BLOQUE III - Instalacion y Operacion Segura.pptx

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CALDERAS Y SISTEMAS DE VAPOR -BLOQUE III: Instalacin y OperacinSegura

Prof. Aurelio Stammitti S.

CALDERAS Y SISTEMAS DE VAPORCALDERAS Y SISTEMAS DE VAPOR

BLOQUE III:

Instalacin y Operacin Segura


Marzo 2013

AGENDA Sala de Calderas

Lugar de Instalacin

Distribucin espacial

Ventilacin

Equipos de Emergencia (Extintores) y Medios de Escape

Sala de Control

Sistema de Distribucin del Vapor Tuberas y Manifolds

Vlvulas y Reductores de Presin

Aislamiento Trmico

Operacin de la Caldera Puesta en Marcha y Puesta en Marcha Inicial

Operacin Normal

Parada Normal y Parada de Emergencia

Parmetros a Monitorear Registros Diario y Peridico (Bitcora)


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Sala de Calderas

Nombre Oficial: Sala de Generadores de Vapor

Lugar donde se encuentran instalados: Equipo Generador (Caldera)

Tanques de Agua de Alimentaciny/o Combustible

Tanques de Purga

Sistema de reduccin de Presinde Lnea de Combustible (Gas)

Tratamientos de Agua de Alimentacin

Manifolds de Distribucin de Vapor Economizadores y Precalentadores

Tratamiento y Evacuacinde Gases de Escape

Tanque y Bomba de Condensados

Sala de Generadores de Vapor En Venezuela se rige por la Normas COVENIN

2217-84: Generadores de Vapor. Instalacin

2218-84: Generadores de Vapor en Servicio

Caractersticas Generales: Espacio Exclusivo para la Generacin del Vapor (No es Taller)

Debe estar separada de Otros ambientes de trabajo

No pueden almacenarse materiales en sus cercanas,y menos an materiales combustibles

Debe estar correctamente iluminada, sealizada ycontar con las vas de escape segn Norma 810-98

OJO: Se justifica la Sala para Generaciones Superiores a 70kW


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Sala de Generadores de Vapor

Tanque deCombustible(1000lt max.) Reductor

de Presin

Esquema de una Sala de Generacin de Vapor

Chimenea

Tanquede Purgas

Ablandadorde Agua

Caldera

Manifold

de Vapor

Tanquede Agua

Sala de Generadores de Vapor


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Lugar de Instalacin

Stano o Entre Plantas: P 7kgf/cm2 (100psig) y

Vol. agua 50lt / m2 de Sup. Calent.

Techo o Cubierta: rea Sup. 25m2

Exterior: Fuera del Permetro Principal

de la Edificacin(Si estn sobre un stano)

Protegida contra colisiones

En TODOS los Casos, la estructura debe estarcalculada para resistir los esfuerzos de peso y vibraciones

Distribucin Espacial Distancia Mnima: 1 metro desde el punto

MS SOBRESALIENTE del equipo

1 m

La Puerta debe Abrir hacia Afuera


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Distribucin Espacial

Techo: Altura mnima de 2 metros sobre las vlvulas

Piso: Mnimo de 30cm (Solo Escocesas)

2 m

30 cm

1 m1 m

Distribucin Espacial Chimenea:

Debe poder evacuar TODOS los gases

Debe sobresalir mnimo 3 metros delTecho ms Alto en un radio de 10 metros

3 m

10 m


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Ventilacin

Salas Cerradas: Dos Rejillas de 0,5m2 c/u hasta 500.000 kcal/h (59 BHP)

Una Baja a 60cm del piso y otra pegada al techo

Si es necesario, aadir ventilacin forzada paraAsegurarque la Temp. de la Sala NO sea Superior a 5Csobre la del Ambiente Exterior.

Salas Abiertas:

No requieren ventilacin especial Se recomienda Cubrir con Techo Industrial para

evitar daos por lluvias a los controles e instrumentos(NUNCA Usar Techos Rgidos)

Ventilacin


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Tanques de Combustible

Tanque Principal Fuera de la Sala

Tanque Diario Dentro de la Sala Capacidad de 2 horas de Operacin (1000lt max.)

