MANUAL DE INSTRUCCIONES

GENERADOR DE VAPOR

MANUAL DE INSTRUCCIONES E20FF

RS 01110 Noviembre 2022 REV. A

RESUMEN DE SEGURIDAD

Observe todas las etiquetas de Advertencia a lo largo de este manual. La falta de observación en las etiquetas de Precaución y Advertencia puede ocasionar graves lesiones al personal y daños al equipo .

EQUIPO DE SEGURIDAD Use su uniforme y equipo de seguridad en todo momento.

ALTO VOLTAJE Tenga cuidado al trabajar en el interior del gabinete de control eléctrico. MANTENER CERRADO Cuando trabaje con el equipo asegúrese de bajar el interruptor principal del tablero eléctrico y manténgalo con candado. PUESTO A TIERRA El generador debe estar puesto a tierra para disipar la corriente eléctrica que recibe. PELIGRO DE FUEGO Mantenga TODOS los trapos, toallas, papeles, solventes, trozos de madera y otros residuos a 6 pies (1.5 metros) o más apartados del generador de vapor. PELIGRO DE EXPLOSIÓN Cuando realice el mantenimiento en el sistema de combustible del generador de vapor, asegúrese de que las válvulas principales de abastecimiento de combustible estén bien cerradas. Limpie inmediatamente todos los derrames de combustible líquido . PELIGRO ALTA PRESIÓN Siempre verifique que la presión de vapor este disminuida en todos los sistemas de vapor antes de realizar el sistema de instalación hidráulica, sistema de calefacción o el sistema del recipiente sujeto a presión en mantenimiento o reparación . TEMPERATURAS ALTAS La unidad de calentamiento y todas las superficies de tubería están CALIENTES. Permita que el sistema del generador/vapor se enfrié antes de realizar cualquier reparación o mantenimiento. PRECAUCIÓN Los párrafos de PRECAUCIÓN deben ser observados para evitar daños al edificio o algún equipo o pérdida de la eficiencia del propio equipo . NOTA Los párrafos de NOTA deben ser observados para la operación esencial y efectiva de los procedimientos, condiciones o reglas para el mejor funcionamiento .

INFORMACIÓN IMPORTANTE

POR FAVOR LEA CUIDADOSAMENTE ESTA PÁGINA.

1. Lea este manual de instrucciones antes de instalar y operar o dar mantenimiento a esta unidad. Mantenga las instrucciones legibles y publicadas cerca del Generador Eléctrico de vapor a fin de que el operador y el área de mantenimiento puedan tener acceso rápido y oportuno de la operación y reparaciones que lleguen a efectuarse al equipo. 2. Todos los Generadores de Vapor, Agua Caliente y Generador de vapor eléctricos deben ser instalados de acuerdo a los códigos eléctricos y normas vigentes nacionales y locales. Antes de realizar la instalación consulte a las autoridades competentes para una instalación adecuada de su equipo (s). 4. Es responsabilidad del contratista de la instalación hidráulica y eléctrica que todos los dispositivos de seguridad estén correctamente instalados y en perfecto funcionamiento. 5. NO manipule la unidad ni los controles sin tener la experiencia apropiada para su funcionamiento. Mantenga una o más personas de servicio competentes para el mantenimiento y funcionamiento del equipo. 6. Mantenga el área limpia y libre de riesgos. Mantenga todos los residuos inflamables, tales como trapos con aceite y grasa, trozos de papel y madera, lejos del calentador o generador de vapor en todo momento. 3. La instalación deben ser diseñados e instalados por personal con experiencia.

Para su comodidad coloque el número de serie de su equipo en el espacio en blanco de abajo, esto le ayudara para solicitar piezas de remplazo, asesoría y servicio de su equipo. Algunas de las ilustraciones a lo largo de este manual son genéricas y no se verán exactamente a las partes utilizadas en su Generador de Vapor.

Modelo:

Número de serie:

Clayton de México S.A. DE C.V. Manuel L. Stampa No. 54 México D.F. Teléfono: (55)5586 5100

www.clayton.com.mx Ventas: ventas@clayton.com.mx Servicio: servicio@clayton.com.mx Refacciones: refaclaymex@clayton.com.mx

Las descripciones y especificaciones de este manual mostradas estaban vigentes en el momento de su aprobación de esta publicación para su impresión. Clayton de México S.A. de C.V. cuya política es la mejora continua, se reserva el derecho de descontinuar modelos en cualquier momento, o cambiar especificaciones o diseño sin previo aviso y sin incurrir en ninguna obligación.

RECIBIENDO SU EQUIPO

Al recibir su Generador de Vapor, realice una inspección minuciosa para detectar cualquier daño o cualquier componente faltante, comuníquese con su representante de ventas Clayton inmediatamente si alguna parte de su envío falta o está dañada. Es su responsabilidad inspeccionar su unidad antes de desempacar y después de desempacar, buscar daños que puedan haber ocurrido durante el envío.

Utilice únicamente equipos debidamente clasificados para levantar y mover su Generador de Vapor.

GENERADORES DE VAPOR CLAYTON

Gracias por adquirir el Generador de Vapor Clayton nuestros equipos de vapor son manufacturados conforme al código (ASME) sección I . Los procedimientos de construcción e inspección son supervisados en bases reguladas por la certificación en el grupo (ASME) y por la autorización del inspector comisionado por la jurisdicción e inspectores de recipientes a presión National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspector (NBBI) . Dicho departamento es responsable de la supervisión de la vigencia de las secciones del código ASME. La NBBI es una organización no lucrativa. Sus miembros son los responsables de la inspección de recipientes a presión para la administración, seguridad y leyes de recipientes a presión de su jurisdicción. Los sistemas eléctricos y de combustión utilizados en los Generadores de Vapor Clayton son seleccionados, instalados y probados en cumplimiento con los datos suscritos o por los laboratorios por la Underwriters laboratories UL y los requisitos de otras agencias como se especifica en la orden de los clientes. Como propietario de un Generador Clayton puede estar seguro de que no sólo ha comprado un equipo moderno, confiable, y de alta calidad de producción de vapor, también puede sentirse satisfecho por la seguridad y durabilidad del equipo, de acuerdo con las reglas y prácticas de la más alta autoridad reconocida.

