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Josef BINDER Maschinenbau- und Handelsges.m.b.H Mitterdorferstraße 5 · 8572 Bärnbach · AUSTRIA Tel.: +43 3142 22544 [email protected] Fax.: +43 3142 22544-16 www.binder-gmbh.at

Instrucciones y descripción

calderas y accesorios BINDER

Instalación de 850kW en Vertedero Bistibieta - Vizcaya


Índice 1. Introducción ......................................................................................................................... 5 2. Sistemas de transporte de combustible ............................................................................... 6

2.1. Sinfín de transporte....................................................................................... 6 2.2. Sinfín de alimentación a la caldera ............................................................... 6

3. Equipos auxiliares para el combustible................................................................................ 8

3.1. Válvula rotativa ............................................................................................. 8 4. Sistemas de combustión...................................................................................................... 9

4.1. Alimentación inferior ..................................................................................... 9 4.2. Parrilla móvil ............................................................................................... 10

5. Construcción de calderas .................................................................................................. 12

5.1. Cámara de combustión............................................................................... 12 5.2. Bloque de caldera ....................................................................................... 12 5.3. Ventiladores de aire primario y secundario................................................. 15

5.4. Ventilador de tiro......................................................................................... 16 5.5. Mono / Multi-ciclón con ventilador de tiro.................................................... 17 5.6. Limpieza de la caldera a alta velocidad ...................................................... 18 5.7. Agua para extinción de llama...................................................................... 19

6. Sistemas eléctricos ............................................................................................................ 20

6.1. PLC – Controlador lógico programable – Autómata ................................... 20 7. Hardware eléctrico ............................................................................................................. 22

7.1. Contactores................................................................................................. 22

7.2. Guardamotores y magnetotérmicos............................................................ 23 7.3. Transductor Analógico – Digital (A-D) ........................................................ 24 7.4. Transductor Digital – Analógico (D-A) ........................................................ 24 7.5. Control/ Termostato limitador de temperatura ............................................ 25 7.6. Interruptor por bloqueo del combustible ..................................................... 26 7.7. Interruptor para puertas .............................................................................. 26 7.8. Interruptor de nivel de agua de seguridad .................................................. 27 7.9. Termostato de humos ................................................................................. 27

7.10. Protección contra el retorno de llama ......................................................... 28

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7.11. Sensores de temperatura de impulsión ...................................................... 29 7.12. Sonda Lambda de oxígeno......................................................................... 30 7.13. Regulación de sonda Lambda .................................................................... 30 7.14. Sensor de temperatura de combustión....................................................... 31 7.15. Servomotor ................................................................................................. 31 7.16. Colector múltiple para presión diferencial ................................................... 32 7.17. Control del sistema de dosificación ............................................................ 33

8. Modos de operación .......................................................................................................... 34

8.1. Operación manual....................................................................................... 34

8.2. Modo automático ........................................................................................ 34 8.3. Ajustes básicos ........................................................................................... 34

8.4. Ajuste del flujo............................................................................................. 35 8.5. Rango de control**...................................................................................... 35 8.6. Máxima potencia de caldera ....................................................................... 35 8.7. Potencia mínima de caldera ....................................................................... 35 8.8. Velocidad de los ventiladores 100% / 20%** .............................................. 35 8.9. Cierre de entrada ventilador primario al ....% de potencia** ....................... 35

8.10. Pausa con un 100% de potencia de caldera**............................................ 35 8.11. Pausa con un 20% de potencia de caldera **............................................. 35 8.12. Presión de combustión tiempo de reposo** ................................................ 36 8.13. Máximo pulso** ........................................................................................... 36

8.14. Mínimo pulso**............................................................................................ 36 8.15. Rampa PLC**.............................................................................................. 36 8.16. Tiempo de espera encendido**................................................................... 36 8.17. Alimentación de encendido** ...................................................................... 36 8.18. Pausa de encendido** ................................................................................ 36 8.19. Prolongación ventilador encendido** (en su caso) ..................................... 36 8.20. Temperatura de retorno** (en su caso) ...................................................... 37 8.21. Temperatura arranque de bomba** (en su caso) ....................................... 37 8.22. Tiempo previsto para bomba** (en su caso)............................................... 37 8.23. Valor de oxígeno** ...................................................................................... 37 8.24. Tiempo de espera fallo de combustible** ................................................... 37

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8.25. Reposo - Pausa/impulso** .......................................................................... 37 8.26. Reposo - periodo sinfín de alimentación**.................................................. 37 8.27. Periodo de aire de combustión** ................................................................ 38 8.28. Arranque de la recirculación** (en su caso)................................................ 38 8.29. RR Pausa / Pulso** (en su caso) ................................................................ 38 8.30. Pausa / Pulso sinfín de cenizas** (en su caso) .......................................... 38 8.31. Cambios de combustible............................................................................. 38

8.32. Aumento de potencia .................................................................................. 39 8.33. Modo de reposo .......................................................................................... 39 8.34. Alimentación manual de combustible ......................................................... 39

9. Posibles fallos .................................................................................................................... 40

9.1. Fallos mecánicos ........................................................................................ 40 9.2. Errores eléctricos ........................................................................................ 40

10. Mantenimiento y limpieza de la caldera ........................................................................ 41

10.1. Principios básicos ....................................................................................... 41 10.2. Estructura básica de la caldera................................................................... 42 10.3. Cámara de combustión............................................................................... 42 10.4. Intercambiador de calor .............................................................................. 42 10.5. Ventilador de humos ................................................................................... 42 10.6. Presión negativa ......................................................................................... 43 10.7. Sensor de oxígeno...................................................................................... 43 10.8. Encendido eléctrico..................................................................................... 43 10.9. Cierres de la puerta .................................................................................... 44 10.10. Parada de la instalación durante largos periodos de tiempo ...................... 44 10.11. Requisitos especiales ................................................................................. 44