Ubicados a 2m mnimo del Quemador de la Caldera

Debe tener: Indicador de Nivel

Vlvulas de Purga y de Cierre Rpido

Tubera de Ventilacin (Venteo) Fcil acceso para inspeccin de Todas las caras

Redes de Tuberas Disear los Sistemas de Tuberas de acuerdo a los cdigos

correspondientes para cada flujo

Tuberas de Combustible segn Normas: NFPA 31: Standard for Installation of Oil burning Equipment (Lquido)

NFPA 54: National Fuel Gas Code (Gas)

ASME B 31.1: Power Piping (Gas Lquidos)

Chimeneas de Gases:

Si dos o ms calderas se conectan a la misma, debentener vlvulas de cierre (dampers) independientes.

Colocar un Interruptor de Seguridad en cada uno paraEvitarel Encendido de la Caldera con dampercerrado


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Equipos de Emergencia

Vlvulas de Cierre Rpido Combustible:

Una automtica en el quemador (Retardo de Cierre 1 seg)

Una Manual junto a la Caldera

Otra Manual fuera de la Sala

OJO: contarcon Venteo Intermedio

Agua Alimentacin

Vlvula Seguridad de Vapor (lleva 2 si Acalent 500 ft2)

Vlvula Corona de Vapor

Vlvula de Purga (Paso Recto)

Equipos de Emergencia Extintores Porttiles: (COVENIN 1040-89)

Recomendado: PQS ABC

Uno Junto a la Entrada

A cada 15 metros de recorridoen la sala hasta la puerta

Entrenar Peridicamente alpersonal en manejo del extintor


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Accesos y Medios de Escape

Norma COVENIN 810-98 Correcta Sealizacin

Escaleras con barandas 1m

Iluminacin de 300 lux

Puertas Abren hacia afueramedidas 0,90 x 1,90 m

Ruta y Planos de Escapeexistentes y disponibles

Extintores colocados cada15m de la ruta de escape

Acceso SOLO alPersonal Autorizado

Sala de Control Sala de Control Distribuido

Monitoreo y Control por losIngenieros y Supervisores

Llevar el Registro de losparmetros de la Caldera

Panel de Control en Sitio Monitoreo directo por el Operador Interruptor Elctrico de Emergencia

OJO: NO Usar ese Interruptor parala Operacin Normal del equipo


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Supervisin de Calderas

Caldera Supervisadas: Operador presente TODO el tiempo en la Sala,

Mxima Ausencia de 20 minutos.

Calderas No Supervisadas: Monitoreos regulares, mximo cada 2 horas

Operador de la Caldera: Se exige mnimo primaria y 6 meses de experiencia

Mercado Laboral pide TSU, Bachiller Industrial oMecnico Ince, con 2 aos de experiencia.

Debe llevar un Libro Diario de la operacin,parmetros y eventualidades

Sistema de Distribucin de Vapor Distribuye el Servicio de Vapor a toda la planta

Se compone de: Tuberas de Vapor

Manifolds de Vapor (Distribuidores)

Vlvulas reguladoras y reductoras de presin

Termmetros, Manmetros y Flujmetros Vlvulas de Cierre y Retencin y Seguridad

Equipos que utilizan el Servicio de Vapor

Trampas de Vapor y Purgas de Condensado


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Sistema de Distribucin de Vapor

Lnea de Recuperacinde Condensado

Manifold

de VaporTanquede Agua

Alimentacin

Bomba de CondensadoSeparador Flash

Condensado

Trampade Vapor

Vlvulas de Control

EQUIPOS

Clientes

Sistema deDistribucin

EstacinReductorade Presin

CALDERA

Entradade Agua

Manifold

EstacionesReductorasde Presin

Purgade Condensado

Tuberas de Vapor Fabricadas en Acero Sin Costura (Sch. 40 u 80)

Recomendada ASTM A53 (baja y media presin)

Deben estar calculadas para resistir la presinmxima de operacin (nunca menos de 100psig)

