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• Arnober Amaya

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PREGUNTAS Y RESPUESTAS ACERCAR Julio 2007

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Qué tipo de impurezas puede tener el agua bruta? – El agua puede tener los siguientes tipos de impurezas: – Materia en suspensión, como arena, lodo y residuos orgánicos. – Sólidos disueltos en soluciones que precipitan fuera del agua a elevada temperatura, como la caliza (carbono de calcio), dolomita (carbono de magnesio), yeso (sulfato cálcico), sal de epsom (sulfato de magnesio) arena (silicato), sal común (cloruro sódico), sal de Glauber (sulfato sódico hidratado) y trazas de hierro, manganeso, fluoruros y alúmina dependiendo del origen del agua. – Gases disueltos como, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno e, incluso, metano. – Partículas finas llamadas coloides en suspensión y que tienen un tamaño entre partículas en estado disuelto y las que están en suspensión.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuáles son las cuatro pruebas principales de control del agua de calderas utilizadas por los ingenieros in situ? Las cuatro pruebas principales son para la dureza, alcalinidad, cloruros y pH. – La dureza afecta a las incrustaciones. – La alcalinidad indica que se requieren cantidades de productos químicos de tratamiento (carbonato sódico o sosa cáustica) – Los cloruros controlan la concentración de sólidos y se comprueba en la superficie del condensador para control de fugas (especialmente donde se usa agua de mar, como en las marinas o centrales costeras). – pH (ión hidrógeno) es un tipo de alcalinidad o acidez para comprobar si se mantiene un control adecuado de alcalinidad.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Qué compuestos no pueden eliminarse por ebullición, haciendo que el agua adquiera dureza permanente? El agua que contiene sulfato de calcio y magnesio no puede ablandarse por ebullición; así que tiene dureza permanente, que se corrige por tratamiento químico con adición de carbonato sódico

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuál es el propósito de una prueba de conductividad del agua de caldera? Medir la extensión en que las sustancias disueltas están concentradas en el agua de caldera. Esta prueba ayuda a comprobar el arrastre de sólidos disueltos que se condensan en las líneas o equipos, tales como álabes de turbinas en sistemas de vapor.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuáles son algunos medios para reducir el contenido de oxígeno del agua de caldera? La eliminación mecánica por el desaireador y el uso de sulfato sódico o hidrazina.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Por qué se usa la hidrazina para el control de oxígeno en calderas de alta presión? La hidrazina (N2H4) es el rastreador de oxígeno más utilizado en calderas de alta presión. Su ventaja sobre el sulfito, que se usa en la mayoría de calderas de baja presión, es que no añade sólidos disueltos a la caldera.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Por qué se usan quelantes en el tratamiento de agua? Para calderas que operan por debajo de 1.000 psi, los quelantes se han utilizado para controlar de los depósitos de oxido metálico en los sistemas de caldera. Los quelantes reaccionan con los iones metálicos para formar compuestos solubles que pueden lavarse y evacuarse del agua de caldera. El grado de combinación depende de las condiciones del sistema y de la reactividad del quelante con ión metálico que pueda encontrarse. Se considera que los agentes quelantes son aplicables para iones metálicos solubles y no para metales insolubles. Para estos últimos los agentes dispersantes son los polímeros. El polímero es absorbido en el hierro u oxido metálico insoluble, controlando así los depósitos de oxido insoluble, alterando sus características de carga y evitando su formación o aglomeración. Cuando se utilice este medio los polímeros se denominan dispersantes.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuáles son los mayores problemas de tratamiento con las calderas de calefacción? Corrosión y picado. La incrustación no es el problema porque la misma agua de alimentación se usa continuamente y el tratamiento inicial normalmente permanece durante toda la estación de calefacción.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuáles son algunas características de los depósitos? Todos los depósitos siguientes pueden provocar el recalentamiento de piezas o zonas metálicas de caldera si la incrustación es de espesor suficiente (aislamiento térmico). Algunas características de los depósitos son: – El carbonato cálcico es granulado y poroso. Si gotea sobre un ácido se desprenden burbujas de dióxido de carbono. – Los depósitos de sulfato son duros, densos y frágiles pero no pulverizan fácilmente. – Los depósitos de hierro son de color marrón oscuro y magnéticos, y si se colocan en contacto con ácido caliente se de vuelven solubles, formando una solución marrón oscuro. – Los depósitos de sílice son muy duros, parecen porcelana y son frágiles pero difíciles de pulverizar. No son solubles en ácido clorhídrico. – Los depósitos de fosfato salen del tratamiento interno de caldera y son marrones o grises. Pueden eliminarse por los métodos normales de limpieza (lavado).