10.12. Conformidad con las normativas ................................................................ 45

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1. Introducción Este manual tiene la intención de servir de ayuda a instaladores y operarios para facilitar la comprensión de la construcción y operación de las calderas Binder y sistemas auxiliares. Se explican diferentes opciones de construcción de las máquinas y los equipos auxiliares asegurando así que los componentes se podrán identificar y se podrá entender su propósito en el sistema. También se describe el control y funcionamiento del equipo, orientado a los operarios para que éstos sean capaces de entender las opciones de la máquina y aprovechar todas sus posibilidades y rendimiento. Se identifica y explican los parámetros que el operario podrá ajustar para asegurar que la máquina funcionará siempre sin fallos y con su máxima eficiencia. Se aporta una guía del equipo, útil tanto para el operario como para el servicio técnico. Además se incluye también una lista inicial para el diagnóstico de los fallos que permite al operario reconocer y rectificar los fallos más comunes. La principal intención de este manual es asegurar que tanto instaladores, propietarios y operarios del equipo Binder entienden y se sienten cómodos con su robusta y fuerte construcción, con la sofisticación de sus operaciones y su habilidad para conseguir energía calorífica de alta cualidad a partir de un combustible ecológico, de bajo coste y neutro en emisiones de CO2. Como se puede esperar de una empresa de calidad como Binder, estamos trabajando continuamente para mejorar nuestros productos y servicios. Por esto nos reservamos los derechos de modificar las especificaciones de los equipos y accesorios que figuran en este manual, en un esfuerzo por suministrar un producto aún mejor. También nos gustaría conocer si tiene alguna sugerencia o comentario sobre nuestros equipos. Binder y sus distribuidores ofrecen un soporte total a nuestros clientes en todos los aspectos relacionados con nuestros equipos. Por ello, si tiene cualquier cuestión, no dude en contactar con nosotros. Su equipo Binder:

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2. Sistemas de transporte de combustible 2.1. Sinfín de transporte En caso de que el combustible tenga que ser transportado desde el sinfín de extracción del silo a lo largo de una distancia hasta llegar a la caldera, se utilizará un sinfín de transporte. La construcción y número de sinfines puede variar dependiendo de la distancia y en ocasiones de la diferencia de altura entre la caldera y el depósito de combustible. En algunos casos en los que el material debe ser transportado largas distancias, se suelen utilizar unidades de dosificación en el camino. Estas unidades constan de cámaras o células de almacenaje intermedio que acumulan material para los siguientes sinfines conectados. Cada unidad de dosificación se controla independientemente por un sistema de control de nivel que detiene o arranca el sinfín anterior asegurando que siempre habrá disponible una cantidad suficiente de combustible para el transporte a la caldera. En los sistemas de menor tamaño, el sinfín de extracción también puede servir como sistema de transporte hasta el sinfín de alimentación a caldera. En este caso el motor del sinfín de extracción también movería la válvula rotativa y el sistema de dosificación de combustible que iría conectado al extremo de entrada al sinfín de la caldera. 2.2. Sinfín de alimentación a la caldera El sinfín de alimentación (fig 7) transporta el combustible al interior de la cámara de combustión (fig 9). El sinfín tiene una válvula rotativa (fig. 8) para asegurar un espacio de aire y aislar con aire hacia el sinfín de alimentación. En la superficie externa del sinfín de alimentación hay dos sensores de temperatura que proporcionan protección contra el retorno de llama. El termostato anti-retorno (ajustado aprox. a 45ºC – 50ºC) detiene el sistema de extracción de combustible desde el silo y vacía el material contenido en el sinfín de alimentación en el momento que detecta que la temperatura sobrepasa a la definida. Por otra parte, la válvula de seguridad térmica para vaciado de agua contra el retorno de llama (ajustada a aprox. 60ºC), libera el agua contenida en el tanque de seguridad e inunda el sinfín en caso de que la temperatura del sinfín continúe subiendo después de haberse realizado la primera operación de seguridad.

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El segundo sistema contra el retorno de llama está provisto de un interruptor de nivel de agua en el tanque. Este interruptor impide que el tanque pierda agua por goteo o fugas, avisando en caso de fallo. La Fig.9 muestra la conexión entre el interior de la caldera y el sinfín de alimentación. La sección final del sinfín está reforzada para permitir su contacto con las altas temperaturas de combustión que se alcanzan en el interior de la cámara de combustión. Sin embargo, este es un elemento que debido a su uso, requerirá ser renovado al cabo de un tiempo. El refuerzo mecánico de este elemento se puede observar en la fig.9. El sinfín de alimentación está impulsado mecánicamente por la cadena de una caja de engranajes de reducción (Fig 8). En algunos casos esto también mueve la válvula rotativa. fig. 7 Sinfín de alimentación

Sinfín alimentación

Válvula rotativa

Motor del sinfínVálvula termostática

Depósito para agua

Termostato anti-retornoSinfín

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3. Equipos auxiliares para el combustible 3.1. Válvula rotativa La válvula rotativa (fig.8) forma parte del sistema de descarga de combustible en el sinfín de alimentación a la caldera. Consiste en un cilindro con un rotor de cuatro o cinco palas. Las palas del rotor tienen fijadas en su extremo unas piezas de caucho resistente que consiguen una barrera eficaz para el aire, evitando su entrada en la cámara de combustión. En las máquinas más grandes las válvula rotativa tiene una tolerancia similar a una construcción de acero, que consigue de nuevo una barrera efectiva para el aire en la línea del combustible.

fig. 8 Válvula rotativa y sinfín de alimentación La válvula rotativa se mueve por el mismo mecanismo de engranajes o cadenas que el sinfín de alimentación o por el movimiento del propio sinfín de alimentación, de modo que el combustible pasa a través de la válvula rotativa.

Válvula rotativa

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4. Sistemas de combustión 4.1. Alimentación inferior El interior (fig 9) consiste en un conjunto de elementos de acero soldados formando un molde resistente a temperaturas muy elevadas. Está diseñado para contener el combustible e introducir el aire primario necesario para la fase inicial de la combustión. El aire pasa a través de los segmentos de la parrilla permitiendo que el aire primario entre en contacto con el combustible para contribuir al proceso de combustión primaria. El diseño de los orificios de entrada de aire asegura que la cantidad aportada sea suficiente, lo cual es fundamental para conseguir una combustión eficiente, por ello se deberán mantener sin obstrucción y limpiarse a menudo. Los elementos de la parrilla están diseñados para facilitar su posible sustitución. Son elementos independientes y prácticos, que se podrán retirar y remplazar fácilmente de ser necesario. La sección final del sinfín de alimentación está reforzada para que sea capaz de resistir las elevadas temperaturas que alcanzan en el interior de su base. fig. 9 Interior del sistema de alimentación inferior

