Seminole Electric es una planta de generación y transmisión con sede en Tampa, Florida. Proporciona fuentes a granel de electricidad y servicios al por mayor de energía a 10 entidades situadas a través de la Florida peninsular. Más de 1.5 millones de individuos y negocios en 45 condados confían en Seminole y su personal para el servicio eléctrico. La Planta de generación primaria de Seminole está situada en el río St. Johns en el condado de Putnam, Florida, a 50 millas al sur de Jacksonville. Esta estación de 1.300 megavatios (MW) tiene dos generadores de 650 MW. (las pautas varían, pero un megavatio de capacidad puede generar electricidad para aproximadamente 660 hogares que cada uno utiliza cerca de 1.000 kilovatios/hora de energía por mes.) Usted puede ver las torres hiperbólicas de la planta (450 ' de altura y 400' de largo y 675 ' de ancho) desde muchas millas a la distancia. Esta planta genera energía eléctrica obtenida del carbón. Su salida se canaliza a través de líneas de transmisión a los sistemas de distribución que a cambio, entregan electricidad a los individuos y negocios - cerca de 1.5 millones de personas y negocios, o el 10% de la población de Florida, a través de cerca de 750.000 metros (2002).
En mercado actual tan competitivo de la generación de energía eléctrica la atención se debe dar a mejorar la eficacia de funcionamiento de los condensadores. Las turbinas de vapor no pueden lograr su funcionamiento especifico sin un condensador eficiente. Las fugas del tubo que afectan el funcionamiento del condensador son críticas. La mayoría de los tubos del condensador se diseñan para que por lo menos duren 30 años antes de que el reemplazo se requiera. Desafortunadamente, la operación de planta normal, los cambios en la química del agua y otras circunstancias imprevistas crean a menudo una vida mucho más corta para los tubos. La mayoría de los condensadores son sobre construidos para permitir que un cierto porcentaje de tubos sean tapados cuando se detecta una fuga.
Cuando altos niveles de sodio se encuentran en el condensador, el agua que sale del condensador se debe "pulir" a través de un intercambio de resina y de un soplo de la caldera. Cuando sucede esto, aumenta el costo y la salida de la central eléctrica se reduce.
En el pasado, Seminole Electric, como otras empresas, utilizó métodos que incluían pegar periódicos mojados contra las hojas del tubo, rociar espuma gruesa o usar cinta adhesiva de celofán para localizar las fugas del tubo del condensador. Estos métodos eran lentos, requerían de múltiples operadores experimentados en horas inconvenientes (típicamente las plantas se pueden llevar a una producción parcial solamente durante el turno de la noche) y peor, eran a menudo ineficaces.
Tecnología Ultrasónica.
Los detectores ultrasónicos de fugas trabajan como simples micrófonos que son sensibles a los sonidos de alta frecuencia que se extienden a partir de 20 kHz (un kHz o un kilohertz es igual a mil ciclos por segundo) a 100 kHz. Para poner eso en perspectiva, la mayoría de los seres humanos pueden oír hasta 17-19 kHz.
Usando un elemento cristalino piezoeléctrico sensible como elemento del sensor, ondas acústicas diminutas de alta frecuencia excitan o "flexionan" el cristal que crea un pulso eléctrico que se amplifica y después lo heterodinamisa o traduce a una frecuencia audible para que el técnico pueda oír con un par de auriculares de reducción de ruidos.
Mientras que una fuga pasa de una alta presión a una presión baja, crea turbulencia. La turbulencia genera un componente de alta frecuencia de los sonidos, que es detectado por el elemento piezoeléctrico sensible, permitiendo que el técnico dirija rápidamente el instrumento al punto más ruidoso para establecer claramente la fuga.
Varios detectores ultrasónicos utilizan reflectores parabólicos o reflectores elípticos para realzar y concentrar la señal de la fuga, que puede ser útil al detectar las fugas pequeñas o para explorar a una gran distancia.
