Manual de Instrucciones SF200M

GENERADOR DE VAPOR

SF200M

MANUAL DE INSTRUCCIONES

RS01074 Agosto 2021 REV. C

RESUMEN DE SEGURIDAD

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

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

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

INFORMACIÓN IMPORTANTE

POR FAVOR LEA CUIDADOSAMENTE ESTA PÁGINA.

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

Para su comodidad coloque el número de serie de su equipo en el espacio en blanco de abajo, esto le ayudara para solicitar piezas de remplazo, asesoría y servicio de su equipo.

Algunas de las ilustraciones a lo largo de este manual son genéricas y no se verán exactamente a las partes utilizadas en su Generador de Vapor.

Modelo:

Número de serie:

Clayton de México S.A. DE C.V. Manuel L. Stampa No. 54 México D.F. Teléfono: 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, 2021 Clayton de México S.A. de C.V.. Todos los derechos reservados.

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

Índice

DESCRIPCIÓN

PÁGINA

SECCIÓN I

INTRODUCCIÓN

1.1 Generalidades ...................................................................................... 1

SECCIÓN II

DESCRIPCIÓN

2.1 Sistema de Agua y Vapor ................................................................ 3 2.2 Generador de Vapor ...................................................................... 4 2.3 Sistema de Combustible Gas ..........................................................10 2.4 Modulación Automática del Quemador ........................................10 2.5 Sistema de Combustible Diésel .......................................................11 2.6 Modulación Automática del Quemador ........................................11 2.7 Dispositivos Eléctricos .....................................................................12

SECCIÓN III

GENERADORES CON QUEMADOR A GAS

3.1 Antes de Encender el Generador de Vapor ...................................21 3.2 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................25 3.3 Arranque del Generador ................................................................27 3.4 Paros de la Unidad .........................................................................36 3.5 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ......................40 3.6 Cambio de Encendido de Diésel a Gas (solo Unidades Duales)....41 3.7 Uso de la OIU (Panel View) .............................................................42

SECCIÓN IV

GENERADORES CON QUEMADOR A DIÉSEL

4.1 Antes de Encender el Generador de Vapor...................................45 4.2 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................49 4.3 Arranque del Generador ................................................................51 4.4 Paros de la Unidad .........................................................................60 4.5 Precauciones Contra Heladas y Paros Prolongados ......................64 4.6 Cambio de Encendido de Gas a Diésel (Solo Unidades Duales) ...64 4.7 Uso de la OIU (Panel View) .............................................................66

SECCIÓN V

MANTENIMIENTO PERIÓDICO

5.1 Generalidades ................................................................................69 5.2 Tratamiento del Agua de Alimentación .........................................69 5.3 Inspección Visual ............................................................................69

5.4 Servicio Diario .................................................................................69 5.5 Servicio Semanal.............................................................................71 5.6 Servicio Quincenal ..........................................................................71 5.7 Servicio Mensual .............................................................................72 5.8 Servicio Anual .................................................................................75

SECCIÓN VI

MANTENIMIENTO DE LOS COMPONENTES

6.1 Bomba de Agua ..............................................................................81 6.2 Interruptor de Nivel de Aceite de la Bomba de Agua ...................92 6.3 Válvula de Alivio de la Bomba de Agua ........................................94 6.4 Amortiguadores de Admisión y Descarga Bomba de Agua ...........97 6.5 Procedimiento para Desincrustar ...................................................98 6.6 Unidad de Calentamiento ............................................................104 6.7 Instrucciones para Deshollinar (Solo Diésel) .................................108 6.8 Base del Quemador ......................................................................111 6.9 Control de Temperatura Contra Falla de Agua............................113 6.10 Tren de Gas ...................................................................................114 6.11 Quemador de Gas ........................................................................115 6.12 Quemador para Diésel ..................................................................118 6.13 Regulador de Presión de Combustible (FPS) solo Diésel ..............120 6.14 Ajuste de la Válvula de Control de Modulación de Diésel ..........121 6.15 Ajuste del Interruptor de Presión Límite (LPS) ...............................122 6.16 Contactor Magnético ...................................................................122 6.17 Interruptor de Presión de Aire .......................................................124 6.18 Interruptor de Presión de Gas (GPSH y GPSL ................................124 6.19 Cambio de la banda de la Bomba de Agua ................................125

