Caldera Ssss

CURSO DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS

CURSO DE OPERADOR

INDUSTRIAL DE CALDERAS

EDITORIAL CEFOIM

RECOPILADO E ILUSTRADO POR: ANDRS MESA MORA

MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS II


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS III

PRESENTACIN DE LA EDICIN Este manual de Curso de Operador Industrial de Calderas nace con el objetivo de reunir los contenidos tericos exigidos por la normativa para la formacin e instruccin del personal a cargo de la conduccin de calderas industriales, as como para la obtencin de los carns profesionales emitidos por los diferentes organismos territoriales competentes en materia de Industria de las correspondientes comunidades autnomas. Las calderas industriales que son competencias de los Operadores Industriales de Calderas (dentro de los lmites establecidos por el Reglamento de Aparatos a Presin) son las siguientes:

- Calderas de vapor. - Calderas de agua sobrecalentadas. - Calderas de agua caliente. - Calderas de fluidos trmicos.

Contenido: en el Manual se incluyen los siguientes apartados:

- Manual de Operador Industrial de Calderas (Segn Resolucin de la Direccin General de Electrnica e Informtica del Ministerio de Industria y Energa 18 de julio de 1981, sobre conocimientos exigibles a los operadores de calderas (Boletn Oficial del Estado de 23 de septiembre de 1981). Este manual comprende los conocimientos bsicos sobre las calderas y las operaciones de conduccin y mantenimiento bsico que han de realizar los Operadores. Ha sido ilustrada con grficos y fotografas de instalaciones reales para que permita un mejor seguimiento por las personas que lo utilicen.

- Instruccin Tcnica Complementaria MIE-AP.1 del Reglamento de Aparatos a

Presin, relativa a calderas, economizadores, precalentadores, sobrecalentadores y recalentadores, aprobada por Orden del Ministerio de Industria y Energa de 17 de marzo de 1981 (Boletn Oficial del Estado de 8 de abril de 1981), y con rectificaciones en Boletn Oficial del Estado de 21 de mayo de 1981, y en Boletn Oficial del Estado de 22 de diciembre de 1981) modificada por Orden Ministerial de 28 de marzo de 1985 (Boletn Oficial del Estado de 13 de abril de 1985).

- Instruccin Tcnica Complementaria MIE-AP.2 del Reglamento de Aparatos a

Presin, referente a tuberas para fluidos relativos a calderas, aprobada por Orden del Ministerio de Industria y Energa de 6 de octubre de 1980 (Boletn Oficial del Estado de 4 de noviembre de 1980).

Andrs Mesa Profesor del rea de Calefaccin y Climatizacin CEFOIM Formacin


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS IV


NDICE: MANUAL PARA OPERADORES INDUSTRIALES DE CALDERAS................................... 1 TEMA I: CONCEPTOS BSICOS......................................................................................... 2

1. PRESIN, SU MEDIDA Y UNIDADES. .......................................................................................................2 2. PRESIN ATMOSFRICA. .........................................................................................................................5 3. TEMPERATURA, MEDIDA Y UNIDADES. ..................................................................................................6 4. CAMBIO DE ESTADO, VAPORIZACIN Y CONDENSACIN. ................................................................9 5. TRANSMISIN DEL CALOR: RADIACIN, CONVECCIN Y CONDUCCIN.Error! Marcador no definido. 6. VAPOR DE AGUA SATURADO, SOBRECALENTADO Y RECALENTADO, EXPANSIONADO.Error! Marcador n7. VOLMENES ESPECFICOS DE VAPOR. .................................................Error! Marcador no definido. 8. CALOR ESPECFICO. .................................................................................Error! Marcador no definido. 9. RELACIN ENTRE LA PRESIN Y LA TEMPERATURA DEL VAPOR...Error! Marcador no definido.

TEMA II: GENERALIDADES SOBRE CALDERAS.............................................Error! Marcador no definido.

1. DEFINICIONES.............................................................................................Error! Marcador no definido. 2. CONDICIONES EXIGIBLES. .......................................................................Error! Marcador no definido. 2.1. Condiciones exigibles al fabricante.......................................................Error! Marcador no definido. 2.2. Condiciones exigibles a la caldera ........................................................Error! Marcador no definido. 2.3. Condiciones exigibles al usuario ...........................................................Error! Marcador no definido. 2.4. Condiciones exigibles al operador ........................................................Error! Marcador no definido. 3. ELEMENTOS QUE INCORPORAN. ............................................................Error! Marcador no definido. 4. REQUISITOS DE SEGURIDAD. ..................................................................Error! Marcador no definido.

