Actualizado: 6 sept
Por: Javier Colina
Consultor en Comisionamiento y Arranque de Plantas Industriales
- Ing. QuĆmico | 38 aƱos de Experiencia
- LĆder en Plantas Oil & Gas y Potencia
- Gerente de Proyectos
- Especialista en Commisioning & StartUp
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GeneraciĆ³n de Vapor: Un Aspecto Fundamental en la IngenierĆa y la Industria
Operar una planta de generaciĆ³n de vapor, mantenerla e inspeccionarla son tareas cruciales que requieren la asistencia de personal tĆ©cnico-operativo altamente capacitado. Este personal debe estar preparado para garantizar un exitoso arranque inicial y mantener la integridad mecĆ”nica de la planta a lo largo de su vida Ćŗtil.
Desde la fase de ingenierĆa bĆ”sica, detalles, adquisiciones, construcciĆ³n, control de calidad, precomisionamiento, comisionamiento, hasta la puesta en marcha, pruebas de funcionamiento y la entrega a las operaciones para su funcionamiento regular, se requiere una preparaciĆ³n meticulosa y conocimientos especializados.
La complejidad de las instalaciones varĆa, desde sistemas de calefacciĆ³n simples hasta complejas instalaciones de calderas integradas en procesos industriales. Los mĆ©todos de control pueden variar desde el manual hasta el totalmente automĆ”tico, con una tendencia creciente hacia la operaciĆ³n automĆ”tica.
Sin embargo, los operadores expertos siempre deben comprender completamente la disposiciĆ³n de la planta de generaciĆ³n de vapor, incluyendo componentes, servicios auxiliares, controles, tuberĆas y procedimientos de emergencia. Esto tambiĆ©n implica una evaluaciĆ³n exhaustiva de los sistemas de combustible lĆquido, gaseoso o sĆ³lido, suministro de aire, agua, vapor y las posibles limitaciones operativas.
La operaciĆ³n de una planta de generaciĆ³n de vapor, su mantenimiento e inspecciĆ³n, requieren servicio de personal tĆ©cnico-operacional preparado para llevar a cabo su arranque inicial exitoso que garanticen su integridad mecĆ”nica a travĆ©s de su vida Ćŗtil.
Puesta en Servicio de Calderas: Garantizando la Eficiencia y Seguridad
En el caso de nuevas instalaciones de calderas en plantas de generaciĆ³n de vapor de alta presiĆ³n, los operadores deben estar directamente involucrados en la puesta en servicio. Esto asegura que se sigan los procedimientos adecuados durante las verificaciones y comprobaciones iniciales y finales de los sistemas operativos, incluyendo grupos de combustiĆ³n, bombas, ventiladores, vĆ”lvulas, controles, dispositivos de seguridad y otros componentes crĆticos.
Es crucial entender tanto el funcionamiento en el lado de fuego como en el lado de agua de la caldera. AdemĆ”s, se deben realizar actividades importantes, como la limpieza de superficies internas y sistemas de purga de vapor antes de la aceptaciĆ³n final de las pruebas de puesta en marcha, que incluyen pruebas hidrostĆ”ticas, calibraciĆ³n de instrumentaciĆ³n y control, pruebas de vĆ”lvulas de seguridad, arranque y asegurarse de que todos los equipos auxiliares funcionen segĆŗn lo diseƱado y especificado. Las garantĆas de rendimiento y capacidades tambiĆ©n deben verificarse segĆŗn los estĆ”ndares acordados.
Dado el peligro inherente de explosiones e incendios en un sistema de generaciĆ³n de vapor, muchas jurisdicciones exigen que los operadores de calderas obtengan una certificaciĆ³n y pasen un examen escrito para demostrar su competencia en la operaciĆ³n segura de equipos en el sitio.
DefiniciĆ³n de Calderas y sus Tipos
Para comprender mejor quĆ© es una caldera y sus distintos tipos, es importante definirlos segĆŗn las leyes estatales y los cĆ³digos de calderas. Una caldera es un recipiente cerrado a presiĆ³n donde se calienta un fluido mediante la combustiĆ³n de un combustible (sĆ³lido, lĆquido o gaseoso) o mediante energĆa nuclear o elĆ©ctrica para su uso externo.
Una caldera de alta presiĆ³n es aquella que genera vapor a una presiĆ³n mayor de 15 psig (1,05 kg/cm2). Por debajo de esta presiĆ³n se clasifican como calderas de vapor de baja presiĆ³n. Las pequeƱas calderas de alta presiĆ³n se denominan calderas miniatura segĆŗn la normativa de Estados Unidos.
ĀæQuĆ© indica al respecto el CĆ³digo ASME?
