Curso Caldera ICB. Nivel II

Babcock de Venezuela, S.A. Experiencia a todo Vapor

DETECCIÓN DE FALLAS PROCEDIMIENTOS DE DIAGNÓSTICO

Maracaibo, 03/10/2012.

PROYECTO AGRARIO SOCIALISTA PLANICIE DE MARACAIBO.CALDERA ICB 100-100-150ST

Dictado por: Ing. Simón Santamaría


• Corriente• Voltaje

Conceptos Básicos de Electricidad

Conceptos básicos de calderas

PUNTOS A TRATAR ELECTRICIDAD CALDERAS CB 780E PRESOSTATOS

• Funciones• Instalación

Programación CB 780E

Interruptores de presión

Controles de Nivel


• Lógica de programación• Circuitos de seguridad (Interlock)

Conceptos básicos de programación

Instrumentos


Plano eléctrico

• Metodología• Corrección de fallas

Detección de fallas



Introducción al Manejo de Electricidad

LA DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE FALLAS EN CALDERAS CONLLEVA UN RIESGO A LA SEGURIDAD DE LOS OPERARIOS Y A LA INTEGRIDAD DEL

EQUIPO. NO SE DEBEN INTENTAR REALIZAR LOS PROCEDIMIENTOS QUE SERÁN EXPLICADOS A CONTINUACIÓN SI NO EXISTE UN CLARO QUE SERÁN EXPLICADOS A CONTINUACIÓN SI NO EXISTE UN CLARO ENTENDIMIENTO DE LOS MISMOS Y SI NO SE HAN TOMADO TODAS

LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD PERTINENTES.


Diferencia de Potencial (Voltaje)


El Voltaje es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica ofuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en uncircuito eléctrico cerrado. De esta forma, se establece el flujo de una corrienteeléctrica.



Flujo de corriente

La corriente se define como el flujo de electrones a través de un conductor demanera direccional que permiten la utilización de la energía eléctricaalmacenada en su interior y liberada en accesorios diseñados para suaprovechamiento.


Corriente Alterna – Corriente Directa


Generada por baterías o fuentes independientes.

Proporcionada por generadores eléctricos alimentados por turbinas en grandes plantas de generación.



Resistencia Eléctrica

Una resistencia es un elemento quedispersa energía eléctrica y tiene unefecto inmediato en la diferencia devoltaje con la que el circuito es capaz devoltaje con la que el circuito es capaz deoperar.

Existen diferentes tipos de resistencias yposeen diferentes usos, sin embargo loclasificación más común es la siguiente:

1. Resistencia no controlada.2. Resistencia intencional para

canalización de la energía.



Punto Nominal de Operación

Todos los equipos eléctricos están diseñados para trabajar bajo parámetrosespecíficos. En la placa de dicho equipo normalmente se puede leer elpunto de operación ideal bajo el cual el equipo operará a mayor eficiencia ycon el menor riesgo posible de daños y paradas improvistas.



Medición

Abajo el diagrama muestra como deben estarubicados los dispositivos de medición dentro deun circuito eléctrico.

Existen nuevo medidores eléctricos quepermiten realizar con un mismo dispositivomediciones de voltaje, corriente, resistencia,continuidad e incluso temperatura.



Medición

??La pregunta más importante no es cómo medir, si no ¿qué?,

¿cuándo?, ¿para qué?



¿Qué medir y

CorrienteDeterminar si un equipo que

está en funcionamiento lo está haciendo bajo los pará

metros adecuados

Determinar si existen cables ¿Qué medir y porqué?

ResistenciaDeterminar si existen cables

cortados, accesorios “puenteados”, equipos

dañados

VoltajeDeterminar la posición de un interruptor (accionado o no

accionado)



Planos eléctricos



Circuitos de control y fuerza

Circuitos

Control

Circuito de control, activa arrancadores y bobinas. Usualmente corriente directa,

bajo amperaje.