4.1. Prescripciones de seguridad para las calderas de vapor saturado, sobrecalentadores y recalentadores de vapor .............................................................................. Error! Marcador no definido. 4.2. Prescripciones de seguridad para las calderas de agua sobrecalentada.Error! Marcador no definido. 4.3. Prescripciones de seguridad para calderas de agua caliente.............. Error! Marcador no definido. 4.4. Prescripciones de seguridad para las calderas de fluido trmico. ....... Error! Marcador no definido. 4.5. Calidad del agua de alimentacin ....................................................... Error! Marcador no definido. 4.6. Requisitos de seguridad comunes a calderas y recalentadores......... Error! Marcador no definido. 4.7. Normas de seguridad y de funcionamiento para las calderas manualesError! Marcador no definido. 4.8. Normas de seguridad y funcionamiento de calderas automticas....... Error! Marcador no definido. 4.9. Normas de seguridad y funcionamiento para sobrecalentadores y recalentadores.Error! Marcador no definid4.10. Seguridad por retorno de llama o proyeccin de fluidos .................... Error! Marcador no definido.

5. PARTES PRINCIPALES DE UNA CALDERA.............................................Error! Marcador no definido. 6. SUPERFICIE DE CALEFACCIN: SUPERFICIE DE RADIACIN Y DE CONVECCIN.Error! Marcador no defi7. TRANSMISIN DE CALOR EN CALDERAS. .............................................Error! Marcador no definido. 8. TIPOS DE CALDERAS SEGN SU DISPOSICIN....................................Error! Marcador no definido. 9. TIPOS DE CALDERAS SEGN SU CIRCULACIN. .................................Error! Marcador no definido. 10. CLASIFICACIN DE CALDERAS SEGN SUS CARACTERSTICAS PRINCIPALES.Error! Marcador no defin

TEMA III: COMBUSTIN. ......................................................Error! Marcador no definido.

1. TIRO NATURAL Y FORZADO.....................................................................Error! Marcador no definido. 2. HOGARES EN DEPRESIN Y SOBREPRESIN. .....................................Error! Marcador no definido. 3. PROCESO DE COMBUSTIN. VOLMENES TERICOS DE AIRE Y HUMOS. EXCESO DE AIRE. PORCENTAJES DE CO2 Y O2 ..............................................................Error! Marcador no definido. 4. CHIMENEAS.................................................................................................Error! Marcador no definido.

TEMA IV: DISPOSICIONES GENERALES CONSTRUCTIVAS EN CALDERAS PIROTUBULARES. ................................................................Error! Marcador no definido.

1. HOGARES. LISOS Y ONDULADOS. ..........................................................Error! Marcador no definido. 2. CMARAS DEL HOGAR. ............................................................................Error! Marcador no definido. 3. TUBOS. TIRANTES Y PASADORES. .........................................................Error! Marcador no definido. 4. FIJACIN DE TUBOS A LAS PLACAS TUBULARES...............................Error! Marcador no definido. 5. ATIRANTADO. BARRAS TIRANTES, VIROLILLOS, CARTELAS. ...........Error! Marcador no definido. 6. CAJAS DE HUMOS. ....................................................................................Error! Marcador no definido.

MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS V


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS VI

7. PUERTAS DE REGISTRO: HOMBRE, CABEZA, MANO Y EXPANSIN DE GASES.Error! Marcador no definid TEMA V: DISPOSICIONES GENERALES CONSTRUCTIVAS EN CALDERAS ACUOTUBULARES. ..............................................................Error! Marcador no definido.

1. HOGAR.........................................................................................................Error! Marcador no definido. 2. HAZ VAPORIZADOR. ..................................................................................Error! Marcador no definido. 3. COLECTORES. ............................................................................................Error! Marcador no definido. 4. TAMBORES Y DOMOS. ..............................................................................Error! Marcador no definido. 5. FIJACIN DE TUBOS A TAMBORES Y COLECTORES...........................Error! Marcador no definido. 6. PUERTAS DE REGISTRO Y EXPANSIN DE GASES. ............................Error! Marcador no definido. 7. ECONOMIZADORES. ..................................................................................Error! Marcador no definido. 8. CALENTADORES DE AIRE. .......................................................................Error! Marcador no definido. 9. SOBRECALENTADORES. ..........................................................................Error! Marcador no definido. 10. RECALENTADORES. ................................................................................Error! Marcador no definido. 11. CALDERAS VERTICALES. TUBOS FIELD. TUBOS PANTALLA PARA LLAMAS.Error! Marcador no definido12. CALDERAS DE VAPORIZACIN INSTANTNEAS. ...............................Error! Marcador no definido.