© Copyright 2022 Clayton de México S.A. de C.V.. Todos los derechos reservados.

Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida, almacenada en un sistema de recuperación, o transmitida en cualquier forma o por cualquier medio (ya sea electrónico, mecánico, fotocopia, grabación o cualquier otro) sin el permiso escrito de Clayton de México S.A. de C.V.

Índice

DESCRIPCIÓN

PÁGINA

SECCIÓN I INTRODUCCIÓN 1.1 Generalidades .......................................................................................... 1

SECCIÓN II DESCRIPCIÓN

2.1 Sistema de Agua y Vapor ......................................................................... 3 2.2 Generador de Vapor ................................................................................ 4 2.3 Sistema de Combustible, Unidades con Quemador para Gas................ 11 2.4 Sistema de Combustible, Unidades con Quemador para Diésel ............ 13 2.5 Descripción de Dispositivos Eléctricos .................................................... 14 2.6 Dispositivos Eléctricos Sistema de Gas ................................................... 18 2.7 Dispositivos Eléctricos Sistema de Diésel ................................................ 19 2.8 Dispositivos Eléctricos Sistema de Aire de Combustión .......................... 20 2.9 Dispositivos Eléctricos bomba de Agua .................................................. 20 2.10 Dispositivos Eléctricos Sistema de Presión de Vapor .............................. 20 2.11 Instrumentación Especial solo Equipos con PLC ..................................... 21 SECCIÓN III OPERACIÓN DEL GENERADOR CON QUEMADOR PARA GAS 3.1 Generalidades........................................................................................ 23 3.2 Antes de Encender ................................................................................. 23 3.3 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ........................................ 25 3.4 Arranque del Generador sin PLC ............................................................ 28 3.5 Encendido del Quemador ...................................................................... 30 3.6 Operación Automática .......................................................................... 32 3.7 Regulación de la Presión de Vapor ........................................................ 32 3 . 8 Paro de la Unidad .................................................................................. 33 3.9 Precaución Contra Heladas y Paros Prolongados .................................. 38 3.10 Cambio de Encendido de Diésel a Gas ................................................. 38 3.11 Arranque del Generador con PLC ........................................................... 39 3.12 Encendido del Quemador ...................................................................... 40 3.13 Operación Automática........................................................................... 42 3.14 Regulación de la Presión de Vapor ........................................................ 43 3.15 Paro de la Unidad .................................................................................. 44 3.16 Precaución Contra Heladas y Paros Prolongados .................................. 49 3.17 Cambio de Encendido de Diésel a Gas .................................................. 49 3.18 Niveles de Acceso .................................................................................. 50 SECCIÓN IV OPERACIÓN GENERADOR CON QUEMADOR PARA DIÉSEL 4.1 Generalidades........................................................................................ 53 4.2 Arranque del Generador sin PLC ............................................................ 56 4.3 Operación Automática .......................................................................... 58 4.4 Regulación de la Presión de Vapor ........................................................ 58 4.5 Paro de la Unidad .................................................................................. 59 4.6 Precaución Contra Heladas y Paros Prolongados .................................. 65 4.7 Cambio de Encendido de Diésel a Gas.................................................. 65

4.8 Arranque del Generador con PLC ........................................................... 66 4.9 Encendido del Quemador ....................................................................... 67 4.10 Operación Automática ........................................................................... 69 4.11 Regulación de la Presión de Vapor......................................................... 70 4.12 Paro de la Unidad ................................................................................... 71 4.13 Precaución Contra Heladas y Paros Prolongados ................................... 77 4.14 Cambio de Encendido de Gas a Diésel .................................................. 77 4.15 Niveles de Acceso .................................................................................. 78 SECCIÓN V MANTENIMIENTO PERIÓDICO 5.1 Generalidades ........................................................................................ 81 5.2 Tratamiento del Agua de Alimentación .................................................. 81 5.3 Inspección Visual .................................................................................... 81 5.4 Servicio Diario ......................................................................................... 81 5.5 Servicio Semanal .................................................................................... 83 5.6 Servicio Mensual ..................................................................................... 85 5.7 Servicio Anual ......................................................................................... 87 5.8 Motor Eléctrico ....................................................................................... 89 SECCIÓN VI MANTENIMIENTO DE COMPONENTES 6.1 Bomba de Agua ...................................................................................... 91 6.2 Válvula de Alivio de la Bomba de Agua ............................................... 101 6.3 Amortiguador de Admisión y de Descarga Bomba Agua ..................... 104 6.4 Unidad de Calentamiento .................................................................... 105 6.5 Base del quemador............................................................................... 113 6.6 Control de temperatura contra falla de agua (WTFC) ......................... 116 6.7 Ajuste del Aire ...................................................................................... 117 6.8 Tren de Gas........................................................................................... 118 6.9 Quemador de gas ................................................................................. 119 6.10 Contactor magnético ........................................................................... 121 6.11 Relevador de sobrecarga ..................................................................... 121 6.12 Interruptor Presión de Aire .................................................................... 122 6.13 Interruptores de Presión de Gas (GPSH y GPSL) opcional ..................... 122 6.14 Quemador Diésel .................................................................................. 124 6.15 Regulación de la presión del combustible............................................ 127 6.16 Regulador de Presión de Combustible (FPS) ......................................... 128 SECCIÓN VII SÍNTOMA, DIAGNOSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE 7.1 Sistema de Agua ................................................................................... 129 7.2 Sistema de combustible (Unidades con encendido a Gas) .................. 131 7.3 Sistema de combustible (Unidades con encendido a Diésel) ............... 133 7.4 Sistema eléctrico .................................................................................. 136