Fuerza

Encendido y Apagado de equipos. Usualmente utilizan corriente alterna

trifásica




VERIFICACIÓN ESTIMULACIÓN EXTERNA DEL

CIRCUITO

ACTIVACIÓN DEL CIRCUITO DE CONTROL

VERIFICACIÓN DE

CONDICIONES LÍMITE

DESARROLLO DE PROCESO DE CONTROL

ACTIVACIÓN DE EQUIPOS

FÍSICOS



Aplicación en Calderas



Aplicación en Calderas

1. Controles de seguridad

2. Programación de llama

3. Controles de operación 3. Controles de operación

4. Equipos auxiliares

5. Detección de fallas

6. Evaluación del régimen

de operación



A pesar de que existe un tablero independiente para el sistema dealimentación de agua, la señal de control sigue formando parte del sistema de controlprincipal. Cuando el control del nivel (McDonell & Miller) verifica que el nivel del aguaha descendido hasta un punto pre-establecido, envía una señal para el encendido de labomba.



Existen diversos programadores dellama utilizados por las Calderas CleaverBrooks. Se pueden nombrar losprogramadores electromecánicos (hoy en díafuera del mercado), programadores CB70,

Programador de LLama

fuera del mercado), programadores CB70,CB100 y CB780E.

Las calderas de la Planta de Sopadel Proyecto Agrario Socialista Planicie deMaracaibo utilizan programadores modeloCB 780E.



Partes del programadorRUN - TEST

RESET

PANTALLA INDICADORA

(DISPLAY)


Encendido

Prepurga de gases

Ignición de llama piloto


Comprobación de llama piloto

Ignición de llama principal

Comprobación de llama principal

Apagado de la llama piloto



Preguntas más comunes acerca del CB780E

P. La luz que indica Poder (POWER) parpadea. ¿Es esto un aviso de que hayalgún problema con el equipo?R. No, esa luz debe parpadear cada 4 segundos. Esto indica que todo estáfuncionando correctamente.

P. ¿Qué significa el período de iniciación (INITIATE)?R. Durante este período, el programador examina el voltaje y la frecuencia delsuministro de poder. El suministro debe encontrarse dentro de las toleranciaspara que el equipo se mantenga en línea. Todos los programadores 7800utilizan 120 VAC, 60 Hz.




P. ¿Existe un período de iniciación cada vez que el quemador enciende?R. No. El período de iniciación únicamente es realizado cuando la alimentacióneléctrica fue suspendida hacia el equipo o cuando existen fluctuacionesmayores a las permitidas por los límites de tolerancia.

P. ¿Qué tan largo es el período de iniciación?R. El período de iniciación tiene una duración de diez segundos.




P. ¿Cuánto tiempo puede durar el período de iniciación?R. Depende de la estabilidad en el suministro eléctrico. Si cuando el equipo esencendido se cumple con todas las tolerancias, la duración de este proceso esde diez segundos. Si las tolerancias no se cumplen, el equipo entra en unperíodo de bloqueo (HOLD). Estando en este modo, si las tolerancias seperíodo de bloqueo (HOLD). Estando en este modo, si las tolerancias sealcanzan, la secuencia de 10 segundos es reiniciado. El período de bloqueotiene un máximo después de 4 minutos después del cual habrá un apagadogeneral.




P. ¿Cuál es la diferencia entre chequeo de seguridad de encendido (SAFE START CHECK) y la secuencia de iniciación (INITIATE).R. La secuencia de chequeo de seguridad de encendido evalúa si las condiciones para la operación del equipo se han cumplido (controles en posición adecuada). La secuencia de iniciación sólo evalúa la alimentación posición adecuada). La secuencia de iniciación sólo evalúa la alimentación eléctrica al equipo.

VS



Tiempos de la secuencia en el programador



Controles de Presión

Controles de PresiónPresión

Operación ModulaciónLímite (Reset

Manual)




OperaciónEstablece el rango de presión bajo el cual el equipo será operado. Funciona mediante una escala absoluta y una escala diferencial, donde la medida de presión máxima (apagado del diferencial, donde la medida de presión máxima (apagado del quemador) se calibra en la escala absoluta y en la escala diferencial se coloca el valor que resta de la presión máxima para conocer la presión de encendido del quemador.




