Metodología de evaluación de la condición operativa de las tuberías de vapor principal en la central termoeléctrica Ilo 1

Abstract

Las tuberías críticas de los sistemas de potencia en una planta de generación eléctrica son aquellas que operan por encima de los 500°F (260° C). Estas incluyen las tuberías de vapor principal desde la descarga de los calderos hasta el ingreso a las turbinas. La metodología de evaluación de la condición operativa que se establece en este informe podrá aplicarse para los componentes de las tuberías de vapor principal (tuberías, soportes y restricciones). En una central termoeléctrica con más de 40 años de operación es importante la aplicación de esta metodología para evaluar la condición operativa y vida remanente de las tuberías de alta potencia como factores determinantes de un programa de extensión de vida de la planta. Estas tuberías críticas pueden dañarse o degradarse, incluso durante condiciones normales de operación de la planta, resultando en pérdida de potencia, costosas reparaciones y vida de servicio reducida. Algunas de las causas de daños en la tubería o degradación incluyen creep, fatiga, soportes dañados, inadecuada selección o ubicación de soportes, operación del sistema cerca de la temperatura de diseño o inadecuado diseño para las condiciones de operación requeridas. Para realizar esta evaluación de la condición se establece una metodología: que consta de un programa sistemático de inspección y evaluación para establecer la condición de las tuberías y los soportes de una planta de generación eléctrica que emplea combustible fósil. Esta metodología consiste en: 1) Revisión de la información técnica requerida para la evaluación; 2) Inspección de las líneas de vapor principal; 3) Etapa de evaluación; 4) Selección de los puntos de inspección y métodos de examinación; y 5) Evaluación por disponibilidad para el servicio según API RP 579. El presente informe consta de 5 capítulos los cuales son los siguientes: En el primer capítulo se desarrolla la introducción en la cual se detalla cuál es el objetivo del informe, alcances, limitaciones y la importancia que tiene este tema para ser desarrollado. En el segundo capítulo se desarrolla la descripción de la planta en donde se detalla todas las características de esta. En el tercer capítulo se desarrolla el marco teórico, sobre el cual se fundamenta el funcionamiento de una central térmica a vapor, se explican las normas ASME B31.1 y API RP 579. Finalmente, se concluye con una exposición de los ensayos no destructivos (NDE) recomendados para realizar este trabajo. En el cuarto capítulo se desarrolla la metodología de evaluación la cual empieza con la revisión de información requerida para la evaluación, inspección requerida para el sistema de vapor principal, análisis de esfuerzos en las tuberías de vapor principal según ASME B31.1, ensayos no destructivos requeridos, evaluación por disponibilidad para el servicio según API RP 579 y la elaboración del reporte final. En el quinto capítulo se desarrolla una valorización de la inversión que requiere la aplicación de esta metodología de evaluación y su impacto sobre el gasto que representaría la parada repentina de la planta debido a una falla en la tubería del sistema de vapor principal. La evaluación por disponibilidad para el servicio es realizada para asegurarse que los equipos de las plantas de proceso, tales como recipientes a presión, tuberías, y tanques puedan operan de forma segura y confiable por un período futuro deseado. La Práctica Recomendada API 579 describe un procedimiento general para la evaluación por disponibilidad para el servicio. El procedimiento evalúa el esfuerzo remanente del equipo en su actual condición, debido a que este esfuerzo puede ser menor que su condición original. Los mecanismos comunes de degradación incluyen corrosión, pitting, fragilización, fatiga, fluencia a alta temperatura y distorsión mecánica. Los métodos para evaluar el esfuerzo y la vida remanente de servicio de los equipos que tienen estos tipos de degradación están presentados y revisados.