Las mejores prácticas para el mantenimiento y la resolución de problemas de calderas

trampa de vapor
Una trampa de vapor de cubeta invertida como esta suelen usarse en los sistemas de climatización más grandes. El diagnóstico y la reparación de una trampa de vapor de grandes dimensiones pueden asumir los costos de una cámara termográfica a corto plazo.

Prevención de tiempos de inactividad y fallas costosas del equipo

Las calderas y los sistemas asociados a ellas son una parte importante de la planta de energía central de un edificio comercial moderno. Generalmente, la planta de energía central consta de unos dispositivos que suelen situarse juntos para permitir un seguimiento sencillo, así como para reducir la longitud de las conexiones a los sistemas de agua y de electricidad. Los dispositivos que se encuentran en una planta de energía central típica son refrigeradores, torres de refrigeración, sistemas de tuberías y de distribución y calderas.

Tipos de calderas

Al igual que otros equipos propios de una planta de energía central, existen distintos tipos de calderas y elementos auxiliares. Entre los factores que determinan el equipo usado se incluyen las necesidades del edificio, las aplicaciones y los combustibles disponibles. Estas preguntas delimitan la selección de las calderas y su equipo: ¿Se necesita agua caliente para la calefacción? ¿Se necesita vapor? ¿Se genera energía?

Las calderas pueden clasificarse en diferentes tipos, como en sistemas de vapor o de agua caliente. Una caldera genera vapor aplicándole calor en un contenedor cerrado. Las calderas también pueden clasificarse en calderas de tubo de fuego y de tubo de agua. Una caldera de tubo de fuego tiene tubos que contienen gases calientes de combustión rodeados por agua. Una caldera de tubo de agua es justamente lo contrario: los tubos contienen agua y los tubos son rodeados por los gases calientes de combustión.

Sistemas de calderas

Una caldera que funcione correctamente consta de la caldera en sí y un conjunto de sistemas. Hay cuatro sistemas básicos en una caldera de vapor: el sistema de distribución de vapor, el sistema de agua de alimentación, el sistema de combustible y el sistema de gases. El sistema de vapor dirige el vapor desde donde se genera hacia donde se necesita. El sistema de alimentación de agua suministra agua en las condiciones correctas a la caldera para poder generar vapor. El sistema de combustible suministra el combustible en las condiciones adecuadas para poner en marcha el proceso de combustión. El sistema de gases suministra aire para la combustión y libera los gases de combustión a la atmósfera a través de los conductos hasta el fuste de la chimenea. Para garantizar un funcionamiento adecuado de la caldera es necesario que todos estos sistemas funcionen correctamente.

El Fluke Ti105 en acción
Puede usar una cámara termográfica, como esta Fluke Ti105, para comprobar diversas partes de un sistema de caldera.

¿Dónde es necesario realizar una comprobación?

Cada uno de los sistemas de la caldera tiene un número de dispositivos que le permite funcionar de manera eficiente y segura. Los accesorios comunes incluyen trampas de vapor, manómetros, aislación, bombas y válvulas. Para mantener una operación eficiente y segura de la caldera, estos accesorios deben recibir un mantenimiento adecuado. Los sensores de seguridad, circuitos eléctricos y eficiencia de combustión también se deben revisar.

Trampas de vapor

El propósito de una trampa de vapor es eliminar el condensado, el aire y los no condensables sin pérdida de vapor. Entre los diferentes tipos de trampas de vapor usadas se encuentran las termostáticas, las de flotación-termostáticas, las de cubeta invertida, las bimetálicas y las de impulso.

En caso de falla, las trampas de vapor estarán cerradas o abiertas. Una trampa de vapor cerrada no dejará pasar ningún condensado, mientras que una trampa de vapor que falla al abrir soplará el vapor caliente a través de la trampa, desaprovechando energía y dinero debido a la pérdida de vapor caliente. La pérdida de vapor puede ser de decenas de miles de dólares al año.

Las trampas de vapor se deben comprobar varias veces al año para verificar el funcionamiento correcto. Entre los métodos comunes utilizados para probar las trampas de vapor están la vista, el sonido, la temperatura y la conductividad.

En la actualidad, las cámaras infrarrojas se suelen usar para comprobar trampas de vapor. La ventaja de las cámaras infrarrojas es que se pueden usar fácilmente desde el suelo del taller mecánico, lo que evita el uso de pasarelas y escaleras. Una trampa de vapor que opera normalmente tendrá una diferencia de temperatura específica en la entrada y en la salida de la trampa de vapor. Una cámara termográfica puede fácil y rápidamente calcular la temperatura de las tuberías y diagnosticar si la trampa de vapor está operando adecuadamente o es necesario repararla. La portabilidad de las cámaras termográficas permite un diagnóstico rápido de múltiples trampas de vapor. Aunque no lo crea, reparar una trampa de vapor puede pagar el costo de la cámara termográfica.

Manómetros

Por seguridad, cualquier manómetro que aparentemente no funcione a la perfección debe retirarse para comprobar su calibración. La precisión de un manómetro puede asegurarse programando comprobaciones y nuevas calibraciones con un equipo de comprobación adecuado.

Aislamiento

Otra área de pruebas que proporciona resultados inmediatos y ahorros de energía es la prueba de aislamiento de las tuberías. La aislación faltante, floja, dañada o inadecuada costará miles de dólares en costos de energía por año. Afortunadamente, una cámara termográfica detectará de manera fácil y rápida dichos problemas de aislamiento. De nuevo, una ventaja de la cámara termográfica es que es fácil de transportar y fácil de usar.

Bombas

Las bombas son uno de los dispositivos más comunes en las plantas de energía central. Los sistemas de calderas utilizan agua caliente, agua de alimentación y bombas de condensado. La falla de una bomba puede ocasionar el apagado de un proceso o área crítico. En muchos edificios, el tiempo de inactividad es muy costoso, con miles de dólares por minuto de pérdida de producción que no se conocen.

