Manual de Instrucciones SF200S

GENERADOR DE VAPOR MANUAL DE INSTRUCCIONES SF200SPLC

RS01086 Septiembre 2015 REV. A

INFORMACIÓN IMPORTANTE

POR FAVOR LEA CUIDADOSAMENTE ESTA PÁGINA.

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

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

Modelo:

Número de serie:

Clayton de México S.A. DE C.V. Manuel L. Stampa No. 54 México D.F. Teléfono: 5586 5100 Fax: 57471200 www.clayton.com.mx

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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.

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El Generador de Vapor Clayton es manufacturado conforme a la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) en el código de calderas, 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 (NBBI). Dicho departamento es responsable de la supervisión de la vigencia de las varias 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 aceptados por los laboratorios y los requisitos de otras agencias como se especifica en la orden de los clientes. El propietario de un Generador Clayton puede estar seguro de que no sólo ha adquirido un equipo moderno, confiable y de alta calidad de producción de vapor, sino que también puede sentirse satisfecho por la seguridad y durabilidad del equipo, de acuerdo con las reglas y prácticas de la más alta autoridad reconocida.

RESUMEN DE SEGURIDAD

Observe todas las etiquetas de Precaución y las etiquetas de Advertencia sujetas en la unidad del generador de vapor y todos los componentes. La falta de observación en las etiquetas de Precaución y Advertencia puede ocasionar graves lesiones al personal y daños al equipo . ALTO VOLTAJE Tenga cuidado al trabajar en el interior del gabinete de control eléctrico. PELIGRO DE FUEGO Y EXPLOSION 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. 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 PRESION Siempre verifique que la presión de vapor este disminuida en todos 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, separador de vapor y todas las superficies de tubería están CALIENTES. Permita que el sistema del generador/vapor se enfrié antes de realizar cualquier reparación o mantenimiento. Es deber y responsabilidad de todo el personal involucrado en la operación y mantenimiento de este equipo el entender completamente los procedimientos contenidos en este manual y observar los casos de advertencia, ADVERTENCIA Los párrafos ADVERTENCIA deben ser observados para prevenir lesiones al operador o compañeros . 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 . . Algunas de las ilustraciones a lo largo de este manual son genéricas y no se verán exactamente a las partes utilizadas en su aplicación.

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 ...................................................................... 5 2.3 Sistema de Combustible Gas ..........................................................11 2.4 Modulación Automática del Quemador ........................................12 2.5 Sistema de Combustible Diésel.......................................................13 2.6 Modulación Automática del Quemador ........................................13 2.7 Dispositivos Eléctricos .....................................................................15

SECCIÓN III GENERADORES CON QUEMADOR A GAS

3.1 Antes de Encender el Generador de Vapor...................................21 3.2 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................24 3.3 Procedimiento de “Hervido” para Generadores de vapor ............24 3.4 Arranque del Generador ................................................................25 3.5 Encendido del Quemador ..............................................................27 3.6 Operación Automática ...................................................................28 3.7 Regulación de la Presión de Vapor ................................................28 3.8 Paro de la Unidad ...........................................................................29 3.9 Cambio de Encendido de Diésel a Gas (solo Gas – Diésel)...........30 SECCIÓN IV GENERADORES CON QUEMADOR A DIESEL 4.1 Antes de Encender el Generador de Vapor...................................33 4.2 Acondicionamiento de Instalaciones Nuevas ................................36 4.3 Procedimiento de “Hervido” para Generadores de Vapor............36 4.4 Arranque del Generador ................................................................37 4.5 Encendido del Quemador ..............................................................38 4.6 Operación Automática ...................................................................39 4.7 Regulación de la Presión de Vapor ................................................40 4.8 Paro de la Unidad ...........................................................................40 4.9 Cambio de Encendido de Gas a Diésel (solo Diésel – Gas)...........43

