Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO
VISITA TECNICA DAL AREA DE MANTENIMIENTO ( CASA DE FUERZA- SISTEMA DE ANBLANDAMIENTO ANBLANDAMIENTO DE AGUAS) DEL HOSPITAL CARLOS MONGE MEDRANO DE JULIACA)
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INTRODUCCION En el presente informes se describe todo lo que se pudo observar dentro de este centro detallando, de manera concreta cada uno de los componentes que lo integran, dando a conocer sus principales características forma de funcionamiento, utilidad y la importancia que tienen dentro de todo este sistema. La primera mención de la idea de utilizar vapor para obtener energía aparece en La neumática, del inventor y matemático griego Herón de Alejandría, en el siglo I. Allí describió su eolípila, una turbina de vapor que consistía en una caldera conectada mediante dos tubos a los polos de una esfera hueca que podía girar libremente. La esfera estaba equipada con dos boquillas biseladas por donde salía vapor que producía la rotación de la esfera. El inventor escocés James Watt mejoró la máquina m áquina de Newcomen e introdujo el primer avance significativo de la caldera, el recipiente esférico o cilíndrico que se calentaba por abajo con una hoguera. La caldera de Watt, construida en 1785, consistía en un armazón horizontal cubierto de ladrillo con conductos para dirigir los gases calientes de la combustión sobre la caldera. Watt, uno de los primeros ingenieros que aprovechó las propiedades termodinámicas del vapor de agua, utilizó la válvula de seguridad de palanca, manómetros para medir la presión y grifos para controlar el flujo de agua y vapor en sus calderas. El avance de las industrias a utilizado estas calderas de manera significativa para los procesos de transferencia de calor que cuyo objetivo es generar vapor mediante una combustión hecha en el horno.
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ÍNDICE 1
ASPECTOS ASPECTO S GENERALES GENERALE S ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................ ....... 4 1.1
Objetivo ................................. ................ .................................. ................................... ................................... ................................... .................................... ........................ ...... 4
1.2
Marco teórico .................................... .................. ................................... .................................. ................................... ................................... .............................. ............. 4
1.2.1
Definición: Definició n: ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ........................... .......... 4
1.2.2
Partes de una caldera ................................. ................ .................................. ................................... .................................... .............................. ............ 4
1.2.3
Accesorios Accesori os básicos de una caldera ................................. ................ ................................... ................................... ........................... .......... 7
1.3
Localización Localiz ación ................................. ................ .................................. ................................... ................................... .................................. ................................... .................... 7
1.4
Descripción Descri pción de la visita ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ................... 8
1.4.1
Reservorio Reservo rio de agua .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ................................. ............... 8
1.4.2
Reservorio Reservo rio (tanque elevado) .................................. ................ ................................... .................................. ................................... .................... 9
1.4.3
Casa de fuerza ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... 10
1.4.4
Sistema de servicio .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 11
1.4.5
Filtros ................................... .................. .................................. ................................... ................................... ................................... .................................. ................ 12
1.4.6
Ablandadores Ablandado res ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ...................... ..... 13
1.4.7
Calderas .................................. ................ ................................... ................................... ................................... .................................. ............................... .............. 14
1.4.8
Calentadores o intercambiador de calor.................. ............................ ................... .................. .................. .................. ............ ... 16
1.4.9
Tanque de combustible combustib le ................................. ............... ................................... ................................... .................................... ......................... ....... 17
1.5
Conclusiones Conclusio nes y recomendaciones recomendaci ones .................................. ................ ................................... .................................. .................................. ................. 17
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1 ASPECTOS GENERALES GENERALES 1.1 Objetivo Realizar esta visita técnica con el propósito de conocer las instalaciones de esta área, su utilidad y el papel importante que desempeña para este hospital, conocer su forma de funcionamiento y la utilidad que tiene para el mencionado nosocomio y la situación en la que actualmente se encuentra.