TEMA VI: ACCESORIOS Y ELEMENTOS ADICIONALES PARA CALDERAS.Error! Marcador no

1. VLVULAS DE PASO. ASIENTO Y COMPUERTA....................................Error! Marcador no definido. 2. VLVULAS DE RETENCIN. ASIENTO, CLAPETA Y DISCO. ................Error! Marcador no definido. 3. VLVULAS DE SEGURIDAD. .....................................................................Error! Marcador no definido. 4. VLVULAS DE DESCARGA RPIDA. .......................................................Error! Marcador no definido. 5. VLVULAS DE PURGA CONTINUA...........................................................Error! Marcador no definido. 6. INDICADORES DE NIVEL. GRIFOS Y COLUMNA. ...................................Error! Marcador no definido. 7. CONTROLES DE NIVEL POR FLOTADOR Y ELECTRODOS. .................Error! Marcador no definido. 8. LIMITADORES DE NIVEL TERMOSTTICOS. ..........................................Error! Marcador no definido. 9. BOMBAS DE AGUA DE ALIMENTACIN..................................................Error! Marcador no definido. 10. INYECTORES DE AGUA. ..........................................................................Error! Marcador no definido. 11. CABALLETES Y TURBINAS PARA AGUA DE ALIMENTACIN. ..........Error! Marcador no definido. 12. MANMETROS Y TERMMETROS.........................................................Error! Marcador no definido. 13. PRESOSTATOS Y TERMOSTATOS.........................................................Error! Marcador no definido. 14. TIPOS DE QUEMADORES. COPA ROTATIVA, PULVERIZACIN NEUMTICA Y MECNICA.Error! Marcado15. ELEMENTOS DEL EQUIPO DE COMBUSTIN: .....................................Error! Marcador no definido. 16. LNEAS DE VAPOR ACCESORIOS......................................................Error! Marcador no definido. 17. PLACAS DE LA CALADERA. ...................................................................Error! Marcador no definido.

TEMA VII: TRATAMIENTOS DE AGUA PARA CALDERAS.Error! Marcador no definido.

1. CARACTERSTICAS DEL AGUA PARA CALDERAS: DUREZA, pH, OXIGENO, ACEITE, SALINIDAD.......................................................................................................Error! Marcador no definido. 2. DESCALCIFICADORES Y DESMINERALIZADORES. ..............................Error! Marcador no definido. 3. DESGASIFICACIN TRMICA Y POR ADITIVOS.....................................Error! Marcador no definido. 4. REGULARIZACIN DEL pH. ......................................................................Error! Marcador no definido. 5. RECUPERACIN DE CONDENSADOS. ....................................................Error! Marcador no definido. 6. RGIMEN DE PURGAS A REALIZAR. .......................................................Error! Marcador no definido.

TEMA VIII: CONDUCCIN DE CALDERAS Y SU MANTENIMIENTO.Error! Marcador no definido

1. PRIMERA PUESTA EN MARCHA:..............................................................Error! Marcador no definido. 2. PUESTA EN SERVICIO: ..............................................................................Error! Marcador no definido. 3. PUESTA FUERA DE SERVICIO..................................................................Error! Marcador no definido. 4. CAUSAS QUE HACEN AUMENTAR O DISMINUIR LA PRESIN............Error! Marcador no definido. 5. CAUSAS QUE HACEN DESCENDER BRUSCAMENTE EL NIVEL Y MEDIDAS A ADOPTAR SI EL AGUA DESAPARECE DEL INDICADOR DE NIVEL. ...............................Error! Marcador no definido. 6. COMUNICACIN O INCOMUNICACIN DE UNA CALDERA CON OTRAS.Error! Marcador no definido. 7. MANTENIMIENTO DE CALDERAS: ...........................................................Error! Marcador no definido. 9. REVISIN DE AVERAS. .............................................................................Error! Marcador no definido.

REGLAMENTO DE APARATOS A PRESIN (R.A.P.) .........Error! Marcador no definido.


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS VII

ITC MIE AP1: Calderas, Economizadores, Precalentadores, Sobrecalent. y Recalentadores. ....................................................................Error! Marcador no definido.

Artculo 1. DEFINICIONES.............................................................................Error! Marcador no definido. Art. 2. EXPEDIENTE DE CONTROL DE CALIDAD. .....................................Error! Marcador no definido. Art. 3. CLASIFICACIN ................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 4. CAMPO DE APLICACIN..................................................................Error! Marcador no definido. Art. 5. FABRICANTES....................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 6. PRESCRIPCIONES. ............................................................................Error! Marcador no definido.

