Diagnóstico de fallas en el generador de vapor - Instituto de ...

Actividades de investigación12Sistema de aire–gases y combustible. La relación con este sistema se presenta mediante el suministrodel calor necesario para la evaporación del agua del generador de vapor, incrementando la temperaturadel vapor sobrecalentado y recalentado, y la producción del vapor con las condiciones necesarias para elfuncionamiento adecuado de la turbina.Análisis de fallasLas fallas y decrementos en el generador de vapor ocupan entre un 50% a un 32% del total de fallas ocurridasen una unidad, afectando el índice de disponibilidad, además de las causadas por decrementos, mantenimientosy otros factores en los que se cuentan los errores de operación y mantenimiento. Los costospor la salida de la unidad son muy elevados cuando se presentan fallas en la caldera, debido al costo pordejar de generar, a su reparación con reposición de materiales y a la mano de obra calificada (ComisiónFederal de Electricidad, 1997).La manera para ayudar a incrementar la disponibilidad de una central consiste en mejorar la eficiencia desus componentes, incrementar su vida útil mediante la mejora de la operación y la seguridad, ya que resultamucho más conveniente corregir estos problemas que implantar otro tipo de soluciones que resultaránmás costosas. La falla que se analizó en este sistema fue la rotura de tubos de pared de agua.Evolución y consecuencias de la fallaCuando se presenta esta falla y de acuerdo con su severidad, el nivel del domo tenderá a disminuir, haciendoque su control responda hacia mantenerlo, con el consecuente incremento del flujo de agua de alimentación,pero cuando este flujo sea insuficiente el nivel se abatirá, pudiendo llegar a operar el disparo delgenerador de vapor, por abajo del nivel del domo y en caso de no operar esta protección, se corre el riesgode que el resto de los tubos de la pared de agua se quede sin refrigeración, con el consiguiente daño.Igualmente, la presión del domo disminuirá como consecuencia del decremento en la producción del vapororiginado por la falla y que posteriormente causará desviaciones al vapor sobrecalentado y recalentado,aumentando éstos su temperatura y disminuyendo su presión. Al recibir la medición de baja presióndel vapor sobrecalentado, el control de la combustión enviará la señal con la instrucción de incrementartanto el flujo de aire como de combustible, provocando que la presión en el hogar aumente, pudiendollegar al valor de disparo del generador de vapor por alta presión en el hogar. Además, la magnitud de lafuga también contribuirá a la presurización. Otro parámetro será el incremento del flujo de agua hacia eldeaereador, causando disminución del nivel del condensador, con el aumento consecuente del flujo derepuesto al ciclo y el abatimiento del tanque de agua de repuesto de condensado.Si no se aplican las acciones correctivas a estos efectos originados por la falla, se podrían dañar los tubosadyacentes de las paredes del hogar y existirían esfuerzos térmicos por la nula o baja circulación a travésde los tubos dañados, además de las altas temperaturas. También se sometería a la turbina a esfuerzos térmicosy empujes axiales, por condiciones de baja presión y alta temperatura del vapor, pudiendo presentarserozamientos entre partes fijas y móviles, fisura o erosión por la formación de humedad, siendo máscrítico en los últimos pasos de la turbina de baja presión.Causas posibles que provocan la fallaLas roturas en los tubos de una pared del hogar se presentan por diversas causas, por ejemplo: diseñodel generador de vapor, materiales utilizados y las condiciones de operación. En la parte de diseño se detectarácon la incidencia de la misma falla, aun con las reparaciones adecuadas. Algunos factores son: lacirculación inadecuada de gases calientes en el hogar y una deficiente circulación o refrigeración de tubos;los materiales utilizados con otra posible causa, ya que ocasionalmente el material presenta defectos en sufabricación; o una selección inadecuada del mismo.Otra causa son las condiciones operativas a las que se exponen los materiales, las cuales pueden controlarsecon una operación correcta de los parámetros que contribuyen a la falla de tubería de paredes de agua.Con el control de los parámetros se minimiza la formación del hollín, el cual es causado por problemas en