1.2 Marco teórico 1.2.1 Definición: La caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia su fase. Según la ITC-MIE-AP01, caldera es todo aparato de presión donde el calor procedente de cualquier fuente de energía se transforma en energía utilizable, a través de un medio de transporte en fase líquida o vapor. La caldera es un caso particular en el que se eleva a altas temperaturas un set de intercambiadores de calor, en la cual se produce un cambio de fase. Además, es recipiente de presión, por lo cual es construida en parte con acero laminado a semejanza de muchos contenedores de gas. Debido a las amplias aplicaciones que tiene el vapor, principalmente de agua, la caldera es muy utilizada en la industria, a fin de generarlo para aplicaciones como:
Esterilización (tindarización): era común encontrar calderas en los hospitales, las cuales generaban vapor para "esterilizar" el instrumental médico; también en los comedores, con capacidad industrial, se genera vapor para esterilizar los cubiertos, así como para elaborar alimentos en marmitas (antes se creyó que esta era una técnica de esterilización). Para calentar otros fluidos, como por ejemplo, en la industria petrolera, donde el vapor es muy utilizado para calentar petroles pesados y mejorar su fluidez. Generar electricidad a través de un ciclo Rankine. La caldera es parte fundamental de las centrales termoeléctricas.
1.2.2 Partes de una caldera 1.2.2.1 Tambor de vapor
Es el lugar donde el agua y el vapor se separan. Aquí se encuentra la entrada de agua de alimentación, la cual entra bajo control de nivel. Todos los tubos de flujo ascendente y descendente van acoplados a este tambor. Existe también una salida de v apor hacia el
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO sistema de proceso o a un supercalentador. En el tambor de vapor se instalan válvulas de alivio o de escape para proteger al sistema. El método de separación del agua y del vapor es el mismo en la mayoría de las calderas y se lleva a cabo en un separador mecánico o en un separador ciclónico. La mezcla de vapor y de agua procedente del haz ascendente se dirige al separador ciclónico por medio de una placa deflectora. La fuerza centrífuga en el ciclón separa las gotas de agua, y el vapor sale del ciclón y pasa a través de mas separadores hasta que se tiene vapor relativamente seco para uso en las unidades de proceso.
1.2.2.2 Caja de secado:
Es un compartimiento interno para colectar el vapor seco y distribuirlo a los tubos t ubos de salida al supercalentador. El tambor de vapor debe estar diseñado para trabajar mínimo durante un minuto sin suministro de agua de alimentación con los quemadores encendidos. En realidad el tambor debe tener reserva para 20 o 30 segundos y los tubos deben proporcionar la diferencia.
1.2.2.3 Tambor de lodos
Los tambores de lodos son los cabezales de recolección en el fondo de los haces de tubos ascendentes y descendentes. descendentes. De estos tambores de lodos se extrae la purga. La purga es el liquido que se extrae de la caldera para mantener baja la concentración de sólidos en el agua de la caldera. Normalmente hay dos corrientes de purga, una es una purga continua de una cantidad fija de agua, la otra es intermitente. La purga intermitente se ajusta para mantener el agua de calderas dentro de la especificación de sólidos disueltos que se estipule. 1.2.2.4 Ventilador
Son los encargados de suministrar el aire para la combustión en las calderas de tiro forzado y de sacar los gases desde el hogar hacia la chimenea en las calderas de tiro inducido. Deben tener una capacidad superior en un 15% al flujo a máxima carga para suplir las perdidas por ensuciamientode la caldera, disminución de la calidad del combustible o desgaste de los mismos ventiladores. PRECALENTADOR DE AIRE: Es un intercambiador generalmente con vapor de baja presion que se condensa y retorna al sistema como agua de alimentación. La temperatura normal del aire entrando al calentador de aire debe estar entre 140°F y 176°F.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.2.2.5 Economizador
Es la parte de la caldera donde por intercambio de temperatura entre los gases de combustión y el agua de caldera se le baja temperatura a los gases de combustión y se le incrementa al agua de caldera para economizar combustible en el proceso de producir vapor y a su vez minimizar el impacto ambiental porque evitamos el aumento de la temperatura del medio ambiente. El economizador puede estar situado dentro de la caldera, como parte de la zona de conveccion, o puede ser externo donde por razones de espacio no se puede aplicar el arreglo anterior. 1.2.2.6 Caja de aire
Es la parte por donde se conduce el aire que va del ventilador hacia los quemadores. 1.2.2.7 Hogar de caldera
Esta constituido por una serie de tubos que forman las llamadas paredes de agua que le dan la forma y encierran la zona radiante de la caldera pues allí el calor es transmitido principalmente por radiación. Según la colocación de los quemadores el hogar de la caldera puede ser:
1.2.2.8 Deshollinador
La mayoría de calderas están equipadas con sopladores de hollín, los cuales sirven para mantener la superficie exterior de los tubos limpia y libre de material que pudiera afectar la transferencia de calor. Se utiliza vapor para el soplado del hollín y la frecuencia de la operación depende del combustible usado. Existen dos tipos de sopladores de hollín; los fijos o estacionarios y los retráctales. 1.2.2.9 Tubos descendent descendentes es
Los que bajan el agua más densa del tambor de vapor al tambor de lodos.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.2.2.10 Tubos ascendent ascendentes es
Son los tubos por donde sube el agua que a perdido densidad y va al tambor de vapor.
