Manual de Instrucciones E60

GENERADOR DE VAPOR

MANUAL DE INSTRUCCIONES E60SS RS01031 Mayo 2024 REV. J

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 con 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 debe 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: 5586 5100

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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, 2020, 2021, 2023, 2024 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 Sistema de Combustible Gas ......................................................... 9 2.3 Sistema de Combustible Diésel .................................................... 11 2.4 Descripción de los Dispositivos Eléctricos .................................... 13 2.5 Dispositivos Eléctricos Sistema de Gas ......................................... 16 2.6 Dispositivos Eléctricos Sistema de Diésel ...................................... 17

SECCIÓN III

GENERADORES CON QUEMADOR A GAS

3.1 Generalidades ............................................................................. 21 3.2 Antes de Encender ...................................................................... 21 3.3 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas .............................. 25 3.4 Arranque del Generador ( Equipos con PLC ) ................................ 26 3.5 Encendido del Quemador ........................................................... 28 3.6 Operación Automática................................................................ 30 3.7 Regulación de la Presión de Vapor ............................................. 32 3.8 Paro de la Unidad ....................................................................... 33 3.9 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ..................... 38 3.10 Cambio de Encendido de Diésel a Gas ....................................... 38 3.11 Niveles de Acceso ....................................................................... 39 3.12 Arranque del Generador ( Equipos sin PLC ) .................................. 41 3.13 Encendido del Quemador ........................................................... 43 3.14 Operación Automática................................................................ 44 3.15 Regulación de la Presión de Vapor ............................................. 45 3.16 Paro de la Unidad ....................................................................... 45 3.17 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ..................... 50 3.18 Cambio de Encendido de Diésel a Gas ....................................... 50

SECCIÓN IV

GENERADORES CON QUEMADOR A DIESEL

4.1 Generalidades ............................................................................. 53 4.2 Antes de Encender ...................................................................... 53 4.3 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas .............................. 57 4.4 Arranque del Generador ( Equipos con PLC ) ................................ 57

4.5 Encendido del Quemador ........................................................... 59 4.6 Operación Automática................................................................ 61 4.7 Regulación de la Presión de Vapor ............................................. 64 4.8 Paro de la Unidad ....................................................................... 64 4.9 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ..................... 70 4.10 Cambio de Encendido de Gas a Diésel ....................................... 70 4.11 Niveles de Acceso ....................................................................... 71 4.12 Arranque del Generador ( Equipos sin PLC ) .................................. 73 4.13 Encendido del Quemador ........................................................... 75 4.14 Operación Automática................................................................ 77 4.15 Regulación de la Presión de Vapor ............................................. 78 4.16 Paro de la Unidad ....................................................................... 83 4.17 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ..................... 83 4.18 Cambio de Encendido de Gas a Diésel ....................................... 83

SECCIÓN V

MANTENIMIENTO PERIÓDICO

5.1 Generalidades ............................................................................. 85 5.2 Tratamiento del Agua de Alimentación ....................................... 85 5.3 Inspección Visual......................................................................... 85 5.4 Servicio Diario ............................................................................. 85 5.5 Servicio Semanal ......................................................................... 86 5.6 Servicio Quincenal ...................................................................... 87 5.7 Servicio Mensual .......................................................................... 88 5.8 Servicio Anual.............................................................................. 92

SECCIÓN VI

MANTENIMIENTO DE LOS COMPONENTES

6.1 Bomba de Agua .......................................................................... 97 6.2 Válvula de Alivio de la Bomba de Agua .....................................109 6.3 Interruptor Nivel de Aceite .........................................................112 6.4 Amortiguador de Admisión y Descarga ......................................114 6.5 Procedimiento para Desincrustar................................................116 6.6 Unidad de Calentamiento ..........................................................120 6.7 Aislamiento de la Unidad de Calentamiento ..............................120 6.8 Instrucciones para Deshollinar ....................................................124 6.9 Base del Quemador ....................................................................126 6.10 Control de Temperatura Contra Falla de Agua (WFTC) ...............129 6.11 Tren de Gas (Honeywell).............................................................130 6.12 Tren de Gas (Ascomatic) ............................................................133 6.13 Quemador para Gas...................................................................135 6.14 Quemador para Diésel ...............................................................139 6.15 Interruptor de Presión de Combustible .......................................143 6.16 Compuerta de Aire .....................................................................144 6.17 Contactor Magnético ................................................................. 147 6.18 Relevador de Sobrecarga...........................................................147 6.19 Interruptor de Presión de Vapor .................................................148 6.20 Interruptor Modulador de Presión ...............................................149 6.21 Interruptor de Presión de Aire .....................................................150 6.22 Cambio de la Banda de la Bomba de Agua de Alimentación ....151