1. Registro de tipo. .................................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Autorizacin de instalacin. ................................................................. Error! Marcador no definido. 3. Autorizacin de puesta en servicio. .................................................... Error! Marcador no definido. 4. Primera prueba. ..................................................................................... Error! Marcador no definido. 5. Inspecciones y pruebas en el lugar de emplazamiento. ................... Error! Marcador no definido. 6. Inspecciones y pruebas peridicas..................................................... Error! Marcador no definido.

6.1. Inspecciones a los cinco aos. .........................................................Error! Marcador no definido. 6.2. Inspecciones posteriores. .................................................................Error! Marcador no definido. 6.3. Inspecciones anuales........................................................................Error! Marcador no definido. 7. Placas...................................................................................................Error! Marcador no definido.

Art. 7. CATEGORAS......................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 8. VENTILACIONES. ...............................................................................Error! Marcador no definido. Art. 9. SEGURIDAD DE LAS SALAS DE CALDERAS. ...............................Error! Marcador no definido.

1. Categora A............................................................................................. Error! Marcador no definido. 2. Categora B............................................................................................. Error! Marcador no definido. 3. Categora C............................................................................................. Error! Marcador no definido.

Art. 10. VLVULAS..........................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 11. MANMETROS Y TERMMETROS. ................................................Error! Marcador no definido. Art. 12. DISPOSITIVOS DE DRENAJE, PURGAS A PRESIN Y AIREACIN.Error! Marcador no definido. Art. 13. ABERTURAS. .....................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 14. SEGURIDAD POR RETORNO DE LLAMA O PROYECCIN DE FLUIDOS.Error! Marcador no definido. Art. 15. PRESCRIPCIONES DE SEGURIDAD PARA LAS CALDERAS DE VAPOR SATURADO,Error! Marcador n

1. Vlvulas de seguridad........................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Vlvulas del circuito de agua de alimentacin. .................................. Error! Marcador no definido. 3. Vlvulas del circuito de vapor.............................................................. Error! Marcador no definido. 4. Altura de agua y tubos de nivel en calderas de nivel definido. ........ Error! Marcador no definido. 5. Sistema de alimentacin de agua. ....................................................... Error! Marcador no definido.

Art. 16. PRESCRIPCIONES DE SEGURIDAD EN LAS CALDERAS DE AGUA SOBRECALENTADA.Error! Marcad1. Vlvulas de seguridad de alivio. .......................................................... Error! Marcador no definido. 2. Vlvulas en el circuito principal........................................................... Error! Marcador no definido. 3. Sistema de presurizacin y expansin. .............................................. Error! Marcador no definido. 4. Alimentacin de agua............................................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 17. PRESCRIPCIONES DE SEGURIDAD PARA ECONOMIZADORES, PRECALENTADORES DE AGUA..........................................................................................................Error! Marcador no definido. Art. 18. PRESCRIPCIONES DE SEGURIDAD PARA CALDERAS DE AGUA CALIENTE.Error! Marcador no defin

1. Hidrmetro. ............................................................................................ Error! Marcador no definido. 2. Vaso de expansin. ............................................................................... Error! Marcador no definido.

2.1 Dimensiones de las tuberas de seguridad. .......................................Error! Marcador no definido. 3. Las calderas de agua caliente calentadas indirectamente con vaporError! Marcador no definido. 4. Las calderas de agua caliente con combustibles lquidos o gaseosos hasta 300.000 Kcal/hError! Marcad5. Vlvulas de seguridad de alivio para instalaciones en circuito cerrado.Error! Marcador no definido. 6. Vlvulas de separacin. ........................................................................ Error! Marcador no definido. 7. Vlvulas en el circuito de alimentacin. ............................................. Error! Marcador no definido. 8. Vlvulas en el circuito principal........................................................... Error! Marcador no definido.

Art. 19. PRESCRIPCIONES DE SEGURIDAD PARA LAS CALDERAS DE FLUIDO TRMICO.Error! Marcador no1.1. Depsito de expansin. ..................................................................... Error! Marcador no definido. 1.2. Depsito colector. .............................................................................. Error! Marcador no definido. 1.3. Equipo de bombeo. ............................................................................ Error! Marcador no definido. 1.4. Vlvulas en el circuito principal........................................................ Error! Marcador no definido.


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS VIII

1.5. Equipo consumidor. ........................................................................... Error! Marcador no definido. 1.6. Proteccin ecolgica. ........................................................................ Error! Marcador no definido. 1.7. Proteccin contra incendios. ............................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 20. CALIDAD DEL AGUA DE ALIMENTACIN. .....................................Error! Marcador no definido. Art. 21. REQUISITOS COMUNES DE SEGURIDAD. .....................................Error! Marcador no definido. Art. 22. NORMAS DE SEGURIDAD Y DE FUNCIONAMIENTO EN LAS CALDERAS MANUALES.Error! MarcadorArt. 23. NORMAS DE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO DE CALDERAS AUTOMTICAS.Error! Marcador no d

1. Calderas bajo vigilancia indirecta........................................................ Error! Marcador no definido. 2. Calderas bajo vigilancia directa........................................................... Error! Marcador no definido. 3. Funcionamiento y seguridades............................................................ Error! Marcador no definido.