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En las calderas de gran tamaño, se conecta una parrilla adicional en la parte posterior de la alimentación inferior. Esto consiste en un lecho plano formado por segmentos de parrilla similares a los que forman la parrilla inicial. Con esto se consigue aumentar el área de combustión primaria, aportando aire primario de un modo similar a como se hace el la parrilla principal. El aporte de aire primario a la parrilla se controla con un actuador que en caso de operación a potencia reducida, disminuye la entrada de aire primario, consiguiendo disminuir así la capacidad de combustión primaria. Este sistema de alimentación inferior del combustible se puede utilizar tanto para pellet de madera como astillas, siempre que el contenido en humedad sera inferior a 25-30% en base húmeda. 4.2. Parrilla móvil En la figura 10 se muestra el interior de una parrilla móvil. Este tipo de unidades está diseñado principalmente para sistemas en los que el contenido en humedad del combustible normalmente tenga valores de hasta 45-50% en base húmeda. Sin embargo, con este tipo de construcción será posible también utilizar combustibles con bajos contenidos en humedad tales como pellet. fig. 10 Parrilla móvil movida hidráulicamente

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El combustible es alimentado a la parrilla por su extremo y la parrilla por sí misma es una combinación de secciones fija y móvil. En algunos casos la parrilla se puede hacer con todas sus secciones móviles. Las secciones móviles se mueven hacia delante y atrás horizontalmente mediante cilindros hidráulicos. El combustible, debido a esto es transportado a lo largo y hacia abajo en la cámara de combustión y a medida que avanza se va secando por los gases calientes que hay en el interior de la cámara a su alrededor. El punto donde se realiza la combustión completa del combustible dependerá de las condiciones de humedad del combustible.

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5. Construcción de calderas 5.1. Cámara de combustión El combustible, después de haber pasado por la primera fase de combustión, aún permanece en su interior de la cámara de combustión para conseguir la combustión completa de los gases volátiles aún no utilizados, como se muestra en la figura (fig.11).

fig. 11 Construcción La cámara de combustión está forrada interiormente por ladrillos refractarios que consiguen una superficie térmica muy uniforme para el proceso. El aire secundario se introduce en los gases de la madera y esto unido a las altas temperaturas de la superficie interna de la cámar consigue una combustión de gran eficiencia y limpia de la mezcla de volátiles. El gas quemado estonces pasa a través de la zona de compresión para intensificar la combustión y conseguir temperaturas de unos 1000ºC en esta zona. 5.2. Bloque de caldera El bloque de caldera es una sólida construcción de una sola pieza, compuesta de tres elementos: la estructura básica de la caldera, la cámara de combustión y el intercambiador de calor. Las figuras 13 y 14 muestran dos construcciones diferentes.

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En calderas pequeñas (hasta 150kW) los tubos del intercambiador de calor son verticales (fig.13), mientras que para mayores tamaños son horizontales (fig.14). Pero mientras que la construcción de algunos componentes varía, el concepto de operación de las máquinas es el mismo. Los gases de combustión después de pasar a través de la zona de compresión es expandido y disipado a través del primer paso del intercambiador de calor de la sección adecuada. Después los gases de combustión pasan a través de la sección del intercambiador de calor condicionando a un segundo y tercer paso. El intercambiador de tubos consiste en una serie de tubos resistentes a elevadas temperaturas y fabricados con chapa de acero S 235 JRG 2 totalmente rodeados por una camisa de agua. El gas pasa a través de dos secciones. El diseño del sistema aumenta la velocidad del gas, asegurando así la turbulencia en el flujo de la corriente de aire cuando pasa a través del primer grupo de tubos. El aumento de la velocidad del gas también tiene el efecto de restregar las paredes de los tubos, con lo que se minimizan las escorias en su interior. El segundo grupo de tubos tiene una cantidad menor de estos lo que mantiene la velocidad de los gases. La temperatura de los gases se disipa y el gas resultante estará en un rango de 150-180ºC. fig. 12 Tubos del intercambiador de calor horizontal La caldera está aislada térmicamente utilizando una base de ladrillos refractarios y paneles aislantes de lana mineral en todos los laterales y en la parte de arriba. Gracias a esto la temperatura en la superficie externa de la caldera es fría al tacto.

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fig. 13 Bloque de caldera con intercambiador de calor horizontal fig. 14 Bloque de caldera con intercambiador de calor vertical

Puerta cámara de combustión

InteriorSinfín alimentación

Intercambiador de calor

Cámara de expansión

Cámara de combustión

Salidas para ceniza

Retorno

Contenedor de cenizas

Impulsión Acceso a intercambiador

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5.3. Ventiladores de aire primario y secundario Los ventiladores de combustión (fig. 15) están situados en un lateral de la caldera. El volumen de aire primario se fija durante la puesta en marcha mediante la clapeta exterior en las primeras máquinas o en máquinas sin control de la potencia. En las calderas más modernas, con control de potencial, el ventilador de aire primario se controla mediante un conversor en función de la carga demandada. El volumen de aire secundario también estará fijado de modo similar o se controlará automáticamente por conversores en máquinas con control de modulación para la potencia. El ventilador de aire secundari ajusta su velocidad en función de la potencia demandada y los niveles de oxígeno en los gases de salida. fig. 15 Ventiladores de aire de combustión

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5.4. Ventilador de tiro La fig. 16 muestra una sección del ventilador de tiro, de construcción centrífuga simple. Este ventilador mantiene constante la presión negativa en el interior de la caldera, o bien de forma manual mediante un actuador ajustado durante la puesta en marcha o automáticamente mediante un interruptor de presión diferencial que monitoriza los valores en el interior de la cámara de combustión.

fig. 1 Ventilador de tiro

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5.5. Mono / Multi-ciclón con ventilador de tiro Se puede instalar un mono (fig 17) o multi-ciclón como sistema de eliminación de partículas en la salida de gases. El ciclón actúa como una centrífuga. Cuando los gases entran en el cuerpo del ciclón se hacen pasar por unos álabes de torbellino que aceleran la velocidad del gas, haciendo que las finas partículas de ceniza se separen del resto del gas y caigan hacia la parte inferior. En el ciclón se fija un cubo para la recogida y retirada de las cenizas. Los gases ya tratados son conducidos por el tubo central del ciclón y expulsados a la atmósfera. En las máquinas más grandes, debido a la velocidad reducida de los gases, se coloca un multiciclón que proporciona el paso a través de varios ciclones, consiguiendo la turbulencia efectiva para el tratamiento de estos gases.

fig. 12 Mono-ciclón

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fig. 13 Álabes para producir turbulencia en un ciclón La Fig .18 muestra los álabes de un ciclón encargados de producir el efecto de turbulencia en los gases de salida. 5.6. Limpieza de la caldera a alta velocidad Otra característica importante es la limpieza automática del intercambiador de calor tubular. Para esto se utiliza una clapeta de recirculación que cortocircuita los gases de salida y los recircula a través de la sección de combustión de la caldera a muy elevada velocidad. Durante los ciclos de limpieza se aumenta al máximo la velocidad del ventilador de tiro y el perfil de presión de la caldera se monitoriza y controla para asegurar la seguridad de esta operación. Esta operación se realiza sin interrumpir el funcionamiento de la caldera y de forma totalmente automática. La frecuencia de los ciclos de limpieza se puede ajustar pero normalmente se realiza 2 ó 3 veces al día.