SECCIÓN V MANTENIMIENTO PERIÓDICO 5.1 Generalidades ................................................................................45 5.2 Tratamiento del Agua de Alimentación .........................................45 5.3 Inspección Visual ............................................................................45 5.4 Servicio Diario .................................................................................45 5.5 Servicio Semanal.............................................................................47 5.6 Servicio Quincenal ..........................................................................48 5.7 Servicio Mensual .............................................................................48 5.8 Servicio Anual .................................................................................52 SECCIÓN VI MANTENIMIENTO DE LOS COMPONENTES 6.1 Bomba de Agua ..............................................................................57 6.2 Interruptor de Nivel de Aceite de la Bomba de Agua ...................68 6.3 Válvula de Alivio de la Bomba de Agua ........................................70 6.4 Amortiguadores de Admisión y Descarga Bomba de Agua ...........73 6.5 Procedimiento para Desincrustar ...................................................75 6.6 Unidad de Calentamiento ..............................................................80 6.7 Instrucciones para Deshollinar (Solo Diésel) ...................................84 6.8 Base del Quemador ........................................................................87 6.9 Control de Temperatura Contra Falla de Agua..............................89 6.10 Tren de Gas .....................................................................................90 6.11 Quemador de Gas ..........................................................................92 6.12 Quemador para Diésel....................................................................95 6.13 Compuerta de Aire .........................................................................98 6.14 Regulador de Presión de Combustible (diésel) ............................100 6.15 Interruptor de Presión de Combustible (diésel) ............................101 6.16 Contactor Magnético ...................................................................103 6.17 Interruptor de Presión de Vapor ...................................................106 6.18 Interruptor de Modulador de Presión............................................107 6.19 Interruptor de Presión de Aire (APS) .............................................107 6.20 Cambio de la Banda de la Bomba de Agua ................................108 SECCIÓN VII SÍNTOMA, DIAGNÓSTICO Y SOLUCIÓN POSIBLE 7.1 Sistema de Anunciadores de Seguridad.......................................111 7.2 Sistema de Agua ...........................................................................112 7.3 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Gas).........115 7.4 Sistema de Combustible (Unidades con Quemador a Diésel) .....117 7.5 Sistema Eléctrico ........................................................................... 121 APÉNDICE I CATÁLOGO DE PARTES APÉNDICE II INSTRUCCIONES SUPLEMENTARIAS

APÉNDICE III TRATAMIENTO DE AGUA APÉNDICE IV FALLA Y SOLUCIONES CONTROL DE FLAMA

ESPECIFICACIONES DEL GENERADOR DE VAPOR SF200S

Suministro de Calor Evaporación Equivalente Presión de Diseño Presión de Operación Consumo de Diésel (100%) Consumo de Gas Natural (100%) Consumo de Gas LP (100%) Eficiencia Térmica Diésel Gas Natural Gas LP Motor Eléctrico Bomba de Agua Motor Ventilador (HA)* Motor Ventilador (LA)* Superficie de Calentamiento Presión Piloto de Gas Presión de Gas Natural/LP Abastecimiento de Agua Requerido Contenido de Agua en Operación Salida de Chimenea

6695000 BTU/h 6900 lb/h

1687140 kcal/h 3130 kg/h 10.5-21 kg/cm² 7-19 kg/cm² 210 l/h 216 m³/h 318 l/h

150-300 psig 100-270 psig 58 gal/h 7608 pie³/h 84 gal/h

50 100 rate 85 85% 83 81% 83 81%

50 100 rate 85 83% 83 81% 83 81% 10 hp 15 hp

10 hp 15 hp 15 hp 550 pie²

15 hp 51 m²

6 pulg. Columna de Agua 18 pulg. Columna de Agua 1060 gph 29 galones 18 pulgadas

0.015 kg/cm² 0.045 kg/cm² 4012 l/h 110 litros 457 mm

Dimensiones Largo

97.2 pulg. 88.3 pulg. 113.95 pulg. 5469 lb 565.97 pies³

2.50 m 2.25 m 2.90 m

Ancho Altura

Peso Peso para embarque Volumen de embarque

2481 kg 16.31 m³

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 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 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. 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.

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Capítulo 7. 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 .

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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

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

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2.2

GENERADOR DE VAPOR.

2.2.1 BOMBA DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

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 Bomba de Agua Sistema de conexiones bomba de agua .

