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Desalineación de caños

Sugerencia para el mantenimiento: Medir una fuga interna de aire en un condensador
por Tony Smith, técnico de servicio en campo Nash


Varias películas han utilizado la premisa de que si robas fracciones de un centavo de las transacciones financieras, puedes hacerte rico sin que te atrapen. En una planta de energía térmica, el exceso de fuga interna de aire, si no se detecta, puede reducir sigilosamente la eficiencia, lo que cuesta a la planta miles de dólares en el transcurso de un año.

Las fugas internas de aire altas aumentan la contrapresión en la turbina de vapor, lo que resulta en una menor potencia de salida para una determinada entrada de calor. Una pérdida más insidiosa ocurre cuando la cantidad de fuga interna de aire no es lo suficientemente grande como para reducir notablemente la potencia de salida: puede ser lo suficientemente grande como para permitir que los niveles de oxígeno disuelto aumenten hasta el punto en que los químicos deben usarse para controlar los niveles de oxígeno en el agua de la caldera. El primer paso para detener este robo es demostrar que está sucediendo.

Si está utilizando sistemas de vacío con extractores de condensador Nash, puede medir la fuga interna de aire en su condensador con un método simple. Todos nuestros sistemas extractores de condensador están equipados con una herramienta que ayuda con este procedimiento: el rotámetro.

Un rotámetro es un medidor de flujo de área variable. Nash lo monta en el separador de descarga, con una válvula de aislamiento aguas arriba del dispositivo. Si el rotámetro se está por debajo de la conexión al separador para facilitar la lectura, también puede haber una válvula de drenaje. En la parte superior del separador hay una válvula de descarga manual. Todos estos elementos se pueden ver en el plano. Durante la operación normal, la válvula de aislamiento probablemente estará cerrada.

Cuando esté listo para tomar una lectura del medidor de aire, mientras el extractor de condensador esté en red y funcionando, abra la válvula de aislamiento para permitir que el aire fluya hacia el rotámetro (y cierre la válvula de drenaje si la hay). Luego, cierre manualmente la válvula de descarga en la parte superior del separador, mediante la manija. Esto forzará a que todo el aire pase a través del rotámetro. Hay una pequeña pieza dentro del rotámetro, el flotador, que la fuerza del aire empujará hacia arriba.

Observe y anote la lectura en el borde del flotador, mediante las marcas y números del rotámetro para encontrar su scfm (pies cúbicos estándar por minuto). Incluso, puede considerar el uso de cinta adhesiva o cinchos para marcar la lectura y compararla fácilmente con los resultados de pruebas futuras. Esta lectura es la cantidad de fuga interna de aire que se está eliminando del condensador. Si el flotador está rebotando, cierre ligeramente la válvula de aislamiento hasta que se asiente en una posición estable.

Idealmente, la fuga de aire debe ser lo más baja posible (el flotador debe permanecer cerca del fondo del rotámetro). Las "HEI Standards for Steam Surface Condensers" recomiendan tasas basadas en el tamaño del condensador, aproximadamente un cuarto de la capacidad nominal del extractor de condensador. Por ejemplo, en un extractor de condensador de 10 SCFM, la fuga interna de aire debe mantenerse a menos de 2,5 SCFM. Otra regla general es 1 SCFM por cada 100 MW de generación de energía.

Un nivel muy alto de fuga interna de aire indicaría que el sistema tiene fugas excesivas. Utilice esta información durante la planificación de la próxima parada del sistema y planee inspeccionar y reparar cualquier cañería, grieta, etc. dentro del sistema para mantener la contrapresión en la turbina lo más baja posible.

Recomiendo que esta simple inspección se realice mensualmente y que se anote y se haga una gráfica. El nivel no debería cambiar drásticamente, pero si, por ejemplo, la fuga se ha duplicado en comparación con el nivel del mes anterior, se dará cuenta de que hay un cambio significativo en el sistema y se requiere una inspección adicional.

Después de haber medido la fuga interna de aire, asegúrese de que la válvula de descarga manual situada en la parte superior del separador vuelva a la posición abierta. Hay un resorte en esa válvula que debería permitir que la válvula se abra una vez se libera, pero ocasionalmente ese resorte se fatiga y puede necesitar abrirse con la manija. También necesita cerrar la válvula de aislamiento en la cañería del rotámetro y abrir la válvula de drenaje si tiene una.

Desalineación de caños estáticos

La desalineación de caños estáticos y sus efectos son relativamente simples de medir. Un método es desconectar las bridas del caño y medir su desalineación. La meta de la mayoría de las compañías es lograr una diferencia no mayor a 1/64” en la distancia entre las bridas. Es más, los pernos deberían pasar sin obstrucción por los orificios para alinear las bridas del tubo. Para buscar los efectos de la desalineación de un caño en la máquina, se deben colocar indicadores vertical y horizontalmente en cada cojinete. Se deben comprobar los indicadores al conectar o desconectar cada brida. Cualquier movimiento que se produzca en el cojinete que supere las 0,002” generalmente se considera excesivo.

Desalineación de caños dinámicos

Es mucho más difícil revisar la desalineación de caños dinámicos puesto que ocurre mientras el sistema está en funcionamiento. Se debe por lo común a la expansión térmica de las cañerías, el pesos del fluido del sistema o a las dos cosas junto con una tubería o un soporte de tubería inadecuados. La desalineación de caños dinámicos se detecta a menudo mediante un dispositivo de medición para revisar las diferencias en el movimiento de una máquina entre las condiciones dinámicas y estáticas.

¿Cómo causa fallas la desalineación de caños?

La desalineación de caños causa una distorsión del bastidor de la máquina. Como el bastidor o carcasa está distorsionado, también lo están carcasas de los cojinetes, el eje y otros componentes. Estos problemas pueden llevar a excesivas temperaturas de los cojinetes. Estos problemas con los cojinetes se pueden detectar a través de análisis de vibración, los cuales tendrán frecuencias de fallas en el cojinete como los picos dominantes. El rendimiento de sello mecánico y de las empaquetaduras también se verá afectado por la desalineación de caños debido a la fuerza adicional que causa la distorsión al alojamiento del cojinete. Cualquier cosa que lleve a la desviación del eje o la reducción de las holguras del cojinete puede provocar rápidamente fallas catastróficas, sobre todo de cojinetes y sellos.

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