Normas para la construcción Normas para la construcción de calderas de calderas aquotubularesaquotubulares

Autor:Autor:Ing. Ing. RonnieRonnie RielosRielos MollinedoMollinedo

•• Lugar: Minero Lugar: Minero –– Santa Cruz Santa Cruz –– BoliviaBolivia

•• Empresa: Ingenio Azucarero Roberto Empresa: Ingenio Azucarero Roberto BarberyBarbery Paz Paz UNAGROUNAGRO

•• Proyecto: Construcción y montaje de caldera Proyecto: Construcción y montaje de caldera aquotubularaquotubular

ObjetivoObjetivo

•• La presente memoria tiene por objeto La presente memoria tiene por objeto efectuar una descripción de las tareas efectuar una descripción de las tareas realizadas en el acompañamiento y realizadas en el acompañamiento y ejecución de la construcción de calderas ejecución de la construcción de calderas aquotubularesaquotubulares construida en Bolivia, construida en Bolivia, marcando un inicio para la posible marcando un inicio para la posible realización de normas para la fabricación de realización de normas para la fabricación de estos equipos en el país. estos equipos en el país.

IntroducciónIntroducción

•• Un emprendimiento sin precedentes fue iniciado el 4 de Un emprendimiento sin precedentes fue iniciado el 4 de junio del 2004 cuando se inicio el proyecto para la junio del 2004 cuando se inicio el proyecto para la construcción de una caldera construcción de una caldera AquotubularAquotubular para la para la producción de energía a partir de bagazo y mas aun producción de energía a partir de bagazo y mas aun cuando se decidió construir la caldera íntegramente en cuando se decidió construir la caldera íntegramente en Bolivia para Ingenio Azucarero Roberto Bolivia para Ingenio Azucarero Roberto BarberyBarbery Paz del Paz del grupo UNAGRO, realizado por ingenieros y técnicos de grupo UNAGRO, realizado por ingenieros y técnicos de Brasil y Bolivia, para ello se utilizaron 2000 ton de acero Brasil y Bolivia, para ello se utilizaron 2000 ton de acero además de una inversión de 6.5 millones de dólares.además de una inversión de 6.5 millones de dólares.

Vista panorámica del ingenioVista panorámica del ingenio

Características técnicas del proyectoCaracterísticas técnicas del proyecto•• CALDERA CBSERV 170 T/H, 43 CALDERA CBSERV 170 T/H, 43 KgKg/Cm/Cm22 , 420 , 420 ooCC

PARÁMETROS DE DESEMPEÑO

Capacidad de producción de vapor : 170 T/H

Combustible bagazoHumedad :

50 %Poder calorífico inferior : 1765 Kcal/KgPoder calorífico superior : 2273 Kcal/Kg

Presión a la salida del sobre calentador : 43 Kg/cm2

Temperatura del vapor saturado (45 Kg/cm2) 257.6 oC

Temperatura a la salida del sobrecalentador 420.0 oC

Temperatura del agua de alimentación 105.0 oC

Entalpia del vapor saturado (46 Kg/cm2) 667.7 Kcal/Kg

Entalpia del vapor sobrecalentado (420 oC) 776.5 Kcal/Kg

Eficiencia termica al P.C. Inferior 87 %

Consumo de Bagazo 74365 Kg/h

Relación de Kg vapor/ Kg bagazo 2.286

Vista en corte de la calderaVista en corte de la caldera

Los materiales fueron requeridos de acuerdo al proyecto con todas las especificaciones técnicas correspondientes, también se realizaron análisis métalo gráficos de los tubos de las paredes de agua y serpentín del sobrecalentador

Materiales

Las planchas para la construcción de la estructura, conductos de salida de gases se muestran en la siguientecertificación además que cumplecon la composición solicitadacon la Normas ASTM A 36, ASTM A 283, ASTM A 517.

En En relacirelacióónn a a esteeste aspectoaspecto se se contratocontrato a la a la empresaempresa Welding Welding ((BrasilBrasil) ) parapara realizarrealizar losloscorrespondientescorrespondientes ananáálisislisis mméétalotalogrgrááficosficos. . TubosTubos parapara caldera ASTM caldera ASTM A178 , ASTM A192, ASTM A213A178 , ASTM A192, ASTM A213--T T 11, ASTM A213 T 22.11, ASTM A213 T 22.