APÉNDICE I .................... CATÁLOGO DE PARTES

APÉNDICE II................... INSTRUCCIONES SUPLEMENTARIAS

APÉNDICE III.................. MENSAJES DE FALLAS Y SOLUCIONES DEL CONTROL DE FLAMA

APÉNDICE IV.................. TRATAMIENTO DE AGUA

NOTAS

ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR DE VAPOR EOG20

Unidades Inglesas

Unidades Métricas

20

CABALLOS CALDERA

669500

BTU/h

168714

Kcal/h

SUMINISTRO NETO DE CALOR

690

lb/h

313

kg/h

EVAPORACIÓN EQUIVALENTE

150

lb/pulg²

10.5

kg/cm²

PRESIÓN DE DISEÑO

PRESIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN DEL VAPOR CONSUMO DE COMBUSTIBLE a plena carga Gas Natural de 1,100 BTU/pie³ A 6 ” de Columna de Agua (9788 Kcal/m³ a 152mm. C. A.) Gas Licuado de Petróleo 96042 BTU/gal (6390 Kcal/l) DIÉSEL No. 2 De 20-40 grados API 137600 BTU/gal (9160 Kcal/l)

807

pie³/h

22.8

m³/h

8.4

gph

31.8

lph

5.7

gph

21.7

lph

CONTROL DEL QUEMADOR Un solo fuego

100%

PCI

EFICIENCIA TÉRMICA MÍNIMA A FUEGO ALTO

PCS

Gas Natural

83% 83% 85%

93% 90% 90%

Gas L.P.

Diésel ( Combustible del No. 2)

CONTENIDO DE AGUA ( en Operación Normal)

3

galones

11

litros

SUPERFICIE DE CALENTAMIENTO

80.9

pies²

7.5

m²

MOTOR ELÉCTRICO Ventilador (ver nota)

1

hp hp

0.75 0.56

kW kW

Bomba de Agua

3/4

CONEXIONES Descarga de Vapor

3/4 1/2

pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas

19 13 32 13 13 19

mm mm mm mm mm mm mm

Entrada de Agua de Alimentación Entrada de Combustible (Gas) Entrada de Combustible (Diésel) Purga Unidad de Calentamiento

1-1/4

1/2 1/2 3/4

Trampa de Vapor

Salida de la Chimenea

8

203

DIMENSIONES GENERALES APROXIMADAS Largo Ancho (tren de gas al ventilador)

54.25 49.23 23.94 71.26

pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas

1378 1250

mm mm mm mm

Ancho chasis

608

Altura

1810

PESO DE EMBARQUE Generador (incluye bomba para agua)

1167

lb

529.35

kg

VOLUMEN DE EMBARQUE Generador (incluye bomba para agua)

110

pies³

3.12

m³

Nota: La eficiencia térmica (PCS) está basada en el Poder Calorífico Superior y Código ASME La eficiencia térmica (PCI) está basado en el Poder Calorífico Inferior de acuerdo a normas europea

Serie E

Sección I

1.

INTRODUCCIÓN

1.1

GENERALIDADES

Este Manual contiene instrucciones sobre la operación y mantenimiento del Generador de Vapor Clayton SERIE “ E ” . Es importante que todo el personal que esté involucrado con el generador de vapor estudie completamente este manual, ya que se les ha asignado la responsabilidad de la operación, mantenimiento, o servicio del generador de vapor. Es especialmente importante que todo el personal lea y entienda la información contenida en la Sección de Seguridad de este manual.

1.2 CONTENIDO DEL MANUAL

Este manual proporciona la información global del generador de vapor Clayton y cubre el arranque inicial, procedimientos de operación, mantenimiento y solución de problemas.

Sección II. Proporciona una visión global del generador de vapor Clayton. Describe las funciones del sistema agua-vapor y el sistema de combustible. El Capítulo 2 también introduce al contenido de los dispositivos eléctricos en la caja de control y su función en el sistema del generador de vapor.

Sección III. Se informa cómo operar el generador de vapor en gas una vez que está en marcha. Incluye información sobre la secuencia de operación, procedimientos de llenado, y procedimientos de paro momentáneo, periódico y paro prolongado.

Sección IV. Se informa cómo operar el generador de vapor en diésel una vez que está en marcha. Incluye información sobre la secuencia de operación, procedimientos de llenado, y procedimientos de paro momentáneo, periódico y paro prolongado.

Sección V. Se refiere a las rutinas de mantenimiento del generador de vapor. La periodicidad de las rutinas de servicio diario, semanal, mensual y anual. Es muy recomendable apegarse a los tiempos establecidos tanto como sea posible. Esto asegura continuidad en la producción de vapor con un mínimo tiempo fuera de servicio.

Sección VI. El generador de vapor tiene muchos componentes y ensambles, que juegan un papel importante en la eficiencia de operación y los controles de seguridad. Componentes tales como la bomba de agua, regulador de presión de gas, y bandas de la polea, requieren conservar su

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ajuste, limpieza, o reemplazo para mantener al generador de vapor trabajando con seguridad y eficiencia. En este capítulo se dan las instrucciones para el servicio o reemplazo de tales componentes.

Sección VII. Proporciona la información para solución de diversos problemas que pudieran aparecer en la operación del generador de vapor. Las secciones en éste capítulo están organizadas de acuerdo a los sistemas principales del generador de vapor. Los sistemas de control del generador de vapor son monitoreados por las Luces Anunciadoras, AGUA, COMBUSTIBLE, SISTEMA ELÉCTRICO y QUEMADOR .

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Sección II

2.