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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 son suministrados al tanque receptor SCR, así mismo, a este tanque retorna el condensados de baja presión proveniente del sistema y el que retorna la trampa 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

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

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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)

Montaje del Termocople

El Control de Temperatura Contra Falla de Agua (WFTC) es un dispositivo que protege al Generador de Vapor en caso de falla total o parcial de agua, o sobrecalentamiento ocasionado por alguna otra causa. Este control es un conjunto formado por un termocople sensor Tipo J integrado a la unidad de calentamiento en la tercera espiral ascendente de la pared de agua e interconectado a un control digital de temperatura instalado en la caja de controles eléctricos, el cual, indica la y temperatura de seguridad y la del proceso. El Termocople Sensor está montado en la zona de mayor temperatura de la Unidad de Calentamiento. El sensor va colocado dentro de un casquillo insertado transversalmente y soldado a tope en la parte interior del tubo. El Control Principal de Temperatura cuenta con dos protecciones. En caso de Falla de Agua, la Primera Protección (FPR) detectará el aumento anormal de temperatura y actuará apagando de inmediato el quemador, pero manteniendo la circulación de agua y aire. El Generador volverá a encender si la temperatura baja a lo normal. En la eventualidad de que la temperatura siguiera elevándose, la segunda protección (SPR) actuará parando totalmente el Generador de Vapor. En dicho caso, se deberá buscar y corregir la causa de la falla de agua. Para reanudar la operación se debe efectuar el procedimiento normal de arranque. 2.2.5.1 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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2.2.6 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 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. 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 un rate de fuego alto (100% de capacidad). En operación constante a juego bajo, digamos al 50% de capacidad, la Trampa de Vapor debe abrir aproximadamente de 10 a 15 (diez a quince) minutos

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(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

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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 60 70 80 90

388 198

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

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

2.3.1 VÁLVULA PRINCIPAL DE GAS

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

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2.3.2 MODULACIÓN AUTOMÁTICA DEL QUEMADOR La modulación automática del quemador evita los frecuentes ciclos de encendido y apagado («on-off») del quemador y permite una operación estable durante los períodos de carga ligera. Esto se logra por medio del Ajuste a Fuego Bajo de la Válvula Principal de Gas (MGV). Cuando la presión de vapor alcanza el punto ajustado de modulación, la válvula cierra aproximadamente a la mitad de capacidad yendo a su posición de Fuego Bajo. Cuando el quemador modula la Compuerta Automática operada por el servomotor restringe el abastecimiento de aire hacia el quemador para mantener en balance el porcentaje de aire combustible. La unidad retornará automáticamente a operación a fuego alto si en fuego bajo no se cubre la demanda de vapor. El Interruptor Alto/Bajo Automático en la caja de controles eléctricos evita la operación a fuego alto cuando se requiera o bien cuando se necesite hacer ciertos ajustes. 2.3.3 QUEMADOR El aire que entra a la Voluta del Quemador procedente del Ventilador es dirigido centrífugamente a alta velocidad hacia el Quemador. Ahí se mezcla con el gas en la boquilla del Quemador y es encendido por la flama del Piloto. El gas del piloto es dirigido hacia arriba a través de un pequeño tubo situado al centro del Quemador, y emerge en la Boquilla del Quemador donde será encendido automáticamente por una chispa eléctrica de alta potencia. Una Celda Ultravioleta está incorporada para detectar la presencia de la flama y activar el Control Electrónico de Seguridad.

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2.4 SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIESEL

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

2.4.1 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. 2.4.2 MODULACIÓN AUTOMÁTICA DEL QUEMADOR 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 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

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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.

2.4.3 QUEMADOR El aire que entra a la Voluta del Quemador procedente del Ventilador es dirigido centrífugamente a alta velocidad hacia el Quemador. Ahí se mezcla con el 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.

2.4.3.1 Si la flama falla, se desactivará el Control Electrónico de Seguridad (ESC) para desconectar las Válvulas Solenoides de Combustible en un máximo de un segundo y suspenderá el flujo de Diésel hacia el Quemador. Si el Quemador sigue sin encender dentro de los siguientes 12–17 segundos, un interruptor de Seguridad en el Control Electrónico de Seguridad (ESC) sacará del circuito los Controles del Quemador. En éste caso se deberá reestablecer manualmente por medio del botón situado al frente de Control Electrónico (ESC) antes de poder encender nuevamente el quemador. 2.4.3.2 La falla total o parcial en el suministro de Agua de Alimentación, hará que el Relevador Primario de Protección apague el Quemador y encienda la luz del Anunciador en el Tablero de Controles. El Quemador volverá a encender cuando la temperatura baje a lo normal. En caso de que la temperatura siguiera en aumento, el Relevador Secundario de Protección apagará totalmente el Generador. En éste caso será necesario abrir manualmente la Válvula de Control del Quemador, buscar y corregir la causa de la falla de agua y, después reanudar la operación siguiendo las instrucciones de arranque.

