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Economizadores CRE / CCE / C2X

Manual de operación

750-266

11/08

CLEAVER-BROOKS

Economizadores CRE / CCE / C2X

Manual de operación

© Cleaver-Brooks 2008

Por favor dirija órdenes de compra de reemplazo de manuales a su representante autorizado local Cleaver-Brooks.

Manual parte núm. 750-266

11/08

ADVERTENCIA NO OPERE, DÉ SERVICIO O REPARE ESTE EQUIPO A MENOS QUE COMPRENDA POR COMPLETO TODAS LAS SECCIONES QUE APLIQUEN A SU APARATO EN ESTE MANUAL. NO PERMITA QUE OTROS OPEREN, DEN SERVICIO O REPAREN ESTE EQUIPO A MENOS QUE COMPRENDAN POR COMPLETO TODAS LAS SECCIONES QUE APLIQUEN A SU APARATO EN ESTE MANUAL. SI NO SIGUE TODAS LAS ADVERTENCIAS E INSTRUCCIONES QUE APLIQUEN A SU APARATO, SU PERSONAL PODRÍA SUFRIR HERIDAS GRAVES O MUERTE.

PARA: Propietarios, operadores y/o personal de mantenimiento Este manual de operación presenta información que ayudará a operar y cuidar el equipo apropiadamente. Estúdielo detenidamente. La unidad proveerá buen servicio y operación continua si se opera y da mantenimiento conforme indican las instrucciones. No debe intentar operar la unidad hasta que comprenda por completo los principios de operación y todos los componentes. No tomar en cuenta todas las instrucciones y advertencias puede resultar en heridas graves o muerte.

Es responsabilidad del dueño entrenar y aconsejar en todos los aspectos de seguridad, no solo a su personal, sino también al personal de los contratistas que dan servicio, reparan u operan el equipo.

El equipo Cleaver-Brooks está diseñado para tener una larga vida y dar un servicio excelente. Los aparatos eléctricos y mecánicos provistos como parte de la unidad fueron elegidos por su conocido desempeño; sin embargo, en todo momento deben seguirse las técnicas de operación y procedimientos de mantenimiento adecuados. Aunque estos componentes tienen un alto grado de protección y seguridad, la operación del equipo no debe considerarse como libre de riesgos y peligros, que son inherentes al manejo y encendido de combustible.

Cualquier característica “automática” incluida en el diseño no libera al operador de responsabilidades. Dichas características simplemente lo liberan de ciertas acciones repetitivas y le dan más tiempo para operar apropiadamente el equipo.

Es totalmente la responsabilidad del operador el usar y mantener el equipo apropiadamente. No hay cantidad de instrucciones escritas que puedan reemplazar el pensamiento y razonamiento inteligentes, y este manual no tiene como propósito el deslindar a los operadores de la responsabilidad de operar apropiadamente la unidad. Por otro lado, se requiere una comprensión profunda de este manual antes de intentar operar, dar mantenimiento, servicio o reparar este equipo.

Debido a códigos estatales, locales y otros códigos aplicables, hay una gran variedad de controles eléctricos y aparatos de seguridad que varían considerablemente de una caldera a otra. Este manual contiene información diseñada para mostrar cómo opera un quemador básico.

Los controles de operación funcionarán normalmente por periodos largos de tiempo y hemos descubierto que algunos operadores han relajado sus pruebas mensuales o diarias, asumiendo que la operación normal continuará indefinidamente. Las fallas en los controles llevan a una operación poco económica y daño al equipo. En la mayoría de los casos, estas fallas pueden deberse directamente a descuidos y deficiencias en las pruebas y el mantenimiento.

Se recomienda que se lleve una bitácora o registro del cuarto de calderas. Registrar las actividades de mantenimiento diario, semanal, mensual y anualmente y registrar cualquier operación inusual servirá como una guía valiosa en caso de requerirse una investigación.

La mayoría de los casos de daños graves a las calderas se deben a operación con nivel bajo de agua. No podemos exagerar la reiteración de la necesidad de que el operador revise periódicamente los controles de nivel bajo de agua y que sigan prácticas adecuadas de mantenimiento y pruebas. Las tuberías de interconexión a dispositivos de nivel de agua bajo deben inspeccionarse periódicamente para evitar cualquier paro que pueda obstruir el libre flujo de agua a los dispositivos de nivel de agua bajo. Los flotadores de estos controles deben inspeccionarse a menudo para detectar la presencia de sustancias extrañas que pudieran impedir el movimiento de la válvula de flotación.

La condición de las paredes del recipiente de presión es extremadamente importante. Deben inspeccionarse las superficies en contacto con el agua buscando lodo, sedimentos, sarro o corrosión.

Son esenciales los servicios de una compañía de tratamiento de agua calificada o de un consultor de agua para recomendar las prácticas adecuadas de tratamiento de agua para la caldera.

La operación de este equipo por el dueño y el personal deben cumplir con todos los requerimientos o regulaciones de su compañía de seguros y/o otra autoridad que tenga jurisdicción. En el caso de que haya conflicto o inconsistencia entre dichos requerimientos y las advertencias o instrucciones contenidas en este manual, por favor contacte a Cleaver-Brooks antes de proceder.

CONTENIDO

Sección 1 – Economizadores de modelos CRE y CCE ............................................................. 1-1

GENERAL .............................................................................................................. 1-2

DESCARGA ........................................................................................................... 1-2

INSTALACIÓN ....................................................................................................... 1-2

ARRANQUE ........................................................................................................... 1-6

MONITOREO DE DESEMPEÑO ........................................................................... 1-8

MANTENIMIENTO ................................................................................................. 1-8

OPCIONES ............................................................................................................ 1-9

Sección 2 – Economizador de condensación en dos etapas Modelo C2X ............................... 2-1

GENERAL .............................................................................................................. 2-2

DESCARGA ........................................................................................................... 2-2

INSTALACIÓN ....................................................................................................... 2-3

SECUENCIAS DE OPERACIÓN ......................................................................... 2-10

CONTROLES DEL ECONOMIZADOR ................................................................ 2-12

MONITOREO DE DESEMPEÑO ......................................................................... 2-17

MANTENIMIENTO ............................................................................................... 2-17

Sección 1 – Economizadores modelos CRE y CCE

GENERAL .............................................................................................................. 1-2

DESCARGA ........................................................................................................... 1-2

INSTALACIÓN ....................................................................................................... 1-2

ARRANQUE ........................................................................................................... 1-6

MONITOREO DE DESEMPEÑO ........................................................................... 1-8

MANTENIMIENTO ................................................................................................. 1-8

OPCIONES ............................................................................................................ 1-9

Economizadores y paquete de optimización de caldera

1-2 Parte núm. 750-266

1.1. – GENERAL

El economizador Cleaver Brooks es, en esencia, un dispositivo de transferencia de calor estático reactivo. El desempeño de este tipo de transferencia depende de las condiciones de temperatura, presión y masa o flujo disponibles tanto en el líquido como en el gas.

Los economizadores de Cleaver Brooks prácticamente no requieren mantenimiento pues no tienen partes movibles, a excepción del movimiento del baipás de gas interno, o el deshollinador automático con temporizador (opcional).

Los termocambiadores modelo CRE están equipados con una placa de desviador, y todos los termocambiadores incluyen un baipás de compuerta interno (exclusivo de Cleaver Brooks) hecho de acero inoxidable para desviar el calor residual a través del tubo aletado o para hacer baipás de una porción hacia arriba, a través del centro o modular (con equipo opcional) de acuerdo a los requerimientos de desempeño.

Los estimados de desempeño realizados por la computadora se calculan dando por hecho que la compuerta se ajusta en posición completamente cerrada o perpendicular al flujo del escape.

1. 2. – DESCARGA

Antes de su fabricación, todos los termocambiadores fueron representados con la emisión de un dibujo en AutoCAD en escala para la aprobación del cliente. Este dibujo puede usarse para preparar la instalación y para proveer equipo especial para las necesidades de descarga.

Cleaver Brooks inspecciona todo el equipo antes de su envío, y no puede hacérsele responsable por daños en el trayecto. Además, todos los dispositivos eléctricos se prueban minuciosamente para asegurarse de que operen de acuerdo a las especificaciones de diseño.

Todos los termocambiadores se envían por medio de una empresa de transportes común. Tómese el tiempo de inspeccionar el termocambiador cuando lo reciba, y presente las quejas por daños tan pronto como le sea posible a la empresa de transportes, dentro del tiempo límite permitido.

Las unidades de la línea de productos CCE se envían en cajas cerradas. Para sacar el economizador primero, con la unidad todavía en el contenedor del envío o en el patín, posiciónelo tan cerca del sitio de instalación como le sea posible. Luego sujete una grúa elevadora a todas las orejas de enganche localizadas en la tapa superior o cono.

