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Jun 05, 2023

Directrices para inspecciones eficaces de HRSG

Las inspecciones de unidades descuidadas o al azar pueden provocar fallas en el equipo e incluso

Las inspecciones de unidades descuidadas o al azar pueden provocar fallas en los equipos y, lo que es más importante, pueden poner en peligro la seguridad de los empleados.

Por Alejandro Rodas, ingeniero de propuestas, Bremco

Durante las últimas tres décadas, las centrales eléctricas de ciclo combinado han reemplazado muchas unidades de carbón a medida que nuestro país avanza para reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Una característica de cada unidad de ciclo combinado es el generador de vapor de recuperación de calor, que convierte el calor de escape de la turbina de combustión en vapor para una producción eléctrica adicional que agrega aproximadamente un 20 % de eficiencia neta. Los ciclos de carga son básicamente la norma para las unidades de ciclo combinado, lo que genera mucho estrés térmico, mecánico y químico de agua/vapor en los HRSG.

Este artículo proporciona una descripción general de muchos elementos de inspección HRSG importantes durante las interrupciones programadas (y, a veces, forzadas).

Si bien los HRSG vienen en varias configuraciones, el diseño más común es el estilo de tambor de triple presión, como se muestra en la Figura 1 a continuación.

Como es evidente incluso a partir de esta figura básica, las rutas de agua/vapor y gas del HRSG pueden ser complejas, donde se necesitan inspecciones periódicas y exhaustivas de muchos componentes para garantizar un funcionamiento confiable y seguro. La siguiente discusión destaca muchas, pero ciertamente no todas, las inspecciones y técnicas de inspección importantes. Dado el estrecho espacio entre los haces de tubos del evaporador, también conocidos como arpas y otros equipos dentro de un HRSG, se necesitan métodos más allá de la simple observación visual, incluidas técnicas no destructivas, para una evaluación exhaustiva de las condiciones del equipo.

Las inspecciones visuales de tambores deben ser estándar y pueden revelar mucho sobre la efectividad de los programas de tratamiento de agua de calderas. Los grandes depósitos de material suelto en el (los) piso(s) del tambor sugieren corrosión en otras partes del sistema o quizás fugas de contaminantes desde un condensador de superficie de vapor, donde las impurezas han reaccionado con los productos químicos de tratamiento del agua de la caldera. También es importante el examen con boroscopio de los tubos ascendentes de los tambores.

El programa de tratamiento de agua de alimentación recomendado para la mayoría de los HRSG es el tratamiento de oxidación totalmente volátil (AVT(O)), que no tiene secuestrantes de oxígeno para ayudar a minimizar la corrosión acelerada por flujo (FAC) monofásica. Si AVT(O) se aplica correctamente, los tambores y los tubos del evaporador deben tener un color rojo sólido. Si se ve magnetita negra, el programa no está funcionando correctamente. Además, la inspección con boroscopio del evaporador LP e IP y todos los codos de los tubos del economizador puede revelar FAC monofásico.

También es importante durante las inspecciones de tambores el examen de los separadores de vapor. Los componentes rotos o faltantes pueden permitir el transporte de humedad, con las impurezas que lo acompañan, al vapor y, en última instancia, a la turbina. Incluso concentraciones menores de contaminantes pueden causar múltiples problemas en el sistema de vapor, incluida la corrosión de los álabes y el rotor en las últimas etapas de la turbina LP. La inspección del tambor superior de LP revelará la presencia o ausencia de FAC de dos fases, que, si está presente, sugiere que se necesitan modificaciones en el programa de tratamiento químico.

La inspección visual del lado del agua/vapor de otros equipos, como sobrecalentadores/recalentadores, economizadores, cabezales inferiores, etc., puede ser difícil, ya que estos constituyen tuberías de presión y, por lo general, no tienen puertos de inspección fácilmente extraíbles. Las inspecciones con boroscopio desde puntos accesibles pueden proporcionar datos valiosos.

Aparte de las inspecciones visuales, varios métodos valiosos no destructivos están disponibles para evaluaciones adicionales. Estos incluyen pruebas de espesor por ultrasonido (UT), líquidos penetrantes y partículas magnéticas fluorescentes húmedas (WFMP). La prueba de UT es un método bien reconocido para localizar el adelgazamiento de paredes de FAC. Los líquidos penetrantes y WFMP son técnicas comunes para verificar la integridad de la soldadura. Las inspecciones de soldadura son un proceso crítico, ya que el estrés y la corrosión pueden debilitar las soldaduras hasta el punto de fallar.

Los componentes HRSG también están, por supuesto, expuestos a altas temperaturas y condiciones estresantes en el lado del gas. Es necesario realizar inspecciones minuciosas para identificar el estado del equipo y las áreas que pueden necesitar reparación. La siguiente lista describe algunos de los elementos de inspección más importantes del lado del gas.

La discusión anterior describió muchos, pero ciertamente no todos, los puntos y técnicas de inspección recomendados para los HRSG. Las inspecciones de unidades descuidadas o al azar pueden provocar fallas en los equipos y, lo que es más importante, pueden poner en peligro la seguridad de los empleados. El espaciamiento estrecho de las partes internas de HRSG hace que algunas inspecciones sean muy difíciles, donde se pueden requerir métodos especiales para determinar la condición del equipo.

Referencia

Buecker, B., Shulder, S. y Sieben, A., "Química del ciclo de la planta de energía fósil"; Seminario previo a la conferencia para el 39.º Taller anual de química de servicios eléctricos, del 4 al 6 de junio de 2019, Champaign, Illinois.

Acerca del autor: Alejandro Rodas es un ingeniero de propuestas basado en Louisville, Ky con Bremco (miembro de la familia SVI Industrial) con más de 12 años de experiencia trabajando con HRSG.