Manual de Instrucciones E150SS

GENERADOR DE VAPOR

MANUAL DE INSTRUCCIONES

E150

RS01035 FEBRERO 2023 REV. G

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 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 . PRECAUCIÓN Los párrafos de

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).

3. La instalación deben ser diseñados e instalados por personal con experiencia.

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.

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: 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 2005, 2010, 2014, 2019, 2023 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 Bomba de Agua ............................................................................... 4 2.4 Sistema de Combustible Gas ..........................................................11 2.5 Sistema de Combustible Diésel.......................................................13 2.6 Descripción de los Dispositivos Eléctricos ......................................15 2.7 Dispositivos Eléctricos Sistema de Gas ...........................................18 2.8 Dispositivos Eléctricos Sistema de Diésel ........................................19 2.9 Dispositivos Eléctricos Sistema de Aire de Combustion..................20 2.10 Dispositivos Eléctricos Bomba de Agua ..........................................21

SECCIÓN III

GENERADORES CON QUEMADOR A GAS

GENERALIDADES

3.1 Antes de Encender .........................................................................23 3.2 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................26 3.3 Procedimiento de “Hervido” para Generadores de Vapor ............ 26 3.4 Arranque del Generador ............................................................... 27 3.5 Encendido del Quemador ..............................................................30 3.6 Operación Automática ...................................................................31 3.7 Regulación de la Presión de Vapor ................................................34 3.8 Paro de la Unidad ...........................................................................34 3.9 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados.......................40 3.10 Cambio de Encendido de Diésel a Gas .........................................41 3.11 Niveles de Acceso ..........................................................................42

SECCIÓN IV

GENERADORES CON QUEMADOR A DIESEL

4.1 Generalidades ................................................................................45 4.2 Antes de Encender .........................................................................45 4.3 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................49 4.4 Procedimiento de “Hervido” para Generadores de Vapor ............49 4.5 Arranque del Generador ................................................................50 4.6 Encendido del Quemador ..............................................................53 4.7 Operación Automática ...................................................................54

4.8 Regulación de la Presión de Vapor ................................................56 4.9 Paro de la Unidad ...........................................................................56 4.10 Cambio de Encendido de Diésel a Gas .........................................63 4.11 Cambio de Sensores de Presión y Temperatura .............................64

SECCIÓN V

MANTENIMIENTO PERIÓDICO

5.1 Generalidades ................................................................................67 5.2 Tratamiento del Agua de Alimentación .........................................67 5.3 Servicio Diario .................................................................................67 5.4 Se rvi cio Se manal ............................................................................. 68 5.5 Servicio Quincenal ..........................................................................72 5.6 Servicio Mensual .............................................................................75 5.7 Servicio Anual .................................................................................78

SECCIÓN VI

MANTENIMIENTO DE LOS COMPONENTES

6.1 Bomba de Agua ..............................................................................81 6.2 Válvula de Alivio de la Bomba de Agua ........................................93 6.3 Interruptor de Nivel de Aceite ........................................................96 6.4 Amortiguador de Admisión y de Descarga de la Bomba de Agua ....................................................................98 6.5 Procedimiento para Desincrustar .................................................100 6.6 Unidad de Calentamiento ............................................................105 6.7 Instrucciones para Deshollinar......................................................110 6.8 Base del Quemador ......................................................................112 6.9 Control de Temperatura Contra Falla de Agua (WFTC) ...............115 6.10 Tren de Gas................................................................................... 117 6.11 Tren de Gas (ASCOMATICA)..........................................................120 6.12 Quemador de Gas ........................................................................125 6.13 Quemador para Diésel .................................................................128 6.14 Compuerta de Aire .......................................................................132 6.15 Interruptor de Presión de Combustible(FPS) .................................134 6.16 Contactor Magnético ................................................................... 135 6.17 Relevador de Sobrecarga.............................................................135 6.18 Interruptor de Presión de Vapor ...................................................136 6.19 Interruptor Modulador de Presión .................................................137 6.20 Interruptor de Presión de Aire.......................................................137 6.21 Cambio de la Bomba de Agua de Alimentación .........................138