DESCRIPCIÓN

El Generador de Vapor Clayton suministrará vapor de 99.5% de calidad (un contenido de menos del 0.5 % de humedad) a su capacidad nominal en Caballos Caldera. El Generador de Vapor Clayton alcanzará su presión de operación, teniendo llena de agua la Unidad de calentamiento, a los 5 minutos de su arranque en frío. El equipo estándar incluye dispositivos de seguridad para protección contra la falta total o parcial de agua, falla de encendido del Quemador, exceso de presión y sobrecarga eléctrica. Controles automáticos regulan el flujo del agua de alimentación y modulan el encendido del Quemador de acuerdo a la demanda de vapor.

SISTEMA DE AGUA Y VAPOR

2.1

2.1.1 FLUJO

El agua de repuesto y el retorno de condensado se mezclan en el tanque receptor de condensados y de ahí fluyen (por gravedad o por bomba) a la Bomba de Alimentación de Agua Clayton. El agua tratada químicamente es bombeada directamente dentro de la Unidad de Calentamiento, fluyendo a través de la sección espiral monotubular de la Unidad de Calentamiento circulando en una dirección contraria a la de los gases de combustión (principio de contraflujo). A medida que la mezcla de vapor abandona la sección generadora, pasa a través de una sección helicoidal denominada

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pared de agua, hasta la Boquilla interna del Separador de Vapor. La acción centrífuga de la boquilla hace que se separe el vapor seco de la humedad restante, precipitándola hacia la parte inferior del separador como líquido condensado, mismo que es retornado al tanque receptor de condensados por la acción de la trampa de vapor ubicada en el separador. El Vapor generado es suministrado a través de la válvula de descarga de vapor localizada en la parte superior del separador.

2.2

GENERADOR DE VAPOR.

BOMBA DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

2.2.1

Bomba de Agua (Alta Presión)

Bomba de Agua

La Bomba de Agua de Alimentación Clayton es del tipo de diafragma de desplazamiento positivo, está diseñada para suministrar el volumen requerido de agua a la Unidad de Calentamiento 5.3 galones por hora por cada caballo caldera (20.06 litros por hora por Caballo Caldera) y mantenerlo totalmente llena bajo todas las condiciones de carga. La bomba está

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impulsada por un motor eléctrico a través de una polea y no contiene estoperos. El diafragma de la bomba está operado por el desplazamiento de la Biela reciprocante dentro de la bomba; cada carrera de la Biela desplaza el agua de alimentación hacia la sección de descarga del cabezal de las válvulas de retención para introducirla a la unidad de calentamiento. El cabezal, contiene asientos, discos y resortes utilizados para la admisión y descarga del agua de alimentación. La columna tubular separa el cabezal de la válvula de retención, de la cabeza de la bomba para evitar un exceso de temperatura del diafragma. Un Amortiguador de Admisión en la Bomba ayuda a estabilizar la alimentación de agua. Un Amortiguador de Descarga absorbe las pulsaciones de la presión para estabilizar el bombeo. Una válvula de alivio protege la Bomba contra sobrepresión. El objetivo principal del tanque de condensados es expulsar el oxígeno del agua de alimentación y mezclar los productos químicos anti-incrustación y corrosión con el agua de alimentación. El agua suave que ingresa al tanque de condensados, se mezcla con el condensado de proceso del cliente, si lo hay, y el fluido de la trampa de vapor del equipo, para mantener un rendimiento óptimo, la temperatura del tanque de condensados deberá mantenerse entre 190° – 200°F (88° – 93°C). Esto reducirá el contenido de oxígeno de 1 a 2 ppm. El venteo del tanque de condensados siempre deberá ser vertical para facilitar el escape de oxígeno. El agua de reposición suavizada se introduce a través de una válvula de control de nivel, que controla la carga de reposición en proporción directa a los requisitos del sistema. El tanque de condensados se calienta mediante inyección de vapor y se controla mediante una válvula de control de temperatura. El vapor, el condensado del proceso y el fluido de la trampa se introducen a través de un tubo inductor del generador de vapor. Si los condensados del sistema llegan a una presión mayor a la baja presión será necesario instalar otro tubo inductor extra. 2.2.2 TANQUE DE CONDENSADOS

NOTA: identifique bien la presión del retorno de condensados. Instale un manómetro de presión en las líneas de retorno, evite las plumas de vapor por el venteo prolongadas.

Hay cuatro clasificaciones de un sistema de condensado usado hoy en las plantas: 1. gravedad o atmosférica (la presión de la línea de condensado se mantiene en o cerca de cero psi). 2. Baja presión (1 a 15 psi) [0.07 a 1.05 kg/cm²]

3. Mediana presión (16 a 99 psi) [1.13 a 6.96 kg/cm²) 4. Alta presión (100 a mayor psi) [7.03 a mayor kg/cm²)

Clayton ofrece tres sistemas de agua de alimentación con los generadores de vapor: abierto (tanque de condensados)/atmosférico, deareador (DA) y semi-cerrado (SCR).

Consulte con su asesor comercial el sistema que más aplique a su proceso.

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2.2.3

UNIDAD DE CALENTAMIENTO

Flujo de gases de combustión

Los espacios entre los tubos permiten Una distribución uniforme de los gases de combustión

Flujo de gases de combustión

Unidad de calentamiento

La Unidad de Calentamiento consiste de una serie de secciones de tubo de acero al carbón rolado en forma espiral (denominadas pancakes). La Unidad de Calentamiento está construida en forma monotubular. Se utiliza el principio de circulación a contraflujo, que aunado al control de las velocidades del agua y la de los gases de combustión, permite obtener la máxima transferencia de calor. Los gases de combustión fluyen hacia arriba a través de la separación de todos los tubos que forman la Unidad de Calentamiento, mientras que el fluido en el interior del tubo circula en forma descendente. La Unidad de Calentamiento está montada de tal forma que se puede expandir libremente sin sufrir deformación.

