Comprensión de la Seguridad de las Calderas en los Buques – Riesgos y Características de Seguridad Comunes

La sala de máquinas de un buque es una disposición compleja de maquinaria y sistemas que se utiliza para llevar a cabo diversas operaciones a bordo. Una de estas máquinas importantes, que ha estado ayudando a los buques desde el inicio de la navegación, es la caldera marina.

Anteriormente, las calderas marinas se instalaban principalmente en un barco para la planta de propulsión, que solía funcionar a vapor (máquina de vapor). Hoy en día, el vapor generado por la caldera se utiliza en varios sistemas en la sala de máquinas, incluido el calentamiento del combustible para el motor principal. Teniendo en cuenta la importancia de las calderas marinas y los riesgos que implica su funcionamiento en los buques, ha habido un desarrollo constante en la industria para mejorar la seguridad de las calderas a bordo. Algunos incluso lo consideran uno de los sistemas de maquinaria» más mortíferos » a bordo.

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Los siguientes son los riesgos más comunes asociados con la caldera marina:

Explosión de caldera: Muchos casos de explosión de calderas en el pasado han demostrado lo peligrosa que puede ser la caldera marina si no se opera profesionalmente. Los accidentes ocurren cuando el sistema de combustible dentro de la caldera se maneja mal, o cuando la presión de vapor dentro del tambor de la caldera no está regulada.

Incendio/ fusión de calderas: El incendio de calderas es otro tipo de accidente que puede destruir todos los tubos dentro de la caldera y provocar una explosión o propagación de incendios dentro del barco.

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Escaldado: El escaldado es un tipo de quemadura causada por el vapor a alta temperatura. La combustión de vapor es uno de los accidentes más comunes que la gente de mar experimenta a bordo. Se dice que 8 de cada 10 marineros, que trabajan con el sistema de vapor, han experimentado escaldaduras (mayores o menores) en sus carreras al menos una vez.

Superficie caliente: La caldera y las tuberías, válvulas y accesorios asociados tienen una superficie muy caliente, ya que transportan vapor a diferentes partes del barco. Un contacto directo de la piel con cualquiera de las superficies expuestas provocará quemaduras graves.

Otros Riesgos: Otros riesgos, como piezas de alta presión, manipulación de productos químicos nocivos, movimiento de maquinaria, etc. también están asociados con el funcionamiento de calderas marinas.

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Huelga decir que la seguridad es un aspecto crítico cuando se opera una caldera de alta o incluso baja presión en un barco y, por lo tanto, se proporcionan diferentes dispositivos de calderas marinas.

La seguridad de la caldera se puede dividir en dos áreas principales:

  1. Sistema e Instrumentos de Seguridad de Calderas
  2. Seguridad Operativa de Calderas Marinas

Seguridad de la caldera  Seguridad de la caldera

Sistema e instrumentos de seguridad de la caldera: Una caldera marina moderna está equipada con varios dispositivos de seguridad para la protección del operador. Para una fácil comprensión, dividamos estos instrumentos / dispositivos según el sistema en el que están instalados:

Sistema de seguridad de vapor: El sistema de vapor en la caldera es un área de alta presión y alta temperatura. Para proteger al operador y a la propia caldera, está equipada con las siguientes características de seguridad:

  • Manómetro: Se instalan varios manómetros para garantizar que el operador tenga una idea del valor actual de la presión dentro de la caldera. Por lo general, se instalan dos manómetros en la caldera y se lleva una línea desde el tambor de vapor a la sala de control del motor, para mostrar la presión de vapor de forma remota.

Los manómetros también se incorporan con sistemas de automatización de corte y corte, p. ej. la entrada de los manómetros se utiliza para operar el quemador de la caldera. Cuando la presión alcanza el valor establecido, el quemador de la caldera dejará de encenderse y cuando la presión descienda a un valor establecido más bajo, el quemador se encenderá para aumentar la presión de la caldera.

  • Válvula de seguridad: La válvula de seguridad de la caldera es un equipo de seguridad extremadamente importante instalado en el tambor de vapor de la caldera. De conformidad con el capítulo II-1 del Convenio SOLAS, cada caldera de vapor y cada generador de vapor sin combustión deberán estar provistos de al menos 2 válvulas de seguridad de capacidad adecuada. No obstante, en lo que se refiere a la potencia o a cualquier otra característica de una caldera o de un generador de vapor no encendido, la administración podrá permitir la instalación de una sola válvula de seguridad si se proporciona de forma satisfactoria una protección adecuada contra la sobrepresión.