SECCIÓN VII

SÍNTOMA, DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE

7.1 Sistema de Anunciadores .............................................................141 7.2 Sistema de Agua ........................................................................... 142 7.3 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Gas) ...................... 145 7.4 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Diésel) .................... 147 7.5 Sistema Eléctrico ........................................................................... 151

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

ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR DE VAPOR EOG150SS

Unidades Inglesas

Unidades Métricas

150

CABALLOS CALDERA

5021250

BTU/h

1265355

Kcal/h

SUMINISTRO NETO DE CALOR

5175

lb/h

2348

kg/h

EVAPORACIÓN EQUIVALENTE

300

lb/pulg²

21

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)

6049.7

pie³/h

171.2

m³/h

63.01

gph

238.9

lph

42.9

gph

162.5

lph

CONTROL DEL QUEMADOR relación 2:1

OFF-50% - 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)

18

galones

68.1

litros

SUPERFICIE DE CALENTAMIENTO

356

pies²

33.1

m²

MOTOR ELÉCTRICO Ventilador (ver nota)

15

hp hp hp

11.1

kW kW

Bomba de Agua

7.5

5.6 1.5

Bomba de Combustible Diésel

2

kW

CONEXIONES Descarga de Vapor

3 2 3

pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas

76 51 76 19 25 32

mm mm mm mm mm mm mm

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

3/4

1

Trampa de Vapor

1-1/4

Salida de la Chimenea

22

559

DIMENSIONES GENERALES APROXIMADAS Largo

69.57 45.75

pulgadas pulgadas pulgadas

1770 1170

mm mm mm

Ancho Altura

116

2.95

PESO DE EMBARQUE Generador (solo)

5222

lb lb

2369

kg kg

bomba de agua (solo)

697

316

VOLUMEN DE EMBARQUE Generador (solo sin patas)

323 61.1

pies³ pies³

9.04 1.73

m³ m³

bomba de agua (solo)

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 2. Proporciona una visión global del generador de vapor Clayton. Describe las funciones del sistema agua-vapor y el sistema de combustible. La Sección 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 3. 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 4. 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 5. 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 6. 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 Sección se dan las instrucciones para el servicio o reemplazo de tales componentes.

Sección 7. Proporciona la información para solución de diversos problemas que pudieran aparecer en la operación del generador de vapor. Las secciones en éste Sección 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 ELECTRICO y QUEMADOR .

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Sección II

2.

DESCRIPCIÓN

El Generador de Vapor Clayton Serie E suministrará su capacidad nominal con vapor del 99.5 por ciento de calidad (con un contenido inferior al 0.5% de humedad) con agua de alimentación de 60°F (15°C). El generador de vapor operará a plena carga a los cinco minutos después del llenado de su unidad de calentamiento, a partir de un arranque en frío. El equipo estándar incluye dispositivos de seguridad para protección contra sobrecalentamiento ocasionado por falla de agua, falla de quemador, exceso de presión y sobrecarga eléctrica. Controles automáticos regulan el flujo del agua de alimentación y modulan el fuego del quemador de acuerdo con la demanda de vapor.

2.1

SISTEMA DE AGUA Y VAPOR

FLUJO

2.1.1

El agua de alimentación y el retorno de condensados de la trampa de vapor y baja presión se mezclan en el Tanque de Condensado y de ahí fluyen, a la bomba de agua Clayton. El agua de alimentación, tratada químicamente en el tanque de condensados, es enviada directamente a la unidad de calentamiento, circulando por la sección espiral monotubular, en dirección opuesta a la que circulan los gases de combustión (principio de contraflujo). En su recorrido se va transformando en una mezcla vapor-agua que abandona la sección generadora, para circular a través de la sección inferior helicoidal denominada pared de agua donde es descargada en una

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boquilla al interior del Separador de Vapor obligando a que este fluido adopte un movimiento centrífugo para que sobre-flujo (20% más de agua sea separado del vapor). El sobre-flujo separado resbala al fondo del Separador donde una trampa de vapor la retornará al tanque de condensados para ser reutilizada nuevamente aprovechando su temperatura y tratamiento químico. Vapor seco de alta calidad es suministrado por la válvula de descarga ubicada en la parte superior del Separador de Vapor.

2.2

GENERADOR DE VAPOR

2.3

BOMBA DE AGUA

Bomba de Agua Ens .

Sistema de conexiones bomba de agua .