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2.2.4 CONTROL DE TEMPERATURA CONTRA FALLA DE AGUA (OPCIONAL EQUIPOS CON PLC)

Montaje del Termocople

El Control de Temperatura Contra Falla de Agua (WFTC) es un dispositivo que protege al Generador de Vapor en caso de falla total o parcial de agua, o sobrecalentamiento ocasionado por alguna otra causa. Este control es un conjunto formado por un termocople sensor Tipo J integrado a la unidad de calentamiento en la tercera espiral ascendente de la pared de agua e interconectado a un control digital de temperatura instalado en la caja de controles eléctricos, el cual, indica la y temperatura de seguridad y la del proceso. El Termocople Sensor está montado en la zona de mayor temperatura de la Unidad de Calentamiento. El sensor va colocado dentro de un casquillo insertado transversalmente y soldado a tope en la parte interior del tubo. El Control Principal de Temperatura cuenta con dos protecciones. En caso de Falla de Agua, la Primera Protección (FPR) detectará el aumento anormal de temperatura y actuará apagando de inmediato el quemador, pero manteniendo la circulación de agua y aire. El Generador volverá a encender si la temperatura baja a lo normal. En la eventualidad de que la temperatura siguiera elevándose, la segunda protección (SPR) actuará parando totalmente el Generador de Vapor. En dicho caso, se deberá buscar y corregir la causa de la falla de agua. Para reanudar la operación se debe efectuar el procedimiento normal de arranque.

2.2.4.1 TERMOCOPLE SENSOR

Está insertado en un termopozo cargado por resorte y para que haga contacto con la base del mismo. El termopozo está insertado transversalmente en la sección más caliente de la Unidad de Calentamiento.

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2.2.5

SEPARADOR DE VAPOR

El separador de vapor está diseñado para expulsar el exceso de agua de la mezcla de vapor y agua descargada de la unidad de calentamiento. La mezcla de vapor y agua ingresa al separador a alta velocidad y pasa a través de los álabes de la boquilla dentro del separador, lo que hace que la mezcla de vapor y agua gire. La acción centrífuga del remolino obliga al agua más pesada en la mezcla de vapor y agua a la pared del separador, donde el agua cae en cascada hasta el fondo del separador. El resultado es la descarga de vapor “seco” desde la sa lida del separador de vapor. El exceso de agua en el separador se recircula de regreso al tanque de condensados cuando el nivel del fluido sube lo suficiente como para activar la cubeta invertida en la trampa de vapor. Este método de separación mecánica evita la transferencia de líquidos y tratamientos químicos al sistema de vapor. Un termómetro opcional montado en el separador de vapor indica la temperatura del vapor. En condiciones de funcionamiento normales, la temperatura indicada debe estar cerca de la temperatura de saturación en relación con la presión en el separador (consulte la Tabla de Presión - Temperatura). Un aumento sustancial de la temperatura por encima de la temperatura de saturación para la presión de operación correspondiente accionará el WFTC o será desplegado en la OIU (panel view) del equipo, indicando una condición de escasez de agua .

NOTA: asegúrese si su equipo cuenta con sistema de control de temperatura WFTC o con PLC.

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2.2.6

TRAMPA DE VAPOR

La trampa de Vapor devuelve el exceso de sobre flujo del Separador de Vapor hacia el Tanque de Condensado. Éste trampeo es necesario para asegurar que un volumen suficiente de agua de alimentación está circulando a través de la Unidad de Calentamiento y que los sólidos disueltos están siendo arrastrados a través de la Unidad de Calentamiento y sean controlados por la Válvula de Purga Continua (opcional) drenando una pequeña cantidad de agua devueltos al Tanque de Condensado. La cantidad real de trampeo depende de las condiciones de operación, la presión de vapor, la temperatura del agua de alimentación, las condiciones de la bomba y el porcentaje de carga (rate). Un manómetro o transmisor de presión están provistos en la descarga de la Trampa de Vapor indica cuando está abierta o cerrada sus ciclos deben ser proporcionales en tiempo de apertura y cierre. Una elevación de la presión en el manómetro indica que la Trampa de Vapor está descargando condensado. Cuando la presión empieza a caer, la Trampa cierra. Si la Trampa de Vapor no está abriendo y cerrando de forma proporcional, podría ser indicio de un desequilibrio entre el flujo de agua y el porcentaje de combustión. En el arranque inicial de la Unidad, después de establecer la proporción correcta de aire-combustible, deben ser registrados la temperatura de operación y el tiempo de apertura de la trampa. Estos datos deben verificarse regularmente para asegurar que la Unidad está operando adecuadamente. Si el Generador de Vapor está conectado a un sistema Abierto (tanque de condensados) donde la temperatura del agua de alimentación es de 190° –

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200°F (88° – 93°C), la trampa de vapor debe estar abierta aproximadamente de treinta a cuarenta minutos (acumulados) de cada hora en operación (carga del 100 por ciento). El registro periódico del tiempo que la Trampa de Vapor permanece abierta bajo condiciones normales de operación ayuda a determinar si un componente, como la Bomba de Agua de Alimentación está funcionando incorrectamente, lo cual se hace evidente cuando se observa algún cambio en el tiempo que la Trampa de Vapor permanece abierta.

PRESIÓN MANOMÉTRICA PSIG

PRESIÓN MANOMÉTRICA PSIG

PRESIÓN MANOMÉTRICA PSIG

TEMP º F

TEMP º C

TEMP º F

TEMP º C

TEMP º F

TEMP º C

5

228 240 250 308 316 324 331 338 344 350 356 361 366 370

109 115 121 153 158 162 166 170 173 177 180 183 186 188

170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310

375 380 384 392 396 399 403 406 409 413 416 419 422 425

191 193 196 200 202 204 206 208 209 212 213 215 217 218

320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 440 460 480 500

428 431 433 436 438 441 443 445 448 450 453 457 462 466 470

220 222 223 224 226 227 228 229 231 234 236 237 239 241 243

10 15

388 198

60 70 80 90

100 110 120 130 140 150 160

TABLA PRESIÓN-TEMPERATURA

Una reducción en la carga debido a una disminución en la presión del combustible aumentará el tiempo de trampeo. Una disminución en la carga de bombeo disminuirá el tiempo de trampeo. El tiempo de apertura de la trampa no debe ser inferior a doce minutos por hora a plena carga bajo ninguna condición.