La velocidad mxima permitida es 50 m/s

Pendiente descendente de 0,5 a 1%

Deben contar con Juntas de Dilatacin Deben estar cubiertas por aislante

Para dimetros superiores a: 2 in y < 600psig 3 in y < 300psig

deben tener uniones bridadas o soldadas


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Codificacin de Colores

Norma COVENIN 253-99 Color Base y Anillo Especfico

Longitudes en funcin del Dimetro

Indicar el Sentido del Flujo con Flechas

Pintar Leyenda sobre la Tubera

Si D es pequeo usar una lmina colgada

Si est recubierta con aislante, igualmente indicarlo

VAPOR

GASINFLAMABLE

CONDENS. INCENDIO

AIRE

Manifolds

de Vapor Colectan y Distribuyen el vapor a la planta

Deben contar con una Vlvula de Cierre por cada lnea

Deben contar con Sistema de Purga de Condensado

Deben estar Aislados Trmicamente

Un extremo debe ser de tapa de Brida Ciegapara inspeccin

Purga


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Conexiones y Purgas de Vapor

Todas las Derivaciones deben hacerse por arriba

Las purgas de Lnea deben hacerse con unaconexin T y se recomienda una Trampa de Vapor

Conexiones y Purgas de Vapor Todo equipo, manifoldy ramal debe tener

una Estacin de Purga de VaporVlvula de

Cierre

Filtro

VlvulaCheckTrampa

de Vapor(Purgador)

Mecnica TermostticaTermodinmica


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Vlvulas y Reductores de Presin

Existen manuales y automticas Aslan secciones del sistema

Regulan los Flujos

Controlan las presiones

Abrir las Vlvulas

LENTAMENTE

Aislamiento Trmico Reduce las Prdidas de Calor al Ambiente

Protegen al personal delas superficies calientes

Materiales Tpicos Fibras de Vidrio y Minerales

Lanas de Vidrio y Roca

Deben ser resistentesal Fuego y al Agua

Recubiertas con Lminade Aluminio para tuberas de vapor


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Aislamiento Trmico

Existe un Espesor ptimo

Norma PDVSA L-212: Tmax superficie 60C

Define el espesor ymaterial recomendado

Debe manipularse con

equipos de proteccin personal Mascarilla Lentes de Seguridad

Guantes de carnaza

Operacin de una Caldera Acceso a la Sala de Calderas

Generalidades y Seguridad

Operacin Normal

Puesta en Marcha Normal

Parada Normal

Parada de Emergencia Arranque de Equipo Nuevo (o Reparado)

Monitoreo de Parmetros

Documentacin


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Personal y Acceso ala Sala de Caldeas

Quin tiene acceso a la Sala de Calderas? Operadores de Caldera

Ingenieros y Operadores de Sala de Control

Jefe de Sala de Calderas (Casa de Fuerza)

Gerente de Mantenimiento

Todos los Operadores, Jefes y Gerentes deben estarfamiliarizados con los procedimientos de Arranque,

Operacin, Purgas y Paradas de cada caldera El Operadordebe ser dedicado en su trabajo,

ya que de l depende la confiabilidad del equipo

Operador de Calderas Requisitos segn Norma COVENIN 2218-84

Mayor de Edad

Haber aprobado Educacin Primaria

Experiencia Comprobable de 6 meses

En Venezuela NO EXISTE una Certificacincomo Operador de Calderas

En otros pases existen hastacuatro niveles de Certificacin


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Personal y Acceso ala Sala de Caldeas

Los procedimientos de Operacin, Arranque yParadas deben estar escritos en una Cartelera

OJO El Sistema de Control NO HACE a la CalderaPENSAR por SI SOLA. Debe ser Supervisada

No se deben poner CREATIVOS en laOperacin ni en el Mantenimiento

Si tienen dudas, llamen al supervisor y luegoal Personal o Consultor Calificado

Generalidades y Seguridad Operacin y Mantenimiento van de la Mano

Mantener la Sala Limpia y Ordenada

Mantener una correcta circulacin de aire

No se deben almacenar materiales en ella

Definir un Calendario de Inspecciones y Mantenimiento

Debe haber inventario completo de equipos y accesorios Los mismos deben estar etiquetados y numerados

