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Jun 05, 2023

Linee guida per ispezioni efficaci degli HRSG

Neglected or haphazard unit inspections can lead to equipment failures, and even

Ispezioni trascurate o casuali delle unità possono portare a guasti alle apparecchiature e, cosa ancora più importante, a mettere a repentaglio la sicurezza dei dipendenti.

Di Alejandro Rodas, ingegnere progettista, Bremco

Negli ultimi tre decenni, le centrali elettriche a ciclo combinato hanno sostituito molte unità a carbone mentre il nostro Paese si muove per ridurre le emissioni di anidride carbonica.

Una caratteristica di ogni unità a ciclo combinato è il generatore di vapore a recupero di calore, che converte il calore di scarico della turbina a combustione in vapore per una produzione elettrica aggiuntiva che aggiunge circa il 20% di efficienza netta. Il ciclo di carico è fondamentalmente la norma per le unità a ciclo combinato, che sottopone gli HRSG a stress termico, meccanico e chimico di acqua/vapore.

Questo articolo fornisce una panoramica di molti importanti elementi di ispezione HRSG durante le interruzioni programmate (e talvolta forzate).

Sebbene gli HRSG siano disponibili in diverse configurazioni, il design più comune è quello con tamburo a tripla pressione, come mostrato nella Figura 1 di seguito.

Come risulta evidente anche da questa figura di base, i percorsi di acqua/vapore e gas degli HRSG possono essere complessi, dove sono necessarie ispezioni regolari e approfondite di molti componenti per garantire un funzionamento affidabile e sicuro. La discussione seguente evidenzia molte, ma certamente non tutte, le ispezioni e le tecniche di ispezione importanti. Data la spaziatura ridotta dei fasci tubieri dell'evaporatore, ovvero delle arpe, e delle altre apparecchiature all'interno di un HRSG, sono necessari metodi che vanno oltre la semplice osservazione visiva, comprese le tecniche non distruttive, per una valutazione approfondita delle condizioni dell'apparecchiatura.

Le ispezioni visive dei fusti dovrebbero essere standard e possono rivelare molto sull’efficacia dei programmi di trattamento dell’acqua delle caldaie. Grandi depositi di materiale sfuso sul fondo del tamburo suggeriscono corrosione in altre parti del sistema o forse perdite di contaminanti da un condensatore a superficie di vapore, dove le impurità hanno reagito con i prodotti chimici per il trattamento dell'acqua della caldaia. Anche l'esame periscopico dei tubi montanti del tamburo è importante.

Il programma di trattamento dell'acqua di alimentazione consigliato per la maggior parte degli HRSG è il trattamento ossidante completamente volatile (AVT(O)), che non dispone di assorbitori di ossigeno per contribuire a ridurre al minimo la corrosione a flusso accelerato monofase (FAC). Se AVT(O) viene applicato correttamente, i tamburi e i tubi dell'evaporatore dovrebbero avere un colore rosso fisso. Se è visibile la magnetite nera, il programma non funziona correttamente. Inoltre, l'ispezione al boroscopio dell'evaporatore LP e IP e di tutti i gomiti dei tubi dell'economizzatore può rivelare FAC monofase.

Altrettanto importante durante le ispezioni dei fusti è l'esame dei separatori di vapore. Componenti rotti o mancanti possono consentire il trasporto di umidità, con le relative impurità, al vapore e, infine, alla turbina. Anche concentrazioni minori di contaminanti possono causare molteplici problemi al sistema a vapore, inclusa la corrosione delle pale e del rotore negli ultimi stadi della turbina a bassa pressione. L'ispezione del tamburo superiore del LP rivelerà la presenza o l'assenza di FAC a due fasi che, se presente, suggerisce la necessità di modifiche al programma di trattamento chimico.

L'ispezione visiva del lato acqua/vapore di altre apparecchiature quali surriscaldatori/riscaldatori, economizzatori, collettori inferiori e così via può essere difficile, poiché costituiscono tubazioni in pressione e solitamente non dispongono di porte di ispezione facilmente rimovibili. Le ispezioni con il periscopio da punti accessibili possono fornire dati preziosi.

Oltre alle ispezioni visive, sono disponibili diversi preziosi metodi non distruttivi per ulteriori valutazioni. Questi includono i test sullo spessore degli ultrasuoni (UT), con liquidi penetranti e con particelle magnetiche fluorescenti umide (WFMP). Il test UT è un metodo ben riconosciuto per individuare l'assottigliamento della parete dovuto alla FAC. I liquidi penetranti e il WFMP sono tecniche comuni per verificare l'integrità della saldatura. Le ispezioni delle saldature sono un processo critico, poiché lo stress e la corrosione possono indebolire le saldature fino al punto di rottura.

Naturalmente anche i componenti HRSG sono esposti a temperature elevate e condizioni di stress sul lato del gas. Sono necessarie ispezioni approfondite per identificare le condizioni delle apparecchiature e le aree che potrebbero necessitare di riparazioni. L'elenco seguente delinea alcuni dei più importanti elementi di ispezione lato gas.