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2.3

SISTEMA COMBUSTIBLE, UNIDADES CON QUEMADOR A GAS

MGV

Entrada de Gas

Tren de gas estándar

El control en el suministro de Gas se logra por medio de una Válvula Principal de Gas (MGV) operada eléctricamente por una válvula solenoide, cuyo vástago esta acoplado al diafragma de la Válvula Principal de Gas, teniendo sólo dos posiciones: Cerrada y Abierta , además de tener un circuito electrónico de seguridad del Quemador. El suministro de gas entrará al Quemador a través del tubo hasta la válvula MGV, en este momento el control electrónico de seguridad (ESC) energizara de forma simultánea el piloto y el transformador de ignición, el periodo es de 4 a 10 segundos para estabilizar el piloto. Después de los 4 o 10 segundos el control desconecta el transformador de ignición. Después de que el arranque manual se ha efectuado, la operación del Quemador es totalmente automática durante los ciclos de encendido y apagado del Quemador, siendo supervisada por el Control Electrónico de Seguridad (ESC)y un Detector de Flama (UV)colocado en el Quemador, además, todos los controles eléctricos están arreglados para parar por seguridad.

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Un Interruptor de Presión de Vapor controla los ciclos de encendido y apagado del Quemador de acuerdo con la presión máxima y mínima ajustada. Además provee una operación estable durante los períodos de demandas ligeras de vapor. El aire que entra a la voluta del Quemador procedente del ventilador, es dirigido centrífugamente y a alta velocidad hacia el Quemador donde se mezcla con el gas de la boquilla del Quemador y es encendido por la flama del piloto. El gas del piloto está dirigido hacia arriba a través de un pequeño tubo de conducción situado a un costado del Quemador, donde es encendido por una chispa eléctrica de alta potencia. Un electrodo detector de flama está incorporado al Quemador para detectar la presencia de la flama del piloto. El Gas de la línea principal es suministrado bajo presión al Quemador de tiro forzado, el flujo de gas circula a través de la Válvula Principal de Gas y un Grifo Manual de paso colocado en la línea principal de Gas a presión de suministro se controla por medio de un Regulador de Presión de Gas adyacente al Generador. Después del arranque manual, la operación del Quemador será totalmente automática. Su encendido y apagado estará gobernado por la presión del vapor y en caso de presentarse fallas en su funcionamiento se apagará por seguridad mediante el Control Electrónico de Seguridad.

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2.4

SISTEMA DE COMBUSTIBLE, UNIDADES CON QUEMADOR PARA DIÉSEL

CAMARA DE COMBUSTIÓN

INTERRUPTOR DE PRESION DE AIRE (OPCIONAL)

OSV VÁLVULA SOLENOIDE DE COMBUSTIBLE

VENTILADOR DE AIRE DE COMBUSTIÓN

FOTOCELDA UV

Retorno de Diésel

OSV

Entrada de Diésel

Tren de diésel

El diésel es suministrado bajo presión al Quemador de tiro forzado. La presión máxima está gobernada por un regulador ajustable integrado en la propia bomba de combustible. Cuando la Válvula de Control del Quemador está abierta todo el combustible es retornado hacia el tanque de almacenamiento y la presión de combustible será mínima. Al cerrar la Válvula de Control del Quemador la presión de combustible aumenta y acciona los controles que permiten el paso de diésel al Quemador.

La boquilla del Quemador atomiza el combustible para que sea encendido automáticamente por una chispa eléctrica de alta potencia.

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2.5

DESCRIPCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS

ALTO VOLTAJE: El equipo trabaja con voltajes de 230/460 volts, asegúrese de traer equipo de seguridad .

PRECAUCIÓN: Asegúrese de haber interrumpido el flujo de corriente eléctrica hacia el equipo antes de realizar cualquier trabajo en el interior del tablero.

TIERRA FISICA:

Todo el equipo deberá estar

puesto a tierra antes de su operación.

NOTA:

Clayton de México

manufactura dos

tipos de gabinetes de control. Gabinetes con PLC electromecánicos convencionales . y

Gabinetes

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Gabinete Convencional sin PLC

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1.Control de Temperatura (WFTC)

8.Luz indicadora primera protección 9.Luz indicadora segunda protección

15.Distribuidor Eléctrico

2.Botón de Arranque (PB)

16. Transformador de Bajada (ST1) 17. Control Electrónico de Seguridad

3.Botón de Paro(PB)

10. Control de Nivel

4.Selector Diésel-Gas (solo dual) 5.Selector Llenar-Operar 6.Luz indicadora Operación 7.Luz indicadora falla de flama

11.Relevador Encapsulado 12.Relevador Térmico 13.Rejilla Salida de Aire

18.Rejilla de Ventilación 19.Relevador Encapsulado 20.Clemas de conexión

14.Contactor

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Gabinete con PLC

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1.Panel View (OIU)

7.Control Electrónico de Seguridad

13.Distribuidor Eléctrico

2.Botón de Arranque (PB) 3.Botón de Paro(PB) 4.Rejilla Salida de Aire

8.Fuente de Poder (PS) 9.Rejilla de Ventilación

14.Variador de Velocidad (VSD) 15.Transformador de Bajada (ST1)

10.PLC (A1,A2, A3)

16.Control de Nivel

5.Contactor (M) 6.Relevador (OL)

11.Clemas de Conexión

12. Transformador de Bajada (ST2)

2.5.1

Pantalla de Interfase con PLC (OIU) (solo equipos con PLC)

La OIU es el canal de comunicación entre el PLC y el operador de la máquina. Los parámetros de operación como temperatura y presión de los puntos de ajuste, son alimentados a través del teclado de la OIU y transmitidos al PLC para su proceso y ejecución. El operador puede observar la salida del PLC, como el “estatus” actual de operación de la máquina, en la pantalla de la OIU.