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5.7. Agua para extinción de llama La caldera está equipada con un sistema de protección por agua de extinción contra el retorno de llama (fig. 19). Esto consiste en un contenedor con 25 litros de agua conectado directamente a una válvula termostática que continuamente mide la temperatura en el conducto del sinfín de alimentación a caldera. En caso de que la temperatura supere el valor prefijado (normalmente 60ºC), el agua para extinción se libera inundando el sinfín y apagando cualquier retroceso de llama que pudiese existir. Este elemento proporciona un sistema de seguridad en caso de fallo del sistema de seguridad de primera etapa (explicado en páginas sucesivas), el cual sólo funcionará si la caldera dispone de corriente eléctrica. El nivel de agua en el interior del depósito es controlado continuamente, y en caso de que sea menor al nivel mínimo requerido, se impedirá el funcionamiento de la caldera. La válvula termostática de descarga y su conexión de entrada al sinfín deberán mantenerse siempre limpias y sin obstrucciones internas. fig. 19 Sistema de descarga de agua

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6. Sistemas eléctricos 6.1. PLC – Controlador lógico programable – Autómata El corazón del sistema es un PLC (fig. 21) que contiene el necesario firmware y software para el control de todas las operaciones de la caldera y accesorios. El PLC monitoriza las condiciones de la planta utilizando una mezcla de señales de entrada digitales (On-Off) y analógicas (temperatura, O2), conectardas directamente a la unidad o vía transductores. Con esta información controla la caldera utilizando una mezcla de señales de salida digitales y analógicas, para estárters e inversores, según el software de programación y los ajustes de parámetros. La memoria PLC se almacena en una EEPROM que asegura que el software operativo no se perderá. Sin embargo, su base temporal y otros determinados parámetros se almacenan en la batería posterior RAM y la unidad para ello tiene una batería que requiere su sustitución ocasional. fig. 21 Procesador maestro PLC

Cubierta terminal entradas

Cubierta salidas

Puerto RS485

Puerto RS232 Entrada Estado LEDs

Salida Estado LEDs

Puertos de interconexión

Compartimento para batería

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fig. 22 Extensión procesador PLC fig. 23 Batería cargando Importante!: El PLC deberá estar desconectado antes de cargar la batería

Puertos de interconexión

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7. Hardware eléctrico 7.1. Contactores Los contactores son interruptores activados eléctricamente para cambiar las cargas eléctricas que consisten en un conjunto de contactos que se abren o cierran por un núcleo electromagnético, dependiendo de si se energiza o no la bobina del contactor. La figura 24 muestra un contactor típico con cuatro contactos normalmente abiertos. Los tres primeros contactos conmutadores (1-2, 3-4, 5-6) son los contactos que necesitan la mayor potencia de carga (ej. un ventilador o el motor de una bomba). El cuarto contacto (13-14) es un contacto auxiliar que sirve para indicar el estado del contactor (On / Off) y funciona a baja carga. Un contactor puede tener variedad de configuraciones, por ejemplo el contacto auxiliar puede estar especificado como normalmente abierto o como normalmente cerrado, dependiendo de la condición de estado que se necesite. Las dos últimas conexiones del contactor (A1-A2) son para el voltaje de entrada a la bobina. Si se aplica un voltaje a las conexiones, la bobina se energiza y el contactor se conecta. Los contactores tienen una vida limitada y dependiente de las condiciones de operación, requeriran su sustitución después de unos 100,000 ciclos. Como parte de la rutina de mantenimiento, los contactores se deberán revisar y remplazar si fuese necesario.

fig. 24 Contactor

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7.2. Guardamotores y magnetotérmicos Guardamotores (O/L) y disyuntores magneto-térmicos (MCCB) protegen de sobreintensidades y sirven de protección para los dispositivos eléctricos conectados tales como ventiladores, bombas, etc. El dispositivo se coloca unido al contactor del motor (la combinación de contactor y O/L o MCCB se conoce como motor estárter) y la salida del contactor pasa a través del dispositivo y se conecta al motor. El dispositivo controla el flujo de corriente hacia el motor y si la corriente excede los valores de seguridad, entonces el dispositivo saltará y cortará la alimentación al motor. La configuración del dispositivo puede variar entre los diferentes elementos y el fabricante, pero la figura 25 muestra el típico dispositivo MCCB. El dispositivo tiene un botón de conexión para la desconexión del circuito, este botón de pulsado sirve también como sistema de reseteado y si el dispositivo lo necesita será pulsado antes de conectar el motor. El botón de conexión reestablece la continuidad del circuito o la desconexión. El conmutador deslizante de prueba sirve para controlar a qué corriente se activará el circuito (como si ocurriese una sobretensión). Se deberá resetear y volver a conectar después de probar esto. El rango de intensidad del sistema se seleccionará de acuerdo al tamaño de motor y siempre se deberá fijar en el valor máximo de corriente dado en la placa del motor. (podrá variar según diferentes configuraciones)

fig. 25 Sistema de protección contra sobretensiones

Trip Current Setting in Amps

Botón de conexión

Botón de desconexión y reset

Conmutador deslizante

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7.3. Transductor Analógico – Digital (A-D) La figura 26 muestra un transductor A-D. Este convierte señales analógicas (señales variables infinitamente de resistencia o voltaje) de los dispositivos de detección (sensores de temperatura, sensor de oxígeno) de la placa de la caldera en una señal digital (señal formada por un número de “números” en función de la especificación del microprocesador) gracias a lo cual el PLC puede monitorizar variaciones en las condiciones. fig. 26 Transductor Analógico - Digital 7.4. Transductor Digital – Analógico (D-A) La figura 27 muestra un transductor D-A. Este dispositivo proporciona la función inversa a un transductor A-D, convirtiendo la salida “en bits” del microprocesador PLC en una señal analógica (típicamente 0-10V) para controlar otros dispositivos tales como inversores para el control de velocidad de los ventiladores. fig. 27 Transductor Digital – Analógico (D-A)