Válvula de seguridad de caldera

Generalmente, una elevación alta mejorada es uno de los tipos más populares de válvulas de seguridad utilizadas en un barco. Están configurados para elevarse a la presión de soplado y cerrarse cuando la presión se reduce al límite seguro. Están configurados para abrirse a un 3% por encima de la presión de trabajo. La elevación de la válvula es de un doceavo del diámetro de la válvula.

    • Engranaje de alivio: El engranaje de alivio está conectado a la válvula de seguridad de la caldera. Cada válvula de seguridad individual está provista de su propio engranaje de alivio, que es una disposición de polea y cable (conectada a la palanca de la válvula de seguridad) con un mango accesible en la plataforma de caldera de funcionamiento inferior. Se utiliza para levantar la válvula de seguridad de la caldera en caso de emergencia (sin acercarse a la válvula de seguridad) y para probar regularmente el funcionamiento de las válvulas de seguridad.
    • Alarma de presión de vapor y recorte: También se proporciona una alarma audiovisual para el sistema de presión de vapor para recordar al operador la presión de vapor. Una vez que la alarma se activa y la presión continúa aumentando (o disminuyendo), el corte se activará y apagará el quemador de combustible. El funcionamiento de corte es diferente e independiente de la automatización que opera el quemador. El recorte de baja presión tiene una opción para anularlo, pero el recorte de alta presión detendrá el quemador y nunca se debe anular en ningún caso
  • Ventilación de la caldera: Se requiere ventilación en el tambor de la caldera para garantizar que la caldera no implosione una vez que se apaga. Normalmente se abre cuando el manómetro muestra la lectura por debajo de 0,5 bares.

Sistema de seguridad del agua: El sistema de agua es un sistema de alta temperatura y el nivel y la calidad del agua dentro del tambor de agua juegan un papel crucial en el funcionamiento seguro de la caldera. A continuación se muestra el equipo / sistema instalado en el lado del agua de la caldera marina:

  • Alarma de nivel de agua bajo / alto y recorte: El tambor de agua de la caldera está equipado con un sensor de nivel, que monitorizará continuamente el nivel de agua dentro del tambor. Un tambor lleno transportará el agua o no tendrá espacio para generar vapor, reduciendo así la eficiencia de la caldera; mientras que un nivel de agua bajo o nulo en el tambor provocará sobrecalentamiento de los tubos y puede provocar el incendio o la fusión de la caldera completa.

El nivel de agua bajo/ alto proporciona una advertencia temprana al operador para que tome las medidas adecuadas para administrar el nivel de agua dentro del tambor de agua de la caldera.

  • Alarma de nivel de agua demasiado bajo y apagado: La advertencia inicial proporcionada por la disposición anterior (alarma de nivel de agua bajo/alto) puede no ser suficiente para el operador, ya que puede haber una fuga importante en los tubos, lo que lleva a una reducción en el nivel de agua. Por lo tanto, se proporciona una seguridad secundaria, es decir, Alarma de nivel de agua demasiado bajo y apagado, lo que detendrá el encendido del quemador para controlar el sobrecalentamiento de las partes internas de la caldera.

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  • Indicadores de nivel de agua: La caldera está equipada con múltiples indicadores de nivel de agua para facilitar al operador ver el nivel del tambor de agua y garantizar la seguridad operativa de la caldera.

Vidrio de calibre de caldera

Los vidrios de calibre local se proporcionan en un dúplex en el tambor de la caldera para garantizar que al menos un vidrio de calibre esté operativo en caso de que uno deje de mostrar el nivel. Indicadores de nivel de agua remotos, como un sensor de nivel de agua a presión diferencial, un sensor de nivel de sonda, etc. también se proporcionan para indicar el nivel actual en el tambor en una posición remota, como la sala de control del motor.

