Acciones correctivas para mejorar la disponibilidad en generadores ...

Boletín IIE, mayo-junio del 2001Figura 1 (a). Tiempo de vida calculado a distintas velocidadesde desgaste por corrosión y temperatura de metal paraun tubo de material SA-213-TP 304 H con las siguientesdimensiones 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 calculado de acuerdo al códigoASME para distintas temperaturas de metal de un tubode material SA-213-TP 304 H con las siguientes dimensionesnominales: 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 para evaluarla temperatura de los tubos del RHBásicamente el proceso de falla se debe a que la pared exteriorde los tubos que se sitúan a la salida de vapor delrecalentador está siendo expuesta a temperaturas elevadas,lo cual ocasiona la fusión de los depósitos de las cenizasdel combustóleo. Por medio de programas de simulacióny empleando datos de operación reales, se determinó latemperatura de metal en el banco de tubos del recalentador.Primero se obtuvo el perfil de temperatura de gases y vaporen todo el generador de vapor utilizando el programade simulación comercial Steam Master. Posteriormente,se calculó la temperatura del metal en el RH utilizandoun modelo matemático desarrollado por el IIE para determinarespecíficamente la temperatura de metal a lo largode cada uno de los haces de tubos del RH.Los gráficos de la temperatura de metal respecto ala longitud del tubo indican que el tubo 5 de cada elemento(que corresponde a la cama 5 de la nomenclatura delCTPALM) supera en la sección final del tubo la temperaturade fusión de cenizas corrosivas, 593 ºC, (CCC–A013-Q-CFE, 1993) ver Figura 2. Esto explica por qué en lacama 5 se han presentado la mayor cantidad de fallas detectadascon unidad en servicio como lo confirman losregistros históricos.La recomendación inmediata es tener un controlestricto del exceso de aire, ya que una mayor cantidad deoxígeno fomenta la formación de especies corrosivas, porquese producen compuestos con estados de oxidación altosy además contribuye al aumento de la temperatura demetal de los tubos. Se debe tratar de ajustar los parámetrosoperativos para obtener valores cercanos al 0.8 % deexceso de O 2, (EPRI CS-3945, 1985). Esta medida minimizaríael riesgo de operación de la caldera en la que losbancos de tubos estuvieran operando con una temperaturaexterna de metal que facilita el proceso de corrosiónpor cenizas fundidas del combustóleo.Una vez localizados los puntos de alta temperaturaen los elementos del RH, en algunos de ellos se instalaroncuatro termopares embebidos y con recubrimiento especialpara evitar la corrosión, el propósito final esmonitorear la temperatura de metal y prevenir el riesgode falla de los tubos.Instituto de Investigaciones Eléctricas103