De acuerdo con el CĆ³digo ASME Section VIII, Div 1 (CĆ³digo de Calderas y Recipientes a PresiĆ³n / Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), una caldera pequeƱa de alta presiĆ³n es una caldera de alta presiĆ³n que no excede de los lĆmites siguientes:
16" (406,4 mm) de diĆ”metro interior del hogar (0 chapa envolvente cilĆndrica)
5 pies cĆŗbicos (0, 1.415 m3) de volumen bruto del hogar y aislamiento
100 psig (7 kg/cm2) de presiĆ³n.
Si se exceden estos lĆmites, se trata de una caldera de potencia. La mayorĆa de los estados en USA siguen esta definiciĆ³n. Los requisitos de la soldadura para estas calderas pequeƱas no son tan severos como para las grandes.
Caldera de Potencia o Alta PresiĆ³n
Una caldera de potencia es una caldera de vapor de agua o de fluido que trabaja par encima de 15 psig (1 ,05 kg/cm2) y excede el tamaƱo de una caldera miniatura. Esto tambiĆ©n incluye el calentamiento de agua o calderas de agua caliente que funcionan por encima de 160 psi (11,2 kg/cm2) o 250 Ā°F (121, 1 Ā°C). Las calderas de potencia tambiĆ©n se llaman calderas de alta presiĆ³n.
Caldera de Baja PresiĆ³n
Una caldera de baja presiĆ³n se define como una caldera de vapor que trabaja por debajo de 15 psig (1 ,05 kg/cm') de presiĆ³n o una de agua caliente que funciona por debajo de 160 psig (11,2kg/m2) o 250 'F (12 1 Ā°C).
Caldera de CalefacciĆ³n
Una caldera de calefacciĆ³n por agua caliente es una caldera que no genera vapor, pero en la cual, el agua caliente circula con propĆ³sitos de calefacciĆ³n y despuĆ©s retorna a la caldera y que trabaja a presiones que no exceden de 160 psig (11,2 kg/cm2) o de una temperatura de agua no mayor de 250 Ā°F (121 Ā°C) en o cerca de la salida de caldera. Estos tipos de calderas se consideran calderas de calefacciĆ³n.
Precomisionamiento, Comisionamiento y Arranque de Calderas de Alta PresiĆ³n
El requisito principal y vital del equipo de Comisionamiento y Arranque (C&A) para llevar a cabo el comisionamiento de un sistema de generaciĆ³n de vapor integrado con calderas de vapor, es una documentaciĆ³n detallada y confiable tĆ©cnicamente.
El proceso de comisionamiento y arranque puede llevarse a cabo bajo diferentes modalidades, dependiendo de los requerimientos del cliente, bajo nuestra Ć³ptica y experiencia, las dos modalidades mĆ”s tĆpicas son:
Caso I . Comisionamiento y arranque, llevado a cabo por un consultor que incluye documentaciĆ³n y operaciĆ³n inicial (incluye precomisionamiento).
Requerido para el desarrollo de los procedimientos y definiciĆ³n de sistema operativos.
1. IngenierĆa de detalle de Proceso, MecĆ”nica, Electricidad, InstrumentaciĆ³n, IT y Civil.
2. FilosofĆa de Control.
3. FilosofĆa de OperaciĆ³n.
4. P&IDĀ“s Ćŗltima revisiĆ³n.
5. Planos as built.
6. Hojas de especificaciĆ³n de equipos mecĆ”nicos, instrumentaciĆ³n, IT, elĆ©ctricos, otros.
7. Certificados de calidad de pruebas construcciĆ³n.
8. Resultados Pruebas FAT y SAT.
9. Detalle del sistema de control distribuido (sin es el caso).
10. DefiniciĆ³n de Sistemas y Subsistemas Operativos.
11. Tipo de tratamiento quĆmico interno de la caldera.
12.Disponibilidad de servicios para el comisionamiento.
Caso II. DocumentaciĆ³n del proceso de C&A desarrollada por el cliente y la suministra al consultor que no incluye operaciĆ³n inicial (si incluye precomisionamiento).
Requerido para conocer los procedimientos y definiciĆ³n de sistema operativos.
1. Suministro de procedimientos de C&A
2. IngenierĆa de detalle de Proceso, MecĆ”nica, Electricidad, InstrumentaciĆ³n, IT y Civil.
3. P&IDĀ“s Ćŗltima revisiĆ³n.
4. Planos as built.
5. Hojas de especificaciĆ³n de equipos mecĆ”nicos, instrumentaciĆ³n, IT, elĆ©ctricos, otros.
6. Certificados de calidad de pruebas construcciĆ³n.
7. Resultados Pruebas FAT y SAT.
8. Tipo de tratamiento quĆmico interno de la caldera.
9. Detalle del sistema de control distribuido (sin es el caso).
10. DefiniciĆ³n de Sistemas y Subsistemas Operativos.
11.Disponibilidad de servicios para el comisionamiento.
EspecificaciĆ³n Calderas
Importante conocer en detalle las caracterĆsticas de cada caldera (no necesariamente deben ser iguales), a continuaciĆ³n, un cuadro tipico mostrando la informaciĆ³n requerida:
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