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Aplicaciones tecnológicasse deben realizar maniobras operativas y/o modificacionesal arreglo de tuberías para garantizar quelas cajas de agua se llenen totalmente.f. Realizar adecuada y periódicamente el soplado dehollín en los precalentadores regenerativos de aire(PRA) de la unidad 1, confirmando el purgado adecuadode la línea de vapor, así como el restablecimientode los sellos para reducir las fugas de aire enel PRA B de la unidad 1.Análisis de fallas en tubos del generadorde vapor de las U-1 y U-2 de la CT FelipeCarrillo Puerto de Valladolid, YucatánCon la finalidad de determinar la composición química yevaluar las condiciones microestructurales a un tubo depared de agua, del generador de vapor de la unidad 2 de laCentral Termoeléctrica Felipe Carrillo Puerto de Valladolid,Yucatán, se realizaron análisis químico cuantitativoy metalográfico del material de éste. Se determinó queel origen de la falla del tubo de pared de agua se debió alsobrecalentamiento de largo tiempo que pudo ocasionarsepor un recargamiento de flama (Mojica y otros, 2000). Enlas figuras 5(a) y 5(b) se muestra la apariencia típica de estetipo de fallas.El propósito del análisis de fallas en tubos de paredesdel hogar del generador de vapor, de las unidades 1 y 2de la CT Felipe Carrillo Puerto, consiste en identificar sucausa raíz y emitir recomendaciones orientadas a corregirlas.Adicionalmente, con la metodología aplicada en losprimeros dos casos de estudio, se calculó el perfil de temperaturasexteriores de los tubos del sobrecalentador secundario(SC2) con el propósito de identificar algunoselementos que están expuestos a altas temperaturas y puedanpresentar mecanismos de corrosión al operar el generadorde vapor con combustóleo.Durante una de las inspecciones al generador de vaporde la unidad 2, se encontró falta de material refractariode protección de los soportes del SC2 y se observó una marcadadeformación de la pared lateral izquierda. En ella sedetectaron 16 tubos con falla, el mecanismo de falla que sepresentó fue el de sobrecalentamiento localizado, provocadopor recargamiento de flama. Incrementos localizados deflujo de calor pueden ser debidos a un sistema de combustiónen malas condiciones, por lo que es muy importanteevaluar el estado global del sistema de combustión(quemadores, estabilizadores de flama, fichas, válvulas, etc.)y su eficiente operación con el fin de evitar flamas demasiadoanchas o largas, desviación de las mismas o inestabilidadde quemadores. Las fallas del generador de vapor de las unidades1 y 2 se acentuaron al realizar las pruebas relacionadascon las modificaciones al sistema de combustión utilizandogas natural como combustible.Otro hallazgo de la inspección que contribuye aexplicar por qué dicha pared presenta deformaciones y hasido más afectada por sobrecalentamientos es la localizaciónno simétrica, respecto a la línea de centro del generadorde vapor, de los quemadores. Éstos se encuentran desplazadoshacia una de las paredes laterales (en la unidad 1hacia la pared derecha y en la unidad 2 hacia la izquierda,véase la Figura 5(c)).Con base en los resultados de la simulación se encontróque el aumento de temperatura de los gases de combustióna la entrada del sobrecalentador secundario (cavidad),debido al cambio de combustóleo por gas natural,fue de 90ºC a 100 % de carga y de 130ºC a 50% de carga.Una variable operativa importante en la conversión decombustóleo a gas natural es el flujo de atemperación, conFigura 5 (b). Acercamientos de la zona con falla deltubo donde se muestra la abertura de aproximadamente1 cm de longitud.Figura 5 (a). Vista general de la sección del tubo No. 45de la pared lateral derecha de la U-2.108 Instituto de Investigaciones Eléctricas
Boletín IIE, mayo-junio del 2001Figura 5 (c). Localización real de quemadores.CT Valladolid unidad 2Generador de vapor(vista frontal)Figura 5 (d). Comparación de emisividad total en hornos.10.8PARED IZQUIERDAHOGAR125 135PARED DERECHA11000.60.40.202 4 6 8 10 12 14 16Altura del horno (m)184 184Q6 Q5 Q4Q1 Q2 Q3Quemando combustóleoQuemando gas naturalFigura 5 (e). Quemador de unidades 1 y 2 de la CT FelipeCarrillo Puerto.174,8 174,8609,6COTAS: CMel modelo de simulación se encontró que se requieren 24Ton/h para una potencia de 37.5 MW mientras que elfabricante indica 17 Ton/h.Las deformaciones de los tubos y roturas ocurridasen la parte superior de las paredes del horno al operar elgenerador de la U-1 y U-2 con gas natural, se pueden explicarconsiderando los resultados experimentales presentadosen la gráfica de la Figura 5(d). La emisividad total delos gases de combustión producida por el gas natural aumentadebido a que va disminuyendo la temperatura delos gases a lo alto del horno hasta encontrar un punto deinflexión (Blokh, 1988). En dicho punto el flujo térmicohacia las paredes es más alto que en la parte inferior ydependiendo del diseño del horno en esa zona la calidaddel vapor es mayor, en esas condiciones las paredes de lostubos son más suceptibles de sufrir sobrecalentamiento,se asume que esto sucedió en la pared lateral derecha de laU-1 y en la pared lateral izquierda de la U-2 dado que estasparedes, por la simetría antes mencionada, se encuentranmás cerca de los quemadores.Las fallas a nivel de quemadores pueden deberse alrecargamiento de flama al utilizar gas natural como combustible,ya que cada quemador cuenta con seis boquillaslocalizadas en la periferia del cilindro de 60 cm de diámetroaproximadamente (ver Figura 5(e)), lo cual induce a pensarque la flama es más ancha que la formada con combustóleo.Aunado a que una de las paredes se encuentra 10 cm máscerca respecto con la pared que no se ha dañado. La experienciaindica que las flamas con gas son más cortas que las decombustóleo.Otro elemento que ha contribuido a aumentar lascondiciones de riesgo de falla, dada la geometría y posicionesde los quemadores, es el hecho de que al operar el generadorde vapor con gas natural el flujo de calor total que entra algenerador de vapor aumenta del orden del 6%, debido alInstituto de Investigaciones Eléctricas109
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