2.5.2

Botón de Arranque (PB1)

Este dispositivo sirve para energizar e iniciar el arranque del generador, es de color verde.

2.5.3

Botón de Paro (PB2)

Este dispositivo permite el paro total ante cualquier emergencia, para sacar el botón gire para desenclavar, es de color rojo.

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2.5.4

Contactor Magnético (M1)

Este control cuenta con tres contactos principales y un contacto auxiliar. Presionando momentáne amente el botón de arranque “START” se energiza el circuito del contactor magnético y arranca el motor del ventilador. La operación del motor es continua mientras está en el modo de encendido automático, durante los ciclos de apagado del quemador. El contacto auxiliar localizado en el circuito de control desenergiza los controles del quemador en el caso de falla del Motor.

2.5.5

Contactor Magnético (M2)

Este control es similar a los contactores M1 descrito antes, se usado para energizar el Motor de la Bomba de Agua. Opera continuamente una vez que se ha oprimido el botón de arranque START.

2.5.6

Contactor Magnético (M3) (solo Diésel)

Este control es similar a los contactores M1 y M2 descrito antes, se usado para energizar el Motor de la Bomba de combustible. Opera continuamente una vez que se ha oprimido el botón de arranque START

2.5.7

Relevadores de sobrecarga Sobrecarga (OL)

Estos dispositivos de protección contra variaciones fuertes de amperaje están equipados con elementos térmicos ajustables, sensitivos a caída de fase, platinos contra sobrecarga y contactos magnéticos ajustables. Si se disparan se requiere esperar un periodo de enfriamiento y luego, restablecer manualmente el control.

2.5.8

Rejilla del Ventilador

Este dispositivo permite disipar el aire de enfriamiento producido por el ventilador, permitiendo el enfriamiento de los componentes electrónicos.

2.5.9

Fuente de Poder (PS)

La fuente de poder proporciona un voltaje de 24 VCD para alimentación al PLC.

2.5.10 Transformador de Bajada (ST1)

El ST1 es un transformador usado para bajar de 230 a 460 VCA a 115 VAC para suministrar al circuito de control.

Conexiones del Transformador de Bajada

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2.5.11

Control Electrónico de Seguridad (ESC)

El Control Electrónico de Seguridad (ESC) localizado en la caja de controles eléctricos, es un sistema de control de flama del quemador, basado en un microprocesador, diseñado para proporcionar una secuencia de ignición adecuada, y monitoreo permanente de la flama. Monitorea el piloto y la flama del quemador. También proporciona el estado de operación real e información del paro en caso de interrupción por seguridad. Junto con los controles límite y de operación, sincroniza el Quemador, Motor del Ventilador, encendido y válvulas de combustible para proporcionar operación segura del quemador. El módulo programador, componente del ESC, tiene funciones tales como la pre-purga, ciclo repetitivo de bloqueo, bloqueo a fuego alto y prueba del periodo de ignición del piloto y de la flama principal. La flama del Quemador es monitoreada por el detector de flama montado en el Ensamble del Múltiple del Quemador. La señal de la flama es enviada al módulo amplificador en el ESC. Para obtener las lecturas. Externamente puede agregarse un módulo opcional de despliegue de las horas de operación del combustible y de la señal de flama. El PLC monitorea todas las funciones de temperatura y presión, proporciona el control preciso y de seguridad de todo el sistema. Controla y protege la Unidad de Calentamiento contra una falla de Agua parcial o total. Todas las fallas son presentadas en la pantalla de OIU (panel view). 2.5.13 Control de Temperatura contra Falla de Agua (WFTC) (opcional para equipos con PLC) El Control de Temperatura Contra Falla de Agua (WFTC) es un dispositivo que protege al Generador de Vapor en caso de falla de agua o sobrecalentamiento ocasionado por alguna otra causa. El control es un conjunto que consiste de un termocople sensor integrado a la unidad de calentamiento y dispositivo digital instalado en la caja de controles eléctricos, el cual, indica ajuste y temperatura. Al energizarse da salida de corriente para los Relevadores de Primera Protección (FPR) y Segunda Protección (SPR). 2.5.12 Controlador Lógico Programable (solo equipos con PLC)

2.5.14 Primera Protección (FPR)

En caso de Falla de Agua, la Primera Protección (FPR) detectará el aumento anormal de temperatura y actuará apagando de inmediato el quemador, pero manteniendo la circulación de agua y aire. El Generador volverá a encender si la temperatura baja a lo normal. Esta protección se encuentra dentro del programa del Controlador de Temperatura contra Falla de Agua (WFTC).

2.5.15 Segunda Protección (SPR)

La Segunda Protección está ajustado para actuar a una temperatura ligeramente mayor que la Primera Protección. Esta segunda protección apaga totalmente el equipo en caso de falla de agua. Por tanto, se deberá buscar y corregir la causa de la falla de agua antes de intentar reanudar la operación de acuerdo al procedimiento normal de arranque.

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2.5.16 Luz Indicadora de Operación

Esta luz de color verde en gabinetes sin PLC encendida indicara que el equipo se encuentra en operación normal, si el equipo presenta una falla esta luz se apagara indicando que hay un problema con la operación.

2.5.17 Luz Indicadora Falla de Flama

Esta luz de color roja indica que hay un problema con la detección de flama registrada por el Control Electrónico de Seguridad (ESC) revise la fotocelda montada en el quemador que esté libre de impurezas que afecten su funcionamiento.

2.5.18 Luz Indicadora Primera Protección (FPR)

Es parte del sistema de anunciadores localizado en el tablero de control e indica por una luz ámbar cuando se ha rebasado la temperatura primera protección.

2.5.19 Luz Indicadora Segunda Protección (SPR)

Es parte del sistema de anunciadores localizado en el tablero de control e indica por una luz roja cuando se ha rebasado la temperatura segunda protección.