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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 de Agua de Alimentación está impulsada independientemente por un Motor Eléctrico a través de bandas. Los cabezales de las Válvulas de Retención contienen Asientos, Discos y Resortes resistentes a la corrosión. Los Diafragmas de la Bomba operan hidráulicamente debido al aceite desplazado por la acción reciprocante de los pistones de la Bomba. Cada giro del pistón, descarga agua hacia el Cabezal de Válvulas de Retención que alimentan la Unidad de Calentamiento. Columnas tubulares (tubos columna) separan los Cabezales de las Válvulas de Retención, de las Cabezas de la Bomba para evitar exceso de temperatura de los Diafragmas de la Bomba. Amortiguadores situados en la línea de Descarga absorben las pulsaciones para estabilizar el bombeo. Un Amortiguador en el lado de succión de la bomba ayuda a estabilizar el suministro de agua de alimentación. Una Válvula de Alivio protege a la Bomba de Agua contra exceso presión. 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. 2.3.1 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)

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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.

UNIDAD DE CALENTAMIENTO

2.3.2

Flujo de gases de combustión

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

Flujo de gases de combustión

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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CONTROL DE TEMPERATURA CONTRA FALLA DE AGUA (OPCIONAL)

2.3.3

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.

2.3.3.1 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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2.3.4 SEPARADOR DE VAPOR

La Unidad de Calentamiento descarga una mezcla agua-vapor debida a un sobre flujo del 20%, en el Separador de Vapor, cuya función es separar este sobreflujo. El vapor, a muy alta velocidad entra al separador chocando contra las aspas de una boquilla fija que obliga a que el vapor adopte un movimiento centrifugo alrededor de las paredes de esta cámara Esta acción centrífuga hace que el condensado humedad del vapor resbale por las paredes más frías del Separador y se aloje en una Trampa de Vapor que en su momento retornara este el líquido al Tanque de Condensados donde se mezclará con el agua almacenada y será realimentado a la bomba de agua del Generador. De este modo, sólo vapor “seco” es descargado por la válvula instalada en la parte superior del Separador de Vapor. Un Termómetro montado al frente del Separador de Vapor indica la temperatura del vapor. Bajo condiciones normales de operación la temperatura indicada debe ser cercana a la temperatura de saturación relativa a la presión en el Separador (vea Tabla Presión – Temperatura, Tabla 1). Una sustancial elevación de temperatura arriba de la temperatura de saturación correspondiente a la presión de operación, activará el Relevador Principal de Protección FPR, indicando una condición de escasez de agua.

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TRAMPA DE VAPOR

2.3.5

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 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 de presión provisto 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° – 200°F (88° – 93°C), la trampa de vapor debe estar abierta aproximadamente de treinta a cuarenta minutos (acumulados) de cada hora en operación de

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fuego alto (carga del 100 por ciento). Con una operación constante de fuego bajo carga del 20 por ciento), la trampa de vapor debe estar abierta aproximadamente de seis a ocho minutos (acumulados) de cada hora, o un período de tiempo proporcional para cualquier carga de intermedia . 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 fuego alto y cuatro minutos por hora a fuego bajo (acumulado) bajo ninguna condición.

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2.4 SISTEMA DE COMBUSTIBLE GAS

CAMARA DE COMBUSTIÓN

INTERRUPTOR DE PRESION DE AIRE (OPCIONAL)

VENTILADOR DE AIRE DE COMBUSTIÓN

COMPUERTA DE MODULACION DE AIRE

FOTOCELDA UV

VÁLVULA DE VENTEO (OPCIONAL)