1.2.2.11 Súper calentador calentador
Es un equipo que ofrece una superficie de absorción de calor por medio de la cual se eleva la temperatura del vapor por encima de su punto de saturación. Entre las principales razones para realizar este trabajo tenemos: Se aumenta la eficiencia total de la unidad. Se aumenta la ganancia termodinámica del vapor. Se obtiene un vapor más seco.
1.2.2.12 Chimenea
Conducto por donde salen los gases de combustión.
1.2.3 Accesorios básicos de de una caldera 1. Válvulas de seguridad. 2. Válvulas de aguja o de purga. 3. Válvulas de control. 4. Válvulas de corte. 5. Indicadores de temperatura. 6. Indicadores de presion. 7. Transmisores de flujo.
8. Transmisores de nivel. 9. Analizador de oxigeno. 10. Foto celdas. 11. Magnetrol. (cortes) 12. Mirillas. 13. Indicadores de nivel.
1.3 Localización Mencionado recinto se encuentra ubicada en la parte nororiente de la ciudad de Juliaca capital de la provincia de San Román en la Región Puno. Es una zona de extensión plana con características muy polvorientas.
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1.4 Descripción de la visita Durante la visita se realizó un recorrido de las instalaciones que tiene este centro pudiendo observar las diferente diferente fases de tratamiento por las que tiene tiene que pasar el el agua dura para lograr su ablandamiento y posteriormente poder ser utilizada para diferentes fines, y entre otros aspectos que a continuación detallare.
1.4.1 Reservorio de agua Esta es la primera parte de todo el sistema, este reservorio es el encargado de almacenar toda el agua posible que viene de la red matriz de SEDA JULIACA que se encuentra en la Av. Huancané la cual se decepciona mediante una tubería de 3” (Tubería de llenado) de F°G° a su vez este
reservorio cuenta con otras tuberías auxiliares como son:
Tubería de Servicio 6” F°G°
Tubería de Mantenimiento 4” F°G°
Ventilación 4” F°G° Tubería de Ventilación
Tubería de servicio 3” F°G°
Tubería de Rebase 6” F°G°
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.2 Reservorio (tanque elevado) Este tanque tiene una elevación aproximada de 16 m. m . de altura el mismo m ismo que se encuentra dividido en cuatro partes y tiene la función primordial de almacenar una determinada cantidad de reserva de Agua Dura, Agua Blanda y Agua contra incendios.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.3 Casa de fuerza La casa de fuerza es el lugar más importante, importante, pues dentro de ella se se realiza todo proceso de ablandamiento del agua dura. Dentro dela casa de fuerza se puede distinguir los siguientes componentes:
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.4 Sistema de servicio Está compuesto por las tuberías de ingreso del reservorio principal de agua dura se encuentran también 5 electrobombas que se encargan encargan de bombear el agua dura a otros subsistemas como son el de ablandamiento (2 electrobombas), el de contra incendios (1 electrobomba) y para los calentadores (intercambiador de calor 2 electrobombas) de la casa de fuerza.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.5 Filtros Existe dos filtros que tiene forma de cilindro y en su interior se encuentra arena fina la cual cumple la función de retener las impurezas que se pueden encontrar en el agua dura fluye y que vienen bombeada del reservorio principal mediante una tubería de 3” de F°G. Esto filtros cuentan con cuatro cuatro válvulas tipo compuerta, compuerta, cada una para realizar los trabajos específicos como son el de filtrado y lavado.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.6 Ablandadore Ablandadoress Los ablandadores cumplen la función de retener el calcio y magnesio que tiene el agua dura, este proceso de retención se produce mediante una resina especial especial (resina sintética) la cual se encuentra en el interior del tanque, en algún momento esta resina tiende a perder algunas propiedades esto hace que el ablandamiento no se realice al 100%. Por ello es necesario regenerar esta resina el cual se logra mediante la circulación de salmuera, el cual se prepara en un tanque adicional esta mescla de salmuera está compuesta por sal y soda caustica, para posteriormente hacerla circular por el tanque t anque de ablandamiento logrando el regeneramiento de la resina y así pueda trabajar en óptimas condiciones. El tanque de ablandamiento cuenta con una válvula (MultiForm) que actúa en cuatro posiciones para realizar los trabajos de ablandado, lavado y regenerado. El agua una vez ablandada, es registrada mediante un contametro para saber la cantidad de agua producida y luego ser almacenada en el tanque elevado que se tiene y estar lista para su utilización en la caldera para la generación de vapor.