Consejos para la resolución de problemas y el mantenimiento de calderas

06-21-2013 | Climatización
Trampa de vapor
Una trampa de vapor de cubeta invertida como esta suele utilizarse en los sistemas de climatización más grandes. El diagnóstico y la reparación de una trampa de vapor de grandes dimensiones permite asumir los costes de adquisición de una cámara termográfica a corto plazo.

Cómo prevenir que los tiempos de inactividad y los fallos del equipo no resulten costosos

Las calderas y los sistemas asociados a estas son una parte importante de las centrales energéticas de cualquier edificio comercial moderno. Generalmente, las centrales energéticas constan de diversos dispositivos que suelen situarse juntos para facilitar su seguimiento, así como para reducir la longitud de las conexiones a los sistemas de agua y de electricidad. Los dispositivos que podemos encontrar en una central energética 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 central energética, existen distintos tipos de calderas y de elementos auxiliares. Entre los factores que determinan el equipo utilizado se incluyen las necesidades del edificio, las aplicaciones y los combustibles disponibles. Estas preguntas ayudarían a delimitar la selección de la caldera y su equipo: ¿se necesita agua caliente para la calefacción? ¿Se necesita vapor? ¿Se genera energía?

Las calderas pueden clasificarse en diferentes tipos, como pueden ser sistemas de vapor o sistemas de agua caliente. Una caldera genera vapor mediante la aplicación de calor a un contenedor cerrado. Las calderas también pueden subdividirse en calderas pirotubulares o calderas acuotubulares. Una caldera pirotubular consta de unos tubos rodeados por agua que contienen gases de combustión a alta temperatura. Una caldera acuotubular es justamente lo contrario: los tubos contienen el agua y están rodeados por gases de combustión a alta temperatura.

Sistemas de calderas

Una caldera que funcione correctamente consta de la caldera en sí y de un conjunto de sistemas. Hay cuatro sistemas básicos en una caldera de vapor: distribución de vapor, agua de alimentación, combustión y vapor seco. El sistema de distribución de vapor dirige el vapor desde donde se genera hacia donde se necesita. El sistema del agua de alimentación suministra agua a la caldera en las condiciones correctas para que se genere vapor. El sistema de combustión suministra el combustible en las condiciones adecuadas para poner en marcha el proceso de combustión. El sistema de vapor seco suministra aire para la combustión y libera los gases de combustión a la atmósfera a través de los conductos y 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
Para comprobar las diferentes partes que conforman el sistema de una caldera, puede usarse una cámara termográfica como, por ejemplo, el Fluke Ti105.

¿Qué es lo que se debe comprobar?

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, aislamiento, bombas y válvulas. Para mantener una operación eficiente y segura de la caldera, estos accesorios deben recibir un mantenimiento adecuado. También se deben revisar los sensores de seguridad, los circuitos eléctricos y la eficiencia de combustión.

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 utilizadas se encuentran las termostáticas, las de flotación y 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 falle al abrirse dejará escapar el vapor caliente, desaprovechando así energía y dinero debido a la pérdida de dicho vapor a alta temperatura. La pérdida de vapor puede costar hasta decenas de miles de dólares al año.

Las trampas de vapor se deben comprobar varias veces al año para verificar que funcionan correctamente. Entre los métodos comunes utilizados para comprobar las trampas de vapor se incluyen la vista, el sonido, la temperatura y la conductividad.

En la actualidad, las cámaras de infrarrojos se suelen utilizar para comprobar trampas de vapor. La ventaja de las cámaras de infrarrojos es que se pueden utilizar fácilmente desde el suelo del taller mecánico, lo que evita el uso de pasarelas y escaleras. Una trampa de vapor que funcione correctamente tendrá una diferencia de temperatura específica en la entrada y en la salida de la trampa de vapor. Una cámara termográfica puede calcular fácil y rápidamente la temperatura de las tuberías y diagnosticar si la trampa de vapor está funcionando adecuadamente o si 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 compensar el coste de la cámara termográfica.

Manómetros

Por seguridad, se debe retirar y comprobar la calibración de cualquier manómetro que aparentemente no funcione a la perfección. La precisión de un manómetro puede garantizarse programando las comprobaciones y nuevas calibraciones mediante el equipo de pruebas adecuado.