MGV

SSGV

SUMINISTRO PRINCIPAL DE GAS

FIGURA 2.5. DIAGRAMA DE FLUJO, SISTEMA COMBUSTIBLE ENCENDIDO A DIESEL

GPSH

GPSL

GPSL INTERRUPTOR DE GAS BAJA PRESIÓN DE GAS

PV

GPSH INTERRUPTOR DE GAS ALTA PRESIÓN DE GAS

DIAGRAMA DE FLUJO, SISTEMA COMBUSTIBLE ENCENDIDO A GAS

2.4.1 VÁLVULA PRINCIPAL DE GAS

Dos Válvulas de Gas tipo Hidramotor se utilizan para controlar el quemador (SSGV) y (MGV). La válvula es de dos posiciones abre/cierra y se denomina Válvula de Seguridad (SSGV), la otra válvula es de tres posiciones (MGV) (CERRADA, FUEGO BAJO Y FUEGO ALTO). Estas válvulas operan eléctricamente y en conjunto con un circuito electrónico que controla la operación segura del quemador. Después del encendido manual, la operación del quemador es totalmente automática durante los ciclos de encendido y apagado, y todos los controles están arreglados para parar por seguridad en caso de falla. El suministro de gas entra al quemador únicamente después de un período de 6 segundos para barrido de gases y previa verificación de que la flama del piloto se ha establecido positivamente. Una falla de flama motivará que, en un segundo, se interrumpa el acceso de gas al quemador. Si la flama no se restablece en los 12 segundos posteriores, el circuito de protección del quemador se bloqueará requiriendo restablecimiento manual para reanudar la operación. Un interruptor (APS) operado por la presión de aire del ventilador está provisto para apagar el quemador en caso de que el ventilador o motor fallaran.

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2.4.2 MODULACIÓN AUTOMÁTICA DEL QUEMADOR La modulación automática del quemador evita los frecuentes ciclos de encendido y apagado («on-off») del quemador y permite una operación estable durante los períodos de carga ligera. Esto se logra por medio del Ajuste a Fuego Bajo de la Válvula Principal de Gas (MGV). Cuando la presión de vapor alcanza el punto ajustado de modulación, la válvula cierra aproximadamente a la mitad de capacidad yendo a su posición de Fuego Bajo. Cuando el quemador modula la Compuerta Automática operada por el servomotor restringe el abastecimiento de aire hacia el quemador para mantener en balance el porcentaje de aire-combustible. La unidad retornará automáticamente a operación a fuego alto si en fuego bajo no se cubre la demanda de vapor. El Interruptor Alto/Bajo Automático en la caja de controles eléctricos evita la operación a fuego alto cuando se requiera o bien cuando se necesite hacer ciertos ajustes. 2.4.3 QUEMADOR El aire que entra a la Voluta del Quemador procedente del Ventilador es dirigido centrífugamente a alta velocidad hacia el Quemador. Ahí se mezcla con el gas en la boquilla del Quemador y es encendido por la flama del Piloto. El gas del piloto es dirigido hacia arriba a través de un pequeño tubo situado al centro del Quemador, y emerge en la Boquilla del Quemador donde será encendido automáticamente por una chispa eléctrica de alta potencia. Una Celda Ultravioleta está incorporada para detectar la presencia de la flama y activar el Control Electrónico de Seguridad.

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2.5

SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIÉSEL

CAMARA DE COMBUSTIÓN

INTERRUPTOR DE PRESION DE AIRE (OPCIONAL)

HFOV VÁLVULA SOLENOIDE FUEGO ALTO

LFOV VÁLVULA SOLENOIDE FUEGO BAJO

VENTILADOR DE AIRE DE COMBUSTIÓN

COMPUERTA DE MODULACION DE AIRE

FOTOCELDA UV

RETORNO DE DIÉSEL

HFOV

SUMINISTRO PRINCIPAL DE DIÉSEL

LFOV

DIAGRAMA DE FLUJO, SISTEMA COMBUSTIBLE ENCENDIDO A DIESEL

El combustible es suministrado bajo presión al Quemador de tiro forzado. La presión máxima del combustible está gobernada por un Regulador de Presión de Combustible ajustable. Con la Válvula de Control del Quemador abierta, todo el combustible es derivado y devuelto al Tanque de Almacenamiento de Combustible y no hay presión de combustible en el quemador. Cerrando la válvula de control de combustible el quemador encenderá, después de un arranque manual, la operación del Quemador es totalmente automática y todos los controles están arreglados para «fallar en seguro». La falla de la flama causará un paro automático en un segundo después de la falla y, si la flama no se restablece en diez (10) segundos, los controles bloquearán el quemador requiriendo el restablecimiento manual. La modulación automática del quemador evita los frecuentes ciclos de encendido y apagado del quemador y permite una operación estable durante los períodos de carga ligera. Esto se logra usando dos boquillas; una controlada por el Solenoide de Combustible para Fuego Bajo, y la otra controlada por el Solenoide de Combustible para Fuego Alto. Cuando la presión de vapor se eleva al punto ajustado de modulación, la Válvula de Combustible para Fuego Alto cierra e interrumpe el combustible a una de las Boquillas del Quemador, por tanto modulando (reduciendo) la operación del quemador a la mitad de su capacidad. Cuando el Quemador modula, la compuerta automática operada por el servomotor, restringe el suministro de 2.5.1 MODULACIÓN AUTOMÁTICA DEL QUEMADOR