SECCIÓN VII

SÍNTOMA, DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE

7.1 Sistema de Anunciadores de Seguridad.......................................127 7.2 Sistema de Agua ...........................................................................128 7.3 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Gas).........131 7.4 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Diésel) .....133 7.5 Sistema Eléctrico ........................................................................... 136

APÉNDICE I CATÁLOGO DE PARTES

APÉNDICE II INSTRUCCIONES SUPLEMENTARIAS

APÉNDICE III TRATAMIENTO DE AGUA

NOTAS

ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR DE VAPOR SFOG200M

Unidades Inglesas

Unidades Métricas

200

CABALLOS CALDERA

6695000

BTU/h

1687140

Kcal/h

SUMINISTRO NETO DE CALOR

6900

lb/h

3130

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) Aire de Atomización Suministrado por el Cliente Consumo de Aire de Atomización (solo Diésel) Presión de Aire de Atomización (solo Diésel)

8066

pie³/h

228.3

m³/h

84

gph

318

lph

57.2

gph

217

lph

20

pies³/min lb/pulg²

0.6

m³/min Kg/cm²

70-100

4.9-7

CONTROL DEL QUEMADOR Modulante relación 5:1

20% - 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)

29

galones

110

litros

SUPERFICIE DE CALENTAMIENTO

550

pies²

51.1

m²

MOTOR ELÉCTRICO Ventilador (ver nota)

15

hp hp hp

11.1

kW kW

Bomba de Agua

10

7.5 1.1

Bomba de Combustible Diésel

1.5

kW

CONEXIONES Descarga de Vapor

3 2 3

pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas pulgadas

76 51 76 19 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

3/4

1 1

Trampa de Vapor

Salida de la Chimenea

18

457

DIMENSIONES GENERALES APROXIMADAS Largo (con bomba de agua)

92.30 87.74 113.9

pulgadas pulgadas pulgadas

2344 2152 2900

mm mm mm

Ancho Altura

PESO DE EMBARQUE Generador incluye bomba de agua

6494

lb

2368

kg

VOLUMEN DE EMBARQUE Generador incluye bomba de agua

626.5

pies³

17.7

m³

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

Sección I

1.

INTRODUCCIÓN

1.1

GENERALIDADES

Este Manual contiene instrucciones sobre la operación y mantenimiento del Generador de Vapor Clayton SigmaFire R . 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.

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

Capítulo 3. En este capítulo 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.

Capítulo 4. En este capítulo 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.

Capítulo 5. Éste capítulo 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.

Capítulo 6. El generador de vapor tiene muchos componentes y ensambles, que juegan un papel importante en la eficiencia de operación y los

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1

controles de seguridad. Componentes tales como la bomba de agua, regulador de presión de gas, y bandas de la polea, requieren conservar su ajuste, limpieza, o reemplazo para mantener al generador de vapor trabajando con seguridad y eficiencia. En este capítulo se dan las instrucciones para el servicio o reemplazo de tales componentes. Éste capítulo proporciona la información para solución de diversos problemas que pudieran aparecer en la operación del generador de vapor. Las secciones en éste capítulo están organizadas de acuerdo a los sistemas principales del generador de vapor. Los sistemas de control del generador de vapor son monitoreados por las Luces Anunciadoras, AGUA, COMBUSTIBLE, SISTEMA ELECTRICO y QUEMADOR . Capítulo 7.

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2

Sección II

2. DESCRIPCIÓN

El Generador de Vapor Clayton SigmaFire R 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

2.1.2

FLUJO

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 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).

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3

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.

2.2.1

BOMBA DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

Sistema de conexiones bomba de agua .

Bomba de Agua Ens .

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4

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.

2.2.3 TANQUE DE CONDENSADOS

El Tanque de Condensados contiene el agua de alimentación que junto con su tratamiento químico, así mismo, a este tanque retorna el condensados de baja presión proveniente del sistema y el que retorna la trampa de vapor del generador de vapor.

2.2.4

UNIDAD DE CALENTAMIENTO

Flujo de gases de combustión

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

Unidad de calentamiento

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5

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.

2.2.5 CONTROL DE TEMPERATURA CONTRA FALLA DE AGUA (WFTC) (OPCIONAL)

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 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.

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6

2.2.5.1 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.