Se debe Almacenar la Documentacin dela Caldera en Sitio Seguro pero accesible

Placas de Identificacin deben estar Visibles y Completas

Todas las Vlvulas deben estar Numeradase indicar su Sentido de Giro


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Operacin Normal

Debe existir un Plan de Operacin del sistema de Calderaspara optimizar su eficiencia de uso

Mantener el Nivel Optimo de Agua en TODO Momento

Mantener la Presin en el Mnimo necesario posible para el servicio

Tubo Visor Debe ser Purgado Diariamente para verificar su funcionamiento

Se deben reducir los Ciclos de Encendido/Apagado al mnimo, eso ahorracombustible y reduce los retardos en satisfacer la demanda

Es preferible mantener la caldera en carga baja que apagarla por completo

No hacer excesivas Purgas de fondo

Es Preferible usar una Purga Continua

Mantener el Exceso de Aire al Mnimo para Maximizar la Eficiencia.

Se deben ajustar los controladores apropiadamente Efectuar las Purgas manuales de Condensado de la Lnea de Vapor

de forma peridica. Evitar la acumulacin. Efecto de Golpe de Ariete

Vigilar el Flujo de Vapor en las lneas. Debe estar bien calculado eldimetro para Evitar Velocidades demasiado Altas. Golpe de Ariete

Sistema de Varias Calderas Gerenciar su uso Reduce el gasto de Combustible

y Mejora la Eficiencia Global

Programar su operacin para sincronizarlascon la Demanda de la Planta

El punto optimo de operacin de una calderaes sobre el 75% de su carga mxima(Ver Recomendacin del Fabricante)

Se prefiere tener Calderas con Quemadorestipo Alto Fuego/Bajo Fuego o Modulantes,porque dan mejor control en su operacin

NO Variarbruscamente la Demanda de la Plantapues las Calderas Tardan en Responder yse puede Producir Arrastre de Lquido a la Lnea


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Parada Normal

Crear una Lista de Chequeo de Pasos a Seguir

Antes de iniciar el apagado, la caldera debe estar operando en supunto ptimo

Aprovechar a Probar las Vlvulas de Seguridad Antes de Apagar elEquipo para Inspeccin

Si usa combustibles lquidos slidos: Activar los Sopladores deHolln a Velocidad mxima antes de apagar. La caldera deberestar operando en su punto ptimo

Reducir gradualmente el flujo de salida de vapor, cerrando la

vlvula corona y colocar el quemador en Bajo Fuego Realizar una Purga de Fondo y de la Columna del Tubo Visor

Reducir el flujo de combustible al mnimo

Parada Normal Apagar el Quemador segn indica el fabricante

Cerrar y Bloquear la Vlvula de Combustible

Cerrar la Vlvula de Recirculacin de Gas (Si hay)

Efectuar Barrido de Aire (Evitar deposicin de Holln)

Apagar y Bloquear el Interruptor Principal

Esperar a que se enfre y baje la presin

Cuando la presin sea menor a la de la lnea de Vapor, Cerrarcompletamente la Vlvula Corona y la Check de Vapor (si se puede).

Evitar retro flujos de Vapor Cuando est llegando a 15psig, abrir las ventilas para mantener lapresin equilibrada con el exterior (Evitar Vaco).Eso si no se dispone de un Rompedor de Vaco automtico

Efectuar una segunda de Purga para terminar de bajar la presin

Volver a llenar la caldera hasta el nivel ptimo


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Parada Larga

Fuera de operacin por Mucho Tiempo Almacenaje en Seco

Vaciar la caldera completamente, utilizando Nitrgeno para desplazar elagua.

Luego sellar, manteniendo presin positiva para evitar que entre aire

Si no cuenta con Nitrgeno: Abrir la Caldera, Colocar dentro unaBandeja con Cal y Sellar los accesos.

