Recomendaciones para el Comisionamiento y Arranque de Calderas de Vapor

Javier Colina
28 jul 2021
5 Min. de lectura

Actualizado: 6 sept 2023

Foto del especialista en Comisionamiento y Arranque Javier Colina

Por: Javier Colina

Consultor en Comisionamiento y Arranque de Plantas Industriales

- Ing. Químico | 38 años de Experiencia

- Líder en Plantas Oil & Gas y Potencia

- Gerente de Proyectos

- Especialista en Commisioning & StartUp

Generación de Vapor: Un Aspecto Fundamental en la Ingeniería y la Industria

Operar una planta de generación de vapor, mantenerla e inspeccionarla son tareas cruciales que requieren la asistencia de personal técnico-operativo altamente capacitado. Este personal debe estar preparado para garantizar un exitoso arranque inicial y mantener la integridad mecánica de la planta a lo largo de su vida útil.

Desde la fase de ingeniería básica, detalles, adquisiciones, construcción, 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 preparación meticulosa y conocimientos especializados.

La complejidad de las instalaciones varía, desde sistemas de calefacción simples hasta complejas instalaciones de calderas integradas en procesos industriales. Los métodos de control pueden variar desde el manual hasta el totalmente automático, con una tendencia creciente hacia la operación automática.

Sin embargo, los operadores expertos siempre deben comprender completamente la disposición de la planta de generación de vapor, incluyendo componentes, servicios auxiliares, controles, tuberías y procedimientos de emergencia. Esto también implica una evaluación exhaustiva de los sistemas de combustible líquido, gaseoso o sólido, suministro de aire, agua, vapor y las posibles limitaciones operativas.

La operación de una planta de generación de vapor, su mantenimiento e inspección, requieren servicio de personal técnico-operacional preparado para llevar a cabo su arranque inicial exitoso que garanticen su integridad mecánica a través de su vida útil.

Puesta en Servicio de Calderas: Garantizando la Eficiencia y Seguridad

En el caso de nuevas instalaciones de calderas en plantas de generación de vapor de alta presión, 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 combustión, bombas, ventiladores, válvulas, controles, dispositivos de seguridad y otros componentes críticos.

Es crucial entender tanto el funcionamiento en el lado de fuego como en el lado de agua de la caldera. Además, se deben realizar actividades importantes, como la limpieza de superficies internas y sistemas de purga de vapor antes de la aceptación final de las pruebas de puesta en marcha, que incluyen pruebas hidrostáticas, calibración de instrumentación y control, pruebas de válvulas de seguridad, arranque y asegurarse de que todos los equipos auxiliares funcionen según lo diseñado y especificado. Las garantías de rendimiento y capacidades también deben verificarse según los estándares acordados.

Dado el peligro inherente de explosiones e incendios en un sistema de generación de vapor, muchas jurisdicciones exigen que los operadores de calderas obtengan una certificación y pasen un examen escrito para demostrar su competencia en la operación segura de equipos en el sitio.

Definición de Calderas y sus Tipos

Para comprender mejor qué es una caldera y sus distintos tipos, es importante definirlos según las leyes estatales y los códigos de calderas. Una caldera es un recipiente cerrado a presión donde se calienta un fluido mediante la combustión de un combustible (sólido, líquido o gaseoso) o mediante energía nuclear o eléctrica para su uso externo.

Una caldera de alta presión es aquella que genera vapor a una presión mayor de 15 psig (1,05 kg/cm2). Por debajo de esta presión se clasifican como calderas de vapor de baja presión. Las pequeñas calderas de alta presión se denominan calderas miniatura según la normativa de Estados Unidos.

¿Qué indica al respecto el Código ASME?

De acuerdo con el Código ASME Section VIII, Div 1 (Código de Calderas y Recipientes a Presión / Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), una caldera pequeña de alta presión es una caldera de alta presión que no excede de los límites siguientes:

16" (406,4 mm) de diámetro interior del hogar (0 chapa envolvente cilíndrica)

5 pies cúbicos (0, 1.415 m3) de volumen bruto del hogar y aislamiento

100 psig (7 kg/cm2) de presión.

Si se exceden estos límites, se trata de una caldera de potencia. La mayoría de los estados en USA siguen esta definición. Los requisitos de la soldadura para estas calderas pequeñas no son tan severos como para las grandes.

Caldera de Potencia o Alta Presión

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 tamaño de una caldera miniatura. Esto también incluye el calentamiento de agua o calderas de agua caliente que funcionan por encima de 160 psi (11,2 kg/cm2) o 250 °F (121, 1 °C). Las calderas de potencia también se llaman calderas de alta presión.

Caldera de Baja Presión

Una caldera de baja presión se define como una caldera de vapor que trabaja por debajo de 15 psig (1 ,05 kg/cm') de presión o una de agua caliente que funciona por debajo de 160 psig (11,2kg/m2) o 250 'F (12 1 °C).

Caldera de Calefacción

Una caldera de calefacción por agua caliente es una caldera que no genera vapor, pero en la cual, el agua caliente circula con propósitos de calefacción y después 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 °F (121 °C) en o cerca de la salida de caldera. Estos tipos de calderas se consideran calderas de calefacción.

Precomisionamiento, Comisionamiento y Arranque de Calderas de Alta Presión

El requisito principal y vital del equipo de Comisionamiento y Arranque (C&A) para llevar a cabo el comisionamiento de un sistema de generación de vapor integrado con calderas de vapor, es una documentación detallada y confiable técnicamente.

Personal de Operación y Comisionamiento de una Planta Industrial

El proceso de comisionamiento y arranque puede llevarse a cabo bajo diferentes modalidades, dependiendo de los requerimientos del cliente, bajo nuestra óptica y experiencia, las dos modalidades más típicas son:

Caso I . Comisionamiento y arranque, llevado a cabo por un consultor que incluye documentación y operación inicial (incluye precomisionamiento).

Requerido para el desarrollo de los procedimientos y definición de sistema operativos.

1. Ingeniería de detalle de Proceso, Mecánica, Electricidad, Instrumentación, IT y Civil.

2. Filosofía de Control.

3. Filosofía de Operación.

4. P&ID´s última revisión.

5. Planos as built.

6. Hojas de especificación de equipos mecánicos, instrumentación, IT, eléctricos, otros.

7. Certificados de calidad de pruebas construcción.

8. Resultados Pruebas FAT y SAT.

9. Detalle del sistema de control distribuido (sin es el caso).

10. Definición de Sistemas y Subsistemas Operativos.

11. Tipo de tratamiento químico interno de la caldera.

12.Disponibilidad de servicios para el comisionamiento.

Caso II. Documentación del proceso de C&A desarrollada por el cliente y la suministra al consultor que no incluye operación inicial (si incluye precomisionamiento).

Requerido para conocer los procedimientos y definición de sistema operativos.

1. Suministro de procedimientos de C&A

2. Ingeniería de detalle de Proceso, Mecánica, Electricidad, Instrumentación, IT y Civil.

3. P&ID´s última revisión.

4. Planos as built.

5. Hojas de especificación de equipos mecánicos, instrumentación, IT, eléctricos, otros.

6. Certificados de calidad de pruebas construcción.

7. Resultados Pruebas FAT y SAT.

8. Tipo de tratamiento químico interno de la caldera.

9. Detalle del sistema de control distribuido (sin es el caso).

10. Definición de Sistemas y Subsistemas Operativos.

11.Disponibilidad de servicios para el comisionamiento.

Especificación Calderas

Importante conocer en detalle las características de cada caldera (no necesariamente deben ser iguales), a continuación, un cuadro tipico mostrando la información requerida:

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