Por lo general, el economizador CRE se envía en la posición en la que debe instalarse. Dependiendo del tamaño, algunos termocambiadores se envían en palés de madera y/o se montan en patines de acero para que puedan moverse y/o instalarse con un montacargas. Los termocambiadores muy grandes que se instalan en posición vertical se envían de lado. Use todas las orejas de enganche cuando lo levante. Para retirar un termocambiador grande del remolque de cama plana, sujete una cadena de elevación a todas las orejas de enganche, según se requiere, cuando eleve de la posición horizontal para poner en posición vertical. Para los termocambiadores extremadamente grandes, asegúrese de contar con un operador(es) de grúa experimentado(s) para retirar del remolque de cama plana y posicionar. Si tiene alguna pregunta durante el traslado e instalación del termocambiador, por favor no dude en contactar a su representante autorizado Cleaver-Brooks para obtener sugerencias. Los termocambiadores grandes incluyen soportes de estructura de acero para ayudar a montar en su soporte permanente (proporcionado por el cliente) según se requiera durante la instalación.

NOTA: Las partes sueltas podrían ser enviadas dentro de la caja o dentro de la unidad montada en patín. Las partes sueltas enviadas dentro de la unidad estarán ubicadas debajo del baipás de compuerta, en una caja por separado.

Para evitar retrasos al poner el economizador en su posición, tenga listos un montacargas y andamios antes de recibir la unidad.

1.3 INSTALACIÓN

Consulte los datos de entrega para conocer pesos y dimensiones específicos y para asegurarse de obtener una instalación bien diseñada y segura ya sea cuando cuelga o pone el termocambiador en su soporte.


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El termocambiador se envía listo para ser montado en posición vertical u horizontal, como se especifique originalmente (consulte a la fábrica si desea un cambio en la dirección del flujo de gas).

Para instalaciones adaptadas existentes, asegúrese de que la fuente de combustión haya sido apagada y se haya enfriado.

Para instalaciones adaptadas, el economizador se instala en línea con el escape de chimenea o ducto existente, a menos que se especifique lo contrario. Por lo general, se corta y retira una sección del escape de chimenea para permitir la inserción del economizador. La porción restante del escape de chimenea que queda por arriba del corte no debe exceder 500 libras (226.8 kg) y debe estar apoyada adecuadamente. En algunos casos, el economizador puede ponerse directamente encima de la fuente de combustión formando, de hecho, la primera sección del ducto de escape, levantando o cortando la chimenea de escape existente para darle espacio al economizador.

Para unidades de flujo vertical donde el plan es colocar el economizador en la chimenea existente, verifique que la chimenea de soporte permita carga. Sin embargo, se recomienda que se incorporen otras fuentes de soporte para reducir o quitar la carga del peso del economizador sobre la fuente de calor residual. Coloque cuatro (4) tirantes tensores de 5/8” a través de las orejas de enganche, que pueden usarse para suspender las unidades más pequeñas, dependiendo de las capacidades de suspensión superior.

Figura 1.1. – Instalación de unidades de flujo vertical

Para unidades de flujo horizontal, el economizador debe ponerse en su lugar sobre un soporte estructural (diseñado por otros) y/o suspenderse desde el techo, si las condiciones lo permiten.

ESTRUCTURA DE APOYO (NO PROVISTA

POR C-B)

BARRAS DE SOPORTE

(NO PROVISTAS

POR C-B)


1-4 Parte núm. 750-266

Figura 1.2. – Instalación de unidad de flujo horizontal con soporte en el piso

Figura 1.3. – Instalación de unidad de flujo horizontal con soporte en el techo

Donde se instalen economizadores grandes, se pueden usar dos (2) perfiles doble T o canales con soporte. El termocambiador puede fijarse en los perfiles doble T y deslizarse a la chimenea baja y/o adaptador de chimenea, para dejarlo bien sujeto. Coloque cuatro (4) tirantes tensores (como se especifique y proporcionado por otros proveedores) que pueden usarse para suspender las unidades, dependiendo del soporte superior.

Los economizadores C-B están diseñados para aguantar un máximo de 500 libras de peso de chimenea por encima del economizador.

Debe cerciorarse de la integridad estructural del edificio (por otros) antes de instalar el economizador suspendiéndolo del techo.

ESTRUCTURA DE SOPORTE (NO PROVISTA POR C-B)

BARRAS DE SOPORTE (NO PROVISTAS POR

C-B)


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Use juntas de expansión (proporcionadas por otro proveedor) según lo requiera la instalación, asegurándose así de que a las conexiones del gas de escape o a las tuberías no entren fuerzas externas debidas a la dilatación termal.

Las conexiones de escape por lo general se unen con bridas de acoplamiento opcionales y/o transiciones de chimenea. Las bridas de acoplamiento pueden embonarse o soldarse a tope en el hueco de la chimenea, una vez que esté alineado. Asegúrese de que el economizador esté nivelado antes de soldar o fijar con pernos en la posición final.

Las conexiones de líquidos están conectadas ya sea con conexiones de rosca NPT o conexiones de brida. Las tuberías de líquidos deben incluir tubería con una válvula de corte y baipás, para un caso en que se requiera aislar el termocambiador.

NOTA: La válvula de alivio de seguridad debe estar ubicada entre las válvulas de aislamiento y el economizador, y también debe estar cerca del termocambiador. Las tuberías de líquidos desde y hacia el termocambiador deben permitir que éste se llene en todo momento, especialmente cuando el flujo pueda detenerse.

Se recomienda utilizar agua desgasificada con cualquier economizador C-B. Por lo general, en la instalación de tubería se usan tubos de acero schedule 80. Puede ser necesario otro material de tubería para algunas aplicaciones. Para determinar el mejor material de tubería para su instalación, considere el tipo de líquido, presiones y temperaturas de operación y cualquier elemento corrosivo en el líquido o en la atmósfera. Se recomienda el uso de uniones y/o bridas cuando se requiere aislamiento. Se recomiendan tubos de acero inoxidable si usa agua no desgasificada.

Si una bomba de circulación es parte del sistema que se instalará, instale una esfera o válvula de control de flujo en el lado de succión de la bomba, y una en el lado de descarga de la bomba. Esto permitirá retirar y reemplazar la bomba más fácilmente.

La tubería de drenaje debe incluir válvulas de un fabricante confiable, para reducir aún más la posibilidad de una fuga sin detectar.

Las válvulas de alivio de seguridad deben ubicarse, según se requiera, en el termocambiador, y deben conducirse por separado y de manera segura al drenaje.

Se recomienda la instalación de una válvula de respiración en el punto más alto del sistema de tubería, esto es necesario para purgar el aire, especialmente durante el arranque inicial.

1.3.1- Consideraciones especiales para la instalación

El economizador C-B puede instalarse en interiores o exteriores, con una tubería de drenaje apropiada para los periodos de paro. Si hay una posibilidad, aunque sea remota, de que las temperaturas del ambiente caigan por debajo de la congelación, se recomienda que evite la congelación potencial del núcleo de transferencia de calor. Los termocambiadores de tipo bobina (CCE) instalados en posición horizontal requerirán de mínimo 80 psig de presión de aire para sacar el líquido de la bobina.

Todos los economizadores tienen una conexión a drenaje y un colector de fangos en la parte inferior.

Para aplicaciones de gas natural en que el economizador se instaló horizontalmente, Cleaver-Brooks proporciona una conexión a drenaje en el punto inferior de un costado. Por favor revise el dibujo con que se entrega el producto, o consulte a Cleaver-Brooks para conocer la posición exacta de instalación. La tubería de drenaje de condensado puede conectarse al drenaje del piso. La tubería de condensado debe incluir una trampa de agua para evitar el escape de gas de chimenea.

Cuidados para proteger contra congelamiento: durante un paro de sistema, cuando la combustión se detenga por un periodo largo de tiempo (que no sea el del ciclo normal), el aire frío volverá a los huecos de escape y chimenea, a través del termocambiador y dentro de la fuente de combustión. Si el aire frío está por debajo del punto de congelamiento, puede congelar los tubos con aletas y causar una ruptura, terminando por destruir el termocambiador. Para aplicaciones en que pueda detenerse el flujo de agua y en las cuales exista la posibilidad de congelamiento, debe incorporarse una rutina de apagado con sistema manual. A menos que sea absolutamente necesario, en temperaturas ambiente menores a cero grados, no se recomienda usar válvulas de drenaje de tipo solenoide para el drenaje automático.

Donde ya se ha aplicado un aislante de fábrica, no aplique material aislante en el termocambiador, de lo contrario puede dañarlo. Coloque material aislante a las tuberías y escape según considere necesario.


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Asegúrese de que las conexiones de líquidos no interfieran con la apertura de acceso a los paneles de las puertas.

Para los termocambiadores serie CCE se recomienda que el flujo de líquido se conecte a la parte superior del economizador y que salga por la parte inferior para un flujo cruzado. Consulte el diagrama de flujo circulante (si existe) para su aplicación, para conocer el diseño de tubería y componentes. Puede que la instalación incluya termómetros de salida y entrada de escape y líquido (opcionales).