El tipo de bomba más común es la bomba centrífuga. Estas bombas pueden comprobarse con diferentes equipos de diagnóstico. Una cámara termográfica puede mostrar la temperatura del agua, el vapor o los rodamientos. Un multímetro digital (MMD) y un amperímetro de pinza develarán los problemas eléctricos que puedan afectar al funcionamiento de la bomba. Los comprobadores de aislamiento del motor develarán los problemas del motor antes incluso de que aparezcan.

La prueba de vibración también es importante para las bombas centrífugas. El análisis de vibraciones puede mostrar la desalineación, el desequilibrio y la holgura de una bomba, así como los rodamientos que están a punto de fallar. Estos análisis permitirán que el mantenimiento correctivo tenga lugar antes de que se produzcan las averías, a fin de evitar averías más graves antes de que sucedan.

prueba de vibración
Muchas plantas de calderas distribuyen agua caliente a diferentes sistemas del edificio. Un Comprobador de vibraciones Fluke 810 indicará diferentes problemas en la bomba. El dispositivo Fluke 810 puede registrar la información de las vibraciones de la bomba, diagnosticar fallas y realizar una tendencia de la severidad de la falla a lo largo del tiempo.

Válvulas

La planta de energía central cuenta con varias válvulas. Las plantas de calderas utilizan válvulas para el control de agua caliente, agua de alimentación, condensado y vapor.

Las válvulas de modulación con frecuencia se utilizan para controlar la temperatura en las unidades terminales, unidades de tratamiento de aire e intercambiadores de calor de vapor a agua caliente. Una válvula que tiene un mal funcionamiento puede ocasionar un funcionamiento incorrecto y altos costos de energía. Puede usar una cámara termográfica para detectar pequeñas fugas para volver a embalar y reparar la válvula oportunamente.

Una válvula que no se abre correctamente puede mostrar una diferencia de temperatura a través de la válvula. Una válvula de cierre puede tener fugas ligeras, lo que afectará la operación del sistema. Una cámara termográfica puede mostrar la diferencia de temperatura en cada lado de la válvula, indicando una fuga.

Límites, sensores y controles de seguridad

El sistema de una caldera tiene numerosos límites, sensores y controles de seguridad. Una falla en alguno de estos componentes puede provocar que la caldera se pare o explote de manera catastrófica. Algunos de esos componentes son el sensor de llama y los dispositivos de presión de vapor, presión de gas y temperatura. Es recomendable verificar la precisión y el funcionamiento con un equipo de comprobación y diagnóstico certificado para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente. Con los sensores, puede comparar una lectura del equipo de comprobación con la lectura del sensor del sistema. Si la lectura no se encuentra dentro de la tolerancia de fábrica, debe sustituirse la caldera. Se puede comprobar un sensor de llama midiendo la salida de miliamperios del sensor cuando está expuesto a la llama de la caldera.

Sistemas eléctricos

Otra zona en la que el equipo de diagnóstico es fundamental en la planta de calderas es el sistema eléctrico. Uno de los mayores temores es que la energía eléctrica que llega de la empresa de servicio público falle, se interrumpa o que tenga una corriente, una tensión o una fase incorrecta. Por suerte, los analizadores de calidad eléctrica pueden mostrar los problemas de la calidad eléctrica de entrada y supervisar en busca de problemas.

Otros problemas potenciales pueden aparecer en componentes eléctricos individuales: conexiones, disyuntores, fusibles, controles de límites de seguridad y sensores sueltos. Puede usar una cámara termográfica para ver los "puntos calientes" de un panel que puedan estar causados por conexiones sueltas o un disyuntor que está a punto de averiarse. Con un multímetro digital puede comprobar la continuidad en sistemas de control eléctrico. Mida la temperatura y las señales de presión como la resistencia, la tensión y los sensores de entrada de corriente y compárelas con los valores de calibración de fábrica para determinar si el sensor o el transmisor están funcionando correctamente. Puede usar algunos multímetros digitales para generar tensiones y comprobar el funcionamiento de los actuadores de válvula motorizada.

Monóxido de carbono

La combustión de combustibles fósiles libera diferentes sustancias derivadas de la combustión. Cuando se completa la combustión, se produce dióxido de carbono. Si no se completa la combustión, se libera monóxido de carbono. El monóxido de carbono es un gas incoloro, inodoro e insípido. Es letal y es la causa de muchas muertes al año. Afortunadamente, la detección de monóxido de carbono es posible gracias a los equipos de diagnóstico de la calidad. Las lecturas de monóxido de carbono deberían realizarse en lugares e intervalos regulares. Una lectura de niveles altos de monóxido de carbono requiere el apagado inmediato de la ventilación y del equipo, así como una comprobación general para determinar la causa y la fuente del monóxido de carbono.

Puede usar una cámara termográfica para medir la temperatura de una chimenea para determinar la eficiencia de combustión y buscar algún problema potencial en la caldera.

Prevención de tiempos de inactividad y fallas costosas del equipo

Los equipos de diagnóstico actuales pueden ayudar a ahorrar grandes cantidades de energía en una planta de energía central moderna. Puede diagnosticar y prevenir numerosos problemas de la caldera llevando a cabo tareas de mantenimiento y reparación rutinarias y regulares. También puede reducir el tiempo de inactividad y las costosas fallas del equipo. Un funcionamiento adecuado de la caldera y el equipo mejora la seguridad. Todos estos beneficios cubren fácilmente el costo inicial de calidad del equipo. ¡Sáquele partido a los instrumentos de diagnóstico de calidad y empiece a ahorrar mucho dinero desde hoy!