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SISTEMAS DE ATEMPERADO EN CALDERAS TERMOELECTRICAS
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1. Razones para optimizar el control de atemperado. AT-1.0
2. Factores que ocasionan cambios en la temperatura del vapor. AT-2.0
3. Problemas típicos de atemperado. AT-3.- 6.0
4. Sistema atemperador control IP AT-7.0
5. Tipos de atemperadores con toberas AT-8.0
6. Atemperación de tobera múltiple AT-9.0
7. ¿Qué afecta la atomización y mezclas completas AT-.10
8. Bloqueo cero fugas AT-11
9. Evaluamos los requerimientos AT-12
10.Hoja típica de resultados. AT-13
11. Formato selección atemperador. AT-14
12. Catálogo atemperador MNSD-V de Copes Vulcan. AT-15
13. Articulo Babcock & Wilcox. AT-16
Control de temperatura, vapor sobrecalentado con atemperadores
Pág.Contenido
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Evitar temperaturas excesivas del metal en los tubos de sobrecalentadores y turbina.
Evitar excesiva expansión que reduzca peligrosamente las tolerancias en las turbinas.
Evitar erosión en las ultimas etapas de las turbinas, ocasionada por humedad excesiva.
Evitar inyección involuntaria de agua de atemperado, por escapes en válvulas de control y bloqueos.
Mantener control de temperaturas aun durante los arranques y cuando cambiamos el combustible utilizado.
RAZONES PARA OPTIMIZAR EL CONTROL
DE
ATEMPERADO
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FACTORES QUE OCASIONAN CAMBIOS
EN
LA TEMPERATURA DEL VAPOR
FACTOR EFECTO EN LA TEMPERATURA
Aumento de carga con sobrecalentadores del tipo convección SUBE
Aumento de carga con sobrecalentadores del tipo radiación. BAJA
Exceso de Aire SUBE
Reducción de la Temperatura de Agua de Alimentación (eliminando recalentadores) SUBE
Limpieza de superficies de absorción de calor en el hogar BAJA
Consumo de vapor saturado para equipos auxiliares. SUBE
Purgas y Drenajes SUBE
Selección de quemadores mas cercanos al sobrecalentador SUBE
Tipo de Combustible Varia con el combustible
Referencia: Steam, edicion 41, Babcock Wilcox (Pág. 19-12 / 19-14)
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PROBLEMAS TIPICOS EN ATEMPERADO
1. Excesiva variación entre máximo y mínimo flujo de atemperado.
Cuando se suman varios factores que incrementan la temperatura del vapor al salir del sobrecalentador primario.
EL FLUJO MAXIMO DE AGUA DE ATEMPERADO PUEDE EXCEDER EL VALOR MAXIMO DE LA BOQUILLA DE ATOMIZACION ORIGINAL
SobrecalentadorPrimario
SobrecalentadorSecundario
m1 m2
T1 TC
ma
CL
Flujo Atemperado
ma es función de m1, T1, FEGT, TG1, TG2
FEGT
DOMO
TurbinaTG1 TG2
T/C
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Se observa que la temperatura sube encima del “set”, aunque la válvula de control esta 100% abierta.
Sensor
P2 P1
Controlador
P3
Bloqueo
Cero escape
T/C
T2
CAUSAS SOLUCIONES
1. Cv requerido es mayor al Cv máx. de la válvula de control
* Incrementar P1.
* Cambiar trim de la válvula de control. (Subir P2).* Cambiar válvula de control. (Subir P2).* Cambiar atemperador por uno que requiera un P2 menor.
2. Atemperador obstruido con partículas dentro de las toberas
* Instalar filtro en la línea de agua al atemperador.* Limpiar/reparar atemperador.
PROBLEMAS TIPICOS EN ATEMPERADO
2. Temperatura continua subiendo con válvula de control totalmente abierta
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T1 T2
TRAMPA
Sensor
Controlador
P1P2
Válvula deControl
P3
Agua
Se observa un incrementó substancial en los
condensados, aguas – abajo del punto de
inyección del agua
Válvula de drenaje
motorizada
Bloqueo
Cero escape
T/C
CAUSAS SOLUCIONES
1. Escape a través del asiento de la válvula de control, en
atemperadores de una sola boquilla.
* Revisar selección del trim de la válvula para las condiciones P1 y P2.
* Reparar, cambiar válvula de control / instalando . Bloqueo cero escape.
2. Falta de atomización, la caída de la presión (P2-P3)
insuficiente.
* Revisar selección de boquillas y rangeabilidad del
atemperador.
* Revisar P1 disponible
3. Falta de atomización por deterioro de boquillas* Revisar selección del tipo de atemperador.
* Reparar / cambiar boquilla o elemento completo.
4. Sensor/controlador no opera correctamente* Revisar selección.
* Reparar / cambiar.
