Acciones correctivas para mejorar la disponibilidad en generadores ...
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Boletín IIE, mayo-junio del 2001Figura 1 (a). Tiempo de vida calcu<strong>la</strong>do a distintas velocidadesde desgaste por corrosión y temperatura de metal <strong>para</strong>un tubo de material SA-213-TP 304 H con <strong>la</strong>s sigui<strong>en</strong>tesdim<strong>en</strong>siones nominales: diámetro externo 50.8 mm, diámetrointerno 42.8 mm, espesor 4.0 mm, y operando a unapresión de 41.0 kg/cm 2 .Figura 1 (b). Espesor mínimo calcu<strong>la</strong>do de acuerdo al códigoASME <strong>para</strong> distintas temperaturas de metal de un tubode material SA-213-TP 304 H con <strong>la</strong>s sigui<strong>en</strong>tes dim<strong>en</strong>sionesnominales: diámetro externo 50.8 mm, diámetro interno42.8 mm, espesor 4.0 mm, y operando a una presión de41.0 kg/cm 2 .12TUBO RECALENTADOR TUXPAN2.2TUBO RECALENTADOR TUXPAN1110CORR. 0.25 mm/añoCORR. 0.20 mm/añoCORR. 0.30 mm/año2TIEMPO DE VIDA ( AÑOS )9876ESPESOR MÍNIMO (mm)1.81.61.4541.23540 550 5 60 5 70 580 590 600 6 10 620 630 640 6 50TEMPERATURA DE METAL ( C )1540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650TEMPERATURA DE METAL ( C )Estudio termohidráulico <strong>para</strong> evaluar<strong>la</strong> temperatura de los tubos del RHBásicam<strong>en</strong>te el proceso de fal<strong>la</strong> se debe a que <strong>la</strong> pared exteriorde los tubos que se sitúan a <strong>la</strong> salida de vapor delrecal<strong>en</strong>tador está si<strong>en</strong>do expuesta a temperaturas elevadas,lo cual ocasiona <strong>la</strong> fusión de los depósitos de <strong>la</strong>s c<strong>en</strong>izasdel combustóleo. Por medio de programas de simu<strong>la</strong>cióny empleando datos de operación reales, se determinó <strong>la</strong>temperatura de metal <strong>en</strong> el banco de tubos del recal<strong>en</strong>tador.Primero se obtuvo el perfil de temperatura de gases y vapor<strong>en</strong> todo el g<strong>en</strong>erador de vapor utilizando el programade simu<strong>la</strong>ción comercial Steam Master. Posteriorm<strong>en</strong>te,se calculó <strong>la</strong> temperatura del metal <strong>en</strong> el RH utilizandoun modelo matemático desarrol<strong>la</strong>do por el IIE <strong>para</strong> determinarespecíficam<strong>en</strong>te <strong>la</strong> temperatura de metal a lo <strong>la</strong>rgode cada uno de los haces de tubos del RH.Los gráficos de <strong>la</strong> temperatura de metal respecto a<strong>la</strong> longitud del tubo indican que el tubo 5 de cada elem<strong>en</strong>to(que corresponde a <strong>la</strong> cama 5 de <strong>la</strong> nom<strong>en</strong>c<strong>la</strong>tura delCTPALM) supera <strong>en</strong> <strong>la</strong> sección final del tubo <strong>la</strong> temperaturade fusión de c<strong>en</strong>izas corrosivas, 593 ºC, (CCC–A013-Q-CFE, 1993) ver Figura 2. Esto explica por qué <strong>en</strong> <strong>la</strong>cama 5 se han pres<strong>en</strong>tado <strong>la</strong> mayor cantidad de fal<strong>la</strong>s detectadascon unidad <strong>en</strong> servicio como lo confirman losregistros históricos.La recom<strong>en</strong>dación inmediata es t<strong>en</strong>er un controlestricto del exceso de aire, ya que una mayor cantidad deoxíg<strong>en</strong>o fom<strong>en</strong>ta <strong>la</strong> formación de especies corrosivas, porquese produc<strong>en</strong> compuestos con estados de oxidación altosy además contribuye al aum<strong>en</strong>to de <strong>la</strong> temperatura demetal de los tubos. Se debe tratar de ajustar los parámetrosoperativos <strong>para</strong> obt<strong>en</strong>er valores cercanos al 0.8 % deexceso de O 2, (EPRI CS-3945, 1985). Esta medida minimizaríael riesgo de operación de <strong>la</strong> caldera <strong>en</strong> <strong>la</strong> que losbancos de tubos estuvieran operando con una temperaturaexterna de metal que facilita el proceso de corrosiónpor c<strong>en</strong>izas fundidas del combustóleo.Una vez localizados los puntos de alta temperatura<strong>en</strong> los elem<strong>en</strong>tos del RH, <strong>en</strong> algunos de ellos se insta<strong>la</strong>roncuatro termopares embebidos y con recubrimi<strong>en</strong>to especial<strong>para</strong> evitar <strong>la</strong> corrosión, el propósito final esmonitorear <strong>la</strong> temperatura de metal y prev<strong>en</strong>ir el riesgode fal<strong>la</strong> de los tubos.Instituto de Investigaciones Eléctricas103