14 enero 2012

Mejorando las técnicas de mantenimiento del condensador

Las pérdidas atribuidas a grietas o suciedad en los condensadores continúan aumentando en la industria de generación y alcanzan cifras multimillonarias. Si invertimos en un correcto plan de mantenimiento podemos reducir sensiblemente estos costes operacionales, de ello hablamos en este artículo.

El mantenimiento de unos tubos de condensador limpios es de vital importancia para la operación de una planta de generación. Los tubos del condensador pueden llegar a estar ligeramente sucios con depósitos orgánicos blandos o con escalas severas debidas a minerales duros que son difíciles de quitar. El éxito en la limpieza del condensador requiere seleccionar la tecnología de limpieza apropiada para unas condiciones de ensuciamiento o fouling específicas.

La identificación prematura de las características del fouling y un conocimiento fundamental de las capacidades del sistema de limpieza son esenciales para determinar la tecnología de limpieza más efectiva, además de la frecuencia de limpieza requerida. Un buen revestimiento puede también prevenir el fouling en los tubos del condensador y dar una vida renovada a los sistemas más antiguos.

Mecanismos de fouling del tubo del condensador

Generalmente, dos problemas principales se producen en el sustrato que se adhiere a las superficies interiores de los tubos: pérdida de transferencia de calor y corrosión bajo los depósitos.

Fouling interno en el tubo es casi siempre un problema para la transferencia de calor porque reduce la eficiencia del vapor de condensación y da como resultado una menor eficiencia en la operación la turbina.

Esta forma de corrosión puede tener causas directas o indirectas. Cuando el ataque es directo, el depósito en sí mismo contiene sustancias corrosivas que, cuando se concentran en un sitio localizado, pueden causar pérdidas del material del tubo. Un ejemplo de este tipo de corrosión es la que produce el cloro. Los ataques indirectos pueden ser causados por varios factores, incluyendo acumulación de depósitos que forman una barrera entre el agua de refrigeración y el material del tubo.

En cualquier situación, los contaminantes en el agua de refrigeración (que pueden estar concentrados significativamente en una torre de refrigeración) son los precursores de lo que a menudo puede originar daños principales en los tubos de la caldera y materiales de la turbina, potencialmente dando como resultado penalizaciones económicas y daños en la unidad. Las inversiones en los equipos pueden eliminar o reducir el ensuciamiento que se produce en los tubos del condensador.

Prevención del fouling

Las opciones para prevenir el fouling pueden clasificarse de acuerdo a las operaciones de planta en off-line y on-line. Los métodos para retirar off-line incluyen métodos químicos (disoluciones ácidas o quelatos) y métodos mecánicos (limpiadores de tubos plásticos o metálicos, cepillos o agua a alta presión). Las medidas preventivas online incluyen tratamientos químicos (inhibición de la corrosión y escalas, dispersantes, y biocidas) y recirculación continua de sponge bulls para retirar depósitos blandos en la pared interior de los tubos del condensador.

Debido a que el fouling del condensador puede tener un dramático impacto en la planta de generación, la deposición y corrosión debe controlarse y la tecnología de limpieza apropiada usada a intervalos óptimos.

Métodos de tratamiento químico

Varios agentes químicos, a menudo en combinación, se usan para controlar el fouling en los tubos del condensador. Los agentes químicos se usan primariamente con torres de refrigeración de recirculación, y debido a que la concentración de constituyentes disueltos es significativa y ello supone riesgos, este tipo de efluentes están restringidos medioambientalmente. Actualmente se usan métodos de tratamiento químico incluyendo inhibidores, dispersantes, biocidas, inhibidores de corrosión, y agentes químicos para el control del pH.

Otra forma común de mitigar los problemas químicos incluyen la minimización de la concentración de sólidos disueltos en el sistema, particularmente torres de refrigeración. Debe alcanzarse el equilibrio entre la minimización del uso del agua y evitar la excesiva acumulación de agentes corrosivos y escalas.

Algunas escalas pueden eliminarse haciendo circular agua con pH bajo al punto de disolución de la escala incrementando la alimentación de ácido sulfúrico (pH de 5,8 o menos para el carbonato cálcico y 4 para el fosfato de calcio). Sin embargo, debe considerarse cuidadosamente en el metal base y las tuberías de acero cuando se usan agentes químicos agresivos.

Prevención del fouling mecánico

Se han desarrollado diversas aproximaciones mecánicas para prevenir el fouling en el condensador. Pueden instalarse pantallas para prevenir que los residuos alcancen el condensador. Los sistemas de filtración tales como los filtros de arena pueden usarse para eliminar partículas finas.

Diversos sistemas online se han desarrollado que envían objetos de limpieza – tales como bolas de esponja, cepillos, o rascadores de plástico – a través de los tubos con el flujo de agua de refrigeración. En teoría estos mecanismos limpiarán la superficie del tubo. En algunos sistemas más automatizados, los dispositivos de limpieza se retiran a la salida del condensador y automáticamente vuelven a la entrada.

Métodos de retirada mecánicos

Las plantas operan de una forma económicamente eficiente eliminando los depósitos que pueden causar pérdidas mayores en la transferencia de calor, corrosión de tubos, o, en último término, fallo de tubos. No sólo hay que considerar pérdidas en el rendimiento, sino también las reparaciones principales que siguen al fallo de tubos debido a la contaminación del agua de refrigeración en la caldera o turbina. En general, la limpieza mecánica es usualmente más efectiva en costes que la limpieza mecánica.

Las técnicas de limpieza mecánica incluyen el lavado de agua a alta presión y limpiadores del hollín en los tubos.

Bibliografía:  Improving Condenser O&M Practices. Power vol. 155. November 2011
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