3.1. Dispositivos de paro del sistema de aportacin calorfica. ...............Error! Marcador no definido. 3.1.1. Vigilancia indirecta. ........................................................................Error! Marcador no definido.

3.1.1.1. Combustibles lquidos.............................................................Error! Marcador no definido. 3 1.1.5. Calentamiento por lquidos. ....................................................Error! Marcador no definido. 3.1.1.6. Calentamiento por combustible pulverizado...........................Error! Marcador no definido. 3.1.1.7. Calentamiento por combustible slido no pulverizado. ..........Error! Marcador no definido.

3.1.2. Vigilancia directa. ...........................................................................Error! Marcador no definido. 3.1.2.1. Combustibles lquidos.............................................................Error! Marcador no definido. 3.1.2.2. Combustibles gaseosos, energa elctrica y calentamiento por gases o lquidos.Error! Marcador no

3.2. Dispositivos de regulacin del sistema de aportacin calorfica.......Error! Marcador no definido. 3.2.1. Combustibles lquidos, gaseosos o slidos pulverizados..........Error! Marcador no definido. 3.2.2. Calentamiento por energa elctrica y calentamiento por gases o lquidos.Error! Marcador no definid

3.3. Seguridad de presin mxima del vapor o de temperatura mxima del lquido.Error! Marcador no definido3.4. Seguridad concerniente a la evacuacin de humos. ........................Error! Marcador no definido. 3.5. Seguridad de llama. ..........................................................................Error! Marcador no definido. 3.6. Seguridad de aire de combustin para combustibles gaseosos. .....Error! Marcador no definido. 3.7. Seguridad de encendido para quemadores con encendido automtico.Error! Marcador no definido.

4. Seguridad relativa a los combustibles. .................................................... Error! Marcador no definido. 4.1. Combustibles lquidos. ......................................................................Error! Marcador no definido. 4.2. Combustibles gaseosos. ...................................................................Error! Marcador no definido.

5. Seguridades por bajo nivel en calderas de vapor, agua sobrecalent. y agua caliente.Error! Marcador no definid5.1. Vigilancia indirecta. ...........................................................................Error! Marcador no definido. 5.2. Vigilancia directa. ..............................................................................Error! Marcador no definido.

6. Seguridad por bajo nivel en calderas de fluido trmico........................... Error! Marcador no definido. 7. Seguridad de caudal para calderas de fluido trmico. ............................ Error! Marcador no definido.

Art. . 24. NORMAS DE SEGURIDAD Y FUNCIONAMIENTO PARA SOBRECALENTADORES Y RECALENTADORES DE VAPOR ...................................................................Error! Marcador no definido.

1. Seguridad de temperatura. ...................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Reglaje de la aportacin de calor. ........................................................... Error! Marcador no definido. 3. Sobre el flujo de vapor............................................................................. Error! Marcador no definido.

Art. 25. PRESCRIPCIONES RELATIVAS A LA COMBUSTIN. ...................Error! Marcador no definido. Art. 26. CALIFICACIN DE LOS OPERADORES..........................................Error! Marcador no definido. Art. 27. OBLIGACIONES DEL FABRICANTE Y DEL USUARIO. ..................Error! Marcador no definido. DISPOSICIN TRANSITORIA .........................................................................Error! Marcador no definido.

MIE-ITC AP2: Tuberas para Fluidos Relativos a Calderas.Error! Marcador no definido.

Artculo 1. CLASIFICACIN..........................................................................Error! Marcador no definido. Art. 2. CAMPO DE APLICACIN...................................................................Error! Marcador no definido. Art. 3. PRESCRIPCIONES...............................................................................Error! Marcador no definido.

1. Autorizacin de instalacin. ..................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Autorizacin de puesta en servicio.......................................................... Error! Marcador no definido. 3. Primera prueba. ....................................................................................... Error! Marcador no definido. 4. Pruebas peridicas. ................................................................................. Error! Marcador no definido. 5. Forma de realizar las inspecciones peridicas. ...................................... Error! Marcador no definido. 6. Placas. ..................................................................................................... Error! Marcador no definido.

Art. 4. PRESCRIPCIONES GENERALES......................................................Error! Marcador no definido.


