ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería Mecánica y ciencias de la producción

Investigación sobre implosión de calderas y medidas de seguridad

Termodinámica II

Introducción

Las calderas se utilizan en la industria para generar calor. Se realiza mediante combustibles que transforman la energía en calor, que generalmente se transporta en forma de líquido o de vapor. Este calor se suministra a los hornos. Son aparatos a presión. Pueden ser: calderas de agua caliente, de agua sobrecalentadas (a más de 100ºC), de fluido térmico, o de vapor.

Riesgos

- Las calderas y recipientes a presión (denominación: BPV) y sus sistemas de tuberías, plantean accidentes por explosiones e implosiones por exceso o reducción excesiva de la presión interna, o por fallo de la resistencia de las paredes o sus componentes a cualquier presión.- Estas explosiones e implosiones provocan daños por la propagación de la onda de presión liberada, por las llamas, humos y escapes de fluidos y por los fragmentos que salen proyectados.

Problemas básicos planteados en el interior de las calderas de vapor

Los principales problemas que pueden aparecer en la utilización de las calderas de vapor vienen motivados por los siguientes procesos:

• Incrustaciones.

• Corrosiones.

• Arrastres.

• Depósitos.

Incrustaciones

Las incrustaciones cristalinas y duras se forman directamente sobre la superficie de calefacción por cristalización de las sales en disolución saturadas presentes en el agua de la caldera. Están constituidas, esencialmente, por elementos cuya solubilidad decrece al aumentar la temperatura del agua y son, generalmente, carbonato cálcico, sulfato cálcico, hidróxido cálcico y magnésico, y ciertos silicatos de calcio, de magnesio y de aluminio, entre otros.

Las incrustaciones son peligrosas porque su conductividad térmica es pequeña. Estas incrustaciones afectan al rendimiento térmico de las calderas y producen un recalentamiento importante en el metal expuesto a la llama.

Esto se traduce en corrosiones, hinchamientos, explosiones e implosiones, cuyas consecuencias pueden ser graves.

Corrosiones

La corrosión es un proceso por el cual el metal en contacto con su medio ambiente tiende a cambiar desde forma pura de metal a otra más estable.

El hierro, por ejemplo, es gradualmente disuelto por el agua y oxidado por el oxígeno que lleva en su seno, formándose productos de oxidación a base de óxidos de hierro. Este proceso ocurre rápidamente en los equipos de transferencia de calor, como son las calderas de vapor, ya que, en presencia de altas temperaturas, gases corrosivos y sólidos disueltos en el agua se estimulan los procesos de corrosión.

De los diversos tipos de corrosión que pueden plantearse, se consideran como fundamentales los siguientes:

• Corrosión general.• Corrosión por oxígeno o pitting.• Corrosión cáustica.• Corrosión por anhídrido carbónico.

Implosión

Las implosiones en calderas ocurren generalmente cuando el flujo de agua de entrada para producir vapor no ingresa al equipo, ocasionando un sobrecalentamiento excesivo y el colapso del material.

Formas para evitar implosión de calderas

Normas para evitar implosiones

De instalación e inspecciones oficiales

_ Seguir especificaciones del fabricante_ Mano de obra especializada_ Seguir reglamentación vigenteRespecto a esto último, actualmente, el reglamento que rige es el Decreto Nº 48 del 12 de Mayo de 1984.Por esto la planificación de estas instalaciones deberán cumplir los requisitos reglamentarios, además de las especificaciones técnicas de fabricación.

De operación

Una vez puesta en servicio la caldera, la idoneidad del operador, para la operación y cuidado del equipo es fundamental. Su capacitación deberá ser en relación a la complejidad y riesgo del equipo a operar.Para dar cumplimiento a lo anterior, se deberá cumplir con el indicado en la reglamentación legal vigente(Art. 43 al 46 del Decreto 48/84)Generadores de Vapor Prevención en Calderas Jose Luis Ferreira 2_ Contar con curso de caldera

De mantención

Desde el momento que se inicia el funcionamiento de una caldera deberá planificarse su programa de mantención, que debe cumplir como mínimo:_ Revisión periódica de la caldera y sus accesorios_ Llevar un libro de novedades donde se registren los detalles de los programas de mantención._ Tratamiento de aguasEl objetivo de la mantención en la prevención de accidentes, es adelantarse a prevenir las posibles fallas que los provocan. Además influye en la duración del equipo y el rendimiento de la instalación

Se debe recordar que es el usuario el responsable de esta mantención y del correcto uso del equipo según su diseño.No obstante lo anterior, será el operador la persona clave en la marcha del equipo, de ahí su idoneidad.

Funcionamiento y manejo de calderas

Para el buen funcionamiento de una caldera, es muy importante instalarla en una sala que tenga suficiente luz, buena ventilación y espacio que permita trabajar sin dificultad al operador de caldera teniendo el espacio suficiente para que cada una de sus partes sea accesible. Se debe ubicar lo más cerca posible de los puntos de consumo de vapor, a fin de disminuir al máximo las pérdidas de calor por condensación de las cañerías.Una vez cumplido el trámite de inspecciones y pruebas se pondrá en marcha, donde se procederá de la siguiente manera:1. Realizar una revisión general de todas las instalaciones a fin de detectar cualquier anormalidad que pudiera poner en riesgo al equipo y las personas.2. Controlar los accesorios de alimentación de agua, tanto del servicio como la de reserva. Verificar que el tubo de nivel indique efectivamente el nivel de agua existente en la caldera.

Mantención de la presión de vapor

Cuando el consumo de vapor es constante la presión no tendría que variar salvo por descuidos del operador. Si la presión ha subido el operador deberá cerrar las entradas de aire no alimentando con combustible. Otra alternativa, si el nivel de agua lo permite, se puede inyectar agua fría, ya sea con la bomba de alimentación o el inyector auxiliar de agua.Cuando se trata de consumo variable, si este aumenta y el operador nota un descenso en la presión, deberás aumentar la cantidad de combustible y la entrada de aire.

Limpieza de las calderas

La caldera debe limpiarse de acuerdo a un programa de mantención según el manual de operación de cada caldera. No obstante, una forma de ver cuando requiere limpieza es abriendo la llave de grifo de prueba a nivel normal de agua (válvula central), cuando bota agua a intervalos (escupe), ello indicaría que la caldera tiene espuma y lodos en suspensión. La limpieza se realiza por la puerta de hombre y tapas de registros.

Referencias:

http://www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagenes/grupo.cmd?path=1010848http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-basica-calderas-industriales-eficientes-fenercom-2013.pdfhttp://es.slideshare.net/prever2010/tema-5-prevencion-calderashttp://nelsoncobba.blogspot.com/2007/11/fallas-en-calderas.html

Nombre: Danny Guzmán Paralelo: 1