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cuál es el objeto de la purga? La purga reduce los sólidos suspendidos a los sólidos en solución. Cuando el agua purga fuera de la caldera se reemplaza por agua de alimentación de menor contenido de sólidos, el agua de caldera se diluye hasta límites aceptables supuesto que la cantidad de purga y su frecuencia está adecuadamente controlada.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cómo se produce la corrosión en la superficie interna de las calderas? Los gases disueltos como el oxigeno y el dióxido de carbono en el agua de las calderas. Estos gases pueden eliminarse por desaireación mecánica del condensado o del agua de alimentación. Los neutralizantes químicos, como sulfito sódico o hidrazina, se usan para tratamiento interno con el fin de eliminar estos gases.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cómo se evita la corrosión por condensado en las líneas de retorno? La corrosión en las líneas de retorno de condensado provienen generalmente, de ácido carbónico formado cuando el dióxido carbónico formado se combina con el agua. Puede usarse en agente neutralizador como las aminas morfolina y ciclohexilamina. La ciclohexilamina es más alcalina que la morfina y también es más volátil. Si se utiliza un desaireador en el tratamiento del agua de alimentación, puede ventilar a la atmósfera. Cuando no hay desaireador, la ciclohexilamina se mantiene cerca al dióxido de carbono en el vapor y hay muy poca pérdida en la purga de la caldera.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Qué método se usa para probar el agua de caldera con fosfato? El método usual es por comparación de color como lo hace un especialista en tratamiento de aguas. Se usan productos químicos especiales que actúan sobre el fosfato que hay en el agua para formar una solución azul. La tonalidad del azul se compara con las normas que usualmente suministran los proveedores de productos químicos para tratamientos. El tono del color azul determina la concentración del fosfato en la muestra sometida a prueba.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Dónde se prefiere alimentar con los productos químicos para tratamiento interno del agua de caldera? La mayoría de los productos químicos se alimentan a través de tanques de solución o bombas suministradoras. Las sustancias químicas se alimentan usualmente después de la desaireación y antes de la entrada de fosfatos, quelatos o soluciones cáusticas en el calderín de la caldera. Se prefiere que los productos químicos reacciones con el agua de caldera en la entrada de alimentación y antes de que entre en el bucle generador de vapor de la caldera. También se prefiere que los productos químicos utilizados, para evitar el ataque de oxigeno, como los sulfitos y la hidrazina, y los que se introducen para evitar incrustaciones y corrosión ácida, como la sosa cáustica y los productos orgánicos, sean alimentados de forma continua en el agua que va a la caldera.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué problema produce el aceite en el agua de caldera? La contaminación de aceite puede producir:
Recubrimiento de las superficies de transferencia térmica permitiendo que otros sólidos en suspensión se adhieran a estas superficies, lo que puede producir daños por recalentamiento excesivo a causa de una transferencia térmica dificultada.
Espumado y arrastre del agua de caldera que puede dañar las máquinas utilizadoras de vapor como turbinas.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué peligro presentan las calderas fuera de servicio? La corrosión puede producirse por la exposición del metal húmedo al oxigeno del aire. Debe seguirse el método húmedo de almacenaje de caldera. Se almacena la caldera llena de agua y se añaden productos químicos como sulfito, productos orgánicos y sosa cáustica, según el consejo de los especialistas de tratamiento de agua. El relleno con nitrógeno también se usa para evitar la intrusión de aire sobre el agua de caldera. En las calderas de alta presión con sobrecalentadores, se utiliza agua desmineralizada o condensado puro tratado con hidrazinas y una amina neutralizante para proteger el sobrecalentador.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Cuáles son las dos objeciones mayores a la incrustación en una caldera?