2.2.6

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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2.2.7

SISTEMA DE CONTROL DE NIVEL EN EL SEPARADOR

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. 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 85 a 90°C, la Trampa de Vapor debe abrir aproximadamente 30 a 40 (treinta a cuarenta) minutos (acumulados) por cada hora de operación a una tasa de fuego pleno (100% de capacidad). En operación constante a tasa baja de fuego, digamos al 20% de capacidad, la

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Trampa de Vapor debe abrir aproximadamente de 10 a 15 (diez a quince) minutos (acumulados) por cada hora, o un lapso de tiempo proporcional para cualquier porcentaje intermedio de carga. 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, inferior a doce minutos por hora, operando a plena capacidad y cuatro minutos (acumulados) por hora, operando a rates menores de fuego.

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2.3 SISTEMA DE COMBUSTIBLE GAS

El suministro principal de gas entra a través del regulador de presión (suministrado por el cliente), el cual mantiene una presión de gas estable en las Válvulas de Control de Combustible. Antes de entrar al quemador, el gas fluye a través del Grifo Principal de Gas (J), la Válvula de Gas de Paro por Seguridad (SSGV) la Válvula Principal de Gas (MGV), y la Válvula Modulante de Gas,

Diagrama de Flujo del Sistema de Combustible

2.4 MODULACIÓN AUTOMÁTICA DEL QUEMADOR

La modulación automática del quemador evita ciclos frecuentes de “encendido y apagado” y provee una operación estable durante los períodos de cargas ligeras. Esto se logra por medio del ajuste de la presión de modulación. Este punto de ajuste elegible permite hacer una elección conveniente de los rangos de presión mínimo, máximo y la modulación. Cuando la señal del transductor de presión es enviada al módulo de entradas analógicas del PLC para mantener la proporción apropiada de aire-combustible. El VSD también está interconectado con el PLC para mantener el suministro apropiado de agua en relación al porcentaje de carga (rate). El control adecuado del agua y la relación aire combustible permiten una operación estable del Generador evitando los ciclos frecuentes de encendido y apagado.

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2.5 SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIÉSEL El combustible es suministrado a 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 de Combustible cerrada, todo el combustible es devuelto al Tanque de Combustible eliminando presión de combustible en el Quemador. Después del arranque manual, la operación del Quemador es totalmente automática y todos los controles están configurados a falla segura. Una falla de flama causará el cierre automático del combustible, dentro de los 2 segundos posteriores a la falla y, si la flama no se reestablece dentro de los 10 segundos después de esto, el Control Electrónico de Seguridad (ESC) bloqueará el Quemador requiriendo restablecer en forma manual el Control de Combustión. Como medio para atomizar el combustible diésel se requiere aire comprimido, limpio y seco.

Diagrama de Flujo del Sistema de Combustible

2.6 MODULACIÓN AUTOMATICA DEL QUEMADOR La modulación automática del quemador evita ciclos frecuentes de “encendido y apagado” y provee una operación estable durante los períodos de cargas ligeras. Esto se logra por medio del ajuste de la Presión de Modulación en el PLC. Este punto de ajuste elegible permite hacer una elección conveniente de los rangos de presión mínimo y máximo. Cuando la señal es enviada al modulador, el Motor Modulante opera la Compuerta de Aire y la Válvula de Control de Combustible (gas o diésel), restringiendo el aire de combustión de quemador y suministro de combustible, para mantener la proporción de aire-combustible apropiada. El Variador de Velocidad (VSD) está interconectado con el PLC para mantener el suministro apropiado de agua de acuerdo al porcentaje de carga (rate). El control adecuado del agua, combustible y relación aire-combustible permiten la operación totalmente automática de la Unidad.

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2.7 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.

6

1

7

1 2

2

8

3

9

1 1

4

1 0

5

1 3

1

Display AZL

7

Contactor

13 Fuente de Poder

2

Panel View (OIU)

8

Relevador Térmico

3

Botón de Arranque

9

Control de Nivel

4

Botón de Paro

10 PLC y Módulos

5

Rejilla del Ventilador de Enfriamiento

11 Control de Flama

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Transformador de Bajada

12 Variador de Velocidad

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2.7.1

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” actu al de operación de la máquina, en la pantalla de la OIU.

2.7.2

Botón de Arranque (PB1)

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

2.7.3

Botón de Paro (PB2)

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

2.7.4

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.

2.7.5

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.

2.7.6

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.

2.7.7 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.

2.7.8 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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2.7.9

Fuente de Poder (PS)

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

2.7.10 Pantalla Relación Aire - Combustible (AZL)

Esta pantalla muestra el combustible que se está usando en la operación del generador, indica también el porcentaje de carga y la apertura de la compuerta de aire y combustible (Gas o Diésel).