Tubos de acero al carbono para calderas y sobre calentadores

Certificado de analisis metalografico

Compuesto porCompuesto por

Análisis químicoAnálisis químico

Ensayos mecánicosEnsayos mecánicos

Análisis métalo gráficoAnálisis métalo gráfico

Según ASTM E 3Según ASTM E 3--95/E11295/E112--9696

Ensayo de dureza Ensayo de dureza Según ASTM E 10Según ASTM E 10--9696

Para ello se exigió a los proveedorescertificaciones de los siguientesmaterialesCañerías para la construcción de colectores superiores, laterales e inferiores, además del colector del sobrecalentador según norma ASTM A334Gr P11, ASTM A 106 GR B,

Reservatorios y tubos de acero al carbono con y sin costura longitudinal

Fotos

Colector Lateral inferiorColector Lateral inferiorCon toma para irrigación Con toma para irrigación Diámetro nominal 12”Diámetro nominal 12”

Colector trasero inferiorColector trasero inferiorCon toma para irrigación Con toma para irrigación Diámetro nominal 12”Diámetro nominal 12”

En este aspecto se utilizaron accesorios comocodos, bridas, reduccionessegún normas ANSI 600, ademas de otrosmateriales de mayor aleación para el sobrecalentador, a continuaciónver certificado.

Otras piezas hechas en acero al carbono, forjado y laminado

Se deberán considerar los aspectos que se mencionarán a continuación, esto lo verificamos por que el proyecto esta basado en las normasbrasileras para proyecto y construcción para calderas estacionarias

a) Tensión admisible para calderas

b) Cálculos de resistencia de las partes sujetas a presión

c) Presión de proyecto y presión de cálculo

d) Cuerpos, tambores y colectores cilíndricos sujetos a presióninterna

f) Tapas toriesfericas sujetas a presión interna

g) Tubos

h) Cuerpos, tambores y colectores cilíndricos sujetos a presióninterna

Cálculo de resistencia de las partes sujetas a presión

Todas las calderas sujetas a presión podrán ser fabricadas por soldadurasegún a normas correspondiente

Construcción de las juntasLa construcción hace referencia a las diversos tipos de uniones que se realizaran de acuerdo alas normas establecidas por el fabricante

. Uniones Soldadas

La calificación deberá ser realizada específicamente por lo inspectores de soldadura, a continuación procedimiento para soldadura Tig

Calificación del proceso de soldadura

Aplicacion soldadura Mig en vigassoldadas

Aplicaciòn soldadura Mig en aletamiento

Calificación de los soldadores

Tratamiento térmico y alivio de tensiones

Según normas para cañerías mayores a un espesor de 19 mm se aplicará procedimiento de alivio de tensión a 600oC +/- 20

Mandrilado en interior domos

Se lo realiza de acuerdo

a las normas para expanción

de tubos, verificando con un

calibre pasa no pasa

Chapas soldadas para los conductos

En este aspecto se realizótambién procedimientos de soldadura y calificación de los soldadores

Ensayo de no destructivos para soldaduras

Certificados de aprobaciòn radiografia en los domos

Radiografía en tubos 3”

Radiografía en tubos 2”

Fueron seleccionadas por el proyecto además de que la cantidad es definida según lasnormas vigentes para estetipo de equipos

Válvulas de seguridad

Por norma se utilizan 2 para calderas de esta capacidad y presiPor norma se utilizan 2 para calderas de esta capacidad y presiónón

. . Indicadores de nivelIndicadores de nivel

. Válvulas. Válvulas

Válvula de accionamiento manual diam=8”para alimentación de domo

Certificación de válvula accionamiento manual

•• Calificación de los inspectoresCalificación de los inspectoresLos inspectores de verán ser personas empleadas y entrenadas pororganizaciones de inspección. Para que el inspector pueda certificar la caldera y sus partes estén dentro de la exigencia de la norma, el deberá ser independiente al fabricante y el comprador, no deviendo ser empleado de ninguna de las dos.

Ensayos de inspección

. . EnsayosEnsayos hidrostáticoshidrostáticos

Calderas que no sean del tipo aquotubular, bien como tubos colectores o componentes similares, deberán ser después de concluidos, sujetos a ensayos hidrostáticos en la fábrica en presencia del inspector , a unapresión de 1.5 veces presión de proyecto.Si el proceso de fabricación no tiene permitido el ensayo hidrostático de loscomponentes en fábrica, o quedando disposiciones legales que así lo exijan, o ensayo final de montaje deberá ser en cualquiera de los casoshecho a 1.5 veces presión de proyecto.

Manómetro superior en test hidrostático efectuado a la caldera de Unagro

Esperando haber enfocado los aspectos más sobresalientes de esteproyecto en cuanto a la aplicación de normas y exigencias necesariaspara este tipo de montajes, nos encontramos satisfechos por compartiresta experiencia en este congreso.

. CONCLUSIONES FINALES