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7.5. Control/ Termostato limitador de temperatura La Fig 28 muestra un termostato con dos elementos interruptores independientes usados para la recirculación de los gases de salida (en su caso) y un limitador de temperatura en el interior de la caldera. El primer elemento tiene un control convencional On-Off de operación donde se especifica la temperatura de interrupción mediante el mando de control. Esto puede ser utilizado como interruptor para bombas auxiliares, etc. si se conecta en la camisa de agua del sistema o en el caso de control sobre recirculación de los gases si la unidad se conecta al servomotor de la recirculación del aire fresco. El segundo elemento es un termostato de seguridad con un valor prefijado de 95ºC. Si este se activa, la caldera se parará por causa de un fallo de sobre-calentamiento en el interior de la máquina. Esto también hace saltar un botón verde de reset localizado debajo de la tapa negra colocada a rosca en el frontal de la caja. La señal también se utiliza en el PLC y este proporciona una indicación de fallo por sobrecalentamiento. El elemento limitador de temperatura tiene un ajuste diferencial de aproximadamente 10ºC, lo que indica que la temperatura de la caldera deberá volver a los 85ºC antes de que la unidad se pueda resetear y volver a poner en marcha la caldera. fig. 28 Control/termostato limitador de temperatura

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7.6. Interruptor por bloqueo del combustible El interruptor por bloqueo del combustible (fig.29) está situado en un lugares estratégicos de los sinfines. Si el material se acumula debido a un atasco, el interruptor se activa, para la caldera e indica una señal de alarma. Una vez solucionado el atasco, se podrá cancelar la alarma en el PLC MMI y el sistema se reiniciará. fig. 29 Interruptor por bloqueo del sistema de transporte 7.7. Interruptor para puertas El interruptor de fin de carrera para puertas (fig.30) se monta en las puertas de acceso a la caldera y avisan a la caldera para parar su funcionamiento normal si la puerta está abierta. El ventilador de tiro continúa funcionando aunque la puerta esté abierta. La señal de alarma se mostrará en el PLC MMI pero el fallo no requiere ser reseteado, simplemente cerrando la puerta se activa el reset del fallo y la caldera se reiniciará automáticamente. fig. 30 Interruptor fin de carrera para puertas

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7.8. Interruptor de nivel de agua de seguridad El tanque de agua contra retorno de llama está equipado con un interruptor de nivel (fig.31) que se activa cuando el agua del tanque baja por debajo de un predeterminado nivel. La alarma se muestra en la pantalla del PLC MMI e impide que la caldera funcione hasta que el nivel de agua sea restaurado. fig. 31 Interruptor de nivel de agua de seguridad 7.9. Termostato de humos El termostato de humos (fig.32) monitoriza el estado de combustión de la caldera midiendo la temperatura de los gases de salida. Esto produce una alarma y la caldera se para hasta que la temperatura baja de un nivel predeterminado, normalmente 80ºC. El termostato también controla el sistema de encendido eléctrico y cuando se alcanza un valor prefijado, se para la unidad de encendido puesto que se habrá conseguido la ignición. fig. 32 Termostato de humos La condición de alarma se retrasa en la puesta en marcha para permitir que el sistema consiga el encendido.

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7.10. Protección contra el retorno de llama La fig 33 muestra un termostato de seguridad contra el retorno de llama que se colocará en el sinfín de alimentación y que normalmente se ajusta a 45-50ºC. Este monitoriza la temperatura en la superficie del tubo del sinfín de alimentación y si se produce un retroceso de llama, se interrumpe el funcionamiento de la caldera y se inicia un ciclo de evacuación, en el cual el material se introduce en la cámara de combustión en un modo a pulsos hasta eliminar el problema.

fig. 33 Termostato contra el retorno de llama El sistema de extinción de retorno de llama se instala como complemento al sistema estándar de seguridad descrito anteriormente. Este funciona si se produce un retorno de llama durante una situación de fallo eléctrico o en caso de que el sistema estándar falle por alguna otra razón. Este sistema consiste en una válvula termostática (fig.34) que controla la temperatura en el tubo del sinfín y que está unida a un tanque con agua. En caso de que se supere la temperatura fijada en la válvula, se liberará el contenido del tanque e inundará el sinfín de alimentación extinguiendo el fuego. Es importante que la conexión al tubo del sinfín se compruebe regularmente para evitar posibles bloqueos.

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fig. 34 Válvula termostática de seguridad 7.11. Sensores de temperatura de impulsión La temperatura de la caldera se monitoriza y controla utilizando sondas de temperatura PT1000 (los antiguos modelos utilizaban sondas Pt100). Estas unidades aportan lecturas muy precisas de temperatura que son monitorizadas por el sistema PLC mediante un transductor A/C. Esto tiene como resultado un control mucho más preciso de la salida de la caldera que utilizando termostatos convencionales. fig. 35 Pt100 / PT1000 fig. 36 Pt100 en vaina de inmersión

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7.12. Sonda Lambda de oxígeno La Fig 37 muestra una sonda Lambda adecuada para todas las calderas Binder. Este dispositivo monitoriza el nivel de oxígeno en los gases de salida y ajusta el aire de combustión y la alimentación de combustible por medio del software del PLC para conseguir una combustión óptima con humedad y densidad de combustible variables. fig. 37 Sonda Lambda de oxígeno 7.13. Regulación de sonda Lambda La sonda Lambda proporciona una pequeña atenuación de la señal medida en milivoltios. La señal tiene que ser atenuada y transducida a una señal digital cerca de la posición de la sonda. La Fig. 38 muestra la unidad de regulación Lambda que se deberá montar en una posición cercana a la sonda Lambda y se cableará al sistema PLC de la caldera. fig. 38 Dispositivo para sonda Lambda