A las válvulas de alivio del economizador no deben asignárseles valores de presión más altas que el valor nominal de presión del economizador. Las válvulas de alivio del tanque de almacenamiento de líquido no deben tener valores de presión de descarga más altos que el valor nominal de presión del tanque de almacenamiento. Para evitar fugas de la válvula de seguridad, asegúrese de que el valor de presión asignado a la válvula de seguridad sea suficientemente mayor que la presión de vacío de la bomba de alimentación.

Se recomienda que la tubería y tanque de circulación (si se incluye) tengan material aislante, para reducir la pérdida de calor.

Si las condiciones existentes pueden someter a los tubos aletados a acumulación interna de sarro, debe instalar medidores de presión (provistos por otros) en los extremos de salida y entrada de líquido del economizador. Esto permitirá el monitoreo de las restricciones que pueda haber en el flujo de líquido. Incorporar en la instalación de la tubería tubos en T con tapa, uno en el extremo de entrada de líquido y otro en el extremo de salida de líquido, permitirá usar, con el economizador en su lugar, una solución desincrustadora de sarro. Consulte a la fábrica para obtener conocer cuáles son las soluciones desincrustadoras adecuadas.

1.4- ARRANQUE

Durante el arranque inicial y antes de que pueda aplicarse calor de combustión al termocambiador, asegúrese de que el líquido fluya por el economizador.

NOTA: Cleaver Brooks requiere que el líquido esté fluyendo por el economizador en todo momento, esto para evitar daño al termocambiador a causa de sobrecalentamiento de escape de chimenea. Al arrancar la caldera en frío, debe tomar precauciones para asegurarse de que haya agua fluyendo por el economizador. Asegúrese de que exista suficiente flujo para evitar acumulación de temperatura y presión innecesarias dentro del lado de líquido del economizador. Cuando la caldera alcance la presión de vapor de operación del sistema y comience a aceptar agua de alimentación, puede reanudar la operación normal.

Importante

Si introduce líquido a un termocambiador caliente, puede provocar un daño severo y esto nulificará cualquier garantía. Contacte a Cleaver Brooks para aplicaciones en que sea necesario que el

termocambiador opere seco a temperaturas mayores de 500 grados Fahrenheit.

Si las temperaturas finales de escape son demasiado bajas, la disminución de presión en el economizador es muy alta, o si no se excede la temperatura de agua deseada, ajuste la compuerta de baipás de gas para obtener el objetivo deseado.


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Figura 1.4 – Posición de compuerta, operación (cerrado) y baipás (se muestra modelo CCE)

Con la compuerta en posición cerrada, el gas de escape se desvía a través del tubo aletado, donde ocurre el intercambio de calor.

Cuando la compuerta está en posición abierta, el gas de escape puentea los tubos del economizador.

Compuerta de baipás CRE Compuerta de baipás CCE Ajuste manual de compuerta

Aproveche cuando el termocambiador está limpio y como nuevo para anotar y registrar lo siguiente:

Temperaturas de entrada y salida de líquido

Temperaturas de entrada y salida de gas de escape

Lectura del medidor de presión (si aplica)

Esta información proveerá un punto de referencia en caso de una futura falla.

Compuerta cerrada Compuerta abierta

Salida de agua

Flujo de escape

Admisión de agua


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1.5- MONITOREO DE DESEMPEÑO

Se recomienda inspeccionar el núcleo o bobina si el desempeño comienza a reducirse (abandono de temperaturas líquidas y recuperación de Btu/hr). Una buena práctica de mantenimiento consiste en mantener una bitácora de desempeño desde que se instale el economizador, para así comparar cualquier cambio en el futuro.

Un método sencillo para determinar si el termocambiador está desempeñándose apropiadamente, es monitorear las temperaturas de salida en los lados de líquido y gas mientras el economizador esté nuevo, para establecer datos de comparación. Si la temperatura de chimenea que deja el termocambiador es más alta de lo normal, y la temperatura de salida de líquido es más baja de lo normal, entonces la superficie de transferencia de calor probablemente tiene una obstrucción o sedimento en la parte interior de la tubería. Esto requiere limpieza tan pronto como sea posible, durante un periodo de paro que sea conveniente.

En un sistema de circulación que tenga bomba y tanque de almacenaje BTU, si hay descarga en la válvula de alivio de presión del economizador, es posible que haya poco o nada de líquido circulando por el economizador. Revise la operación de la bomba y repare o reemplace piezas según sea necesario. NO INTENTE RETIRAR O REEMPLAZAR LA BOMBA A MENOS QUE LA BOMBA, TUBERÍAS Y LÍQUIDO SE HAYAN ENFRIADO. Puede que necesite buscar si hay restricciones en el flujo de las tuberías y/o economizador.

Si las temperaturas de líquido y salida del economizador están cerca de ser iguales, esto puede deberse a un problema en la bomba y/o acumulación de sarro en el tubo aletado. Resuelva el problema como se mencionó arriba. También es posible que las bobinas de las aletas estén severamente sucias. Consulte la sección 1.7 para saber cómo limpiarlas.

1.6- MANTENIMIENTO

Como se mencionó en la descripción general, los economizadores no requieren mantenimiento mecánico pero, por supuesto, cuando se añade equipo de control adicional al termocambiador, tal como un soplador de hollín automático con temporizador, controles de compuerta, etcétera, entonces esos componentes requerirán mantenimiento periódico que sea consistente con la operación normal (consulte detalles del equipo que corresponda y manuales específicos que apliquen).

El establecimiento de una rutina de inspección física del área del núcleo de transferencia de calor dependerá de las condiciones de temperatura y la calidad de combustión dentro del flujo de de gas de chimenea. NOTA: Antes de intentar inspeccionar o limpiar las bobinas aletadas, asegúrese de que la fuente de combustión esté apagada y fría, y de que el economizador esté frío.

En aplicaciones encendidas con gas natural, si el escape está limpio, la inspección física será mínima mientras se mantenga una combustión apropiada en la fuente de calor.

Las aplicaciones de combustible pueden requerir una inspección del área del núcleo de transferencia de calor más frecuente, debido a la mayor posibilidad de acumulación de hollín y partículas en la superficie del tubo aletado.

Se suelen recomendar los exclusivos sopladores de hollín automáticos con temporizador marca Cleaver Brooks para aplicaciones que funcionan con combustible o incineración, ya que en éstas la suciedad es inevitable con el uso regular. Mantener limpia en todo momento la superficie de calentamiento asegura la máxima transferencia de calor. La acumulación de hollín en el tubo aletado, debida a mala combustión, actúa como aislante y reducirá dramáticamente la eficiencia del termocambiador. Cuando la fuente de combustión es gasóleo, un calendario de mantenimiento periódico para inspeccionar el termocambiador y mantener la fuente de combustión afinada, asegurará muchos años sin problemas de ahorro de combustible por recuperación de calor de escape.

Los paneles de puerta de inspección de acero inoxidable, protegen la(s) bobina(s) de todos los termocambiadores serie CCE. El cierre de cada panel abisagrado tiene una serie de pestillos de presión de liberación rápida (que no requiere herramientas) para permitir inmediato y total acceso al área de calor del termocambiador. Algunas unidades tienen puertas con cerrojos cuando la presión estática excede 10.0” de columna de agua, y requerirán de una llave inglesa para ser abiertas.

El proceso de inspección y mantenimiento puede realizarse sin desmantelar ninguna de las conexiones de tubería o chimenea. Si la recuperación Btu/hr. Comienza a mostrar una disminución de desempeño consistente, en comparación con la condición de operación original, entonces debe iniciar el soplador de hollín (si se eligió este equipamiento). Si el economizador no está equipado con un soplador de hollín automático con


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temporizador, debe abrir la puerta de acceso para poder realizar la inspección y limpieza. Se proporciona una puerta de acceso grande (está disponible una con bisagras de manera opcional) para la inspección, limpieza y remoción de tubería, según se requiera (solo CRE).

Si se ha determinado que las aletas están sucias y necesitan limpieza (por ejemplo, acumulación de 1/6” de grueso en las aletas), el área de tubo aletado sucia puede limpiarse manualmente soplando a las aletas vapor a alta presión o aire con un lanzador. Cuando esté limpiando manualmente, con aire o vapor, primero abra la compuerta interna a la posición de baipás (el brazo de la compuerta debe estar en línea o paralelo con el flujo de gas de escape).

A continuación se menciona el procedimiento para abrir y cerrar las puertas grandes en las unidades CRE. NOTA: puede que sea necesario proveer los medios para soportar el peso de la puerta.

1. Quite todas las tuercas de los pernos de brida de la puerta, excepto el ubicado en la parte opuesta a las bisagras.

2. Afloje todas las tuercas de bisagra. 3. Jale el lado de bisagras de la puerta hacia afuera, donde las ranuras de bisagra se detienen en los pernos y

reapriete las tuercas de bisagras. 4. Quite la última tuerca en el lado opuesto a las bisagras.

5. 5.* Jale la puerta hacia afuera hasta que el perno de ajuste la detenga. La puerta debe estar afuera más allá de los pernos.

6. *Baje el perno de ajuste hasta que la puerta cuelgue libremente y el perno de ajuste no toque el tope. 7. La puerta está lista para abrirse. 8. Siga los pasos en sentido opuesto para cerrar.