Abrir la Puerta del lado de la Chimenea (Evitar circulacin de aire)

Desconectar y Retirar los Controladores y Contactoresy Guardarlos en lugar Limpio y Seco

Almacenaje Hmedo (Paradas Menores a UN Mes) No se debe utilizar si el equipo estar sometido a temperaturas de

congelacin

Usar agua tratada con soda custica e hidracina(evitar deposicin de slidos) y mantener una presin superior a laatmosfrica (Evitar que entre aire >>> Corrosin)

Parada de Emergencia Accionar el Interruptor de Emergencia Cerrar el Suministro de Combustible

Cerrar la Vlvula Corona

Cerrar la Alimentacin de Agua

NUNCA Aadir Agua Fra (Choque Trmico)

Continuar Operando de los Sopladores y Abrir los Dampers Reducir el flujo gradualmente hasta el de Purga

Esperar a que se enfre y baje la presin

Si la Vlvula de Seguridad NO se Activ,NO Abrirla Manualmente, Simplementeesperar a que se enfre y baje sola la presin

Evacuar la Sala y Llamar al Personal Calificado


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Puesta en Marcha

Crear una Lista de Chequeo de Pasos a SeguirOJO:OJO: Seguir las Indicaciones del Fabricante

Cerrar la Vlvula Corona y Combustible. Abrir damper

Encender el Equipo (Eectricidad)

El Soplador hace un barrido inicial previo (4~8 cambios de aire)mnimo a 70% del flujo mximo de aire.

Abrir Valvula Combustible y Encender el Quemador y esperar a que caliente(Verificar llama 10~15 seg)

Se debe Purgar el Aire remanente en el tambor cuandocomience a subir la presin utilizando la Vlvula de Venteo.

NUNCANUNCA Usar la Vlvula de Seguridad para este fin

Cuando la presin llegue al nivel de operacin, Abrir LENTAMENTEla Vlvula Corona y permitir la salida del Vapor

Puesta en Marcha Inicial Efectuar Inspeccin Inicial con el Representante

Todo el personal asociado y relacionado debe estarPresente en el Arranque e Inspecciones iniciales

Crear una Lista de Chequeo dePasos a Seguir para el Arranque

Chequeos Previos Obligatorios: Inspeccin del Quemador segn fabricante

Disponibilidad de Agua de Alimentacin sobre 25C

Inspeccin Completa de TODAS las Tuberas de Vapor,Condensado, Purgas y Alimentacin (buscar Fugas)

Inspeccin de la Lnea de Combustible (buscar Fugas)

Inspeccin de Lneas y Conexiones Elctricas Completas y Voltajes verificados

Instaladas TODAS las Escaleras y Plataformas de Acceso

Completada la Prueba Hidrosttica


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Puesta en Marcha Inicial

Efectuar un Boil Out para eliminarrestos de aceites y depsitos

Adquirir Solucin Custica suficiente y Dosificarlaen el equipo con un tanque.Aadir Detergente Industrial. NUNCA aadir TODO directo al equipo

Remover todas las cubiertas, plsticos y maderas de fbrica

Sustituir todos los vidrios visores por unos temporales(Evitar que se daen por la Solucin)

Remover las vlvulas de seguridad y de venteo.

Colocar una tubera temporal para sacar los vapores de alivio

Cerrar todas las vlvulas de vapor que conduzcan a la planta

Puesta en Marcha Inicial Boil Out

Pirotubular: Llenar la caldera hasta el lmite mnimo con agua

Luego completar con la solucin por una ventila

Encender la Caldera en Fuego Bajo (Ventilas abiertas) y permitir quehierva 8 horas, manteniendo el nivel con la solucin y agua

Acuatubular: Abrir el equipo y efectuar una limpieza con agua a presin

Inundar casi completamente el equipo

Abrir todas las ventilas, incluyendo sobrecalentadores

Encender la Caldera en Fuego Bajo

Cuando comience a evaporar, cerrar las ventilas, para aumentar la presin hasta 50psig.Dejando abierta la salida del sobrecalentador

Efectuar una Purga de Fondo (si tiene todava aceite, continuar el procedimiento)

Operar por otras 8 horas y repetir la purga si no sale limpio, repetir otras 8 horas

Una vez limpio, apagar el quemador y permitir que se enfre

Reemplazar Vidrios y Empacaduras por las originales

Drenar la Caldera, esperar a que enfre y abrirla para inspeccin


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Parmetros a Monitorear

Monitorear es Importante: Permite conocer eldesempeo del equipo, descubrir fallas yprogramar el mantenimiento

Se debe llevar un Registro Peridico deTODOS los Parmetros de la Caldera

Si no se cuenta con un sistema de datos automtico,el Operador debe hacerlo manualmente