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2.5 DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS . 2.5.1 SERVOMOTOR DE AIRE (ASM) Se ubica en el Ducto de Aire. Al energizarse posiciona la compuerta de aire a fuego bajo o fuego alto según la carga de trabajo. 2.5.2 INTERRUPTOR DE PRESIÓN DE AIRE (APS) (SÓLO GAS) Activado por la presión de aire del ventilador, el Interruptor de Presión de Aire (APS) abrirá e interrumpirá los controles del quemador si no hay suficiente aire de combustión para la operación. Una condición de insuficiencia de aire de combustión evitará que el Control Electrónico de Seguridad active las Válvulas de Control de Combustible. 2.5.3 CONTROL ELECTRÓNICO DE SEGURIDAD (ESC) Es un sistema de control del quemador basado en un microprocesador, diseñado para controlar y supervisar el quemador de tiro forzado. El ESC provee un periodo de prueba de purga del quemador antes de cada secuencia de encendido. Este Control monitorea tanto el piloto como la flama principal. El ESC cicla automáticamente cada vez que se alcanzan los ajustes de Presión de Vapor (SPS). En el caso de falla de flama durante el ciclo de encendido, desenergiza todas las Válvulas de Combustible. El ESC se bloqueará y ocurrirá un paro total del Quemador. Antes de poder encender el quemador nuevamente, se requiere restablecer manualmente el ESC. 2.5.4 FUSIBLE (F) El tablero cuenta con un Interruptor Electromagnético de un polo, este actuará cuando haya un sobre-amperaje en el circuito eléctrico. 2.5.5 RELEVADOR LOGICO PROGRAMABLE Este dispositivo es el encargado de activar y desactivar las distintas protecciones (primera Protección y segunda Protección) con las que cuenta el Generador ecológico Clayton de acuerdo a una programación previamente cargada desde fábrica. PRIMERA PROTECCIÓN En caso de Falla de Agua, la Primera Protección (FPR) detectará el aumento anormal de temperatura y actuará apagando de inmediato el quemador, pero manteniendo la circulación de agua y aire. El Generador volverá a encender si la temperatura baja a lo normal. Esta protección se encuentra dentro del programa del relevador lógico programable.

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SEGUNDA PROTECCIÓN (SPR) La Segunda Protección está ajustado para actuar a una temperatura ligeramente mayor que la Primera Protección. Esta segunda protección apaga totalmente el equipo en caso de falla de agua. Por tanto, se deberá buscar y corregir la causa de la falla de agua antes de intentar reanudar la operación de acuerdo al procedimiento normal de arranque. 2.5.6 INTERRUPTOR 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 de combustible, el Interruptor de Presión de Combustible cierra, energizando las Válvulas Solenoide 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. 2.5.7 VÁLVULA SOLENOIDE FUEGO ALTO (HFOV) (DIESEL) 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 cuando se energize la bobina del MPSR y cierre su contacto para permitir que el equipo trabaja a fuego alto. 2.5.8 VÁLVULA SOLENOIDE FUEGO BAJO (DIESEL) (LOFV) 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 a fuego-bajo y a fuego-alto. Originariamente, la Válvula se activa a través del ESC del Contacto del Interruptor de Presión de Combustible (FPS). 2.5.9 VÁLVULA PRINCIPAL DE GAS (MGV) Esta es una válvula de Gas tipo Hidramotor y opera eléctricamente en tres posiciones (HI-LO-OFF, SOLO BAJO-ALTO-CIERRE). Ésta válvula modulará de acuerdo a las demandas de vapor situándose en FUEGO BAJO o FUEGO ALTO según los requerimientos o demandas.