*El perno de ajuste no está incluido en las puertas abisagradas más pequeñas.

Una vez expuesta, el área de núcleo de tubo aletado sucia puede ser limpiada manualmente soplando vapor o aire de alta presión por medio de un lanzador. Si no tiene disponible aire o vapor de alta presión, puede sustituirlos por una aspiradora industrial. Si no tiene aire con alta presión, también obtendrá una limpieza excelente con Coil Bright (un limpiador comercial) en conjunto con un aparato de limpieza con vapor o agua caliente.

NOTA: Por lo general hay suficiente corriente de aire en la chimenea arriba del termocambiador, y ésta puede retirar el hollín de las aletas y sacarlo de la chimenea.

1.7. OPCIONES

1.7.1 Soplador de hollín

Los sopladores de hollín se usan cuando la combustión ensucia hasta tal punto que no es eficiente en costos abrir manualmente las puertas de inspección y limpiar físicamente el termocambiador por otros medios.

Por lo general se puede usar un soplador de hollín con diesel No.2 y No.6 con múltiples bobinas y un espaciado de aletas apropiado. Un diseño de una sola hilera o un máximo de tres bobinas (diseño de paso cuadrado), en conjunción con el soplador de hollín adecuado, asegurará la mejor solución posible para lograr un termocambiador prácticamente libre de hollín.

El soplador de hollín rodea la parte exterior del núcleo, o área de bobina. Cuando se usa, las partículas se soplan a la corriente de gas de chimenea. La compuerta de baipás interna debe estar en posición abierta durante la purga. El itinerario de purga de rutina debe establecerse en intervalos de tiempo consistentes con los niveles de carga de hollín correspondientes al combustible que se quema. Por ejemplo, en una caldera que usa combustible No.2, quizá sea necesaria solamente una purga por día. Si el combustible primario es No.6, entonces debe usar el soplador de hollín en intervalos de tiempo consistentes con la purga normal de la caldera.

Todos los sopladores de hollín están diseñados para usar presión alta de aire o vapor a mínimo 50 psig – 100 psig máximo. Debe resaltarse que ningún soplador de hollín puede proporcionar una capacidad de limpieza del 100%, pero definitivamente minimizan la necesidad de limpieza manual. Para combustible pesado o atmósferas de tipo incinerador, se requerirá una limpieza periódica manual de la superficie del termocambiador de calor, para asegurar una capacidad de eficiencia máxima.


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Soplador de hollín automático con temporizador

1.7.2 Control de corrosión de chimenea

El control de corrosión de chimenea mantiene baja la temperatura de chimenea para evitar condensación y corrosión. La compuerta se modulará automáticamente para mantener una temperatura predeterminada.

COMPONENTES ELÉCTRICOS

1. PANEL DE CONTROL INDICADOR (Combina el soplador de hollín automático y el control de corrosión de chimenea) incluye:

Tablilla de conexiones que proveen al cliente conexión de 120V y una conexión de termopar.

Interruptor de encendido y apagado “Power on/off” y luz indicadora “indicating light” que abre el circuito para operar el control de corrosión de chimenea. , incluyendo el actuador de compuerta de modulación del controlador de indicación, y termopar.

Interruptor de encendido y apagado del soplador de hollín “Sootblower on/off” que abre el circuito para operar el soplador de hollín automático con temporizador, incluyendo la válvula eléctrica de vapor y el cilindro de desplazamiento neumático.

Temporizador de duración que controla el tiempo entre ciclos de soplador de hollín “apagado/intervalo” (off/interval) y el tiempo del cilindro de desplazamiento neumático “encendido/duración” (on/duration). Puede ajustar tiempos específicos dentro de los rangos con una perilla de control para cada posición.

El temporizador de retraso controla la válvula eléctrica de vapor y la válvula eléctrica de modulación durante el ciclo de soplador de hollín, haciendo que el controlador ponga al actuador de compuerta en posición de sobremando, desplazando la compuerta(s) a la posición de baipás. Cuando el cilindro neumático regresa a su posición original, el temporizador de retraso hace que la válvula de vapor se cierre y regresa el termopar a su función normal con respecto al control de corrosión de chimenea.

CARRERA DE SOPLADOR DE

HOLLÍN

CILINDRO DE DESPLAZAMIENTO

NEUMÁTICO

CONEXIÓN DE AIRE INSTRUMENTO

AJUSTE DE VELOCIDAD

LIMPIEZA DE FLUJO

CRUZADO

TOBERAS FLOOD-JET

DIRECCIÓN DE FLUJO DE AIRE DURANTE OPERACIÓN

NORMAL

VÁLVULA DE VAPOR

ELÉCTRICO

GABINETE DE CONTROL

CONTROL DE BAIPÁS DE

COMPUERTA ELÉCTRICA

DISEÑO EXCLUSIVO DE SOPLADOR DE HOLLÍN: -Toberas „Flood Jet‟ -Penetración total -Alta velocidad de vapor/tubo aletado -Purga temporizador-auto

DIRECCIÓN DE FLUJO DE GAS DURANTE SECUENCIA

DE SOPLADOR DE HOLLÍN

COMPUERTA EN POSICIÓN

ABIERTA

DESPLAZAMIENTO


1-11 Parte núm. 750-266

2. CILINDRO DE DESPLAZAMIENTO NEUMÁTICO es controlado por una válvula solenoide. El solenoide es energizado al comienzo del ciclo de soplador de hollín, por medio del temporizador de retraso, permitiendo que el pistón se mueva hacia afuera, a su posición más lejana. Al final de su carrera, el temporizador des-energiza la válvula solenoide, permitiendo que la carrera se retracte a su posición original.

3. COMPUERTA ELÉCTRICA DE MODULACIÓN recibo una señal desde el controlador de temperatura, y modula la compuerta para puentear el flujo de escape, y mantener así la temperatura deseada. Durante el ciclo de soplador de hollín, la compuerta se mueve a la posición de baipás total. Esto permite que el hollín salga a través del centro del economizador hasta el final del ciclo de soplador de hollín.

4. VÁLVULA ELÉCTRICA DE VAPOR es energizada para abrirse (5 segundos) durante la operación de soplador de hollín, permitiendo la entrada de 50-100 PSIG de vapor al soplador – y se energiza de nuevo para cerrar después de que se completa el ciclo del soplador de hollín.

5. CONTROLADOR DE INDICACIÓN DE TEMPERATURA DE ESCAPE (para el control de corrosión de chimenea) recibe una señal del termopar que detecta la temperatura de escape que sale del economizador, y controla la compuerta eléctrica de modulación.

6. TERMOPAR (para control de corrosión de chimenea) se monta remotamente (por otros) detectando la temperatura del gas de escape que sale del economizador.

FUNCIÓN

El diseño del soplador de hollín automático con temporizador es ajustable, lo que evita que el operador deba atender continuamente el funcionamiento del soplador en intervalos de tiempo específicos. El retiro del hollín acumulado en las aletas requiere de toberas especiales tipo flood-jet, que proporcionan máxima velocidad y un patrón de vaporización concentrada, específicamente dirigida a las superficies de transferencia de calor. El soplador de hollín contiene, por cada economizador estándar, tobera(s) anular(es) para soplado hacia adentro, con una cantidad de toberas que varía de acuerdo al tamaño del economizador. La tobera anular se fija a un colector y se desplaza hacia arriba o abajo (en instalación vertical) o de lado a lado (instalación horizontal) por medio de un cilindro de desplazamiento neumático.

Durante la operación del soplador, la compuerta interna se ajusta automáticamente a la posición de baipás total y también el aire y vapor se controlan automáticamente para entrar al economizador. Entonces, el gas de chimenea cambia del flujo normal de gas a la dirección de flujo de gas de baipás, permitiendo que ocurra una “limpieza de flujo cruzado” única. Este tipo de limpieza ocurre porque la tobera anular abarca las superficies de transferencia de calor y sopla de manera transversal a la hilera de tubo aletado, mientras que los gases de chimenea soplan de manera longitudinal a la hilera. Si durante el ciclo de purga opera la fuente de combustión en condiciones de máxima salida, se incrementará la velocidad en el tubo aletado, sin embargo esto no es obligatorio. La secuencia de soplador de hollín puede operarse en cualquier condición de carga. La limpieza total ocurre como resultado de un diseño eficiente de soplador de hollín, teniendo que penetrar solamente un máximo de tres bobinas o hileras.

El cilindro de desplazamiento neumático se monta en el exterior del economizador, y se energiza por medio de un control de aire de 100PSI y actuado por una solenoide de 120 voltios para control de aire de encendido/apagado (on/off). El temporizador de duración ajusta la secuencia del soplador de hollín en intervalos que van de 6 a 24 horas, y la duración del soplador de hollín varía de 6 a 42 segundos. El cilindro de desplazamiento neumático mueve la tobera anular hacia arriba cuando se energiza, y hacia abajo cuando se des-energiza (para instalaciones de economizador con flujo de gas vertical). También puede ajustarse la velocidad de desplazamiento hacia arriba y hacia abajo, para permitir un control más exacto del ciclo de soplador de hollín. El botón de arranque ubicado en el solenoide del cilindro de desplazamiento neumático, permite un sobremando manual y se usa para revisar las pruebas de velocidad en las que se extiende y retrae el cilindro de desplazamiento neumático.