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7.14. Sensor de temperatura de combustión El sensor de temperatura de combustión (fig.39) se colocará en el interior de la cámara de combustión, monitoriza la temperatura y ajusta la entrada de aire fresco en calderas preparadas para la recirculación de los gases de salida. Este es un sensor NiCrNi y no debería confundirse con los sensores PT1000. fig. 39 Sensor de temperatura de combustión 7.15. Servomotor La fig 40 muestra un actuador típico para colocarse en sistemas con aire primario, secundario y modulación de la recirculación de humos. Estas unidades se colocan típicamente en máquinas con parrillas de alimentación inferior o móviles en las cuales el aporte de aire primario a la sección de parrilla de combustión está limitada a una operación de potencia reducida. El sistema es un par motor limitado a una operación de 90º reversible. fig. 40 Servomotor

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7.16. Colector múltiple para presión diferencial Todas las calderas Binder están equipadas con un colector para medición de la presión diferencial (fig.41) con tres interruptores de presión. Dos de estos interruptores de presión controlan la velocidad del ventilador de humos mediante una función de control a tres puntos (arriba-neutro-abajo) sobre el variador de frecuencia del ventilador. Este sistema responde a los aumentos o disminuciones de alimentación de aire de combustión en la caldera en función de la demanda del sistema de control de potencia y mantiene constante la presión negativa en la caldera. El tercer interruptor es un dispositivo de seguridad que opera si la caldera se aproxima a una presión diferencial de cero o positiva, con respecto a la presión atmosférica. Esta unidad para la caldera y muestra una alarma en el PLC MMI. fig. 41 Colector múltiple para presión diferencial El colector está equipado con una salida de condensados con un tapón en su parte inferior. Esto deberá ser vaciado periódicamente para eliminar posibles condensaciones de agua que podrían atascar los dispositivos. Además los tubos de silicona deberán revisarse periódicamente buscando señales de su deterioro, entrada de humedad o cenizas.

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7.17. Control del sistema de dosificación El sistema de dosificación de material puede variar de una máquina a otra, pero el método de control siempre es el mismo. Cada sección de dosificación, tanto si es una célula simple o un conjunto, están equipados con una unidad infrarroja receptora y una transmisora enfrentados en el sistema de dosificación (fig.42). Estas unidades controlan el nivel de combustible en el interior de la unidad y activan la carga del sinfín mediante un módulo transductor (fig.43) conectado en el panel de control de la caldera para mantener constante el nivel de combustible. fig. 42 Unidades transmisor / receptor infrarrojos fig. 43 Transductor infrarrojo

Retardo en tiempo On-Off

Amplificación señal

Contacto o parada

Haz de luz o parada

Estado luz

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8. Modos de operación 8.1. Operación manual En el modo manual funcionarán el ventilador de aire primario, secundario y humos, pero no el sistema de alimentación. (el sistema de seguridad contra el retorno de llama sí permanecerá activo en todo momento) Se podrán introducir pequeñas piezas de madera en la parrilla de forma manual a través de la puerta a la cámara de combustión. Este modo deberá ser entendido sólo como recurso en caso de una operación temporal de emergencia. Este modo de operación manual también se podrá utilizar para una combustión completa y vaciado del sinfín de alimentación antes de realizar un mantenimiento. Nota: Los ventiladores de combustión y salida de humos se pararán únicamente cuando se haya alcanzado la temperatura de seguridad previamente definida. 8.2. Modo automático Durante el modo automático todas las operaciones relativas a la caldera serán controladas por el sistema PLC de control sin que sea necesaria ninguna interveción por parte de operarios. El perfil de combustión de la caldera se ajustará de acuerdo a la densidad del material y el contenido en humedad. Sin embargo la caldera deberá ser adecuada al tipo de combustible, p.ej. pellets, serrín, etc. 8.3. Ajustes básicos Los parámetros ajustados para la caldera y la puesta en marcha inicial serán programados por el ingeniero especialista. Para usos posteriores de la caldera podrá ser necesario el ajuste de ciertos parámetros para tener en cuenta el uso de la misma. Esto podrá ser realizado por un técnico cualificado durante los mantenimientos programados. Dependiendo de las especificaciones de la caldera, se podrán ajustar los siguientes parámetros. (los parámetros marcados con ** sólo deberán ser modificados por un técnico cualificado)

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8.4. Ajuste del flujo Temperatura del agua de impulsión requerida por el sistema de calefacción. 8.5. Rango de control** El rango de control de la temperatura por encima y debajo de la temperatura de ajuste a la cual la caldera empieza a modular reduciendo su potencia. Así para una temperatura ajustada a 80 en impulsión y un rango de control de 3, la caldera empezará a reducir su potencia al llegar a 77 y la habrá reducido totalmente si se alcanzan los 83. 8.6. Máxima potencia de caldera Se puede limitar la potencia máxima de caldera. (ajustable entre 50% y 100%) 8.7. Potencia mínima de caldera Se puede limitar la potencia mínima de la caldera (entre 20% y 50%) 8.8. Velocidad de los ventiladores 100% / 20%** Velocidad de los ventiladores de combustión a máxima y mínima potencia. 8.9. Cierre de entrada ventilador primario al ....% de potencia** En máquinas con parrilla principal y secundaria, el aire primario el alimentado por separado en ambas secciones. El aporte de aire en la parrilla secundaria se controla mediante un motor regulador. Para bajas potencias este regulador se cierra reduciendo la potencia de la caldera a la carga necesaria. Este parámetro determina a qué potencia se realizará esta operación. 8.10. Pausa con un 100% de potencia de caldera** Tiempo de pausa del sinfín de alimentación, en funcionamiento a plena carga. 8.11. Pausa con un 20% de potencia de caldera ** Tiempo de pausa del sinfín de alimentación, funcionando a mínima carga.