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  • Sensor de salinidad: El tambor de la caldera está equipado con un sensor de salinidad, que monitorea continuamente el contenido de sólidos disueltos en el agua. Si el contenido de sólidos (por ejemplo, sal) excede el valor establecido, dispara la caldera para garantizar que los tubos y el interior de la caldera no se vean afectados debido a la contaminación. El operador debe soplar la caldera y alimentar el tambor con agua dulce para eliminar la causa que resulta en una alta salinidad (por ejemplo, fugas en el condensador)

Sensor TDS de caldera

Sistema de Seguridad de combustible: La caldera está provista de fuel oil de gas pesado o marino para generar el calor en el horno. Para garantizar que el sistema de combustible funcione de manera eficiente, está equipado con las siguientes características de seguridad de la caldera:

  • Alarma de baja presión de aceite combustible: El combustible del quemador se suministra mediante una bomba de aceite combustible. Se instalan dos bombas (una de ellas se mantiene en modo de espera) para garantizar que no haya obstáculos operativos en caso de fallo de una bomba. Si la presión de suministro de combustible es menor de la requerida, la atomización del combustible no ocurrirá, lo que provocará el goteo de combustible dentro del horno. Esto puede provocar que el quemador vuelva a soplar y puede dañar gravemente al operador. Una vez sonada la alarma de baja presión, el operador debe asegurarse de eliminar la causa detrás de ella.

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    • Alarma de temperatura de fueloil baja / alta: Las calderas marinas modernas están destinadas a funcionar con diferentes grados de combustible debido a las regulaciones portuarias / ECA para minimizar la contaminación del aire del barco. La temperatura del aceite es un factor importante, ya que controla la viscosidad del combustible que está directamente relacionada con la atomización y la combustión eficiente dentro del horno. Si la temperatura del combustible no está en su valor establecido (que variará para diferentes grados), sonará la alarma. El operador debe detener la alarma y la temperatura del aceite debe ser normal antes de reiniciar la caldera.

  • Alarma de falla de llama: La unidad de quemador que es una fotocélula (también conocida como ojo de llama) se utiliza para detectar la llama dentro del horno. Si el quemador se detiene bruscamente, o durante el arranque el quemador principal no produce llama, la fotocélula detectará la ausencia de llama y emitirá una alarma audiovisual.

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    • Alarma de densidad de humo: Con reglas más estrictas para la protección del medio ambiente, el escape de la caldera está equipado con un sensor de densidad de humo que detecta el producto postcombustión, especialmente durante el arranque de una caldera y con cargas bajas. Si la densidad de humo es mayor que el valor requerido, sonará una alarma a la que el operador debe verificar la combustión de la caldera
  • Alarma de parada del ventilador de tiro forzado: Para tener una combustión eficiente, se necesita una mezcla adecuada de aire y combustible. El aire se suministra al conjunto del quemador mediante un ventilador de tiro forzado (FDF). Si el ventilador no está operativo por cualquier motivo, generará una alarma.

Seguridad operativa: La automatización, las alarmas y las advertencias han hecho que la vida de la gente de mar en los buques sea mucho más fácil de lo que solía ser en términos de seguridad de las calderas. Sin embargo, los ingenieros profesionales rara vez dependen de ellos y siempre confían en las mejores prácticas para el funcionamiento eficiente de la maquinaria.

A continuación se presentan algunas características de seguridad operativas importantes para la caldera marina:

    • Pruebas químicas y dosificación: Para garantizar que el agua dentro de la caldera no daña los sistemas internos de la caldera
  • Eficiente función de pozo caliente / tanque en cascada: Mantener la temperatura correcta del pozo caliente disminuirá el tiempo de producción de vapor de la caldera en comparación con un suministro de agua a baja temperatura por el tanque en cascada

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  • Rutina del quemador: Un quemador mantenido garantizará una atomización adecuada y sin fuego de retroceso del quemador
  • Purga de la caldera: La purga oportuna de la caldera mantendrá la alcalinidad del agua de la caldera y eliminará las impurezas flotantes de eso.
  • Inspección rutinaria del horno: El horno de caldera es responsable de contener el calor dentro de la caldera y reducir la pérdida de calor de la superficie. Mantener el refractario del horno conducirá a una producción eficiente de vapor de caldera

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  • Retraso: Una vez que el vapor sale de la caldera a través de la válvula de parada de vapor principal, se suministra a varios sistemas a través de tuberías y válvulas de distribución. Un retardo adecuado en las tuberías y válvulas asegurará que la caldera no necesite funcionar extra, ya que se contendrá la pérdida de vapor. Además, garantiza la seguridad del personal del buque frente a quemaduras en la superficie.
  • Mantenimiento: Mantenimiento puntual, como pruebas de válvulas de seguridad, limpieza de tubos de calderas, etc. resultará en un funcionamiento seguro y eficiente de la caldera marina.

Para garantizar la seguridad de la caldera marina, el operador y los profesionales de la sala de máquinas deben tener una mentalidad de: «Más vale prevenir que curar».

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