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS IX

Art. 5. PRESCRIPCIONES PARA TUBERAS DE VAPOR, AGUA SOBRECALENTADA Y AGUA CALIENTE. .......................................................................................................Error! Marcador no definido.

1. Materiales. ............................................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Dimetro de la tubera. ............................................................................ Error! Marcador no definido. 3. Uniones.................................................................................................... Error! Marcador no definido. 4. Ensayos y pruebas. ................................................................................. Error! Marcador no definido. 5. Puesta en servicio. .................................................................................. Error! Marcador no definido. 6. Instalacin................................................................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 6. PRESCRIPCIONES PARA TUBERAS DE FLUIDOS TRMICOS. ..Error! Marcador no definido. 1. Materiales. ............................................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Dimetro de la tubera. ............................................................................ Error! Marcador no definido. 3. Uniones.................................................................................................... Error! Marcador no definido. 4. Ensayos y pruebas. ................................................................................. Error! Marcador no definido. 5. Puesta en servicio. .................................................................................. Error! Marcador no definido. 6. Instalacin................................................................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 7. PRESCRIPCIONES PARA TUBERAS DE COMBUSTIBLES LQUIDOS.Error! Marcador no definido. 1. Materiales. ............................................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Dimetro de la tubera. ............................................................................ Error! Marcador no definido. 3. Uniones.................................................................................................... Error! Marcador no definido. 4. Ensayos y pruebas. ................................................................................. Error! Marcador no definido. 5. Puesta en servicio. .................................................................................. Error! Marcador no definido. 6. Instalacin................................................................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 8. PRESCRIPCIONES PARA TUBERAS DE COMBUSTIBLES GASEOSOS.Error! Marcador no definido. 1. Materiales. ............................................................................................... Error! Marcador no definido. 2. Dimetro de la tubera. ............................................................................ Error! Marcador no definido. 3. Uniones.................................................................................................... Error! Marcador no definido. 4. Ensayos y pruebas. ................................................................................. Error! Marcador no definido. 5. Puesta en servicio. .................................................................................. Error! Marcador no definido. 6. Instalacin................................................................................................ Error! Marcador no definido.

Art. 9. IDENTIFICACIN DE TUBERAS.......................................................Error! Marcador no definido. FRMULAS TILES PARA CLCULOS ..............................Error! Marcador no definido.


MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS 1

MANUAL PARA OPERADORES

INDUSTRIALES DE CALDERAS

(MOIC)


TEMA I: CONCEPTOS BSICOS.

1. PRESIN, SU MEDIDA Y UNIDADES. La presin es la fuerza ejercida por unidad de superficie. La presin ejercida sobre un cuerpo (slido, lquido o gas) vendr expresada por la relacin entre una fuerza F y la superficie S sobre la que dicha fuerza acta:

Fuerza Presin = Superficie

La unidad de presin ser igual, por tanto, a la unidad de fuerza dividida por la unidad de superficie.

1 unidad de Fuerza 1 unidad de Presin = 1 unidad de Superficie

Si adoptamos como unidad de fuerza, por ejemplo, el newton que es la fuerza que comunica a una masa de 1 kilogramo la aceleracin de 1 metro por segundo en cada segundo, y como unidad de superficie el metro cuadrado, tenemos: Esta unidad de presin se denomina pascal.

1 Pa = 1 N / m2

En la prctica se utilizan tambin otras relaciones de fuerza/superficie, fciles de reducir a la unidad ya mencionada. As, por ejemplo:

- el bar: 1 bar = 105 N/m2 = 100.000 Pa = 105 Pa = 100 kPa - el milibar: 1 mbar =100 N/m2 = 100 Pa - el kilogramo-fuerza (o kilopondio) por metro cuadrado:

1 Kgf/m2 = 1 Kp/m2 = 9,8 N/m2 = 9,8 Pa



- el kilogramo-fuerza por centmetro cuadrado, derivada de la anterior: 1 Kgf/cm2 = 98.000 N/m2 = 98.000 Pa = 98 kPa Nota: habitualmente se utiliza 1 Kg/cm2 100 kPa

Otra unidad utilizada en instalaciones hidrulicas es la derivada de la presin generada por una columna de agua. As, una columna de 10 metros de altura de agua ejerce sobre su parte inferior una presin de 1 bar.

Esta presin es independiente del dimetro de la columna y la relacin se mantiene en todos los circuitos abiertos. La unidad la podemos encontrar en los manmetros como: m.c.d.a m.c.a m.H2O Una divisin de la misma es el mm.c.d.a: 1 m.c.d.a. = 1.000 mm.c.d.a

HIDRMETRO en mm.c.d.a.