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8.12. Presión de combustión tiempo de reposo** Si la caldera alcanza una presión cero o positiva en la cámara de combustión en el arranque o durante el período de reposo, la caldera se apaga e indica un fallo en la presión de combustión. 8.13. Máximo pulso** Tiempo máximo de pulso del sinfín de alimentación a plena carga. 8.14. Mínimo pulso** Tiempo mínimo de pulso del sinfín de alimentación a carga reducida. 8.15. Rampa PLC** Con qué rapidez varía los tiempos de pulso del sinfín de alimentación el sistema PLC en condiciones de alto y bajo nivel de oxígeno. 8.16. Tiempo de espera encendido** Tiempo de espera permitido para que la caldera logre encencer durante el arranque, antes de que el termostato de humos registre un fallo en la ignición. 8.17. Alimentación de encendido** La alimentación de encendido determina el periodo de tiempo que la caldera alimenta combustible antes de la ignición para asegurar que la parrilla de combustión está llena para la fase de encendido. 8.18. Pausa de encendido** La pausa de ignición determina el periodo de tiempo que la caldera detendrá la alimentación de combustible durante el encendido para asegurar que el combustible estará en ignición 8.19. Prolongación ventilador encendido** (en su caso) Si el sistema está equipado con un sistema de encendido independiente y señales al ventilador de encendido, este es el periodo de tiempo que se mantiene el ventilador de encendido una vez el encendedor se haya apagado

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8.20. Temperatura de retorno** (en su caso) Temperatura mínima para el agua de retorno que se deberá alcanzar antes de permitir el flujo hacia el circuito secundario. 8.21. Temperatura arranque de bomba** (en su caso) Valor predeterminado para el cual arrancará la bomba del circuito secundario. 8.22. Tiempo previsto para bomba** (en su caso) Valor predeterminado para el cual se pararán las bomban de circulación para facilitar la disipación de calor de la caldera. 8.23. Valor de oxígeno** Valor fijado de oxígeno en los gases de salida para el cual la caldera comienza a ajustar la cantidad de combustible alimentado. (Normalmente 8-10%) 8.24. Tiempo de espera fallo de combustible** Tiempo de espera después de un arranque tras el cual el sistema considera que no hay combustible, muestra una alarma y se para la caldera. 8.25. Reposo - Pausa/impulso** Después de alcanzar el valor prefijado, si la caldera está en modo reposo (ej. ignición F4 está apagada), este es el tiempo de espera y número de ciclos del sinfín de alimentación que la máquina realizará para mantener las brasas en el interior de la cámara de combustión. 8.26. Reposo - periodo sinfín de alimentación** Inmediatamente antes de que la caldera entre en modo de reposo, el sinfín de alimentación funcionará durante más tiempo del previsto para asegurar un hueco de aire en el final del sinfín inmediatemente después de la válvula rotativa de descarga.

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8.27. Periodo de aire de combustión** Si la caldera se apaga (por debajo del 20% de potencia), los ventiladores de salida de humos siguen funcionando hasta agotar todo el combustible de la cámara de combustión para asegurar que se minimizarán los humos de salida cuando la caldera se apague o entre en modo de reposo. 8.28. Arranque de la recirculación** (en su caso) Este valor determina la temperatura a la cual arrancará el sistema de recirculación de gases de salida. 8.29. RR Pausa / Pulso** (en su caso) Controla la apertura o cierre del actuador del sistema de recirculación. 8.30. Pausa / Pulso sinfín de cenizas** (en su caso) Define los pulsos y pausas del sinfín de cenizas. Es importante que estos tiempos permitan que la ceniza se acumule sobre el sinfín para protegerlo de daños por posibles brasas. 8.31. Cambios de combustible Debido a las diferentes densidades de los combustibles de madera, cuando se cambia a material con mayor o menor densidad, se deberán tener en cuenta consideraciones relativas a la velocidad de introducción de material (velocidad de los pulsos y pausas), y a los valores de aire primario y secundario. Virutas de madera y polvo aprox. 60-150 kg/m³ Astillas de madera aprox. 180-360 kg/m³ Pellets de madera aprox. 650 kg/m³ Los tiempos de pausa y pulso para la caldera se deberán ajustar si se cambia el tipo de combustible y se tiene intención de utilizar el nuevo tipo de combustible durante un largo periodo de tiempo. Además de ajustar la velocidad de adición de combustible, se deberá ajustar también el volumen de aire primario. Para combustible con densidad baja, el volumen de aire primario deberá reducirse para asegurar que el combustible no sea arrastrado por el aire y esto conlleve una combustión pobre del material.

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8.32. Aumento de potencia La potencia de la caldera se puede aumentar mediante varios métodos. Obviamente cambiando los periodos de alimentación y pausa del sinfín de alimentación, aumentando la velocidad del ventilador de aire primario y el de aire secundario o acelerando la entrada de aire a través de la trampilla de entrada de aire primario. Además disminuyendo el valor ajustado para el oxigeno en la caldera por 1 ó 2%. De este modo se conseguirá incrementar la potencia de la caldera. 8.33. Modo de reposo Si la caldera está en modo reposo (ignición F4 parada), entonces se deberá asegurar que el periodo de pausa-reposo es lo suficientemente corto como para asegurar que en centro del combustible aún se mantienen rescoldos encendidos 8.34. Alimentación manual de combustible Para operar la caldera en modo manual se deberá procurar no cargar demasiado de combustible la parrilla. Es mejor alimentar en pequeñas cantidades de combustible más a menudo, para mantener una base de material más regular.

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9. Posibles fallos 9.1. Fallos mecánicos Sería extraño que se produjesen fallos mecánicos en la caldera debido a su construcción de alta resistencia. Sin embargo se produce un desgaste normal o posibles fracturas, por ello se recomienda siempre utilizar piezas de repuesto genuinas de Binder. 9.2. Errores eléctricos No recomendaríamos nunca que se realizase un diagnóstico del error del sistema eléctrico por nadie que no sea un técnico entrenado para ello. Normalmente el propio sistema PLC MMI facilitará un diagnóstico de los fallos de primer nivel. Otro tipo de fallos requerirán de técnicas y material de personal especializado.

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10. Mantenimiento y limpieza de la caldera Las operaciones de mantenimiento de la caldera se pueden dividir en dos categorías. En primer lugar, el vaciado rutinario de la ceniza de la caldera se realizará en intervalos de 1-2 semanas, siendo necesaria la retirada y vaciado de los contenedores/ cajones de cenizas. Esto puede ser llevado a cabo por el operario de la máquina. En segundo lugar, la limpieza de cenizas en parado, lubricación y sustitución del aceite de los motores deberán ser realizados por un técnico correctamente preparado. Estas actividades de servicio, normalmente se realizarán dos veces por cada temporada de calefacción, también incluyen comprobaciones del sistema de seguridad mecánico y eléctrico de la caldera y el control del conjunto de los componentes con un ajuste preciso de la planta. 10.1. Principios básicos La ropa de protección se deberá adecuara al tipo de operación que se vaya a realizar. La operación de retirada y limpieza de cenizas puede presentar un pequeño riesgo de entrar en contacto con brasas encendidas, por lo que será suficiente con utilizar unos guantes de protección simples. Para limpiezas más complicadas se deberá utilizar un mono, gafas de protección y guantes resistentes al calor. La caldera se deberá desconectar y permitir que evacue el calor antes de realizar cualquier trabajo que implique entrar en contacto con puntos de acceso a la cámara de combustión o los tubos de limpieza. (Al menos esperar 30 minutos antes de cualquier operación, además la caldera deberá estar apagada durante estas operaciones) El bloque de la caldera se divide en tres componentes básicos: estructura básica de la caldera, cámara de combustión e intercambiador de calor tubular.