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2.5.10 VÁLVULA SOLENOIDE DEL PILOTO DE GAS (PV) Ésta Válvula Solenoide operada eléctricamente es energizada sólo durante la Prueba del Periodo de Ignición en Unidades de Encendido a Gas. Esto permite el flujo del Piloto de gas hacia el Quemador. La Válvula es desenergizada al final de la Prueba del Periodo de Ignición por el Control Electrónico de Seguridad (ESC). El Piloto Indicador se enciende en ESC indicando cuando la Válvula del Piloto es energizada. Si después de 10 segundos no se obtiene la Flama del Piloto de Gas, el ESC desenergizará la Válvula del Piloto de Gas y ocurrirá un cierre del Quemador, requiriendo que se reestablezca manualmente.

2.5.11 INTERRUPTOR GAS-DIESEL (GOS) Para las Unidades Combinadas Gas-Diésel seleccione el tipo de combustible en la pantalla del relevador antes de oprimir el botón de arranque.

NOTA: Cuando cambie de un combustible diésel a gas, será necesario cambiar el Quemador.

2.5.12 LUZ INDICADORA DIESEL (ILO) Es parte del sistema de anunciadores localizado en el tablero de control e indica por una luz ámbar cuando el Quemador de “Diésel” está encendido, mientras la Válvula Solenoide Diésel está energizada abierta. También se ilumina durante el Periodo de Prueba de Ignición, aún si el Quemador Principal no enciende. LUZ INDICADORA GAS (ILG) Ésta luz indica que el Quemador de “Gas” está encendido, al mismo tiempo que la Válvula de Gas (MGV) está energizada a Fuego Bajo. LUZ INDICADORA PRIMERA PROTECCIÓN (IL-FP) Es parte del sistema de anunciadores localizado en el tablero de control e indica por una luz ámbar cuando se ha rebasado la temperatura primera protección. 2.5.13 2.5.14

2.5.15 LUZ INDICADORA SEGUNDA PROTECCIÓN (IL-SP) Es parte del sistema de anunciadores localizado en el tablero de control e indica por una luz ámbar cuando se ha rebasado la temperatura segunda protección.

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2.5.16 LUZ INDICADORA MOTOR (ILM) Ésta Luz enciende sólo cuando el Relevador de Sobrecarga del Motor es disparado. Después de un paro del Motor por sobrecarga, se requiere un periodo de 2-3 minutos de enfriamiento antes de poder restablecer manualmente. La Luz de Sobrecarga se desenergizará después de resetear manualmente. LUZ INDICADORA AIRE (ILA) La Luz “Presión de Aire” indica cuando hay suficiente presión de aire al Quemador. ELECTRODO DE IGNICIÓN (IE) En el Ensamble del Quemador a “Diésel” se usan dos Electrodos de Ignición. En los Quemadores a “Gas”, se usa un electrodo de ignición con el electrodo a tierra fijo en el anillo del Quemador. Durante el Periodo de Prueba de Ignición del Piloto se produce un arco de alto voltaje a través del Electrodo. TRANSFORMADOR DE IGNICIÓN (IT) Éste Transformador suministra alto voltaje (10,000 17000 Volts) al Electrodo de Ignición. El Transformador de Ignición permanece energizado sólo durante el Periodo de Prueba de Encendido del Piloto. Después de probar que la flama del piloto es estable, Piloto (Gas) o Fuego Bajo (Diésel), el Relevador de Flama en el ESC desenergizará el Transformador de Ignición. CONTACTOR MAGNÉTICO MOTOR VENTILADOR (M1) Este Control es un Contactor con tres contactos principales y un Contacto Auxiliar de Control. Presionando momentáneamente el botón “ARRANQUE” se energizará el Circuito hacia el Contactor Magnético y arrancará el Motor del Ventilador. La operación del Motor es continua mientras está en el modo de Encendido Automático y segura durante los ciclos de apagado del Quemador. El Contacto Auxiliar está localizado en el Circuito de Control del Quemador y desenergizará los Controles del Quemador en el caso de falla del Motor. CONTACTOR MAGNÉTICO MOTOR BOMBA DE AGUA (M2) Este control es similar al contactor M1 descrito antes, y es usado para energizar el Motor de la Bomba de Agua. Éste opera continuamente una vez que se ha oprimido el botón de arranque “ARRANQUE”. INTERRUPTOR DE FUEGO ALTO-BAJO (MLFS) Éste Interruptor opera en la posición SOLO BAJO al inicio de cada arranque del equipo. Al cambiar la posición ALTO-BAJO permitirá que el Quemador trabaje de manera automática en relación con el Interruptor de Presión de Vapor (SPS) y el 2.5.17 2.5.18 2.5.19 2.5.20 2.5.21 2.5.22