PROBLEMAS TIPICOS EN ATEMPERADO3. Temperatura T2 del vapor cae demasiado
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Sensor
P2 P1
Controlador
P3
T/C
de T2L
CAUSAS SOLUCIONES1. Elemento atemperador no tiene la
rangeabilidad requerida* Cambiar elemento atemperador de una boquilla fija por uno de múltiple boquilla área variable.
2. Sensor de temperatura demasiadocerca del atemperador
* Respetar la distancia “L” requerida por el fabricante.
3. Atomización es incompleta o errática
* Verificar que las toberas no estén obstruidas.
* Verificar que la presión P2 es suficiente para atomizar a cualquier flujo.
* Verificar rangeabilidad del atemperador.
4. Válvula de control sobredimensionada * Verificar Cv requerido máximo Versus Cv instalado.
PROBLEMAS TIPICOS EN ATEMPERADO
4. Temperatura T2 oscila demasiado
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SISTEMA ATEMPEADOR CONTROL I-P
mA
Posicionador
Atemperador
Item DESCRIPCIÓN
1 (1) Atemperador Copes Vulcan MNSD, Modelo:
2 (2) Válvula de bloqueo, de ______", Cv______, ______" , ANSI _____
3 (1) Filtro bridado, de _______" ANSI _______lbs, Mesh 100
4Conjunto accesorios by-pass, con manómetro de carátula 2", _____ a ______ PSI, yválvula esférica de ______"
5 Sensor de temperatura rango _______ a _______ °F
6 Controlador de temperatura salida, 4-20 mA.
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NombreCalidad
AtomizaciónDiferencial De presión
Rangeabilidad Consecuencias
Flauta taladrada con
múltiples orificios
No atomizaGenera chorros que ocasionan fatiga de las paredes de la tubería aguas abajo
Muy bajo
<1 PSI
Muy baja nunca atomiza bien
Pequeñas variaciones en la presión de
alimentación ocasionan grandes cambios en el flujo de atemperado.
Válvulas de control para atemperado abren
menos del 5%.
Tobera individual
TipoVortex
Buena según caudal
Mayor a 20
PSI para buena aspersión
3 a 1
En el major de los casos
Toberas que ofrecen el caudal máximo requerido durante el arranque, NO logran controlar caudales mínimos de operación a
plena carga.
ToberaMúltiple
de aperturavariable
Buena a un con grandes variaciones del caudal
Mas de
30 PSI
25 a 1
o más
Ofrecen una excelenteatomización aun con grandes variaciones de caudal.
TIPOS DE ATEMPERADORES, con toberas
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ATEMPERACIÓN DE TOBERA MULTIPLE
CON
APERTURA VARIABLE
CERRADO APERTURA INICIAL (Una tobera)
APERTURA MEDIA(4 - 10 toberas)
APERTURA TOTAL(8 - 20 toberas)
Cv:0.4
Cv:1.6
A
4.0
Cv:3.2
A
8.0
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MEZCLA COMPLETA
¿QUE AFECTA LA ATOMIZACION Y MEZCLA COMPLETAS?
Sensor recibe “oleadas”
de varios temperaturas.
Cambio de dirección muy
cerca del atemperador.
Vapor sale mal mezclado
ACCESORIOS demasiado cerca 1
PRESIÓN INSUFICIENTE2
P1 – P2 Insuficiente ocasiona mala atomización y mala mezcla
VELOCIDAD INSUFIENTE DEL VAPOR3
TIPO DE TOBERAS4
TOBERA MÙLTIPLE DE APERTURA VARIABLE
Siempre atomiza completamente
TIPO VORTEX DE UNA TOBERA
Calidad de atomización depende del flujo
T/C
LMuy corta
D1 Es demasiado grande y debe ser reducido a D2, para lograr mezcla completa.
CL P1 P2
D1 D2
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BOQUEO CERO FUGAS PARA
Evitar flujos de atemperado indeseados
Los escapes a través de válvulas de control y de bloqueo para atemperado, son muy comunes puesto que la gran mayoría están expuestas a cavitación y “Flasheo”.
Flujos de atemperado por daños en las válvulas de control “ROBAN energía del vapor”, reduciendo la eficiencia energética de la caldera.
Válvula cero fugas
garantizadas por 2 a 4
años.
Bloqueo cero fugas
Válvula de control Atemperador
T/C
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EVALUAMOS LOS REQUERIMIENTOS DE FLUJO Y
PRESIÓN DEL AGUA DE ATEMPERADO UTILIZANDO
EL PROGRAMA DE COPES VULCAN
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HOJA TÍPICA DE RESULTADOS
PROGRAMA SELECCIÓN ATEMPERADOR COPES VULCAN
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PROBLEMAS TIPICOS EN ATEMPERADO
Choque térmico por mal atomizado a bajos flujos ocasiona rotura de camisas de mezclado. (Ver articulo de Babcock & Wilcox sobre este fenómeno).
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