Los manmetros que miden la presin en esta unidad (altura de columna de agua) se denominan hidrmetros. Sus equivalencias con otras unidades de presin son:

10 m.c.d.a = 1 bar = 100 kPa

10 mm.c.d.a. = 1 mbar = 100 Pa Otra unidad utilizada para medir las presiones es el PSI (libras/pulgada2) y su equivalencia es:

1 bar = 14,7 PSI



Al indicar la presin debe mencionarse si sta es absoluta o relativa. Valor absoluto de la presin es el que sta tiene en s; valor relativo es el que posee cuando se la compara con alguna otra presin con la cual est ntimamente relacionada. Las presiones que medimos con los manmetros indican la presin relativa. Hay que aadir a sta la presin atmosfrica (que depende de la altura respecto al nivel del mar) para obtener la presin absoluta: PRESIN ABSOLUTA = PRESIN RELATIVA + PRESIN ATMOSFRICA

As, por ejemplo, una caldera cuyo manmetro marque una presin (relativa) de 6 bar, tiene una presin absoluta de 7 bar (suponiendo la presin absoluta 1 bar = nivel del mar). En la diferente documentacin donde puedan aparecer medidas de presiones, y si no se especifica otra cosa, las medidas son PRESIONES RELATIVAS. Cuando se quiere especificar, se suele utilizar las abreviaturas de :

bar (abs) para PRESIONES ABSOLUTAS bar (rel) para PRESIONES RELATIVAS

MODELOS DE MANMETROS

Para medir la presin se usan unos instrumentos denominados manmetros, cuyo tipo ms comnmente empleado es de Bourdon que nos indica la presin relativa a que



est sometido el aparato al que est conectado, ya que cuando est marcando el cero, el aparato en cuestin est a la presin atmosfrica (ver siguiente punto 2) por lo que la presin absoluta que se alcance en el aparato ser igual a la indicada por el manmetro (presin relativa) ms la presin atmosfrica. 2. PRESIN ATMOSFRICA. Es la presin ejercida sobre todos los cuerpos que hay sobre la Tierra por la masa gaseosa que rodea a sta, y que conocemos por atmsfera. La presin atmosfrica se determina mediante el experimento de Torricelli.

Cogemos un tubo de vidrio, cerrado por un extremo, de 1 m de altura, y lo llenamos de mercurio. Despus, tapamos con un dedo el extremo abierto, invertimos el tubo y lo sumergimos en un depsito de mercurio. Al retirar el dedo, se observa que la altura de la columna de mercurio en el interior del tubo desciende hasta un valor h < 1 m, contada verticalmente desde la superficie libre del depsito. Es evidente que la presin P sobre un punto cualquiera de la superficie libre del mercurio en el depsito es igual a la presin atmosfrica y, simultneamente, es tambin igual a la presin sobre cualquier punto interior al tubo que est situado al mismo nivel de los de la superficie libre en el depsito, que viene dada por la expresin:

P = d x g x h

siendo: d = densidad del mercurio g = aceleracin de la gravedad h = altura de la columna dentro del tubo.



Y si suponemos que estamos a nivel del mar (h = 76 cm), que la temperatura es de 0 C (d = 13,59 g/cm3), y que la aceleracin de la gravedad es exactamente igual (g = 980,6 cm/s2) en todos los puntos de la Tierra, obtenemos una presin, que se conoce como presin normal y que se ha utilizado como unidad bajo la denominacin de atmsfera fsica: 1 atm = 13,59 (g/cm3) x 980,6 (cm/s2) x 76 (cm) = 1,033 Kgf/cm2

Se denomina atmsfera tcnica a la presin de 1 Kp/cm2 (= 1 Kgf/cm2) exactamente. A veces, se utilizan otras unidades para medir la presin atmosfrica, tales como el bar, el torr o el pascal: 1 atm = 1.013 mbar ~ 1 bar = 105 Pa = 100.000 Pa 1 torr = 1 atm / 760 = 1,333 mbar ~ 133 Pa

El torr es la presin atmosfrica correspondiente a la altura reducida de 1 mm de mercurio. Los instrumentos destinados a medir la presin at-mosfrica se llaman barmetros.