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Interruptor Modulador de Presión (MPS), modulando de FUEGO ALTO a FUEGO BAJO dependiendo de la demanda de vapor.

2.5.23 INTERRUPTOR MODULADOR DE PRESIÓN (MPS) Por medio del ajuste de la Presión de Modulación (MPS), a través de la modulación automática del Quemador se evitan los ciclos frecuentes de “encendido y apagado” y se provee una operación estable durante los periodos de cargas ligeras. Este punto de ajuste elegible permite hacer una elección conveniente de los rangos de presión mínimo y máximo. RELEVADOR MODULADOR DE PRESIÓN (MPSR) Éste relevador permite la modulación del equipo mientras que permanezca cerrado el interruptor modulador de presión (MPS), permitiendo que el Quemador trabaje a plena capacidad (Fuego Alto). Este control desenergiza la Solenoide de la bomba de Agua (WPS) y cierra el contacto (HFSR integrado en el relevador lógico) del servomotor del Ducto de Aire abriendo el Damper, colocando todo el sistema de bombeo y flujo de aire al máximo. 2.5.24 RELEVADOR TÉRMICO MOTOR VENTILADOR Y BOMBA DE AGUA (OL1 Y OL2) Estos térmicos tienen la función de proteger al motor contra cualquier elevación de amperaje en el mismo. Se requiere de reseteo manual cuando opere por sobre-amperaje. BOTONES PARO/ARRANQUE (STOP/START) (PB1, PB2) Estos botones de contacto son usados para poner en marcha y detener la Unidad. Éstos interruptores son del tipo de contacto momentáneo y están montados en la caja de controles. INTERRUPTOR OPERACIÓN LLENADO (RFS) Desenergiza el circuito del Quemador mientras la Unidad de Calentamiento está siendo llenada de agua. Este interruptor también desenergiza la Solenoide de la Bomba de Agua (WPS1) permitiendo que la Unidad de Calentamiento sea llenada de agua con la bomba operando a máxima capacidad, lo cual le lleva aproximadamente 5 minutos. INTERRUPTOR PRESIÓN VAPOR (SPS) Cuando la demanda de vapor sea ligera, la presión del vapor se elevará al máximo y abrirá el Interruptor de Presión de Vapor (SPS). Esto desconectará el circuito hacia el Control Electrónico de Seguridad, que, a su vez, desconectará el circuito del combustible para apagar el Quemador. El interruptor de presión de vapor (SPS) cierra su contacto el Quemador volverá a encender automáticamente cuando la presión de vapor caiga hasta el punto 2.5.26 2.5.27 2.5.28 2.5.25

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de conexión del Interruptor de Presión de Vapor (SPS). Por tanto con demandas ligeras de vapor el Quemador operará a capacidad reducida, encendiendo y apagando lo necesario para abastecer la demanda. VÁLVULA DE PARO POR SEGURIDAD (SSV) (GAS) Ésta es una válvula de Gas de tipo Hidramotor y opera eléctricamente en dos posiciones (ON/OFF). Está colocada en serie y alambrada en paralelo con la Válvula Principal de Gas (MGV), cerrando y operando al mismo tiempo. Provee un cierre positivo de gas en menos de un segundo. FOTOCELDA ULTRAVIOLETA (UV) El Escáner UV detecta la presencia de la flama del Piloto y del Quemador Principal. El Detector UV es un bulbo sensible a la luz ultravioleta que monitorea la radiación producida por la flama. 2.5.31 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 de agua o sobrecalentamiento ocasionado por alguna otra causa. El control es un conjunto que consiste de un termocople sensor integrado a la unidad de calentamiento y un cuadrante digital instalado en la caja de controles eléctricos, el cual, indica ajuste y temperatura. SOLENOIDE BOMBA DE AGUA (WPS MEDIA CAPACIDAD) Ésta Solenoide controla la capacidad media a total de operación de la Bomba. Cuando están energizada, baipasea el agua en la tubería de alimentación de la unidad de calentamiento, reduciendo la capacidad a la mitad. Esto ocurre durante la Operación a Fuego-Bajo. La Solenoide es desenergizada durante la Operación a Fuego-Alto regresando la Bomba a capacidad total. 2.5.29 2.5.30 2.5.32