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aire hacia el quemador para mantener el balance apropiado de la mezcla aire-combustible. La unidad regresará automáticamente a operación a fuego alto si en fuego bajo no soporta la demanda de vapor. Un interruptor operado manualmente en la caja de controles eléctricos evita la operación a fuego alto cuando se requiera o bien, cuando se hagan ciertos ajustes.

2.5.2 QUEMADOR

El aire que entra a la Voluta del Quemador procedente del Ventilador es dirigido centrífugamente a alta velocidad hacia el Quemador. Ahí se mezcla con el combustible atomizado por las Boquillas del Quemador y es encendido por una chispa eléctrica de alta potencia. Una Celda Ultravioleta colocada en el Plato del Quemador se encarga de detectar la presencia de la flama y de mantener la seguridad en la operación del Quemador.

NOTA: El ciclo de seguridad del Quemador se repite en cada arranque automático.

Si la flama falla, se desactivará el Control Electrónico de Seguridad (ESC) para desconectar las Válvulas Solenoides de Combustible en un máximo de un segundo y suspenderá el flujo de Diésel hacia el Quemador. Si el Quemador sigue sin encender dentro de los siguientes 12 – 17 segundos, un interruptor de Seguridad en el Control Electrónico de Seguridad (ESC) sacará del circuito los Controles del Quemador. En éste caso se deberá reestablecer manualmente por medio del botón situado al frente de Control Electrónico (ESC) antes de poder encender nuevamente el quemador.

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2.6

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.

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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)

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2.6.1

Pantalla de Interfase con PLC (OIU)

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.

2.6.2

Botón de Arranque (PB1)

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

2.6.3

Botón de Paro (PB2)

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

2.6.4

Contactor Magnético (M1)

Este control cuenta con tres contactos principales y un contacto auxiliar. Presionando momentáneamente 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.

2.6.5

Contactor Magnético (M2) -(Solo en Quemador para Diésel)

Este control es similar al contactor M1 descrito antes, su función es energizar el Motor de la Bomba de Combustible. Opera continuamente una vez que se ha oprimido el botón de arranque START.

2.6.6

CONTACTOR Magnético (M3)

Este control es similar a los contactores M1 y M2 descritos 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.

2.6.7 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.

2.6.8 Rejilla del Ventilador

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

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2.6.9

Fuente de Poder (PS)

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

2.6.10

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

2.6.11

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.

2.6.12

Controlador Lógico Programable (PLC)

El PLC monitorea todas las funciones de temperatura y presión, proporciona el control preciso sobre la proporción de agua de circulación a través de la Unidad de Calentamiento con el Variador de Velocidad (VSD).

2.6.13

Variador de Velocidad (VSD)

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

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ajuste preciso de la cantidad de agua que se requiere de acuerdo a la carga del generador.

2.7

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE GAS

2.7.1

Válvula de Venteo (OPCIONAL)

Durante los ciclos de encendido del quemador, los gases pueden llegar a ser atrapados entre las SSGV y la MGV. Ésta válvula solenoide purga los gases atrapados entre la SSGV y MGV hacia la atmósfera (deberá ventearse fuera del edificio). Esta válvula solenoide está normalmente abierta y cierra cuando la SSGV se energiza, y abre cuando las SSGV y la MGV son desenergizadas.

2.7.2 Interruptor de Presión de Gas – Alta (GPSH) (OPCIONAL)

Este Interruptor de Seguridad, normalmente cerrado, está conectado en serie con el circuito de control de combustión. Abrirá e interrumpirá la operación del Quemador en el caso de exceder su ajuste de alta presión de gas. Se requiere de restablecimiento manual en caso de interrupción. Está instalado entre el Grifo Principal de Gas y la Válvula Modulante. Este Interruptor tiene un rango aju stable de 3 a 21” de columna de agua. El GPSH está ajustado de fábrica aproximadamente un 50 por ciento arriba de la presión normal de operación del Quemador operando a plena carga (rate).