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.7 Calderas Actualmente este centro centro posee tres calderas, de las las cuales solo una está operativa operativa y esta es de reciente adquisición (2006) y las otras dos ya cumplieron con sus años de servicio, con más de 25 años y que actualmente están están inoperativas. La principal función que cumple esta caldera es la de calentar el agua blanda que fue tratada en los tanques de ablandamiento y convertirla en vapor. Este vapor se genera g enera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia a su fase final en vapor, para que luego esta pueda ser utilizada por los diferentes servicios que la requieran dentro del hospital. Una vez generada el vapor dentro de la caldera esta es transportada por un sistema de tuberías las cuales están cubiertas por paños de fibra de vidrio que cumplen la función de retener el calor del vapor y así este este no llegue a enfriarse y condensarse condensarse en las tuberías. El vapor que es generado por la caldera llega a una tubería matriz que es conocida como cabecero a una alta presión 100 PSI a partir de aquí la la presión, es reducida mediante mediante válvulas reductoras de presión a 10 PSI para ser distribuida a los calentadores y los servicios de (esterilización, lavandería, nutrición y cocina)
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO La caldera que se encuentra encuentra operativa tiene las siguientes características: características: CALDERA PIROTUBULAR INTESA MARCA INTESA MODELO PTH-60- 3- WB-D2 POTENCIA 60 BHP SUPERFICIE DE CALEFACIÓN 300 Sq-ft PRODUCCION DE VAPOR 212 °F 2070 Lbs./Hr. TIPO DE COMBUSTIBLE D2 CONSUMO DE COMBUSTIBLE 18 gal/Hr. PRESION DE DISEÑO 150 PSI PRESION DE TRABAJO 5-150 PSI MOTORES 220/3ø/60 CONTROLES 110/1ø/60 V, ø, HZ AÑO DE FABRICACIÓN 2006 SERIE 011831206 También se encuentran 02 dos calderas marca ATA de fabricación brasileña (1985) pero estas ya no se encuentran operativas, por que dichas calderas ya cumplieron con sus años de funcionamiento.
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.8 Calentadores o intercambiador de calor Los calentadores tienen la función, de calentar el agua ag ua que se encuentra en su interior, mediante el vapor generado generado por la caldera el cual fluye por por un serpentín de tuberías que se encuentran al interior del calentador para posteriormente ser enviadas a los servicios que lo requieren como son:
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Escuela profesional profesional de ingeniería ingeniería mecánica eléctrica UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO 1.4.9 Tanque de combustible Este tanque cumple la función de almacenar y suministrar el combustible (Petróleo residual D.2) que sea necesario a la caldera para que este pueda ser quemado en su interior y producir la cantidad de calor necesaria para calentar el agua y poder convertirla en vapor.
1.5 Conclusiones y recomendaciones Luego de conocer las instalaciones de este centro conocer su importancia su utilidad, y también reconocer algunas deficiencias deficiencias que existen, podemos llegar a las siguientes conclusiones y recomendaciones. recomendaciones. Primeramente este tipo de visitas son de mucha importancia ya que son de ayuda a incrementar y asimilar nuevos con0simientos que nos ayuden en nuestra formación profesional. Este centro es de suma importancia para las labores que se desarrollan dentro de este este hospital ya que sin ellas no estuviera funcionando adecuadamente, no se podrían cumplir de manera efectiva labores para los cuales se las requiere. Se recomienda a las personas que dirigen este nosocomio solicitar y/o gestionar presupuestos adicionales para mejorar las instalaciones y realizar un mejor mantenimiento de los equipos, máquinas y sistema de tuberías ya que se pudo observar que no se le esta brindando un mantenimiento adecuado
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