2.5.33 PANTALLA DEL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE La pantalla del PLC es un control electrónico, que monitorea y controla algunas de las funciones del proceso.

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Sección III

3.

GENERADORES 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 Cada Generador de Vapor está totalmente probado desde fábrica y se le han hecho todos los ajustes necesarios bajo condiciones reales de operación antes de ser enviado. El transporte y manejo inadecuado puede ocasionar que algunas conexiones de tubería se aflojen y causen algunas alteraciones en ajustes del equipo. Antes de arrancar la Unidad se recomienda el siguiente procedimiento para asegurar una operación satisfactoria. a. Inspeccione visualmente y apriete cualquier tubería y conexiones eléctricas flojas. Verifique que la Unidad haya sido instalada de acuerdo al Manual de Instalación Clayton y/o a las instrucciones de instalación proporcionadas por Clayton de México. b. Revise el nivel de aceite del cárter; el tubo indicador del lado del mismo debe estar lleno a aproximadamente dos tercios (2/3). c. Revise la alineación de la Bomba de Agua, Ventilador y Poleas del Motor con una regla o un tiralíneas y asegure todos los Tornillos de Fijación de la polea y Bujes. Revise la tensión de la banda. d. Verifique la rotación del Motor del Ventilador antes de poner la Unidad en servicio. e. Verifique la operación del Suavizador de Agua. Se deberá tener instalado y disponible un equipo adecuado para tratamiento de agua y químicos. 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 . f. Cerciórese que el suavizador esté suministrando agua suave utilizando el reactivo para prueba de dureza, surtido con el suavizador. El resultado de la prueba deberá ser CERO granos por galón (menos de 17.1 ppm), en caso contrario deberá regenerar el suavizador antes de poner en marcha el Generador. g. Prepare el compuesto químico para tratamiento en los tanques de reactivos de la bomba dosificadora (vea el Apéndice sobre Tratamiento de Agua).

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h. Drene una cuarta parte del volumen de agua del tanque de condensados, para eliminar los lodos que se precipitan en el tiempo que el equipo está fuera de operación.

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A

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B

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L

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7

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4

F

E

D

IDENTIFICACION DE COMPONENTES

A* Válvula de descarga de vapor B Válvula de alimentación D* Entrada de alimentación de agua E Válvula de drene del separador

3 Interruptor de Presión de Vapor. 4 Interruptor Modulador de presion

7 Botón de Encendido

8 Botón de Apagado F Válvula de llenado de la unidad de calentamiento 9 Control de Temperatura L Válvula de alivio 10 Pantalla del PLC 11 Pantalla del Control de Flama

*Suministrado por el cliente

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K

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I

G

H

C

J

IDENTIFICACION DE COMPONENTES

C Válvula de Purga Automática G Válvula Principal de Gas (MGV) H Válvula Entrada de Gas

1 Manómetro Presión de Vapor.

2 Manometro

5 Interruptor solo bajo/alto-bajo I Válvula de Seguridad de Gas (SSV) 6 Interruptor operación llenado J Termocople 7 Botón de Encendido K Válvula Piloto de Gas 8 Botón de Apagado Grifo Piloto de Gas (no mostrado) 9 Control de Temperatura 10 Pantalla del Relevador 11 Pantalla del Control de Flama

*Suministrado por el cliente

i. Abra el suministro de agua para alimentar al tanque de condensados. j. Asegúrese que estén cerradas las siguientes válvulas: i. Válvula de Descarga de Vapor (A)* (proporcionada por el cl iente)

ii. Válvula de Purga de la Unidad (J)* y iii. Válvula de Drene del Separador (E)*

k. Abra las siguientes válvulas:

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