2.7.3 Interruptor de Presión de Gas – Baja (GPSL) (OPCIONAL)

Este interruptor de seguridad normalmente abierto está conectado en serie con el circuito de control de combustión. Cerrará interrumpiendo la operación del quemador, en el caso de baja presión en el suministro de gas. Este Interruptor requiere restablecerse manualmente en caso de interrupción. Está instalado después de la Válvula de Paro Por Seguridad SSGV. El Interruptor tiene un rango ajustable de 3 a 21” de columna de agua y está ajustado de fábrica 50 por ciento abajo de la presión del gas.

2.7.4 Válvula de Gas de Paro por Seguridad (SSGV) (HIDRAMOTOR)

Las SSGV son válvulas accionadas por Hidramotor de operación electro hidráulica. Es de apertura lenta y cierre rápido por seguridad. Esta válvula cierra, en seguro en menos de 0.8 segundos en caso interrupción de energía eléctrica.

2.7.5 Válvula Principal de Gas (MGV) (HIDRAMOTOR)

La MGV es una válvula accionadas por Hidramotor de operación electro hidráulica. Es de apertura lenta y cierre rápido por seguridad. Esta válvula de tres posiciones permite la modulación entre fuego alto y fuego bajo. Mismo caso de la válvula SSGV esta cierra en menos de 13 segundos por seguridad.

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2.7.6 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.

2.7.7 Electrodo de Ignición (IE)

El Electrodo de Ignición provee un arco eléctrico de alto voltaje para encender el piloto de gas. Está localizado dentro del tubo del piloto y el arco de la chispa se produce entre el Electrodo de Ignición y el Electrodo a Tierra soldado en el quemador.

2.7.8 Transformador de Ignición (IT)

Éste Transformador suministra voltaje de 14,000 volts al Electrodo de Ignición. El Transformador de Ignición permanece energizado sólo durante el período de prueba del piloto previo al encendido de la flama del quemador. El ESC desenergiza el Transformador de Ignición después de comprobar la existencia positiva de la flama del piloto.

2.7.9 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.

2.8

DISPOSTIVOS ELECTRICOS SISTEMA DE DIÉSEL

2.8.1 Válvula Combustible Fuego Bajo (LFOV)

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

2.8.2 Válvula Combustible Fuego Bajo (HFOV)

Ésta es una Válvula Solenoide normalmente cerrada usada para el control de flujo del fuego alto al Quemador. Ésta abre cuando el Interruptor de Modulación de Presión (MPS) es cerrado, causado por un aumento en la demanda de vapor. Al elevarse la presión de vapor al punto de modulación ajustado del MPS, la válvula solenoide de fuego alto abrirá y cerrará su contacto para permitir que el equipo trabaja a fuego alto.

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2.8.3 Interruptor de Presión de Combustible (FPS) – sólo operación diésel

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 las válvulas. Cuando se cierra la Válvula de control del Quemador, el Interruptor de Presión de Combustible cierra, energizando las Válvulas Solenoides de Diésel únicamente cuando la Bomba de Combustible está operando y se ha establecido suficiente presión de combustible diésel para la operación del Quemador. Si el Interruptor falla al cerrar durante el Período de Prueba de Ignición, el ESC se bloqueará. También se bloqueará el Quemador si el Interruptor abre durante la operación normal del Quemador.

2.8.4 Bomba de Combustible Diésel

Esta bomba esta acoplada a un motor y tiene un diseño de núcleo abierto que proporciona un rendimiento excepcional a presión y velocidad. Los cabezales del rotor están balanceados hidráulicamente para una tolerancia final mínima por lo que asegura un cebado excelente y capacidad constante.

2.9 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE AIRE DE COMBUSTIÓN

2.9.1

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.

2.9.2

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 alcanzan 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.

2.9.3

Servomotor de Aire

Este dispositivo permitirá el cierra y apertura de la hoja del ducto de aire, ara equipos a gas va de forma sencilla, mientras que para equipos con encendido a diésel en la parte superior se ensambla un Posicionador que permitirá energizar y desenergizar la solenoide de fuego alto (HFOV).

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