Mantenimiento a calderas industriales

¿Qué es una caldera?

La caldera, en la industria, es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia su fase a vapor saturado.

Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato de presión donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor.

La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas un set de intercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además, es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas.

Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, la caldera es muy utilizada en la industria. Era común encontrar calderas en los hospitales, las cuales generaban vapor para "esterilizar" el instrumental médico; también en los comedores, con capacidad industrial, se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para elaborar alimentos en marmitas (antes se creyó que esta era una técnica de esterilización).

Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria petrolera, donde el vapor es muy utilizado para calentar petroleos pesados y mejorar su fluidez.

Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. La caldera es parte fundamental de las centrales termoeléctricas. Es común la confusión entre caldera y generador de vapor, pero su diferencia es que el segundo genera vapor sobrecalentado.

Mantenimiento de una caldera

En las industrias donde se utilizan calderas, en realidad y apropiadamente dicho “Bienes de Equipo”, para preparar los fluidos caloriportadores que serán utilizados en sus diferentes procesos productivos, hay que tener en cuenta que su correcto funcionamiento interviene directamente en el objeto de la actividad fabril que se desarrolle en esas industrias. 

La implantación de un mantenimiento preventivo y las operaciones asociadas a él, harán frente a los riesgos que conllevan un mal funcionamiento o una falta de prestación de servicio de las calderas.

Aun con la caldera funcionando y prestando servicio, la ausencia o mal mantenimiento preventivo puede provocar un aumento del coste energético porque no se alcance un rendimiento óptimo. Un coste energético más elevado lleva asociado una pérdida de competitividad. 

El mantenimiento preventivo es de carácter y actuación continua, y debe estar destinado a: 

• Optimizar los procesos productivos y la producción. 

• Reducir los costes directos e indirectos ocasionados por fallas o paradas.

• Conseguir la máxima vida útil de la caldera y los equipos asociados a ella 

Todo ello alcanzando un equilibrio económico respecto a los costes que se imputen al mantenimiento preventivo, que en ningún caso deberán exceder a los derivados de su falta o ausencia. 

A la hora de realizar la conducción de la caldera, el operador u operadores deberán tener en cuenta las recomendaciones particulares prescritas tanto por el fabricante de la caldera, como del resto de equipos que acompañan y están asociados a su funcionamiento; en este último sentido y en particular, del mantenimiento y vigilancia del tratamiento del agua de aporte a la caldera y del agua en el interior de la caldera. 

Estas operaciones variarán en función del tipo de instalación, aunque, en general, se puede decir que consistirán en: 

• operaciones diarias.

• operaciones semanales.

• operaciones mensuales.

• operaciones semestrales.

• operaciones anuales.

Operaciones diarias 

Las operaciones diarias son las siguientes: 

• vigilancia del equipo de tratamiento del agua de aporte y dosificación de aditivos, reponiendo los reactivos en cantidad suficiente para disponer de una autonomía adecuada.

• vigilancia de la temperatura de gases en chimenea.

• vigilancia de temperatura de ida y retorno en calderas de agua caliente.

• En calderas de producción de vapor:

— Si hay retorno de condensados, comprobar que estos últimos llegan a la sala de calderas libres de contaminación. 

—  Comprobar el correcto funcionamiento de los indicadores de nivel ópticos.

—  Efectuar las purgas de los indicadores ópticos de nivel, lodos, botellines de nivel, si los hubiese, y del colector de instrumentación donde van alojados los presostatos y manómetro.

—  vigilancia de la temperatura de aportación de agua.

Operaciones semanales

Las operaciones semanales son las siguientes: 

• Tomar y analizar muestras del agua contenida en el interior de la caldera: 

—  Salinidad.

—  Dureza.

—  pH.

—  Contenido O2. 

—  Aspecto (incoloro, claro, sin substancias no disueltas o turbio). 

Como consecuencia de la analítica se ajustarán adecuadamente la temporización de purgas, la cantidad de aditivos a suministrar o corregir, etc. 

• Comprobar el correcto funcionamiento de automatismo involucrados en la cadena de seguridades del conjunto caldera-quemador.

• limpiar filtros, fotocélula y electrodos de encendido del quemador en caso de utilizar combustibles líquidos.

• Proceder al cierre y apertura de todas las válvulas manuales que están asociadas a la caldera, comprobando que funcionan correctamente.

• Comprobar el correcto funcionamiento de termómetros, termostatos, manómetros y presostatos.

• Comprobar estanqueidad en aperturas de inspección que dan acceso al interior de la caldera.

Operaciones mensuales

Las operaciones mensuales son las siguientes: 

• Pruebas de funcionamiento de equipos y accesorios del quemador: 

—  Elementos de mando combinación aire-combustible.

—  Dispositivos de cierre de combustible.

—  Indicador de presión de combustible.

—  Dispositivo de cierre de seguridad del combustible.

—  Equipo de control en caso de utilizar gas.

—  Sistema de control de llama.

• Prueba de funcionamiento del paro con el interruptor de emergencia.

• Prueba de buen funcionamiento de bombas de circulación o alimentación de agua.

• verificar el buen funcionamiento de elementos del cuadro eléctrico de maniobra y control: automatismo y seguridad.

• Análisis de gases y ajuste de la combustión, si es necesario.

Operaciones semestrales

Las operaciones semestrales son las siguientes: 

• En caso de utilizar combustibles líquidos, proceder a la limpieza de tubos de humos, eliminando hollines.

• Comprobar el estado de las partes que tienen refractario, como la boca de acoplamiento del quemador, tapón de registro y acceso al hogar, etc.

Operaciones anuales

Las operaciones anuales son las siguientes: 

• Inspección en frío, caldera parada, procediendo a la apertura de todos los registros en el lado agua y gases.

• Proceder a la limpieza del lado agua eliminando incrustaciones y sedimentos. Prestar especial atención a los lugares donde se ubican la detección de nivel en calderas de vapor.

• Inspeccionar el estado de la caldera respecto a la aparición de corrosiones y evaluar si el tratamiento de agua que se ha aplicado es correcto o mejorable.

• En el lado de gases, proceder también a una limpieza exhaustiva, eliminando hollines. 

• Comprobar el estado de los elementos de seguridad que actúan sobre la presión, temperatura y nivel. Sustituirlos en caso necesario.

• Comprobar el estado de las uniones soldadas entre tubos de humo y hogar con las placas delantera y trasera.

• Realizar una medición de espesores por ultrasonidos en las partes que conforman el cuerpo a presión de la caldera.

• Proceder a la sustitución de juntas de los registros o elementos desmonta- dos, limpiando o rectificando los asientos en caso de ser necesario.

• una vez realizadas las operaciones anteriores, proceder a una prueba de presión en frío.

• Posteriormente, realizar una prueba de funcionamiento con quemador en marcha, forzando el disparo y actuación de los equipos de seguridad.

• Cumplimentar el libro de Registro de usuario, anotando todas las actuaciones realizadas, las anomalías o buen funcionamiento observados y las medidas correctoras que se han aplicado, si han sido necesarias.

Referencias

https://www.engormix.com/MA-balanceados/fabricacion/articulos/mantenimiento-de-calderas-t3989/801-p0.htm

http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-basica-calderas-industriales-eficientes-fenercom-2013.pdf

http://www.ygnis.es/documents/Manual%20HDK%202014.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(m%C3%A1quina)