Para controlar el flujo de baipás de gas de chimenea hay un control de compuerta eléctrico de 120 voltios (modulación para control de corrosión de chimenea), montado en el eje de compuerta de baipás del escape interno. Cuando se energiza, la compuerta se mueve a posición cerrada para permitir al economizador una operación normal. Cuando se des-energiza, al comenzar el ciclo del soplador de hollín, la compuerta regresa a la posición abierta o a operación de baipás.


1-12 Parte núm. 750-266

La válvula de control eléctrico admite 50 a 120 PSI de aire o vapor (por lo general vapor, debido al costo y mayor efectividad) a la tobera cuando está energizada. Tan pronto como abre, la acción limpiadora comienza inmediatamente, y detiene el flujo de vapor o aire cuando está des energizada al final del ciclo.

SECUENCIA DE OPERACIÓN DEL SOPLADOR DE HOLLÍN

Importante

Los intervalos del soplador de hollín dependen de inspecciones periódicas de la tubería aletada y de la eficiencia de la fuente de combustión. Cuando se usa en conjunto con el control de corrosión de chimenea, el tiempo de ciclo de purga interrumpe la señal de control durante 30-45 segundos y hasta su terminación, el control de corrosión de chimenea regresa a su operación normal.

1. Al iniciar el ciclo de purga, el cilindro de desplazamiento neumático se activa y comienza a moverse por un temporizador de duración ajustable.

2. Al moverse, se activan tanto el control de compuerta como la válvula de control. 3. La válvula de control se abre y permite al vapor el inicio de la acción limpiadora. 4. El control de compuerta se abre y puentea el gas de chimenea a través del centro. 5. El cilindro de desplazamiento neumático comienza a mover la tobera anular, conforme tiene lugar la

acción limpiadora. 6. Cuando el cilindro de desplazamiento neumático alcanza su carrera completa, el temporizador de

duración des-energiza su solenoide y comienza a retraerse a la posición original. 7. El temporizador de retraso mantiene abiertos el baipás y la válvula de vapor, hasta que el cilindro vuelve

a su posición original. 8. Es entonces cuando el control de compuerta y la válvula de control regresan a la posición de operación

de recuperación de calor normal. 9. Al completar el ciclo de soplador de hollín, el temporizador de duración se restablece para el siguiente

periodo.

1.7.3 – Sistema de recuperación de circulante

El tanque/sistema de recuperación de circulante es un sistema separado que se usa de manera alternativa para convertir las calderas de encendido/apagado (on/off) a sistemas de agua de alimentación para caldera de modulación, para pre-calentar el agua de alimentación a caldera. El tanque/CRS es un sistema alterno más barato y seguro, principalmente porque no afecta el sistema existente ni requiere de modificaciones de ingeniería importantes.

Operación de CRS

LADO DEL TUBO: El agua de alimentación de la caldera que normalmente entra a la caldera, ahora entra por la parte inferior del tanque presurizado vertical (diseñado y etiquetado ASME) o puede detectarlo como “una protuberancia en la línea de flujo de agua de alimentación”. Dos válvulas de retención accionadas por resorte, mantienen el agua en el tanque cuando las bombas de alimentación a la caldera se apagan. La bomba de circulación, ubicada dentro del circuito de bucle cerrado añadido, circula el agua más fría desde la parte inferior del tanque a través de una válvula de control de flujo y una válvula de retención, hacia el economizador, para ahí ser calentada con BTU‟s recuperados y luego de vuelta a la parte superior del tanque. Cuando opera el sistema de bombeo de agua a la caldera, entra agua a la parte inferior del tanque y el agua calentada deja la parte superior del tanque y entra a la caldera.

LADO DE LA CARCASA: Conforme la temperatura en la salida del escape del economizador comienza a bajar a una temperatura de salida segura, la válvula de control de flujo se ajusta para mantener el flujo apropiado que se requiere para estabilizar la mínima temperatura de gas deseada. El controlador diferencial de bomba puede instalarse en la salida de la chimenea del economizador de caldera. Éste apagará la bomba si la temperatura de chimenea cae por debajo del punto presente (250 grados Fahrenheit en gas, 275 grados Fahrenheit en combustible No.2) y energizará la bomba a 300 grados Fahrenheit. Esto ocurre durante ciclos con el quemador apagado o cuando la carga es baja. El controlador de la bomba también se puede ajustar a un punto más bajo o alto por el cliente.


1-13 Parte núm. 750-266

Ciertas aplicaciones con circulación continua de agua pueden no requerir la instalación de un controlador diferencial de bomba. Si lo requiere, consulte a la fábrica para recibir sugerencias.

DESEMPEÑO: El resultado neto de ahorro de combustible es que la caldera requiere menos Btu/hr para elevar, la ahora superior, temperatura de alimentación de caldera a la temperatura operativa de vapor deseada. Durante todos los modos de encendido y de operaciones de bomba de alimentación encendido/apagado (on/off), todo el calor de escape de más de 250 grados Fahrenheit desperdiciado que entra al economizador será recuperado en el agua de alimentación a caldera con el tanque/sistema de recuperación de circulante, y esto sin ningún efecto mecánico o de incremento de temperatura en el sistema existente de alimentación de caldera. La diferencia es la significativa elevación de temperatura del agua de alimentación a la caldera, con los BTU‟s que normalmente se escapan por la chimenea de la caldera. El índice de encendido en la caldera es ahora menor y, por lo tanto, se reduce el requerimiento total de entrada de Btu/hr en el quemador, mientras todavía produce la misma cantidad de vapor como lo hacía en el pasado. Dado que el índice de encendido se reduce en términos de Btu/hr requeridos, el gasto de combustible se reduce.

Figura 1.5 – Tubería con tanque de circulante

VÁLVULA DE ALIVIO

MEDIDOR DE TEMPERATURA

VÁLVULA DE VENTILACIÓN

VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO

VÁLVULA DE RETENCIÓN

VÁLVULA DE VENTILACIÓN

SISTEMA EXISTENTE DE ALIMENTACIÓN DE

CALDERA

TANQUE DE

CONDENSADO

AGUA DE COMPENSACIÓN (DESDE SUAVIZANTE

AGUA)

SISTEMA EXISTENTE DE ALIMENTACIÓN

DE CALDERA

CALDERA

ECONOMIZADOR

CAIN

CONTROL DE BOMBA

DE CIRCULACIÓN

CONDENSADO DE GAS

NATURAL A DRENAJE

BOMBA DE

CIRCULACIÓN

VÁLVULA DE

DRENAJE

MUELLE DE

VÁLVULAS DE

RETENCIÓN

ZONA DE AGUA

CALENTADA

ZONA DE AGUA FRÍA


1-14 Parte núm. 750-266

Sección 2 – Economizador de condensación en dos etapas modelo C2X

GENERAL .............................................................................................................. 2-2

DESCARGA ........................................................................................................... 2-2

INSTALACIÓN ....................................................................................................... 2-3

SECUENCIAS DE OPERACIÓN .........................................................................2-10

CONTROLES DEL ECONOMIZADOR ................................................................2-12

MONITOREO DE DESEMPEÑO .........................................................................2-17

MANTENIMIENTO ...............................................................................................2-17

Economizadores

2-2 Parte núm. 750-266

2.1 – GENERAL

El economizador de condensación C2X es, en esencia, un termocambiador de calor de tipo estático-reactivo. El desempeño de este tipo de termocambiador es dependiente de las condiciones dinámicas de temperatura, presión y masa o flujo disponibles tanto en el lado de gas como en el de líquido.

El diseño del condensador de dos etapas C2X, maximiza la recuperación de calor y al mismo tiempo elimina el humo en las bobinas del economizador. La sección de compensación del pre-calentador añade agua de alimentación pre-calentada al desgasificador, ahorrando energía al reducir los requerimientos de vapor, y reduciendo además el impacto mecánico. La etapa de pre-calentamiento de agua de alimentación calienta aún más el agua de alimentación después de que abandona el desgasificador. La condensación de productos de la combustión resultante produce mayores ahorros de energía pues absorbe tanto la energía de calor latente como la sensible, recuperando Btu‟s que de otro modo se escaparían por la chimenea. Al usar el economizador con el ventilador de aire de combustión y motor adecuados, puede alcanzarse una eficiencia combustible-a-vapor de más de 90%.

El C2X prácticamente no requiere de mantenimiento, puesto que no tiene partes móviles, a excepción del baipás de gas interno.

El C2X incluye compuerta de baipás de acero inoxidable interna, exclusiva de Cleaver Brooks, para desviar el calor desechado a través de los tubos aletados o para puentear una porción a través del centro o modular, de acuerdo a los requerimientos de desempeño.