2.7.11 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

2.7.12 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.

2.7.13 Controlador Lógico Programable (PLC)

El PLC proporciona el control preciso sobre la proporción de agua de circulación a través del Serpentín de Calentamiento. El PLC recibe una señal de 4-20 mA desde el Transductor de Presión de Vapor (SPX), y a su vez proporciona una señal de referencia de corriente de salida de 4-20mA al Control de Velocidad

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Variable (VSD) para conseguir la velocidad deseada del motor de la Bomba de Agua de Alimentación.

2.7.14 Variador de Velocidad (VSD)

El Variador de Velocidad VSD instalado en la caja de controles posterior, proporciona una frecuencia variable de alimentación eléctrica para definir las Revoluciones por Minuto del Motor de la Bomba de Agua. Está controlado por una señal de voltaje de referencia de 4-20 mA enviada desde el transductor OPx.

2.8

DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE GAS

2.8.1

Válvula de Venteo (OPCIONAL)

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

2.8.2

Interruptor de Presión de Gas – Alta (GPSH)

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).

2.8.3 Interruptor de Presión de Gas – Baja (GPSL)

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.

2.8.4

Válvula de Mariposa Principal de Gas

La Válvula de Mariposa Principal de Gas cierra parcialmente o abre en su totalidad en conjunto con el Servomotor de Aire y el Variador de Velocidad de la Bomba de Agua para mantener balanceado la mezcla airea-combustible en el quemador y el volumen de agua de alimentación, de acuerdo a las diversas demandas de vapor.

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2.8.5

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.

2.8.6

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.

2.8.7

Servomotores

Los servomotores están ajustados automáticamente y montado en la Válvula de Mariposa para gas, la válvula de combustible diésel y compuerta de aire de forma independiente cada una pero comunicados en serie. Estos servomotores operan a través del Control Electrónico de Seguridad para proporcionar una relación aire/combustible (fuel/ratio).

2.8.8

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.

2.8.9

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.

2.8.10 Detector Infrarojo (IR)

El Detector infrarrojo (IR) 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.

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2.9

DISPOSTIVOS ELECTRICOS SISTEMA DE DIÉSEL

2.9.1

Válvula Principal de Combustible (MOV)/(SSOV)

Esta Válvula Solenoide normalmente cerrada es energizada permitiendo el flujo de combustible hacia el Quemador y desenergizada para detener el flujo de combustible hacia el mismo, cuando la presión de vapor alcanza al punto de corte del Ajuste de Presión de Vapor.

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

El Interruptor de Presión de Combustible (FPS) cierra, energizando las Válvulas Solenoide de Diésel (OSV y SSOV) 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 Encendido, el ESC se bloqueará. También se bloqueará el Quemador si el Interruptor abre durante la operación normal del Quemador.

2.9.3

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.

2.10 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE AIRE DE COMBUSTIÓN

2.10.1 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.

2.10.2 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. 2.10.3 Válvula Solenoide de Alivio de Aire (ARSV) La ARSV ayuda al ESC en los procesos de prueba de la APS. Ésta válvula solenoide de 3 vías está instalada en línea entre el ducto de aire del ventilador y el APS. Cuando se energiza, la ARSV libera la presión a la APS para simular una condición de falta de presión. Si el APS actúa, esto indica al ESC que el

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interruptor está funcionando adecuadamente. Si el APS no actúa, entonces el ESC iniciará el paro del quemador. Si el APS no funciona, determine y remedie la causa de la falla del APS antes de restaurar la unidad.

2.11 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS BOMBA DE AGUA

2.11.1 Interruptor de Nivel de Aceite de la bomba (PLS)

Este interruptor de entrecierre (Interlock) de seguridad asegura que el cárter de la bomba de agua mantenga el nivel de aceite correcto. Si el nivel de aceite se torna muy bajo o muy alto, el PLS se abrirá, interrumpiendo la operación del quemador y de los circuitos del motor principal. En la pantalla del Control Lógico Programable PLC se desplegará el mensaje de paro por seguridad. Antes de intentar reanudar la operación, debe determinarse y corregirse el motivo por el cual cambio el nivel de aceite. El nivel de aceite deberá ser restaurado a lo normal para poder reiniciar la operación.

