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Jun 05, 2023

Diretrizes para inspeções efetivas do HRSG

Inspeções de unidade negligenciadas ou aleatórias podem levar a falhas de equipamentos e até mesmo

Inspeções de unidade negligenciadas ou aleatórias podem levar a falhas de equipamentos e, ainda mais importante, potencialmente comprometer a segurança dos funcionários.

Por Alejandro Rodas, engenheiro de propostas, Bremco

Nas últimas três décadas, as usinas de ciclo combinado substituíram muitas unidades de carvão à medida que nosso país se move para reduzir as emissões de dióxido de carbono.

Uma característica de cada unidade de ciclo combinado é o gerador de vapor de recuperação de calor, que converte o calor de exaustão da turbina de combustão em vapor para produção elétrica adicional que adiciona aproximadamente 20% de eficiência líquida. A ciclagem de carga é basicamente a norma para unidades de ciclo combinado, o que coloca muito estresse térmico, mecânico e químico da água/vapor nos HRSGs.

Este artigo fornece uma visão geral de muitos itens importantes de inspeção do HRSG durante interrupções programadas (e às vezes forçadas).

Embora os HRSGs tenham várias configurações, o design mais comum é o estilo tambor de pressão tripla, conforme mostrado na Figura 1 abaixo.

Como fica evidente até mesmo nesta figura básica, os caminhos de água/vapor e gás do HRSG podem ser complexos, onde inspeções regulares e completas de muitos componentes são necessárias para garantir uma operação confiável e segura. A discussão a seguir destaca muitas, mas certamente não todas, inspeções e técnicas de inspeção importantes. Dado o espaçamento apertado dos feixes de tubos do evaporador, também conhecidos como harpas, e outros equipamentos dentro de um HRSG, métodos além da simples observação visual, incluindo técnicas não destrutivas, são necessários para uma avaliação completa das condições do equipamento.

As inspeções visuais do tambor devem ser padrão e podem revelar muito sobre a eficácia dos programas de tratamento de água da caldeira. Grandes depósitos de material solto no(s) piso(s) do tambor sugerem corrosão em outras partes do sistema ou talvez vazamento de contaminante de um condensador de superfície de vapor, onde as impurezas reagiram com produtos químicos de tratamento de água da caldeira. O exame com boroscópio dos tubos de subida do tambor também é importante.

O programa de tratamento de água de alimentação recomendado para a maioria dos HRSGs é o tratamento oxidante totalmente volátil (AVT(O)), que não possui removedores de oxigênio para ajudar a minimizar a corrosão acelerada por fluxo monofásico (FAC). Se o AVT(O) for aplicado corretamente, os tambores e os tubos do evaporador devem ter uma cor vermelha sólida. Se a magnetita preta estiver visível, o programa não está funcionando corretamente. Além disso, a inspeção com boroscópio do evaporador LP e IP e todos os cotovelos do tubo do economizador podem revelar FAC monofásico.

Também importante durante as inspeções do tambor é o exame dos separadores de vapor. Componentes quebrados ou ausentes podem permitir o transporte de umidade, com as impurezas que a acompanham, para o vapor e, por fim, para a turbina. Mesmo concentrações menores de contaminantes podem causar vários problemas no sistema de vapor, incluindo corrosão das pás e do rotor nos últimos estágios da turbina de LP. A inspeção do tambor superior de LP revelará a presença ou ausência de FAC bifásico, que, se presente, sugere que são necessárias modificações no programa de tratamento químico.

A inspeção visual do lado da água/vapor de outros equipamentos, como superaquecedores/reaquecedores, economizadores, coletores inferiores e assim por diante, pode ser difícil, pois constituem tubulação de pressão e geralmente não possuem orifícios de inspeção facilmente removíveis. As inspeções com boroscópio de pontos acessíveis podem fornecer dados valiosos.

Além das inspeções visuais, vários métodos não destrutivos valiosos estão disponíveis para avaliações adicionais. Isso inclui espessura de ultrassom (UT), líquido penetrante e teste de partícula magnética fluorescente úmida (WFMP). O teste UT é um método bem reconhecido para localizar o desbaste da parede do FAC. Líquido penetrante e WFMP são técnicas comuns para verificar a integridade da solda. As inspeções de solda são um processo crítico, pois o estresse e a corrosão podem enfraquecer as soldas ao ponto de falha.

Os componentes HRSG também são, é claro, expostos a altas temperaturas e condições estressantes no lado do gás. Inspeções minuciosas são necessárias para identificar a condição do equipamento e as áreas que podem precisar de reparos. A lista a seguir descreve alguns dos itens de inspeção do lado do gás mais importantes.