2.5.20 Control de Nivel (tanque de condensado)

Este control de nivel integrado en ambos gabinetes de control con PLC y sin PLC permite mantener el nivel óptimo de agua en el tanque de condensados.

2.5.21 Variador de Velocidad (VSD) (solo equipos arriba de 150 psi)

El Variador de Velocidad VSD instalado en la caja de controles, proporciona una frecuencia variable de alimentación eléctrica para definir las Revoluciones por Minuto del Motor de la Bomba de Agua proporcionando un ajuste preciso de la cantidad de agua que se requiere de acuerdo a la carga del generador.

2.6

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE GAS

2.6.1

Válvula del Piloto (PV)

La Válvula del Piloto es activada eléctricamente por el Control Electrónico de Seguridad ESC. Esta válvula provee combustible gas al piloto para que inicie la secuencia de ignición.

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2.6.2

Válvula Principal de Gas (MGV)

La MGV es una válvula accionadas por un solenoide de operación eléctrica. Es de apertura lenta y cierre rápido por seguridad. Esta válvula solo es de una posición permite.

2.6.3

Electrodo de Ignición

En el Ensamble del Quemador a “Diésel” se usan dos Electrodos de Ignición. En los Quemador a “Gas”, se usa un electrodo de ignición con el electrodo a tierra fijo en el anillo del Quemador. Durante el Periodo de Prueba de Ignición del Piloto se produce un arco de alto voltaje a través del Electrodo.

2.6.4

Transformador de Ignición (Gas y Diésel)

Éste Transformador suministra alto voltaje (10000 ó 17000 Volts según sea el tipo de combustible) al Electrodo de Ignición. El Transformador de Ignición permanece energizado sólo durante el Periodo de Prueba de Encendido del Piloto. Después de probar que la flama del piloto es estable, Piloto (Gas) o Fuego Bajo (Diésel), el Control Electrónico de Seguridad (ESC) desenergizará el Transformador de Ignición.

2.6.5

Detector Ultravioleta (UV)

El Detector ultravioleta (UV) detecta la presencia positiva de la flama del Quemador. El Detector es un dispositivo que monitorea la radiación producida por la flama o chispa. Una señal amplificada de la flama se puede medir en las puntas de prueba del Control Electrónico de Seguridad ESC.

2.7

DISPOSTIVOS ELECTRICOS SISTEMA DE DIÉSEL

2.7.1

Válvula de Combustible (OSV)

Ésta es una Válvula Solenoide normalmente cerrada usada para el control de flujo de combustible al Quemador. Ésta abre durante la Prueba del Periodo de Encendido y permanece abierta después de estabilizar la flama. También abre durante la operación a fuego-alto. Originariamente, la Válvula se activa a través del ESC del Contacto del Interruptor de Presión de Combustible (FPS).

2.7.2

Interruptor de Presión de Combustible (FPS )

Este es un control límite por baja presión de combustible. El Interruptor cierra cuando la presión del combustible sube a los 90 psig (6.3 Kg/cm 2 ), para permitir el encendido del Quemador. Si el Interruptor abre su contacto durante el Periodo de Ignición o durante la operación del Quemador, el ESC enviará la señal para desenergizar la(s) válvula(s).

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2.8 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE AIRE DE COMBUSTIÓN

2.8.1

Interruptor de Presión de Aire (APS)

El Interruptor de Presión de Aire APS normalmente abierto, es activado para cerrar con la presión de aire del ventilador. En caso de que sea insuficiente la presión de aire del ventilador el APS interrumpirá desconectará el circuito de encendido del quemador evitando que las válvulas de control de combustible del quemador se activen. Se ubica en el ducto de aire.

2.8.2

Motor del Ventilador (AIRE DE COMBUSTIÓN)

El motor del ventilador es un motor TEFC de 3-fases con una flecha especial sellada. Éste se energiza durante los ciclos de encendido. El motor del ventilador puede seguir funcionando por un corto tiempo mientras se alc anzan los “ciclos de apagado” (ajuste de la presión máxima de operación). Se apagará si el dispositivo de protección de motor (OL) es activado o cuando se presione el botón STOP.

2.9

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS BOMBA DE AGUA

2.9.1

Motor Bomba de Agua

El motor de la bomba de agua es un motor TEFC de 3-fases con una flecha sellada. Éste se energiza en el ciclo de llenado y operación. Este motor modulara la cantidad de agua necesaria en las diferentes cargas de operación de acurdo a la señal que le envía el variador de velocidad (VSD). Se apagará si el dispositivo de protección de motor (OL) es activado o cuando se presione el botón STOP. 2.9.2 Interruptor de Nivel de Aceite de la bomba (PLS) (solo Bombas de Alta Presión arriba de 150 psig) Este interruptor de entrecierre (Interlock) de seguridad asegura que el cárter de la bomba de agua mantenga el nivel de aceite correcto. Si el nivel de aceite se torna muy bajo o muy alto, el PLS se abrirá, interrumpiendo la operación del quemador y de los circuitos del motor principal. En la pantalla del Control Lógico Programable PLC se desplegará el mensaje de paro por seguridad. Antes de intentar reanudar la operación, debe determinarse y corregirse el motivo por el cual cambio el nivel de aceite. El nivel de aceite deberá ser restaurado a lo normal para poder reiniciar la operación.

2.10

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE PRESIÓN DE VAPOR

2.10.1 Interruptor de Presión de Vapor (SPS)

Cuando la demanda de vapor sea ligera, la presión del vapor se elevará al máximo y abrirá el Interruptor de Presión de Vapor (SPS). Esto desconectará el circuito hacia el Control Electrónico de Seguridad, que, a su vez, desconectará el circuito del combustible para apagar el Quemador. El interruptor de presión de vapor (SPS) cierra su contacto el Quemador volverá a encender automáticamente cuando la presión de vapor caiga

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