SECCIÓN VII

SÍNTOMA, DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE

7.1 Sistema de Anunciadores ...........................................................153 7.2 Sistema de Agua ........................................................................154 7.3 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Gas) ........156 7.4 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Diésel) .....159 7.5 Sistema Eléctrico ........................................................................163

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 EOG60

Unidades Inglesas

Unidades Métricas

60

CABALLOS CALDERA

2,008,500

BTU/h

506,142

Kcal/h

SUMINISTRO NETO DE CALOR

2070

lb/h

939

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)

2420

pie³/h

68.5

m³/h

25.2

gph

95.4

lph

17.2

gph

65

lph

CONTROL DEL QUEMADOR Modulante relación 2:1

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)

6.5

galones

24.6

litros

SUPERFICIE DE CALENTAMIENTO

152

pies²

14.1

m²

MOTOR ELÉCTRICO Ventilador (ver nota)

3 3 2

Hp Hp HP

2.2 2.2

kW kW

Bomba de Agua

1.5

kW

Bomba de Combustible

CONEXIONES Descarga de Vapor

2

pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas

51 38 38 13 25 25

mm mm mm mm mm mm mm

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

1-1/2 1-1/2

1/2

1 1

Trampa de Vapor

Salida de la Chimenea

15

381

DIMENSIONES GENERALES APROXIMADAS Largo

34.2 57.8

pulgadas pulgadas pulgadas

868

mm mm mm

1467 2235

Ancho

Altura (incluye patas de montaje y adaptador)

88

PESO DE EMBARQUE Generador

2983

lb lb

1353

kg kg

Bomba de Agua

551

250

VOLUMEN DE EMBARQUE Generador sin patas de montaje

156 45.6

pies³ pies³

4.37 1.29

m³ m³

Bomba de Agua

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. 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 4. 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 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 ésta 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 indicaciones de la OIU en color rojo y amarillo, AGUA, COMBUSTIBLE, SISTEMA ELECTRICO 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.

2.1

SISTEMA DE AGUA Y VAPOR

FIG. 2.1. DIAGRAMA DE FLUJO DE AGUA Y VAPOR

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 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

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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.

2.1.2 BOMBA DE AGUA

Bomba de Agua

Hook up 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 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 2.1.3 TANQUE DE CONDENSADOS

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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.

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.

2.1.4 UNIDAD DE CALENTAMIENTO

El agua de alimentación proveniente de la bomba, circula en forma descendente a través del tubo continuo de acero de un sólo paso de la unidad de calentamiento, el cual se calienta progresivamente por los gases de combustión hasta alcanzar la temperatura del vapor deseado. El vapor así generado es descargado al separador de vapor donde vapor y líquido son separados mecánicamente.

La unidad de calentamiento consiste de una sección generadora formada por una serie de espirales que permiten su libre expansión y contracción así como lograr la máxima absorción de calor. La parte inferior consta de una sección helicoidal que forma una pared de agua alrededor de la cámara de combustión, además incluye un dispositivo de seguridad para proteger al sistema contra una falta de agua, conocido como Control Principal de Temperatura, descrito a continuación.

Flujo de gases de combustión

Los espacios entre los tubos permiten una distribución de los gases de combustión

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2.1.5 CONTROL DE TEMPERATURA CONTRA FALLA DE AGUA (WFTC)

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 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 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.

2.1.5.1

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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2.1.6 SEPARADOR DE VAPOR

El vapor y agua que fluyen a gran velocidad hacia el separador, procedentes de la unidad de calentamiento, son descargados a través de una boquilla, la cual se encarga de separar centrífugamente el líquido excedente del vapor generado. Este líquido cae a la sección inferior donde es desalojado por medio de la trampa de vapor, misma que se encarga de regresarlo al tanque de condensados. Este control positivo de separación evita el acarreo de líquido hacia las líneas de distribución de vapor y mantiene una humedad mínima en el vapor generado por el equipo. Un termómetro colocado sobre el separador indica la temperatura del vapor. Bajo condiciones normales de operación, la temperatura del vapor tendrá que estar de acuerdo con la presión del vapor. Por ejemplo, si la presión de operación del equipo es de 100 Lb/pulg 2 (7 Kg/cm 2 ), la temperatura del vapor tendrá un valor de 170°C (338 °F), tal y como lo muestra la Tabla No. 1. Si la temperatura es mayor para determinada presión, la unidad se está sobrecalentando o el suministro de agua es inadecuado. En tal caso, reduzca la proporción de fuego o corrija la escasez de agua según se requiera. Al arrancar el generador y durante los períodos de demandas abruptas de vapor, el líquido excedente procedente de la unidad de calentamiento al entrar al separador de vapor será acarreado por la trampa de vapor y dirigido al tanque de condensados.