Figura 2.1 – Posición de compuerta, operando (cerrada) y baipás

Flujo de gas de escape – operación normal (vista de la puerta) Flujo de gas de escape – operación de baipás (vista del lado izquierdo)

El economizador de condensación C2X consiste de dos secciones – la sección superior para pre-calentar el agua entrante de alimentación a caldera, antes de que vaya al desgasificador, y la sección inferior para mayor calentamiento del agua de alimentación después de que sale del desgasificador. Esta transferencia de calor en dos etapas permite que los gases de combustión se condensen, maximizando así la recuperación de la energía de calor tanto sensible como latente.

La sección superior puede usarse también para calentar cualquier otro líquido además del agua de alimentación.

2.2 – DESCARGA

Antes de su fabricación, todos los termocambiadores fueron representados con la emisión de un dibujo en AutoCAD en escala para la aprobación del cliente. Este dibujo puede usarse para preparar la instalación y para proveer equipo especial para las necesidades de descarga.

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2-3 Parte núm. 750-266

Cleaver Brooks inspecciona todo el equipo antes de su envío, y no puede hacérsele responsable por daños en el trayecto. Además, todos los dispositivos eléctricos se prueban minuciosamente para asegurarse de que operen de acuerdo a las especificaciones de diseño.

Todos los termocambiadores se envían por medio de una empresa de transportes común. Tómese el tiempo de inspeccionar el termocambiador cuando lo reciba, y presente las quejas por daños tan pronto como le sea posible a la empresa de transportes, dentro del tiempo límite permitido.

Las unidades de la línea de productos C2X se envían en cajas cerradas. Para sacar el economizador primero, con la unidad todavía en el contenedor del envío o en el patín, posiciónelo tan cerca del sitio de instalación como le sea posible. Luego sujete una grúa elevadora a todas las orejas de enganche localizadas en la tapa superior o cono.

Por lo general, el economizador se envía en la posición en la que debe instalarse. Dependiendo del tamaño, algunos termocambiadores se envían en palés de madera y/o se montan en patines de acero para que puedan moverse y/o instalarse con un montacargas. Los termocambiadores muy grandes que se instalan en posición vertical se envían de lado. Use todas las orejas de enganche cuando lo levante. Para retirar un termocambiador grande del remolque de cama plana, sujete una cadena de elevación a todas las orejas de enganche, según se requiere, cuando eleve de la posición horizontal para poner en posición vertical. Para los termocambiadores extremadamente grandes, asegúrese de contar con un operador(es) de grúa experimentado(s) para retirar del remolque de cama plana y posicionar. Si tiene alguna pregunta durante el traslado e instalación del termocambiador, por favor no dude en contactar a su representante autorizado Cleaver-Brooks para obtener sugerencias. Todos los termocambiadores incluyen soportes de estructura de acero para ayudar a montar en su soporte permanente (proporcionado por el cliente) según se requiera durante la instalación.

NOTA: Las partes sueltas podrían ser enviadas dentro de la caja o dentro de la unidad montada en patín. Las partes sueltas enviadas dentro de la unidad estarán ubicadas debajo del baipás de compuerta, en una caja por separado.

Para evitar retrasos al poner el economizador en su posición, tenga listos un montacargas y andamios antes de recibir la unidad.

2.3 INSTALACIÓN

Consulte los datos de entrega para conocer pesos y dimensiones específicos y para asegurarse de obtener una instalación bien diseñada y segura ya sea cuando cuelga o pone el termocambiador en su soporte.

El termocambiador se envía listo para ser montado en posición vertical u horizontal, como se especifique originalmente (consulte a la fábrica si desea un cambio en la dirección del flujo de gas).

Para instalaciones adaptadas existentes, asegúrese de que la fuente de combustión haya sido apagada y se haya enfriado.

En algunas instalaciones puede necesitarse colocar un carrete entre la caldera y el economizador para evitar interferencia con el brazo pescante. También podría necesitarse en algunas calderas, si hay paneles montados en frente de la caldera.

En la base de la unidad se proporciona una conexión a drenaje de condensado. Se proveen las conexiones del colector de distribución de entrada/salida para agua de recuperación y agua de alimentación.

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2-4 Parte núm. 750-266

Figura 2.2 – Conexiones del colector de C2X

Para instalaciones adaptadas, el economizador se instala en línea con el escape de chimenea o ducto existente, a menos que se especifique lo contrario. Por lo general, se corta y retira una sección del escape de chimenea para permitir la inserción del economizador. La porción restante del escape de chimenea que queda por arriba del corte no debe exceder 500 libras (226.8 kg) y debe estar apoyada adecuadamente. En algunos casos, el economizador puede ponerse directamente encima de la fuente de combustión formando, de hecho, la primera sección del ducto de escape, levantando o cortando la chimenea de escape existente para darle espacio al economizador.

Para unidades de flujo vertical se recomienda que la unidad esté completamente apoyada ya sea por una estructura de apoyo colocada en el piso o por varillas roscadas desde el techo (diseño y proveedor provisto por el cliente). En ningún caso la carga estática de la brida de admisión o escape del economizador debe exceder las 500 libras. En ningún caso debe aplicarse ningún momento a la admisión o escape del economizador. Se proporcionan cuatro (4) orejas de enganche sobre el economizador para soporte desde el techo y cuatro (4) plataformas de soporte en la parte inferior del economizador para soporte desde el piso.

Para unidades de flujo horizontal, el economizador debe ponerse en su lugar sobre un soporte estructural (diseñado por otros) y/o suspenderse desde el techo, si las condiciones lo permiten.

Donde se instalen economizadores grandes, se pueden usar dos (2) perfiles doble T o canales con soporte. El termocambiador puede fijarse en los perfiles doble T y deslizarse a la chimenea baja y/o adaptador de chimenea, para dejarlo bien sujeto. Coloque cuatro (4) tirantes tensores (como se especifique y proporcionado por otros proveedores) que pueden usarse para suspender las unidades, dependiendo del soporte superior.

ADVERTENCIA

Para todas las instalaciones – no deben aplicarse momentos a las bridas de admisión o escape del economizador. No se permiten cargas de estática de más de 500 libras. Si no sigue estos requerimientos podría dañar el equipo o provocar un accidente al personal.

Debe cerciorarse de la integridad estructural del edificio (por otros) antes de instalar el economizador suspendiéndolo del techo.

SALIDA DE AGUA DE

COMPENSACIÓN

ENTRADA DE AGUA DE

ALIMENTACIÓN

SALIDA DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

ENTRADA DE AGUA

DE COMPENSA

CIÓN

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2-5 Parte núm. 750-266

Use juntas de expansión (proporcionadas por otro proveedor) según lo requiera la instalación, asegurándose así de que a las conexiones del gas de escape o a las tuberías no entren fuerzas externas debidas a la dilatación termal.

Las conexiones de escape por lo general se unen con bridas de acoplamiento opcionales y/o transiciones de chimenea. Las bridas de acoplamiento pueden embonarse o soldarse a tope en el hueco de la chimenea, una vez que esté alineado. Asegúrese de que el economizador esté nivelado antes de soldar o fijar con pernos en la posición final.

Figura 2.3 – Instalación, unidades de flujo vertical

ESTRUCTURA DE SOPORTE

(NO PROVISTA POR C-B)

BARRAS DE SOPORTE (NO

PROVISTAS POR

C-B)

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2-6 Parte núm. 750-266

Figura 2.4 – Instalación, unidad de flujo horizontal con apoyo en piso

Figura 2.5 – Instalación, unidad de flujo horizontal con apoyo en techo

Las conexiones de líquidos están conectadas ya sea con conexiones de rosca NPT o conexiones de brida. Las tuberías de líquidos deben incluir tubería con una válvula de corte, drenaje y baipás, para un caso en que se requiera aislar el termocambiador.

ESTRUCTURA DE SOPORTE

(NO PROVISTA POR C-B)

BARRAS DE SOPORTE (NO PROVISTAS POR C-B)

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2-7 Parte núm. 750-266

Se recomienda utilizar agua desgasificada con cualquier economizador C-B. Por lo general, en la instalación de tubería se usan tubos de acero schedule 80. Puede ser necesario otro material de tubería para algunas aplicaciones. Para determinar el mejor material de tubería para su instalación, considere el tipo de líquido, presiones y temperaturas de operación y cualquier elemento corrosivo en el líquido o en la atmósfera. Se recomienda el uso de uniones y/o bridas cuando se requiere aislamiento. Se recomiendan tubos de acero inoxidable si usa agua no desgasificada.

Si una bomba de circulación es parte del sistema que se instalará, instale una esfera o válvula de control de flujo en el lado de succión de la bomba, y una en el lado de descarga de la bomba. Esto permitirá retirar y reemplazar la bomba más fácilmente.

La tubería de drenaje debe incluir válvulas de un fabricante confiable, para reducir aún más la posibilidad de una fuga sin detectar.

Las válvulas de alivio de seguridad (2) se proveen de fábrica y deben conducirse por separado y de manera segura al drenaje.

