SISTEMAS GENERADORES DE VAPOR
SISTEMAS GENERADORES DE VAPOR
Introducción
Los sistemas generadores de vapor son importantes al momento de producir humedad y vapor, lo cual realizan por medio de calentar agua o líquidos para la generación del vapor. Estos sistemas se utilizan para calefacción, limpieza, esterilización y producción de energía. Este proceso se realiza por medio de transferir al agua la energía a través del calor de los gases de combustión. Sus principales piezas son las calderas, intercambiadores de calor y fuentes de calor.
Marco teórico
Principios de funcionamiento
El líquido de calentamiento se desvía hacia muchos tubos más pequeños para aumentar su contacto superficial con el agua y facilitar el intercambio rápido de calor y la producción de vapor. Este sistema de vapor funciona principalmente por energía mecánica, la cual se genera por medio de forzarla a través de una turbina de vapor. Esta por medio de alta presión logra generar un empuje de las cuchillas en ángulo de la turbina, generando que el eje gire. A lo cual genera que la energía mecánica se convierta en electricidad, para que esta energía de eje active la energía del eje giratorio para activar un generador eléctrico.
Principios físicos
Los principios físicos de los sistemas generadores de vapor incluyen:
- La conversión de la energía del vapor en energía mecánica a través de una turbina de vapor. Para la generación de vapor a mayor escala en procesos industriales, se requiere un sistema especializado que almacene suficiente líquido, una fuente de calor para aumentar la temperatura del líquido hasta su punto de evaporación, una superficie para transferir el calor y un lugar para almacenar el vapor generado a una presión constante.
- Combustión: El proceso comienza con la combustión del combustible (como gas, carbón o petróleo) en el quemador. Esta combustión genera calor.
- Transferencia de Calor: El calor generado se transfiere al agua a través de superficies de intercambio térmico. Esto ocurre en la cámara de combustión y en los tubos de la caldera.
- Evaporación: El agua absorbe el calor y se convierte en vapor. Este vapor puede ser saturado (a punto de condensarse) o sobrecalentado (a una temperatura mayor que la de saturación).
- Presión y Flujo: El vapor generado se acumula en un espacio cerrado, aumentando la presión. Este vapor a alta presión se puede utilizar para mover turbinas y generar energía mecánica o eléctrica.
Principios Químicos
Los sistemas generadores de vapor, también conocidos como calderas, producen vapor al convertir energía química en energía térmica. Los principios químicos fundamentales que se aplican son:
- La combustión libera energía química del combustible (como gas natural, carbón o petróleo). El combustible reacciona con el oxígeno del aire en este proceso químico, produciendo dióxido de carbono, agua y calor.
- Transferencia de calor: el calor producido por la combustión se transmite al agua de la caldera. Los tubos y las paredes de la caldera son superficies de intercambio de calor que permiten este proceso.
- Cambio de fase: el agua se convierte en vapor al absorber el calor. Este cambio de fase de un líquido a un gas requiere mucho calor, conocido como calor latente de vaporización.
- Control de impurezas: Los productos químicos se añaden al agua para evitar la corrosión y la formación de depósitos en la caldera. Estos productos eliminan impurezas, eliminan oxígeno disuelto y ayudan a controlar el pH.
- Desgasificación: el agua se desgasifica antes de entrar en la caldera para eliminar los gases disueltos, como el oxígeno y el dióxido de carbono, que pueden causar corrosión.
Plan de mantenimiento preventivo y correctivo
El mantenimiento de los sistemas generadores de vapor es crucial para asegurar su eficiencia y prolongar su vida útil. Aquí te detallo los planes de mantenimiento correctivo y preventivo:
Mantenimiento preventivo
Diario:
1. Limpiar las boquillas del quemador de la caldera.
2. Comprobar el nivel de lubricantes del compresor en el tanque aire-aceite.
3. Purgar el generador al menos cada 8 horas.
4. Comprobar la presión de la válvula medidora y de la entrada y salida de combustible.
5. Revisar que la presión de aire de atomización es la correcta.
6. Registrar la temperatura de los gases de la chimenea y analizar los gases de combustión.
Cada 3 días:
1. Chequear que la trampa del generador de vapor está funcionando correctamente.
2. Limpiar los filtros de combustible en la succión de la bomba.
Cada 8 días:
1. Revisar que no haya fugas de gases ni de aire en las juntas.
2. Comprobar la tensión de la banda del compresor.
3. Limpiar el filtro del lubricante y los filtros de entrada de la bomba y del agua conectados al tanque de condensados.
Mensual:
1. Revisar los niveles de agua.
2. Limpiar todos los filtros de agua, aceite combustible y aceite lubricante.
Anual:
1. Revisar el estado de todas las válvulas de la caldera y asentarlas si es necesario.
2. Limpiar el calentador eléctrico y el calentador de vapor para combustible.
Mantenimiento Correctivo
El mantenimiento correctivo se realiza cuando se detectan fallas o problemas en el sistema. Algunas de las tareas incluyen:
1. Reparación de fugas: Identificar y reparar cualquier fuga en las juntas, válvulas o tuberías.
2. Reemplazo de componentes: Sustituir piezas desgastadas o dañadas, como válvulas, bombas, o quemadores.
3. Limpieza profunda: Realizar una limpieza exhaustiva de los componentes internos para eliminar depósitos y residuos que puedan afectar el rendimiento.
4. Inspección y pruebas: Realizar inspecciones detalladas y pruebas de funcionamiento para asegurar que el sistema opere dentro de los parámetros establecidos.