ModulaciónSe encarga de controlar la abertura del damper de aire junto ala inyección de gasoil a la cámara de combustión lo quepermite variar el tamaño de la llama principal.permite variar el tamaño de la llama principal.




Control límite de operaciónEl control límite de operación es un control de redundanciaque sirve para respaldar la operación del control de operaciónprincipal. Se encarga de apagar el quemador en caso de que elprincipal. Se encarga de apagar el quemador en caso de que elcontrol de operación falle y debe ser reseteado manualmente.


DIAGRAMAS ELEMENTOS SECUENCIA FALLASAPLICACIÓN

PRÁCTICA

Diagrama de instalación de accesorios en la caldera



PRÁCTICA

Contactos NO / NC

PASO DE CORRIENTE POR EL ELEMENTO CUANDO NO HA SIDO MODIFICADO



PRÁCTICA

Arrancadores

El arrancador es un elementodel circuito eléctrico que cumple lafunción de permitir el paso de corrientehacia el equipo que será puesto enhacia el equipo que será puesto enfuncionamiento.

Debido a requerimientosestablecidos en norma, los arrancadorespueden tener sistemas de protecciónpara evitar el paso de corrientesdañinas hacia el equipo final.


Circuitos ejemplo


PRÁCTICA

Circuito que representa el timbre de una casa, encendido a través de uninterruptor. Observar como una vez energizado, el circuito no se apaga.


Circuitos ejemplo


PRÁCTICA

Timbre activado permanentemente. Es necesaria la utilización de un interruptorde parada (STOP) Normalmente Cerrado (NC) para que la campana deje desonar.



PRÁCTICA

Circuitos ejemplo

Existen circuitos que requieren el cumplimiento de dos condicionesindependientes para la activación del circuito. En el caso que se muestra, la luzpiloto de encenderá únicamente cuando AMBOS interruptores (S-1 y S-2) esténen la posición superior.


Circuitos ejemplo


PRÁCTICA

Condiciones de seguridad.Los Límites de operación (Operating Limits – OL´s) son accesorios que estándiseñados para cortar el circuito una vez que la variable de estudio ha alcanzadoel valor predeterminado.


Abreviaciones


PRÁCTICA

CORTE POR BAJO NIVEL

ARRANCADOR BOMBA

CONTROL LIMITE

CONTROL OP PRESION

INTERRUPTOR ENCENDIDO



PRÁCTICA

El plano eléctrico de la caldera permite leer la secuencia bajo la cual operará el equipo.

La correcta lectura de este diagrama permitirá determinar cuál es la correcta progresión de acciones para la operación segura del equipo.



PRÁCTICA

Alimentación Eléctrica (24 V)

Tierra



PRÁCTICA

Motor del Ventilador

Transformador 220/24 V. Corriente directa



PRÁCTICA

Interruptor

Arrancador del motor del ventilador



PRÁCTICA

Circuito de alimentación y fuerza

La parte superior del diagrama muestra el cableado existente para el motor

del ventilador de aire secundario (aire principal de combustión).


Circuito de control. Revisión de seguridad


PRÁCTICA

Comienzo del circuito de control. Verificación de nivel de agua (activación de

la bomba en caso de ser necesario). Interruptores de presión de gas para calderas que

trabajan con gas natural


Circuito de control. Revisión de seguridad


PRÁCTICA

Activación de luces piloto. Luz de demanda de carga (LOAD DEMAND LIGHT –

LDL) cuando el circuito está en condiciones de operar. Luz de bajo nivel de agua (LOW

WATER LIGHT – LWL) cuando existe un corte asociado a bajo nivel de agua en la

caldera.



PRÁCTICA

DETERMINACIÓN DE CAUSAS

DIAGNÓSTICOEQUIPO FUERA DE OPERACIÓN

DURANTE LAOPERACIÓN

FALLA

TÉCNICA

LAOPERACIÓN

ANTES DE SER ENCENDIDO EL

EQUIPO

EXTERNAALIMENTACIÓN DE LA CALDERA



PRÁCTICA

Causas de falla más comunes



PRÁCTICA

Partes y accesorios mayormente afectados



PRÁCTICA

¿Cómo utilizar la información obtenida?