NOTA: Las válvulas de alivio de seguridad deben estar ubicadas entre las válvulas de aislamiento y el economizador, y también deben estar cerca del termocambiador. Las tuberías de líquidos desde y hacia el termocambiador deben permitir que éste se llene en todo momento, especialmente cuando el flujo pueda detenerse.

Se recomienda la instalación de una válvula de respiración en el punto más alto del sistema de tubería, esto es necesario para purgar el aire, especialmente durante el arranque inicial.

Figura 2.6 Válvulas de alivio de seguridad C2X

2.3.1- Consideraciones especiales para la instalación

El economizador C-B puede instalarse en interiores o exteriores, con una tubería de drenaje apropiada para los periodos de paro. Si hay una posibilidad, aunque sea remota, de que las temperaturas del ambiente caigan por debajo de la congelación, se recomienda que evite la congelación potencial del núcleo de transferencia de calor. Los termocambiadores de tipo bobina (CCE) instalados en posición horizontal requerirán de mínimo 80 psig de presión de aire para sacar el líquido de la bobina.

Todos los economizadores tienen una conexión a drenaje y un colector de fangos en la parte inferior, y deben conectarse por tubería a un drenaje de piso usando una trampa de agua para evitar el escape de gases de chimenea. Por favor consulte el dibujo que se entrega con el producto o consulte a Cleaver-Brooks para recibir información sobre la ubicación del drenaje del economizador.

Cuidados para proteger contra congelamiento: durante un paro de sistema, cuando la combustión se detenga por un periodo largo de tiempo (que no sea el del ciclo normal), el aire frío volverá a los huecos de escape y chimenea, a través del termocambiador y dentro de la fuente de combustión. Si el aire frío está por debajo del punto de congelamiento, puede congelar los tubos con aletas y causar una ruptura, terminando por destruir el termocambiador. Para aplicaciones en que pueda detenerse el flujo de agua y en las cuales exista la posibilidad de congelamiento, debe incorporarse una rutina de apagado con sistema manual. A menos que sea absolutamente necesario, en temperaturas ambiente menores a cero grados, no se recomienda usar válvulas de drenaje de tipo solenoide para el drenaje automático.

VÁLVULA ALIVIO SEG. AGUA DE COMPENSACIÓN

VÁLVULA ALIVIO SEGURIDAD

AGUA DE ALIMENTACIÓN

Economizadores

2-8 Parte núm. 750-266

Donde ya se ha aplicado un aislante de fábrica, no aplique material aislante en el termocambiador, de lo contrario puede dañarlo. Coloque material aislante a las tuberías y escape según considere necesario.

Asegúrese de que las conexiones de líquidos no interfieran con la apertura de acceso a los paneles de las puertas.

A las válvulas de alivio del economizador no deben asignárseles valores de presión más altas que el valor nominal de presión del economizador. Las válvulas de alivio del tanque de almacenamiento de líquido no deben tener valores de presión de descarga más altos que el valor nominal de presión del tanque de almacenamiento. Para evitar fugas de la válvula de seguridad, asegúrese de que el valor de presión asignado a la válvula de seguridad sea suficientemente mayor que la presión de vacío de la bomba de alimentación.

Se recomienda que la tubería y tanque de circulación (si se incluye) tengan material aislante, para reducir la pérdida de calor.

Si las condiciones existentes pueden someter a los tubos aletados a acumulación interna de sarro, debe instalar medidores de presión (provistos por otros) en los extremos de salida y entrada de líquido del economizador. Esto permitirá el monitoreo de las restricciones que pueda haber en el flujo de líquido. Incorporar en la instalación de la tubería tubos en T con tapa, uno en el extremo de entrada de líquido y otro en el extremo de salida de líquido, permitirá usar, con el economizador en su lugar, una solución desincrustadora de sarro. Consulte a la fábrica para obtener conocer cuáles son las soluciones desincrustadoras adecuadas.

2.3.2 – Dimensiones y pesos del economizador de condensación

Tabla 2-1 Pesos de economizador

Modelo de economizador Peso en seco del economizador Peso en orden de marcha del economizador

C2X-2M386AL 1980 2130

C2X-2M3A6AL 2220 2410

C2X-2R3A6AL 2520 2730

C2X-2R3B6AL 2820 3070

C2X-2S3B6AL 3240 3530

C2X-2S3C6AL 3720 4060

Tabla 2-2 Dimensiones (vea figura 2-7; todas las dimensiones en pulgadas)

Modelo de economizador

Dimensión C2X-2M386AL C2X-2M3A6AL C2X-2R3A6AL C2X-2R3B6AL C2X-2S3B6AL C2X-2S3C6AL

A 62.1 70.7 76.0 84.6 87.7 98.5

B 25.2 29.5 29.5 33.8 33.8 38.1

C 58.0 58.0 66.0 66.0 73.0 73.0

D 28.4 32.7 32.7 37.0 37.0 41.3

E 55.6 66.4 66.4 77.2 77.2 87.9

F 32.0 32.0 40.0 40.0 46.0 46.0

G 20.0 20.0 24.0 24.0 24.0 24.0

H 71.7 71.7 82.0 82.0 90.0 90.0

I 13.3 13.3 15.1 15.1 16.1 16.1

J 32.0 32.0 38.0 38.0 44.0 44.0

K 13.3 13.3 15.1 15.1 16.1 16.1

L 69.0 69.0 77.0 77.0 84.0 84.0

M 27.2 27.2 30.2 30.2 33.2 33.2

N 41.8 41.8 46.8 46.8 50.8 50.8

O 25.4 25.4 28.4 28.4 31.3 31.3

P 65 65 75 75 83 83

Q 42 42 48 48 54 54

AA 2 2 2-1/2 2-1/2 2-1/2 2-1/2

BB 2 2 2-1/2 2-1/2 2-1/2 2-1/2

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2-9 Parte núm. 750-266

Figura 2.7 – Diagrama de dimensiones, economizadores de condensación

ESPACIO LIBRE PARA RETIRAR TUBO ALETADO „Q‟

VISTA SUPERIOR VISTA SUPERIOR

Vista exterior

VISTA LATERAL DERECHA

VISTA DE COLECTOR

SALIDA DE AGUA DE COMPENSACIÓN

VISTA DE LA PUERTA VISTA LATERAL IZQUIERDA

ENTRADA DE AGUA DE

COMPENSACIÓN

ENTRADA DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

SALIDA DE AGUA DE

ALIMENTACIÓN

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2-10 Parte núm. 750-266

2.4 – SECUENCIAS DE OPERACIÓN

Consulte la figura 2-8.

Operación común:

El nivel del control del desgasificador envía una señal a la válvula de modulación 1 para mantener nivel en el desgasificador (DA).

El control de nivel de caldera envía señal a la válvula 6 de agua de alimentación de caldera para mantener el nivel en la caldera.

Las válvulas 1 y 6 son válvulas de modulación, ninguna de las demás lo es.

La válvula 5 siempre está cerrada cuando la válvula 6 está abierta.

El interruptor de presión de la bomba de circulación se usa para alarmar en el controlador cuando no hay presión presente. Esta bomba funciona continuamente bajo todas las condiciones. Esta es una condición de alarma, no una condición de apagado.

La válvula 3 siempre está cerrada cuando la válvula 1 está abierta.

Encendido con gas natural:

La válvula 2 siempre está abierta, permitiendo que entre agua de compensación a la bobina superior del economizador [no se permite la entrada directa de agua de compensación al desgasificador (DA)]

La válvula 4 permite la entrada de agua al vaporizador del desgasificador (DA) desde la bobina superior, como se muestra (no se permite que esta agua entre al desgasificador por medio del orificio/boquilla rociadora).

Encendido con combustible:

Bajo cualquier condición de agua de compensación:

La válvula 2 dirige el agua de compensación directamente al desgasificador (no a la bobina superior del economizador), eliminando la condensación.

La válvula 4 permite la entrada de agua desde la bobina superior hacia el desgasificador por medio del orificio/boquilla rociadora (no se permite la entrada de esta agua al desgasificador por medio del vaporizador) solo cuando la válvula 3 está abierta.

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2-11 Parte núm. 750-266

Figura 2.8 – Diagrama de flujo del economizador de condensación

ECONOMIZADOR DE CONDENSACIÓN EN DOS ETAPAS

VÁLVULA DE MODULACIÓN

TRANSMISOR DE NIVEL DE TANQUE

CALDERA PIROTUBULAR

CONDENSADO

BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE CALDERA (OPERACIÓN

CONTINUA)

BOMBA DE CIRCULACIÓN (OPERACIÓN CONTINUA)

ORIFICIO DE BAIPÁS

ORIFICIO DE COMBINACIÓN /

BOQUILLA

ROCIADORA

VÁLVULA DE AGUA DE

ALIMENTACIÓN

DESGASIFICADO

R

ORIFICIO DE BAIPÁS

VÁLVULA DE TRES

VÍAS

VÁLVULA DE TRES VÍAS

AGUA DE COMPENSACIÓN

CONTROL DE NIVEL DE CALDERA

PURGA

A DRENAJE

GAS DE CHIMEN

EA

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2-12 Parte núm. 750-266

2.5 CONTROLES DEL ECONOMIZADOR

El control C2X autónomo abarca el CB XL102 y el CB Xe102 de menor costo. Las aplicaciones del paquete de optimización de caldera usan el sistema avanzado CB-Hawk ICS.