BARMETRO

3. TEMPERATURA, MEDIDA Y UNIDADES. El calor que posee un cuerpo viene dado por la suma de las energas cinticas que poseen todas las molculas de este cuerpo. La temperatura es una medida de este potencial energtico que tiene el cuerpo, as pues, midiendo esta temperatura, por medio de unos instrumentos denominados termmetros nos permitir conocer la cantidad de calor que contiene el cuerpo en cuestin. CALOR TEMPERATURA



Si en un cuerpo dado designamos por m la masa de cada una de las molculas, n el nmero de ellas, v la velocidad de su movimiento y K un coeficiente constante para cada cuerpo la cantidad Q de calor de este cuerpo es:

Q = K x n x m x (v2 / 2) (a) Si n x m es igual a la masa M total del cuerpo queda: Q = K x M x (v2 / 2) (b) Como la temperatura T del cuerpo es una medida de este potencial energtico que depende, como tenemos visto en (a), de v2 se cumplir: T = H x v2, siendo H un valor constante para cada caso. Despejando v2 de esta ltima frmula y sustituyendo en (b) queda: Q = K / (2 x H) (c) Al valor K / (2 x H) se le denomina calor especfico, que se estudiar ms adelante.

Para la construccin de los termmetros se ha partido de estudiar los efectos que produce en los cuerpos la variacin de la temperatura. As pues, tenemos:

- Termmetros de dilatacin, que se basan en las variaciones de volumen que experimentan los cuerpos al variar su temperatura.

- Termmetros de presin, que se basan en las variaciones de presin que experimentan los gases al variar su temperatura.

- Termmetros de resistencia, que se basan en el cambio de resistividad elctrica que experimentan los cuerpos al variar su temperatura.

- Termmetros termoelctricos, que se basan en los cambios de potencial elctrico experimentados en la unin o soldadura de dos metales distintos.

- Pirmetros pticos que se basan en el valor de la constante de la relacin entre el poder emisivo y el poder absorbente que con respecto a las radiaciones calorficas poseen los cuerpos.

MODELOS DE TERMMETROS

Tal como se ha indicado al inicio de este tema el cero absoluto de la temperatura de un cuerpo corresponde al punto en que su potencial energtico es nulo, es decir, el cuerpo no contiene absolutamente nada de calor.



En cada tipo de termmetro se toma como cero relativo un estado particular de la caracterstica elegida para la medicin de la temperatura. Las temperaturas medidas a partir de cero relativo corresponden a temperaturas relativas. La temperatura absoluta es pues igual a la temperatura relativa ms la temperatura absoluta del cero elegido. Normalmente se parte, como puntos de referencia, de la temperatura de fusin del hielo y de la de ebullicin del agua para establecer las diferentes escalas termo-mtricas. En la escala Centgrada (C) estos puntos corresponden a 0C y 100C. En la escala Farenheit (F) estos puntos corresponden a 32F y 212F. En la escala Reaumur (R) estos puntos corresponden a 0 R y 80 R. En la escala absoluta Kelvin (K) el cero absoluto corresponde a -273 C. Para pasar de una escala a otra, basta aplicar las diferentes frmulas:

C = K - 273 K = C + 273

C = (F - 32) x 5/9 F = C x 9/5 + 32

C = R / 0,8 R = C x 0,8



TABLA COMPARATIVA DE ESCALAS DE TEMPERATURAS

ESTADO DEL AGUA (1 bar) CELSIUS FAHRENHEIT KELVIN REAMUR

C F K R 200 392 473 160 180 356 453 144

VAPOR 160 320 433 128 140 284 413 112 120 248 393 96

VAPORIZACIN 100 212 373 80 90 194 363 72 80 176 353 64 70 158 343 56 60 140 333 48

LQUIDA 50 122 323 40 40 104 313 32 30 86 303 24 20 68 293 16 10 50 283 8

CONGELACIN 0 32 273 0 -10 14 263 -8 -20 -4 253 -16 -30 -22 243 -24 -40 -40 233 -32

HIELO -50 -58 223 -40 -100 -148 173 -80 -150 -238 123 -120 -200 -328 73 -160 -250 -418 23 -200 -260 -436 13 -208

CERO ABSOLUTO -273 -459,4 0 -218,4

4. CAMBIO DE ESTADO, VAPORIZACIN Y CONDENSACIN. La materia se presenta en la Naturaleza en forma de tres estados diferentes segn sea la energa intermolecular (calor) que posea: slido, lquido y gaseoso.

En el estado slido las fuerzas de atraccin intermolecular (cohesin) son muy fuertes, superiores a la energa propia y se mantiene el volumen y la forma. Si a este cuerpo en estado slido le cedemos calor, aumentar su energa interna logrando que sus molculas puedan vencer determinadas fuerzas de cohesin obtenindose un nuevo estado de la materia, estado lquido, en que el cuerpo mantiene el volumen pero no la forma.

Al continuar cediendo energa a este cuerpo, se llega a un punto en que la MANUAL DE OPERADOR INDUSTRIAL DE CALDERAS 9

DE ESCALAS DE TEMPERATURASLQUIDAHIELO

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