Los Registros deben guardarse por al menos 3 aos

Se debe llevar un Libro de Registro de cada Caldera

Frecuencia del Monitoreo Depende del Tamao y Presin del Equipo:

Baja presin y pequeos: Semanal / Diario

Media Presin: Diario

Altas Presiones y Grandes: Cada Hora

Diario: Dos veces por Turno (mnimo)

Semanal: Escoger un da especfico (mxima carga)

Mensual: Junto con Mantenimiento

Semestral: Junto con Inspeccin

Anual: Junto con Inspeccin de Certificacin


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Nivel de Agua en el equipo Presiones y Temperaturas de:

Agua de Alimentacin,antes y despus del Economizador

Vapor Generado

Gases de Escape

Aire de Entrada y de la Sala

Flujos: Agua de Alimentacin y Reposicin

Combustible y Qumicos de Tratamiento Aguas Aire de Entrada de Combustin

Vapor producido (Carga de la Caldera)

Purgas

Registro Diario

Registro Diario Quemador:

Tipo de Combustible usado

Condicin de Operacin (Alto/Bajo)

Color y Caractersticas de Llama

Flujo de Combustible

Compresor de Aire Presin y Temperatura

Flujo de Aire

Potencia Consumida


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Registro Peridico

Composicin Qumica Gases de Escape (%O2 y %CO)

Agua Alimentacin (pH, Dureza, etc)

Purgas de Fondo (Slidos disueltos)

Eficiencia de Caldera (calculado)

Tiempos de Operacin:

Tiempos y Ciclos de Operacin (On/Off) Encendido y Apagado de Quemadores

Barrido Inicial y Retardo de Ignicin

Registro Peridico Motores y Compresores

Niveles de Aceite y Lubricantes

Consumo Elctrico

Temperaturas de Operacin (Rodamientos)

Superficie de Caldera Puntos Calientes

Pintura desconchada y manchas de xido


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Libro de Registro (Bitcora)

Libro de Actas donde se Registran TODAS lascosas relacionadas con cada Caldera por turno

Qu se Registra? Todos los Parmetros de Operacin (Formatos)

Todos los Eventos y Novedades

Todos los Resultados de las Inspecciones

Todos los Resultados de Pruebas realizadas

Todos los Mantenimientos Realizados

Todas las Reparaciones y Alteraciones

Todas las Entradas y Salidas del Operador

Formatos de Registro de

Parmetros de Operacin Llenados Manualmente

Generados por el Sistema de Control Distribuido

htt ://lwd.dol.state.n .us/labor/forms dfs/lsse/ uideline lo book. df


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Documentacin de Calderas

Se debe Tener un Expediente por CadaCaldera con la siguiente Informacin: Documentacin General:

Factura de Compra y Garanta (O Traspaso)

Certificado de Origen (OJO si es Usada)

Manual de Operacin y Planos de Instalacin

Datos de Contacto de: Vendedor (Fabricante o Representante)

Proveedor de Combustible Proveedor de Tratamiento de Aguas

Proveedor de Qumicos

Empresa Consultora y de Inspecciones

Documentacin de Calderas Documentacin de Operacin:

Libro Diario de Operacin y Mantenimiento (Bitcora)

Formatos de Monitoreo de Parmetros

Formatos de Chequeos de Mantenimiento

Procedimientos de Arranque, Operacin y Paradas (Emergencia)

Plan y Rutas de Evacuacin (Efectuar Simulacros)

Documentacin de Inspecciones Formatos e Informes de Inspeccin (INPSASEL)

Certificados de Pruebas y Ensayos

Leyes: LOPCYMAT (L. O. Seguridad y Medio Ambiente de Trabajo)

LOTTT (Ley Orgnica del Trabajo)

LOPT (Ley Orgnica Procesal del Trabajo)


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VIDEO


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Qu S Hacery Qu NO Hacer ?

SI

http://www.emt-india.net/equipment_tips/boiler/boiler_dos.htm

http://www.boilerservicing

.com/boiler-tips.shtml http://www.krrao.com/ima

ges/ASME_Ch19_p001-040_9-5-08.pdf

NO

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