2.1.7 TRAMPA DE VAPOR.

La trampa de Vapor devuelve el exceso de condensado 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.

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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 donde la temperatura del agua de alimentación es de 190° – 200°F (88° – 93°C), la Trampa de Vapor debe abrir aproximadamente 30 a 40 (treinta a cuarenta) minutos (acumulados) por cada hora de operación a una carga de fuego pleno (100% de capacidad). En operación constante a carga baja de fuego, digamos al 50% de capacidad, la Trampa de Vapor debe abrir aproximadamente de 15 a 25 (quince a veinte) minutos (acumulados) por cada hora. 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 el porcentaje de carga (rate) debido a la disminución en la presión del combustible aumentará el tiempo de trampeo. Un decremento en la capacidad de bombeo disminuirá el tiempo de trampeo. El tiempo en que permanece abierta la trampa no deberá ser, bajo ninguna condición, a lo indicado arriba.

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2.2

SISTEMA DE COMBUSTIBLE GAS

DIAGRAMA DE FLUJO, SISTEMA COMBUSTIBLE ENCENDIDO A GAS

El control del fuego en el Quemador se realiza por medio de una válvula principal de gas (MGV), de tres posiciones ( CERRADA, FUEGO BAJO Y FUEGO ALTO ), y un circuito electrónico de seguridad. Después del encendido del Quemador, la operación es totalmente automática durante los ciclos de encendido y apagado, y todos los controles están arreglados para parar por seguridad en caso de falla de flama. El suministro de gas sólo entrará al Quemador después de un período de barrido y de la comprobación de ignición y flama del piloto. Una falla en el Quemador motivará que la flama se interrumpa un segundo después de haber ocurrido la falla. Si dentro de los 12 segundos posteriores, no se restablece la flama, los controles del Quemador se bloquearán, requiriendo restablecimiento manual para reanudar la operación. Un interruptor de presión de aire apagará el Quemador en caso de falla de aire en el ventilador o del motor. Cuando la presión del vapor se eleva hasta el punto de ajuste de modulación la válvula se pone en posición de FUEGO BAJO, aproximadamente a la mitad de su capacidad. Al mismo tiempo, que la compuerta de aire restringe el abastecimiento de aire para mantener una proporción balanceada de aire-combustible en el Quemador. El generador retornará automáticamente a posición de fuego alto si la operación a fuego bajo no genera la suficiente cantidad de vapor. 2.2.1 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

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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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2.3

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 DIÉSEL

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

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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.

2.3.1 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.

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2.4

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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2.4.1

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.

2.4.2

Botón de Arranque (PB1)

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

2.4.3

Botón de Paro (PB2)

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

2.4.4

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.

2.4.5

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.

2.4.6

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.

2.4.7 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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2.4.8 Fuente de Poder (PS)

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

2.4.9

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

2.4.10

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.

2.4.11

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).

2.4.12 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.

2.5

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE GAS

2.5.1

Válvula de Venteo (OPCIONAL)

Durante los ciclos de encendido del quemador, los gases pueden llegar a ser atrapados entre las SSGV (opcional) 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 desenergizados.

2.5.2

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 ajustable 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). 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. 2.5.4 Válvula de Gas de Paro por Seguridad (SSGV) (HIDRAMOTOR) (opcional) 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. 2.5.3 Interruptor de Presión de Gas – Baja (GPSL) (OPCIONAL)

2.5.5

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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2.5.6

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.

2.5.7

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.

2.5.8

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.

2.5.9

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.

2.6

DISPOSTIVOS ELECTRICOS SISTEMA DE DIÉSEL

2.6.1

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).

2.6.2

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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2.6.3 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.

2.6.4

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.

2.7 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE AIRE DE COMBUSTIÓN

2.7.1

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.

2.7.2

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.

2.7.3

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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