2.11.2 Motor Bomba de Agua

El motor de la bomba de agua es un motor TEFC de 3-fases con una flecha sellada. Éste se energiza en el ciclo de llenado y operación. Este motor modulara la cantidad de agua necesaria en las diferentes cargas de operación de acurdo a la señal que le envía el variador de velocidad (VSD). Se apagará si el dispositivo de protección de motor (OL) es activado o cuando se presione el botón STOP.

2.12 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA AIRE DE ATOMIZACIÓN – SOLO DIÉSEL-

2.12.1 Válvula Solenoide de Aire (ASV) – SÓLO OPERACIÓN DIESEL

La Válvula Solenoide de Aire (ASV) controla el flujo de aire de atomización que va a la Boquilla del Quemador de Aire de Atomización. Normalmente está cerrada y se activa eléctricamente para abrir. Ésta cierra el flujo de aire de atomización durante los ciclos de apagado del Quemador.

2.12.2 Interruptor de Presión de Aire de Atomización (AAPS) – sólo operación diésel Este Interruptor activado por aire se usa en todas las Unidades de Diésel como dispositivo de seguridad para asegurar que el aire de atomización entregado desde un suministro externo sea el adecuado y esté disponible en el Quemador. El Interruptor es un entrecierre en el circuito de Diésel y no permitirá que las Válvulas Solenoide de Combustible abran a menos que haya disponible suficiente presión de aire de atomización.

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2.13 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS SISTEMA DE PRESIÓN DE VAPOR Y ALIMENTACIÓN

2.13.1 Interruptor de Presión Limite (LPS)

Este Interruptor Límite de Presión está conectado en serie con el Circuito de Retención. En caso de presión excesiva de vapor, el LPS abrirá cortando el voltaje al control del circuito de retención, por lo que interrumpirá totalmente la operación del Generador. Se requiere restablecimiento manual para arrancar nuevamente .

2.13.2 Transmisor de Presión

Este Interruptor de Presión permite la modulación de la bomba de agua enviando una señal de 4-20 mA el variador de velocidad. Otros transmisores se usan solo como señales, trampa de vapor y alimentación de agua

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(Página dejada en blanco intencionalmente)

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Sección III

3.

GENERADORES DE VAPOR CON QUEMADOR DE GAS

GENERALIDADES

El objetivo de esta sección es familiarizar al operador con cada fase de la operación. Se insertan NOTAS y PRECAUCIONES para hacer hincapié sobre la importancia de alguna instrucción en particular.

3.1

ANTES DE ENCENDER EL GENERADOR DE VAPOR

Cada Generador de Vapor está totalmente probado en fábrica y se le han hecho todos los ajustes necesarios bajo condiciones reales de operación antes de ser embarcado. El transporte y manejo inadecuado puede ocasionar que algunas conexiones se pudieran aflojar y causar alteraciones en los ajustes del equipo. Clayton de México, otorga a los usuarios de equipo nuevo, el servicio de arranque inicial y capacitaron del operador, a fin de que el equipo ha quedado debidamente instalado y con los ajustes adecuados a cada instalación en particular. A continuación se hace referencias a las actividades que deberá realizar nuestro personal de servicio para realizar el arranque inicial de su Generador de Vapor. a. Inspeccionar visualmente y apretar cualquier tubería y conexiones eléctricas flojas. Verificar que la unidad haya sido instalada de acuerdo a los planos e instrucciones Instalación proporcionadas por Clayton. b. Verificar el nivel de aceite en el cárter de la bomba de agua de alimentación. El nivel debe estar lleno a aproximadamente dos tercios (2/3). c. Revisar la alineación de la Bomba de Agua, Ventilador y Poleas del Motor. Asegurar todos los Tornillos de Fijación de la Polea y Bujes. Revisar la tensión de la banda(s). d. Verifique la rotación del Motor del Ventilador antes de poner la Unidad en servicio. e. Sacar los tapones del filtro de agua de alimentación y de las válvulas de retención de la bomba de agua. Aplicar un compuesto antideslizante a las cuerdas, luego reinstalarlos. f. Verificar que el sistema de suavización de agua esté operando adecuadamente. DESDE EL PRECISO MOMENTO EN QUE EL GENERADOR DE VAPOR SEA PUESTO EN MARCHA POR PRIMERA VEZ, DEBE UTILIZARSE EL TRATAMIENTO ADECUADO DE AGUA DE ALIMENTACIÓN.

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