A pesar de la relevancia que tienen las calderas en los procesos productivos, y la influencia que implica el costo del combustible en el valor final de los productos elaborados por una empresa, los recursos destinados a la adquisición y conservación de estos equipos por lo general son menores.
Tanto así que cuando llega el momento de decidir qué caldera comprar se privilegia casi siempre aquella cuyo precio es el menor, dejando de lado la confiabilidad en el suministro de vapor, los costos de operación y el respaldo técnico del fabricante. Cabe recordar que la confiabilidad en el suministro de vapor y la eficiencia térmica tienen asociado un costo que resulta significativamente más importante que el valor inicial.
A modo de ejemplo, una caldera de 12 ton/h de generación de vapor tiene un costo de alrededor de 150 mil dólares y un costo operacional de más menos 800 mil dólares por año (considerando una disponibilidad de 75%). La diferencia de sólo un 1% en la eficiencia térmica de una caldera respecto a otra, se traducirá en la cantidad de US$ 8.000 en el costo operacional anual, equivalente a un 5,3 % del valor del equipo. Es decir, una diferencia de precio de 10% entre calderas será recuperado al cabo de sólo 2 años de operación.
Ni hablar de los costos asociados a la confiabilidad en el suministro del vapor. En ciertos procesos productivos, la falta de vapor por algunas horas puede traducirse en un costo cercano al valor de una caldera nueva.
Tal como ocurre con los montos destinados a la compra de una caldera, los dineros asociados a la mantención de estos equipos no son muy holgados y en muchos casos no alcanzan para cubrir las necesidades de repuestos y mano de obra.
Confiabilidad y Eficiencia
La importancia de realizar mantenciones se debe a dos factores: la confiabilidad en el suministro de vapor y la operación con buenos niveles de eficiencia (bajos consumos de combustible).
Ambos aspectos se relacionan con la operación al menor costo posible. Primero, por el desembolso económico que significa una falla imprevista en el suministro de vapor en un proceso productivo y, segundo, por lo que implica operar con el menor costo posible (mayor eficiencia).
Al no ser reemplazados los componentes de las calderas o sus equipos auxiliares en el período que recomienda el fabricante, probablemente se producirá una falla imprevista que afectará el suministro de vapor. Asimismo, la operación de una caldera que funciona en forma ineficiente por falta de mantencion provocará un aumento en los costos de producción.
A modo de referencia, por cada 20 °C que aumenta la temperatura de salida de gases en una caldera, debido por ejemplo a la acumulación de hollín sobre las superficies de transferencia de calor. se incrementa en un 1 % el consumo de combustible.
Otra referencia indica que por cada 10% de mayor exceso de aire con el que trabaje el quemador de una caldera, el consumo de combustible aumentará también en un 1 %.
Estos dos antecedentes tienen directa relación con la reducción de los costos de operación gracias a la mantención, en este caso la limpieza del circuito de gases y la correcta regulación del quemador.
En muchas ocasiones el ahorro mensual asociado a la limpieza y/o la regulación del quemador son superiores al costo de las mantenciones.
Trabajos Programados
A continuación, se resume un programa de mantención aplicable a calderas y quemadores, en el que se han considerado trabajos que deben ser realizados en forma diaria, semanal, mensual y semestral.
Estas labores han sido establecidas sobre la base de las recomendaciones de los fabricantes y nuestra experiencia en la mantención de Plantas Térmicas.
Mantención Diaria
La mantención diaria apunta, principalmente, al monitoreo de las condiciones de operación de la caldera y el funcionamiento de los sistemas de seguridad. Tome nota:
Verificación de condiciones de operación: Presión y temperatura (si corresponde) del combustible, temperatura de salida de gases, presión de vapor, análisis de gases, análisis de agua, etc.
Verificación de la forma y color de la llama: A través de la mirilla se debe controlar que la llama no esté tocando las paredes de la cámara de combustión (fogón en una caldera pirotubular) y que el color sea el correcto según el combustible que se esté utilizando.
Verificación de la operación de detención del quemador por bajo nivel de agua: Este es uno de los procedimientos más importantes, ya que la mayoría de los accidentes en calderas tiene relación con fallas en el control de nivel.
Verificación de la operación de las válvulas de seguridad de la caldera.
Mantención Semanal
La mantención semanal se relaciona con trabajos de limpieza menores, lubricación y ajuste de la posición de ciertos componentes de los quemadores.
- Limpieza de filtros (en el caso de combustibles líquidos).
- Ajuste de la posición de electrodos de encendido, difusor, etc.
- Limpieza de sensor de llama.
- Verificación de apriete del sistema accionamiento damper y válvula de control.
- Lubricación de piezas móviles.
Mantención Mensual
La mantención mensual involucra la realización de trabajos de limpieza más profundos y ajuste de instrumentos de control.
- Reapriete y limpieza de terminales.
- Limpieza de válvulas solenoides y de control.
- Verificación ajuste presostatos, termostatos y transmisores.
Mantención Semestral
Incluye los trabajos de limpieza más importantes que deben ser realizados en una caldera, así como también la calibración del quemador.
- Limpieza del circuito de gases.
- Reparación del material refractario.
- Reemplazo de sellos cajas de humo.
- Inspección lado agua para verificar la efectividad del tratamiento de agua en lo que a prevención de incrustaciones y corrosión se refiere.
- Inspección del estanque de condensado (desgasificador).
- Limpieza del estanque petróleo diario.
- Reemplazo de empaquetaduras en tapas registro hombre y mano acceso a lado agua.
- Limpieza de sifones en los que se encuentran instalados los presostatos, transmisores de presión y manómetro de vapor de la caldera.
- Limpieza de filtros líneas de agua.
- Reemplazo boquilla (quemadores petróleo).
- Reemplazo de electrodos de encendido.
- Reemplazo de sensor de llama (algunos tipos).
- Reemplazo de cables de alta tensión.
- Reemplazo de transformador de alta tensión.
- Reemplazo de bomba petróleo (alta presión, que opera con petróleo pesado).
- Calibración del quemador sobre la base de un análisis de gases producto de la combustión.
Repuestos Críticos
Además de describir los trabajos de mantención periódica que son relevantes para asegurar el suministro confiable de vapor, a continuación se enumeran los repuestos (componentes críticos) que son imprescindibles para la operación de una caldera y que, por lo tanto, deben mantenerse en bodega en todo momento.
Estos son:
Electrodos, Servomotor, Programador encendido, Boquilla, Transformador alta tensión, Acoplamiento ventilador, Acoplamiento bomba petróleo, Bomba petróleo, Presostatos y termostatos en general, Cañerías flexibles, O’rings, Bobinas para válvulas solenoides o actuadores para válvulas de corte, Kit de reparación para válvulas, Sello bomba petróleo, Tapones para tubos caldera.
Comentario
El presente artículo fue escrito con el objetivo de llamar la atención sobre la importancia de realizar mantenciones periódicas que aseguren la confiabilidad en el suministro de vapor de una caldera y reduzcan los costos de su operación. Y, además, colaborar con el personal a cargo de la operación y mantención de plantas térmicas en lo relativo a la definición de trabajos y repuestos críticos.