Purgas en calderas de vapor

Hacer la purga en calderas de vapor es indispensable para garantizar el buen funcionamiento de estas máquinas. Sin embargo, aun los que operan con frecuencia estas calderas, no tienen claro lo que es la purga, sino que piensan que las averías se deben a otros factores. Pero a continuación, te explicamos por qué debes hacer purgas en calderas de vapor y cómo hacerlo de forma correcta de la mano de un Estudio de Ingeniería Industrial.

¿Por qué hacer purgas en calderas de vapor?

Cuando hervimos agua hasta la vaporización, podemos notar que en el fondo se forma una estructura blanquecina, misma que está compuesta de sales o sólidos que están disueltos en el agua. A estos se les conoce como TDS, y también aparecen en las etiquetas en las botellas de agua mineral. Si esto ocurre en cantidades pequeñas, ahora imaginémonos una caldera que produce vapor de 10 toneladas por hora. Lo cierto es que se puede acumular casi 2 kilos de sales disueltas en el proceso diario.

La purga de calderas de vapor se realiza como proceso de mantenimiento. De manera que se elimina el contenido de agua estancada y sales propias de este líquido. Esto es necesario porque tales elementos afectan de forma general la temperatura que se maneja en la caldera. Así que nos referimos a la acción de extraer el agua y evitar que se concentren los sólidos que podrían ocasionar una explosión.

Ahora bien, si la caldera funciona todo el año, entonces no hacerle mantenimiento implicaría que se acumule más de 12 kilos de sales en el fondo de la caldera. No eliminar esto implica riesgo de incrustación corrosión o precipitación.

Válvulas de purga

Con el fin de renovar el agua y reducir al máximo la concentración de sales disueltas en la caldera, hay dos tipos de conductos de la purga a realizar. El primero se realiza en la superficie, por lo menos 10cm debajo del nivel mínimo de la máquina, y el otro se hace en el fondo de la caldera.

Vale mencionar que mientras que la caldera funciona, las sales se van concentrando en la superficie de lámina de vaporización. Por cuanto, la purga que se realiza en la superficie elimina los sólidos disueltos en esta área. Sin embargo, una cantidad de sales siempre se precipitan y bajan hasta el fondo de la caldera convirtiéndose poco a poco en impurezas.

Conductos de las válvulas de la purga

Los conductos de la purga cuentan con una válvula que controla el proceso, y cada funcionamiento es diferente.

Por ejemplo, la válvula que va hacia el fondo tiene apertura rápida con el fin de que producto una descarga suficientemente fuerte para que arrastre las impurezas acumuladas. Este tipo de válvula puede ser de pié o automática. Si se quiere una apertura rápida, lo mejor es que sea neumática que se acciona por un temporizador, así que trabaja varias veces al día, por periodos de 5 segundos.

Mientras tanto, la purga de superficie puede usar válvula tanto manual como automática. En este caso, la manual se realiza a través de un análisis químico que gradúa la acción de apertura. Por lo general, se realiza una vez al mes.

En el caso de la purga automática, se utiliza una sonda de conductividad que se ubica en la superficie de vaporización. Tal sonda controla la válvula de forma continua, de manera que se mantienen la conductividad adecuada. De acuerdo con la norma UNE EN 12.953-10 en relación con las calderas pirotubulares, el nivel de conductividad máximo debe ser de 6.000 microsiemens por cm. De allí que los fabricantes de calderas de vapor recomienden un máximo de 4.000 Us/cm.

Se hace necesario resaltar que hay una relación directa entre la tasa de sólidos disueltos y la conductividad del agua. Pero esta conductividad que se expresa en uS/cm se puede convertir en TDS en ppm, si se multiplica por el favor 0,64.

¿Qué pasa si no se hace bien la purga en calderas de vapor?

Hay que señalar que no solo no hacer la purga afecta el funcionamiento de la caldera, sino también hacer una purga excesiva. Por supuesto, cada una de estas situaciones trae problemas diferentes, a saber:

Purga excesiva

El nivel de sólidos disueltos en la caldera baja mucho cuando se hace una purga excesiva. Por lo tanto, el vapor que hay es menor al recomendado. Es posible que al principio no haya ningún inconveniente con el funcionamiento de la caldera de vapor, sin embargo, en el futuro se podría producir pérdida de calor y, en consecuencia, aparezca un drenaje.

Purga insuficiente

Ahora bien, la purga insuficiente hacer que la concentración de sólidos sea mayor. Por tal motivo, se arrastran las sales, produciendo un aumento de incrustaciones. Si no se hace una buena purga, esto afectará el buen funcionamiento general de la caldera de vapor.

En ambos casos, se produce un aumento en el consumo de energía. Cuando la purga es excesiva, el agua caliente produce un drenaje, mientras que la purga insuficiente produce un aumento en la resistencia cuando pasa el valor. De manera que se necesita de un experto que determine el valor de la purga adecuada, ya que una caldera de baja o media presión no necesita lo mismo que una de alta presión.

Si se hace un buen sistema automático de control de salinidad, se ahorra hasta un 50% del caudal de la purga, con respecto a la operación manual. Vale mencionar que estos sistemas tienen retorno y amortización cortos (de meses).

La sal que se elimina en la superficie no se precipita al fondo. Por lo tanto, el sistema automático ayuda a reducir la necesidad de hacer la purga de fondo. Así que contratar a un profesional que realice el proceso, será ideal para garantizar el buen funcionamiento de la purga en calderas de vapor, y que la siguiente purga no sea tan frecuente.

El profesional evalúa la pérdida energética, considerando que el agua es un líquido saturado a 10 bar(g) y 184°C. Si se descarga el agua a la presión atmosférica, esta se vaporiza y se transforma rápidamente dejando poca fracción de sólidos disueltos.