La incrustación es un aislante del calor y por ello puede producirse recalentamiento de las partes afectadas.
La incrustación produce una pérdida considerable de rendimiento.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué beneficio produce recubrir de aceite las superficies internas de la caldera? Ningún beneficio. Al contrario, es muy peligroso. El aceite es un aislante de calor y por ello puede producir peligrosos recalentamientos de las superficies afectadas.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Cuál es la fuente u origen más corriente del aceite en calderas? El uso de retorno de condensados contaminados de los equipos alternativos de vapor o de los intercambiadores de calor del proceso.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Cuál es el origen de la mayor parte de la corrosión externa? Azufre en el hollín, carbón, cenizas y humedad. •¿Qué objeción hay a enterrar la tubería por debajo del suelo de la sala de calderas? La corrosión exterior puede progresar sin dar señales hasta un punto peligroso.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS • ¿Cómo debería prepararse una caldera para su inspección? Apagar los fuegos, abrir la purga y el drenaje, venteando la caldera a la atmósfera. El hollín y la ceniza deberán soplarse y limpiar las superficies de los tubos, chapas de virolas, colectores, asientos y superficies exteriores accesibles. La válvula de la purga debería cerrarse si alguna otra caldera alimenta esta línea. El agujero de hombre, tapas del agujero de mano y hombre y machos de inspección deberían ser eliminados. Todos los depósitos de lodos u otros sedimentos deberían lavarse. La válvula de purga debería abrirse solamente cuando se esté seguro de que no hay presión en la línea y nadie dentro de la caldera. Cualquier incrustación y depósito de aceite debería dejarse para el análisis por especialista de tratamiento de aguas. Una caldera adecuadamente preparada para inspección debería estar fría, limpia y seca. Es aconsejable poner letreros que pongan (Personal en la caldera) en las válvulas de vapor, purga, alimentación y combustible y también en la chapa de cierre del agujero de hombre, siempre que haya alguien en el interior de la caldera. También siga las normas OSHA para entradas en espacios cerrados.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Con qué tres funciones pude contribuir un operador de calderas al mantenimiento de la caldera?
Manteniendo una planta segura y fiable. Esto incluye pruebas periódicas para estar seguro de que: las alarmas por nivel bajo de agua y corte de combustible funcionan correctamente; los niveles de agua se mantienen para evitar daños por sobrecalentamiento; el tratamiento químico del agua evita que las incrustaciones y óxidos formen depósitos peligrosos en las de transferencia térmica; la seguridad de llama y su sistema son para evitar que el combustible acumulado en el hogar pueda inflamarse o producir una explosión; todos los servicios auxiliares están funcionando correctamente de modo que la operación de la caldera no se ponga en peligro por causa de un tiro defectuoso de una mala alimentación de agua o de un flujo de combustible incorrecto; las presiones de trabajo se mantengan dentro de los límites de la presión admisible de trabajo; y la válvula de seguridad funcione.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS
Manteniendo una planta eficiente. Las pérdidas de calor por una chimenea son un porcentaje significativo de pérdidas de eficiencia. Algunas causas de ello están bajo el control del operador, como el mantenimiento adecuado del tiro y de las relaciones aire/combustible, así como de las temperaturas de chimenea. Las temperaturas que están por encima de la temperatura normal de chimenea pueden deberse a recubrimiento o incrustaciones de las superficies de absorción de calor de la caldera. El exceso de aire desperdicia combustibles al calentar aire en exceso, el cual no se combina con el combustible. Un tiro pobre puede hacer que no todo del combustible se queme en el hogar.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS
