y se cierra por gravedad y por la circulación inversa.

27 VALVULAS DE RETENCION A CLAPETA OBTURADOR Y ASIENTO TIPO GLOBO OBTURADOR A BOLILLA VALVULA DE RETENCIÓN DE DISCO

28 VALVULA DE RETENCION A CLAPETA

29 CONTROLES DE NIVEL DEL AGUA Todo sistema de control comienza por: La medición. Traducción y transmisión, de la señal. Comparación, medida de acción. Señal de control es enviada al elemento de acción final. Los sistemas de Control pueden ser: ON/OFF MODULADO.

30 MEDICION O CENSADO: Flotador: La señal de salida puede ser todo o nada mediante un switch magnético o continua mediante un cable inductivo acoplado eléctricamente a un imán unido al flotador.

31 CONTROL DE NIVEL ON/OFF POR SISTEMA FLOTANTE

32 CONTROL DE NIVEL ON/OFF POR SISTEMA FLOTANTE Flotador McDonnell

33 Sensores por conductividad: Montados verticalmente. No hay partes móviles y lo que se mide es si el sensor está inmerso en fluido y por tanto conductor o está fuera del agua y por tanto en un medio aislante. Sensores de este tipo se montan en grupos de 2, 3 o 4 en un solo alojamiento.

34 Sensores Capacitativos : La diferencia con los anteriores es que dan una señal continua que varía con el nivel. El principio de funcionamiento es que una barra de metal aislado está inmersa en el agua. Puesto que la constante dieléctrica del agua es muy elevada comparada con el aire o con el vapor, cuando el nivel del agua aumenta la capacitancia de la barra en relación con la masa aumenta. Este aumento es el que se puede medir con un controlador electrónico.

35 CENSADO DE NIVEL CON CENSORES CAPACITIVOS CON DOS CAMARAS EXTERNAS CON TUBOS INTERNOS DE PROTECCION

36 CONTROL MODULADO DE NIVEL

37 CONTROL MODULADO DE NIVEL CON RECIRCULACION DE AGUA

38 Células de presión diferencial: Se instalan de tal manera que en un lado de la célula haya siempre una columna de agua constante y en el otro lado otra columna pero de altura variable con el nivel. Para medir la deformación de la membrana y convertirla en una señal electrónica. Pueden utilizarse métodos de capacitancia variable, inductivos u otros. Se utilizan principalmente en calderas de alta presión. APLICACIONES: En calderas de alta presión, (Acuotubulares) y dónde se requiera alta calidad de agua.

39 INDICADORES DE NIVEL Tiene por finalidad mostrar a través de un tubo de cristal el nivel aparente del agua dentro de la caldera. Estas pueden ser de cristal tubular o bien cristal plano dependiendo de la presión de trabajo de la caldera. El largo también es un limitante. TODAS LAS CALDERAS DEBERIAN TENER COMO MINIMO 2 INDICADORES DE NIVEL

40 INDICADORES DE NIVEL

41 INDICADOR DE NIVEL CON VISOR PLANO INDICADOR DE NIVEL CON VISOR TUBULAR

42 REGLA N 5: VERIFIQUE EL FUNCIONMIENTO DEL SISTEMAS DE ALARMAS POR BAJO NIVEL. REGLA N 6: VERIFIQUE EL ESTADO DE MATAFUEGOS, (ARENAS), LUCES DE EMERGENCIA, FUNCIONMIENTO SERVICIO TELEFÓNICO DE EMERGENCIAS.

43 Antiguo control de Nivel Modulado

44 REGULACIÓN DE CAUDAL Y SU RELACIÓN CON LOS CONTROLES DE NIVEL MODULADO Los controles de nivel modulado básicamente pueden hacerse por: Control de velocidad en las bombas, o bien por Válvulas reguladoras de caudal. Cómo afecta esto en el funcionamiento de las bombas? H Bomb H Pérd H Pé3 H Pé2 H Pé1 H Bomb H Pérd n 1 n 1 n 2 H Stco n 3 H Stco St Q 3 Q 1 Q 2 Q 1 Caudal Q 3 Q 1 Q 2 Q 1 Caudal

45 INYECTOR MANUAL DE AGUA Tienen por finalidad alimentar agua a la caldera en caso de corte de energía o en una situación de emergencia cuando falla algún componente del sistema de alimentación del agua de caldera. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO: Cámara de Agua Tubo de Mezclado Tubo de Descarga Tobera Reservorio de Agua Fría Cámara de Mezclado

46 Regla N : El inyector solamente podrá funcionar con agua fría (menos de 35 C), ya que todo el vapor deberá condensarse con el agua de alimentación de la caldera, de otra manera la mezcla se descargaría a través de la válvula de la cámara de mezclas. Y presiones de vapor superiores a los 2 Bares. A-Vapor a alta presión procedente de la caldera, B- Válvula de aguja, C- Manija de la válvula de aguja, D- Aquí se mezclan el vapor y el agua, E- Entrada de agua, F- Cono de mezcla, G- Boquilla y cono de salida, H- Cavidad y tubo de salida, K- Válvula Anti-retorno.

47 Inyector de agua de caldera

48 REGLA N 7: VERIFIQUE NIVEL DE AGUA EN EL TANQUE DE RESERVA O EMERGENCIA REGLA N 8: VERIFIQUE CORRECTO FUNCIONAMIENTO DEL INYECTOR MANUAL DE AGUA. REGLA N 9: VERIFIQUE NIVEL DE PRODUCTOS QUIMICOS Y SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE TRATAMIENTO DE AGUA. REGLA N 10: SIEMPRE UTILICE LOS ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL.

49 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION! Ing. Roberto R. Burtnik Catedra: Máquinas e Instalaciones Térmicas 1 Dto de Ing. Electromecánica