Falla: El programador de llama no comienza la secuencia de encendido

Es posible que algunos de los controles límites de operación se encuentren Es posible que algunos de los controles límites de operación se encuentren

abiertos.

1. Revisar la presión del equipo

2. Revisar el nivel de agua

3. Resetear el control auxiliar de nivel (OJO – Observación)

4. Resetear el control límite de presión (OJO – Observación)



PRÁCTICA


Falla: El quemador se apaga porque el equipo no puede mantener la llama piloto

Es posible que existan problemas con la línea de alimentación de combustible Es posible que existan problemas con la línea de alimentación de combustible

a la llama piloto. Realizar las siguientes acciones:

1. Revisar la alimentación de combustible, verificar el nivel del tanque de

alimentación y descartar fugas.

2. Verificar que la bomba de gasoil se encuentre operando correctamente.

3. Evaluar los cables del transformador de ignición.



PRÁCTICA


Falla: El quemador se apaga porque el equipo no puede mantener la llama piloto

4. Evaluar la válvula de alimentación de gasoil a la línea de piloto.4. Evaluar la válvula de alimentación de gasoil a la línea de piloto.



PRÁCTICA


Falla: El quemador se apaga por inestabilidad de la llama principal

Es posible que existan problemas con la línea de alimentación de combustible

a la llama principal. Realizar las siguientes acciones:

1. Revisar la alimentación de combustible, verificar el nivel del tanque de

alimentación y descartar fugas.

2. Verificar que la bomba de gasoil se encuentre operando correctamente.

3. Evaluar las válvulas solenoides de admisión de combustible.

4. Evaluar el estado del filtro de gasoil



PRÁCTICA


Falla: La caldera se apagó sin haber alcanzado nivel crítico de presión

1. Revisar el valor al que el controlador de presión se encuentra calibrado1. Revisar el valor al que el controlador de presión se encuentra calibrado

2. Revisar el nivel de agua de la caldera

3. Revisar la alimentación de combustible (tanques, válvulas, bombas)

4. Revisar interruptor de encendido

5. Verificar el controlador de nivel de agua



PRÁCTICA


Falla: La caldera se apagó durante operación normal del equipo pero no vuelve a encender una vez que es alcanzada la presión mínima calibradavez que es alcanzada la presión mínima calibrada

1. Revisar nivel de agua en el equipo

2. Revisar interruptor de encendido

3. Revisar alimentación de combustible

4. Revisar controlador de nivel

5. Revisar interruptores de presión



PRÁCTICA

Errores comunes que se pueden cometer al leer un Diagrama Eléctrico

A continuación se presentan algunos errores comunes que se cometen al

intentar leer un diagrama (o plano eléctrico) y pueden traer retrasos en la

detección de fallas en el equipo:detección de fallas en el equipo:

1. No comprender la separación entre circuitos de control y fuerza.

2. Suponer que el estado de cada uno de los interruptores es el que muestra

el diagrama y no el que existe en la realidad.



PRÁCTICA

Errores comunes que se pueden cometer y retrasan la detección de fallas en la caldera

1. No poseer una metodología de diagnóstico de falla.

2. No hacer un mantenimiento constante al equipo.

3. Olvidar evaluar la falla de acuerdo a la secuencia en la que se produjo3. Olvidar evaluar la falla de acuerdo a la secuencia en la que se produjo

4. Intentar solventar la falla para operar el equipo sin entender la causa que

la originó.

5. No buscar el apoyo de personas especializadas.



PRÁCTICA

Revisiones Periódicas

Además de la realización de las purgas en la caldera es necesario que se mantenga un procedimiento de inspección estricto y programado.1. Verificar estado de todo el sistema de alimentación de 1. Verificar estado de todo el sistema de alimentación de

agua.2. Verificar alimentación de combustible3. Verificar funcionamiento de controladores de presión4. Mantener una operación segura y libre de fallas.


¿PREGUNTAS?¿PREGUNTAS?BABCOCK DE VENEZUELA, S.A.

www.babcock.com.veRIF: J-00845646-0

Telf.: 0212 - 2840843

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