Inspección y automatismo de los elementos que necesitan corregirse durante el durante el período de mantenimiento próximo. Esto incluye los equipos auxiliares. Durante las paradas de caldera, las inspecciones internas indicarán si la corrosión o los depósitos se están produciendo y esto puede requerir ajuste del funcionamiento o tratamiento del agua de alimentación.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué produce el golpe de ariete (martilleo) y cómo puede corregirse? El golpe de ariete es el paso de avalanchas de agua a través de una tubería de vapor. El impacto de los chorros en las curvas o codos de las tuberías puede originar roturas en las mismas. Los golpes o impulsos del agua son producidos por bolsas en las líneas de vapor que no son drenadas correctamente y por la apertura de la válvula demasiado rápidamente. Prever drenajes adecuados en los puntos bajos del circuito y línea de vapor evitará la formación de bolsas de agua. Las válvulas en las líneas de vapor frías deberían abrirse suave y lentamente.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué produce la corrosión por punto de rocío? Los combustibles que contienen azufre, como los fósiles y la mayoría de los combustibles residuales (ligeros y pesados),producen residuos de combustión que contienen dióxido de azufre y vapor de agua. A temperaturas por debajo de la temperatura de roció (148,8 °C) estos vapores y gases se condensan y forman ácido sulfuroso y sulfúrico, que atacan a los metales de la caldera en lo que se ha denominado corrosión ácida. Si la temperatura de los gases salientes puede mantenerse por encima de la temperatura del punto de rocío ácido, este ataque sobre los componentes de la caldera puede reducirse al mínimo. Pueden utilizarse también aleaciones especiales para resistir la corrosión ácida del punto de rocío.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué produce la corrosión por punto de rocío? Los combustibles que contienen azufre, como los fósiles y la mayoría de los combustibles residuales (ligeros y pesados),producen residuos de combustión que contienen dióxido de azufre y vapor de agua. A temperaturas por debajo de la temperatura de roció (148,8 °C) estos vapores y gases se condensan y forman ácido sulfuroso y sulfúrico, que atacan a los metales de la caldera en lo que se ha denominado corrosión ácida. Si la temperatura de los gases salientes puede mantenerse por encima de la temperatura del punto de rocío ácido, este ataque sobre los componentes de la caldera puede reducirse al mínimo. Pueden utilizarse también aleaciones especiales para resistir la corrosión ácida del punto de rocío.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué precaución debe tenerse en cuenta antes de cerrar una caldera nueva o una caldera que ha sido abierta para limpieza o reparación? Asegurar que todas las herramientas, electrodos de soldar, trapos y otros elementos semejantes han sido retirados de los calderines, colectores, hogares y tubos. A veces debe usarse un espejo y una luz para comprobar colectores o de otro modo no serían accesibles para inspección de material extraño. Los tubos curvados que no pueden ser observados desde el final (como los tubos del sobrecalentador) deberían ser cuidadosamente limpiados tubo por tubo. En las calderas nuevas o donde el trabajo se hizo en una zona de tubo, pase bolas de goma o incluso bolas de acero para asegurarse de que los tubos están libres de toda obstrucción. Se puede utilizar agua o aire comprimido para empujar las bolas de goma a través del tubo.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué ítems requieren atención en los programas de mantenimiento relacionados con la eficiencia en una planta de calderas? El mantenimiento relacionado con el rendimiento de una planta de calderas está dirigido hacia la corrección de las condiciones que dan como resultado un aumento del consumo del combustible al generar una cantidad establecida de vapor. Estas son las condiciones que incrementan el consumo y comprenden, Temperatura e gases en chimenea Caudal de gases en chimenea Combustible contenido en los gases de combustión o cenizas Cantidad de purga Pérdidas diversas resultantes de fugas en el equipo

PREGUNTAS Y RESPUESTAS •¿Qué precaución debe tenerse en cuenta antes de cerrar una caldera nueva o una caldera que ha sido abierta para limpieza o reparación? Asegurar que todas las herramientas, electrodos de soldar, trapos y otros elementos semejantes han sido retirados de los calderines, colectores, hogares y tubos. A veces debe usarse un espejo y una luz para comprobar colectores o de otro modo no serían accesibles para inspección de material extraño. Los tubos curvados que no pueden ser observados desde el final (como los tubos del sobrecalentador) deberían ser cuidadosamente limpiados tubo por tubo. En las calderas nuevas o donde el trabajo se hizo en una zona de tubo, pase bolas de goma o incluso bolas de acero para asegurarse de que los tubos están libres de toda obstrucción. Se puede utilizar agua o aire comprimido para empujar las bolas de goma a través del tubo.