Aislamiento

Otra área de pruebas que proporciona resultados inmediatos y un ahorro de energía es la prueba de aislamiento de las tuberías. Un aislamiento inexistente, flojo, dañado o inadecuado costará miles de dólares en 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 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. Si falla una bomba, se 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 habitual es la bomba centrífuga. Estas bombas pueden probarse mediante diferentes equipos de diagnóstico. Una cámara termográfica puede mostrar la temperatura del agua, del vapor o de los cojinetes. Un multímetro digital (DMM) y una pinza amperimétrica desvelarán los problemas eléctricos que puedan afectar al funcionamiento de la bomba. Los comprobadores de aislamiento del motor permitirán desvelar los problemas del motor antes incluso de que aparezcan.

Las pruebas de vibración también son importantes para las bombas centrífugas. Las pruebas de vibración pueden indicar condiciones de desalineación, desequilibrio u holgura de una bomba, así como cojinetes que estén a punto de fallar. Estos análisis permitirán que las tareas de mantenimiento correctivo tengan lugar antes de que se produzcan las averías, y con ello poder evitar averías incluso más graves antes de que sucedan.

Pruebas de vibración

Muchas centrales de calderas distribuyen agua a alta temperatura a diferentes sistemas del edificio. Un analizador 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 fallos y realizar una tendencia de la gravedad del fallo a lo largo del tiempo.

Válvulas

Las centrales energéticas cuentan 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 a menudo se utilizan para controlar la temperatura en las terminales, las unidades de tratamiento de aire y los intercambiadores de calor de vapor a agua caliente. Una válvula que no funcione correctamente puede ocasionar un mal funcionamiento y un alto coste de energía. Puede utilizar una cámara termográfica para detectar pequeñas fugas para volver a embalar y reparar la válvula oportunamente.

Una válvula que no se abra correctamente puede mostrar una diferencia de temperatura a través de la válvula. Una válvula de cierre puede presentar ligeras fugas, lo cual afectaría a 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. Un fallo 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 de 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, la caldera debe sustituirse. 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 genere una corriente, una tensión o una fase incorrectas. Por suerte, los analizadores de la calidad de la energía le ayudan a localizar y controlar los problemas de la calidad eléctrica de entrada.

Otros problemas potenciales pueden aparecer en los componentes eléctricos individuales: conexiones, disyuntores, conmutadores, controles de límites de seguridad o sensores que se hayan aflojado. Una cámara termográfica permite ver los "puntos de conflicto" que pueda haber en un panel, los cuales pueden haberse producido a causa de conexiones sueltas o de un disyuntor que esté a punto de averiarse. Con un multímetro digital se puede comprobar la continuidad en los sistemas de control eléctrico. Tome la temperatura y compruebe las señales de presión tales 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 funcionan correctamente. También 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, gracias a los equipos de diagnóstico de la calidad, se puede detectar si se han producido emisiones de monóxido de carbono. Se recomienda realizar las lecturas de monóxido de carbono en los mismos lugares y a intervalos regulares. Una lectura de niveles altos de monóxido de carbono requiere ventilación inmediata y el apagado del equipo, así como una comprobación general para determinar la causa y el origen del monóxido de carbono.

Para tomar la temperatura de la chimenea y determinar la eficacia de combustión que permita detectar posibles problemas en la caldera, se puede utilizar una cámara termográfica.

Prevención de tiempos de inactividad y fallos del equipo costosos

Los equipos de diagnóstico actuales pueden ayudar a ahorrar grandes cantidades de energía a las centrales energéticas modernas. Llevando a cabo tareas de mantenimiento y de reparación de una manera rutinaria y regular se pueden diagnosticar y prevenir numerosos problemas en la caldera. Ello también permitirá reducir los costosos tiempos de inactividad y fallos del equipo. Un funcionamiento adecuado de la caldera y del equipo permite también mejorar la seguridad. Todos estos beneficios cubren fácilmente el coste inicial de calidad del equipo. ¡Sáquele partido a los instrumentos de diagnóstico de la calidad y empiece a ahorrar dinero desde hoy!