2.5.1 – CB XL102

Las características del CB XL102 incluyen:

Pantalla táctil a color de 6 pulgadas.

Entradas digitales para retroalimentación de válvula de agua de compensación y alimentación, tipo de combustible y estatus de la caldera.

Entrada del interruptor de presión de la bomba de circulación.

Salidas de relé para las válvulas 2, 3, 4 y 5 (vea figura 2-8).

Entradas analógicas para valores de temperatura de agua, de entrada y salida, del economizador.

Indicación en pantalla de la temperatura de agua, de entrada y salida, de la etapa 1 y 2, del economizador.

El total actualizado de dólares ahorrados en costos de combustible.

La pantalla del menú principal se usa para navegar a las diversas pantallas de configuración y operación.

La pantalla de información general gráfica muestra la información de desempeño del economizador y el total de dólares ahorrados.

Economizadores

2-13 Parte núm. 750-266

La pantalla de introducción de valores de ajuste, permite al usuario configurar el sistema para requerimientos de proyectos específicos. Esta pantalla está protegida por contraseña para evitar acceso no autorizado.

La pantalla de alarma informa al operador si hay condiciones que están fuera de la operación normal.

La pantalla de configuración analógica permite al usuario configurar los valores de las escalas para transmisores de temperatura. Esta pantalla está protegida por contraseña.

Economizadores

2-14 Parte núm. 750-266

La pantalla I/0 digital permite al usuario manipular manualmente a las válvulas y verificar el estatus de entrada del sistema para su configuración y resolución de problemas. Esta pantalla está protegida por contraseña.

2.5.2 – CB Xe102

Las características del CB Xe102 incluyen:

Pantalla LCD con interfaz de operador con botón.

Entradas digitales para retroalimentación de válvula de agua de compensación y alimentación, tipo de combustible y estatus de la caldera.


Salidas de relé para las válvulas 2, 3, 4 y 5 (vea figura 2-8).

Entradas analógicas para valores de temperatura de agua, de entrada y salida, del economizador.



La pantalla de información general muestra la información de desempeño del economizador y el total de dólares ahorrados.

Economizadores

2-15 Parte núm. 750-266

La pantalla de alarma informa al operador si hay condiciones que están fuera de la operación normal.

Las pantallas de introducción de valores de alarma y control de posición permiten al usuario configurar el sistema para requerimientos de proyectos específicos. Estas pantallas están protegidas por contraseña.

Las pantallas I/0 digitales permiten al usuario manipular manualmente a las válvulas y verificar el estatus de entrada del sistema para su configuración y resolución de problemas. Estas pantallas están protegidas por contraseña.

Economizadores

2-16 Parte núm. 750-266

La pantalla de configuración analógica permite al usuario configurar los valores de las escalas para transmisores de temperatura. Esta pantalla está protegida por contraseña.

2.5.3 – Hawk ICS (paquete de optimización de caldera)

El paquete de optimización de caldera incluye el sistema de control avanzado Hawk ICS con posicionamiento paralelo, el cual es un sistema de control totalmente integrado que incluye seguridad y control preciso de administración de caldera/quemador con funciones y dispositivos accesorios basados en lógica. También controla el sistema de economizador de condensación, asegurando que se logre el máximo de eficiencia durante todas las posibilidades de operación.

Cuando se enciende con gas natural, el sistema se controla para maximizar la condensación. Esto se logra dirigiendo toda el agua de compensación fría disponible a través de la bobina superior del economizador, antes de que entre al desgasificador. Después, el agua desde el desgasificador se direcciona a través de la bobina inferior antes de usarla como agua de alimentación de caldera.

Cuando se enciende con combustible #2, el sistema se controla para operar en el modo “cercano a condensación”. Esto evita que el sulfuro del combustible #2 se combine con el condensado y forme ácido sulfuro, el cual destruiría los componentes metálicos. En el modo “cercano a condensación”, el agua de compensación fría se direcciona al desgasificador y no a la bobina superior. La base deslizante para bombas de recirculación provee un flujo pequeño a través de la bobina superior, para prevenir humo. El agua desde el desgasificador se direcciona a través de la bobina inferior antes de usarse como agua de alimentación de caldera.

Las características específicas del Hawk ICS con paquete de optimización de caldera incluyen:

Entradas digitales para retroalimentación de válvula de agua de compensación y alimentación.


Salidas de estado sólido para las válvulas 2, 3, 4 y 5 (vea figura 2-8).

Entradas analógicas adicionales para entrada y salida de temperatura de agua de segunda etapa.



Nota: Para conocer información completa de operación del Hawk ICS, consulte las siguientes publicaciones de Cleaver Brooks:

750-229 Sistemas avanzados e intermedios del Hawk ICS

750-217 Posicionamiento en paralelo del Hawk ICS

Economizadores

2-17 Parte núm. 750-266

Pantalla del economizador, ahorros de costos – Pantalla de información general de la caldera Hawk

2.6 – MONITOREO DEL DESEMPEÑO

Se recomienda inspeccionar el núcleo o bobina si el desempeño (temperaturas del líquido que sale y recuperación de Btu/hr) comienza a reducirse. Una buena práctica de mantenimiento consiste en mantener una bitácora de desempeño desde que se instale el economizador, para así comparar cualquier cambio en el futuro.

Un método sencillo para determinar si el termocambiador está desempeñándose apropiadamente, es monitorear las temperaturas de salida en los lados de líquido y gas mientras el economizador esté nuevo, para establecer datos de comparación. Si la temperatura de chimenea que deja el termocambiador es más alta de lo normal, y la temperatura de salida de líquido es más baja de lo normal, entonces la superficie de transferencia de calor probablemente tiene una obstrucción o sedimento en la parte interior de la tubería. Esto requiere limpieza tan pronto como sea posible, durante un periodo de paro que sea conveniente.

En un sistema de circulación que tenga bomba y tanque de almacenaje BTU, si hay descarga en la válvula de alivio de presión del economizador, es posible que haya poco o nada de líquido circulando por el economizador. Revise la operación de la bomba y repare o reemplace piezas según sea necesario. NO INTENTE RETIRAR O REEMPLAZAR LA BOMBA A MENOS QUE LA BOMBA, TUBERÍAS Y LÍQUIDO SE HAYAN ENFRIADO. Puede que necesite buscar si hay restricciones en el flujo de las tuberías y/o economizador.

Si las temperaturas de líquido y salida del economizador están cerca de ser iguales, esto puede deberse a un problema en la bomba y/o acumulación de sarro en el tubo aletado. Resuelva el problema como se mencionó arriba. También es posible que las bobinas de las aletas estén severamente sucias. Consulte la sección 2.6 para saber cómo limpiarlas.

2.7 - MANTENIMIENTO

El economizador C2X prácticamente no requiere mantenimiento. Sin embargo, realizar inspecciones periódicas le asegurará una operación sin problemas y una vida más larga de su equipo.

El establecimiento de una rutina de inspección física del área del núcleo de transferencia de calor dependerá de las condiciones de temperatura y la calidad de combustión dentro del flujo de de gas de chimenea. NOTA: Antes de intentar inspeccionar o limpiar las bobinas aletadas, asegúrese de que la fuente de combustión esté apagada y fría, y de que el economizador esté frío.

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Si el escape está limpio, la inspección física será mínima, mientras se mantenga una combustión apropiada en la fuente de calor.

El proceso de inspección y mantenimiento puede realizarse sin desmantelar ninguna de las conexiones de tubería o chimenea. Dos paneles desmontables permiten la inspección de las secciones de tubo aletado de primera y segunda etapa. Se proporciona una puerta abisagrada de acceso para una mayor inspección, limpieza y para permitir retirar tubería. Las secciones de tubería están conectadas individualmente a los colectores por medio de juntas de compresión.

A continuación se menciona el procedimiento para abrir y cerrar la puerta abisagrada. NOTA: puede que sea necesario proveer los medios para soportar el peso de la puerta.

1. Quite todas las tuercas de los pernos de brida de la puerta, excepto el ubicado en la parte opuesta a las bisagras.

2. Afloje todas las tuercas de bisagra. 3. Jale el lado de bisagras de la puerta hacia afuera, donde las ranuras de bisagra se detienen en los

pernos y reapriete las tuercas de bisagras. 4. Quite la última tuerca en el lado opuesto a las bisagras. 5. Jale la puerta hacia afuera hasta que el perno de ajuste la detenga. La puerta debe estar afuera más allá

de los pernos. 6. Baje el perno de ajuste hasta que la puerta cuelgue libremente y el perno de ajuste no toque el tope. 7. La puerta está lista para abrirse. 8. Siga los pasos en sentido opuesto para cerrar.

INSPECCIÓN DE TUBO ALETADO

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