Normatividad
Reglamento de Equipos a Presión (REP)
El Reglamento de Equipos a Presión (REP), aprobado por el Real Decreto 2060/2008, establece las obligaciones para los titulares de instalaciones y equipos a presión¹. Este reglamento incluye:
1. Instalación y Puesta en Servicio: Requisitos para la instalación y puesta en servicio de los equipos, asegurando que cumplan con las normas de seguridad.
2. Inspecciones Periódicas: Obligación de realizar inspecciones periódicas para verificar el estado y funcionamiento seguro de los equipos.
3. Reparaciones y Modificaciones: Normas para la realización de reparaciones y modificaciones, garantizando que no comprometan la seguridad del equipo.
4. Documentación: Necesidad de mantener al día un registro de los equipos, incluyendo instrucciones del fabricante, certificados de instalación y proyectos de instalación.
Normas de Fabricación y Operación
Las normas de fabricación y operación de los generadores de vapor incluyen:
1. Materiales: Uso de materiales adecuados y certificados para la construcción de los equipos.
2. Alimentación de Agua: Requisitos para la calidad del agua utilizada, incluyendo sistemas de tratamiento para evitar corrosión y depósitos.
3. Tuberías y Válvulas: Especificaciones para las tuberías y válvulas utilizadas en el sistema, asegurando su resistencia y durabilidad.
Obligaciones del Usuario
Los usuarios de equipos a presión tienen varias obligaciones, como:
1. Cumplir con las Instrucciones del Fabricante: Seguir las instrucciones del fabricante en cuanto a uso, seguridad y mantenimiento.
2. Realizar Mantenimiento Regular: Asegurar que se realice el mantenimiento de acuerdo con las condiciones de operación y las instrucciones del fabricante.
3. Inspecciones y Reparaciones: Ordenar y realizar las inspecciones y reparaciones necesarias para mantener la seguridad del equipo.
Actividad en clase
Conclusiones
- Es importante conocer el principio de funcionamiento de los sistemas generadores de vapor, ya que conociendo el principio de funcionamiento y las partes que componen el sistema generador de vapor, se puede presentar y brindar un mejor mantenimiento a estos dispositivos.
- Un punto esencial es generar un cronograma con las fechas para realizar el mantenimiento preventivo de estos sistemas generadores de vapor, además de tener claro cuales factores o fallas pueden afectar para tener que realizar un mantenimiento correctivo y como hacerlo en el momento que se presente.
- Se debe conocer las normativas que rigen sobre los sistemas generadores de vapor, las cuales se deben comprender en su mayor medida para saber que se debe o puede hacer y que no, ya que sobre estas normas es que se realizan los mantenimientos y ajustes que se presenten en los sistemas generadores de vapor.
Bibliografía
- CERTUSS steam generators – PZS group. (s/f). Pzs-group.com. Recuperado el 27 de septiembre de 2024, de https://pzs-group.com/pzs-engineering-sdn-bhd/certuss-steam-generators/
- Guía de mantenimiento básico de un generador de vapor. (s/f). Com.ar. Recuperado el 23 de septiembre de 2024, de https://estrucplan.com.ar/guia-de-mantenimiento-basico-de-un-generador-de-vapor/
- GENERADORES DE VAPOR. (2014, enero 31). Blogspot.com. https://inevid.blogspot.com/2014/01/generadores-de-vapor.html
- Industriapedia. (2024, julio 22). Descubre el Funcionamiento y Beneficios del Generador de Vapor. Industriapedia. https://industriapedia.com/que-es-un-generador-de-vapor/
- Longas, J. (2023, junio 28). Normativa de los generadores de vapor. Giconmes. https://giconmes.es/normativa-de-los-generador-de-vapor/
- Palencia, D. (2022, marzo 30). Mantenimiento de un generador de vapor: limpieza segura. Cold Jet. https://www.coldjet.com/es/resources/mantenimiento-generador-de-vapor/
- Publicadas Por, A. (s/f). Tecnico gas natural. Blogspot.com. Recuperado el 27 de septiembre de 2024, de https://gasnaturaltecnico.blogspot.com/2019/12/que-es-un-generador-de-vapor.html
- Razones para dar mantenimientos preventivos a tus generadores. (2023, marzo 24). Power Rent; Power Rent Soluciones en Energía. https://rentadeplantas.com.mx/mantenimientos-preventivos-generadores/
- Reglamento de Generadores de Vapor aprobado. (s/f). Unidad Reguladora de Servicios de Energía y Agua. Recuperado el 27 de septiembre de 2024, de https://www.gub.uy/unidad-reguladora-servicios-energia-agua/comunicacion/noticias/reglamento-generadores-vapor-aprobado
- Universidad de Guanajuato. (2021, diciembre 22). Clase digital 10. Principios de generadores de vapor. Recursos Educativos Abiertos; Sistema Universitario de Multimodalidad Educativo (SUME) - Universidad de Guanajuato. https://blogs.ugto.mx/rea/clase-digital-10-principios-de-generadores-de-vapor
- (S/f). Gub.uy. Recuperado el 23 de septiembre de 2024, de https://www.gub.uy/unidad-reguladora-servicios-energia-agua/sites/unidad-reguladora-servicios-energia-agua/files/2021-06/Reglamento%20GV%2029-02-2016.pdf
- (S/f). Upc.edu. Recuperado el 23 de septiembre de 2024, de https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/2812/41282-1.pdf
- (S/f-b). Researchgate.net. Recuperado el 27 de septiembre de 2024, de https://www.researchgate.net/figure/Diagrama-funcional-de-un-generador-de-vapor-de-tubos-de-fuego-Las-principales-variables_fig1_321845309
- (S/f-b). Researchgate.net. Recuperado el 27 de septiembre de 2024, de https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-Esquema-del-sistema-de-generacion-de-vapor_fig2_315689286
Comentarios
Publicar un comentario