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10.2. Estructura básica de la caldera La estructura básica de la caldera contiene en su interior el hogar de combustión y el sistema de recogida de cenizas. Semanalmente sólo será necesario prestar atención a la recogida de cenizas de los cajones/ contenedores preparados para ello. Durante el servicio realizado dos veces al año, se deberán limpiar todas las cenizas acumuladas en la cámara de combustión, utilizando para ello una aspiradora con contenedor intermedio para las cenizas calientes. También se deberá limpiar la zona situada debajo del hogar de combustión. Además se deberán revisar los segmentos de la parrilla durante este servicio bianual y se deberá retirar cualquier incrustación en las entradas de aire. SE deberá comprobar el desgaste de las piezas de la parrilla y remplazarlas cuando sea necesario. Esto mismo es aplicable para máquinas con una segunda parrilla de combustión, cuyos segmentos también se limpiarán e inspeccionarán. Las entradas de aire primario se deberán limpiar en su entrada a la cámara de combustión y la parrilla, si es necesario. Se recomienda la limpieza de ceniza: intervalos de 1-2 semanas, dependiendo del uso de la instalación. 10.3. Cámara de combustión La cámara de combustión es por sí misma relativamente robusta. Sin embargo la clapeta de alivio de cenizas (movida por una manivela o palanca desde el exterior) se deberá cubrir con ceniza o arena antes de volver a poner en operación la caldera. 10.4. Intercambiador de calor Los tubos del intercambiador de calor se limpiarán en el servicio bianual. Será necesario cepillar a través de cada unos de los tubos con un cepillo de mango largo. Las acumulaciones de ceniza deberían ser aspiradas en las secciones del intercambiador de arriba abajo (de adelante a atrás en las máquinas con tubos horizontales), si es posible. 10.5. Ventilador de humos El ventilador de los humos de salida está equipado con un panel de acceso para permitir la necesaria limpieza de los álabes con el menor de los dos

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cepillos de limpieza suministrados. Esto se debería realizar durante el servicio bianual. 10.6. Presión negativa Comprobar y limpiar los tubos de la caldera al colector múltiple y la conexión entre el colector múltiple y el sistema de control de la presión. Los tubos deberán mantenerse limpios, libres de condensaciones y grietas. En caso de estar dañados se deberán remplazar de todos modos. Quitar el tapón de drenaje y vaciar cualquier agua de condensación que pueda haber en el cuerpo del colector. ¡ATENCIÓN! NO utilice nunca aire comprimido para limpiar los tubos porque esto podría dañar el sistema de control de presión. 10.7. Sensor de oxígeno La sonda Lambda de oxígeno deberá limpiarse en cada uno de los servicios. La unidad se deberá desconectar de la caldera y limpiar con un trapo limpio y sin bolas. Bajo ninguna circunstancia se utilizará un cepillo metálico para la limpieza. No se deberán utilizar tampoco ningún otro producto o agente de limpieza. ¡ATENCIÓN! El sensor de oxígeno permanecerá caliente incluso cuando la caldera no esté en funcionamiento. Se deberá tener cuidado durante la retirada o limpieza de este aparato. 10.8. Encendido eléctrico El sistema de encendido eléctrico deberá estar siempre limpio, sin cenizas ni restos de material inquemado. Durante la limpieza del hogar, se deberá retirar el inyector de la ignición del tubo correspondiente y limpiar el tubo con un cepillo para eliminar cualquier incrustación posible. Además la protección del inyector de encendido (tubo de acero inoxidable) se deberá quitar para limpiar la célula fotoeléctrica con un detergente no cáustico.

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10.9. Cierres de la puerta Se deberá revisar todos los cierres de las siguientes puertas / aberturas y se remplazarán en caso de mostrar signos de deterioro: Puerta de la cámara de combustión Puertas suplementarias para quemador de fuel/gas Puertas de las zonas de retirada de cenizas Contenedor de las cenizas del ciclón Los motores (del ventilador de aire comburente, motores de sinfines, unidades hidráulicas, ventilador de humos, etc.) se deberán mantener siempre libres de polvo. 10.10. Parada de la instalación durante largos periodos de tiempo Poner la instalación en modo manual y permitir que todo el material del hogar se queme totalmente. Poner el panel en stop. Se deberá mantener aislado el panel principal durante 2-3 días para asegurar que el sistema eléctrico de protección anti-retorno permanece operativo hasta que la caldera se haya enfriado totalmente. ¡ATENCIÓN! En los lugares donde exista peligro de congelación se deberá decidir si mantener en funcionamiento las bombas de circulación o vaciar el sistema. 10.11. Requisitos especiales NO IGNORAR ninguno de los sistemas de seguridad del panel de la caldera, de los sistemas eléctricos o mecánicos, pues están preparados para proteger las máquinas, edificios y personal. El personal encargado del mantenimiento deberá estar entrenado para la retirada de cenizas del mantenimiento de la máquina. El resto de operaciones deberán ser realizadas por personal entrenado y cualificado. El sistema hidráulico deberá garantizar siempre una temperatura de retorno mínima de 55-60ºC.

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10.12. Conformidad con las normativas Se cumplirá la normativa en la medida en que el correcto uso de la caldera, sistemas de protección contra incendios en la sala de calderas y el almacén de combustible así como la correcta instalación de la chimenea correspondiente es responsabilidad del cliente y su equipo de diseño. Cualquier consejo o recomendación suministrado por Binder o sus distribuidores, se da bajo la condición de que ni Binder ni sus distribuidores aceptan ninguna responsabilidad sobre la idoneidad de dichos consejos o recomendaciones con respecto a ordenanzas o reglamentos locales, regionales o nacionales así como legalización o señalización.

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