Los efectos de las fugas en los tubos del condensador
El condensador es el cambiador de calor más grande de la red de condensado/alimentado por agua. Está situado debajo del generador de la turbina de vapor. Cuando el vapor sale de la turbina, pasa sobre la tubería refrescada que lo condensa de nuevo en agua líquida. El agua purificada se bombea de nuevo a la caldera que se calentará para cocer al vapor otra vez. La misma agua purificada se hierve y se condensa repetidamente.
Mantener los tubos del condensador en el condensador sin fugas de agua de río usada para refrescar la tubería por donde pasa el vapor o el lado limpio del condensador es la llave para alcanzar el funcionamiento óptimo de la planta. El agua fresca que se fuga en el sistema purificado puede ocasionar estragos causando corrosión a través del sistema y puede reducir perceptiblemente la vida del funcionamiento si no es tratada rápidamente.
Los condensadores de la planta de Seminole Electric contienen 44.000 tubos de una pulgada por unidad y ofrecen un diseño partido, con ocho tanques de agua o dos lazos. Esto permite que la planta aísle un lazo o cuatro tanques de agua mientras que funciona en una carga parcial. Aislar una sección del condensador permite que Thorp drene el agua que se refresca y que entre en los tanques de agua mientras que la planta todavía está funcionando. Porque la turbina todavía está funcionando, un vacío está presente en el lado del vapor del tubo del condensador. Este vacío crea un diferencial de presión que "aspira" el aire en el sitio de la fuga del tubo. Mientras que el aire entra en el sitio de la fuga, crea una turbulencia mínima, que genera una señal de alta frecuencia. El detector ultrasónico detecta y establece clara y rápidamente los tubos con fugas permitiendo que sean tapados.
Las operaciones saben cuándo una fuga es bastante severa para llamar la atención por los contadores sensibles de partes de sodio por billón en el sistema condensado de bomba de descarga. La exhibición contraria del sodio es comprobada por los operadores en sus rondines.
Las tanques de agua en centrales eléctricas no son los ambientes más agradables para trabajar, con una temperatura ambiente de 100º-105º F y una humedad relativa de 99.99. Puede ser una experiencia agotadora y el agotamiento de calor no es infrecuente. Usar detectores ultrasónicos ha permitido que Seminole y su personal de mantenimiento consigan llegar al tanque, que encuentren la fuga y que salgan rápidamente.
Seminole originalmente probó un detector de ultrasonido más viejo. La unidad probada no fue diseñada para el ambiente de alta humedad que está presente en condensadores de vapor. Pronto dejó de funcionar así como la humedad se empezó a acumular en el circuito, pero no antes de que podían oír que lo que pensaron pudo ser una fuga del tubo. Incapaces de terminar la prueba ultrasónica en ese momento, los métodos tradicionales y de consumo de tiempo fueron utilizados para solucionar el problema inmediato; sin embargo el departamento de Mantenimiento Predictivo se convenció de aprender más sobre los detectores ultrasónicos de alta frecuencia que fueron diseñados para ambientes severos.
Su investigación lo condujo a SDT North America, que le ofreció el SDT 170M con varias características que convencieron Thorpe que esta unidad podría ser una gran ayuda. La unidad fue sellada a IP65 e incluyó una varilla flexible de extensión para prolongar el alcance del sensor de detección de fugas.
Thorp pronto descubrió que los condensadores en línea de vapor ofrecen señales ultrasónicas abundantes para competir con la señal de la fuga. El método que generalmente usa es; sostener el instrumento a unos metros de la hoja del tubo y explorar el área entera. Si encuentra un área ruidosa, anota. Él después cambia a un sensor flexible extendido y explora tubo por tubo. Si la señal de sonidos en el medidor digital dBvu o el sonido en los audífonos no cambia de tubo en tubo, una fuga es improbable. Esto es particularmente verdadero en los tubos situados en los bordes externos de la hoja del tubo pues estos tubos son más propensos a tener corrientes ruidosas fluyendo sobre las superficies de diámetro externo. Si ocurrió un cambio significativo de la señal, se sospecha de una fuga. Si la fuga está dentro del tubo, la diferencia será escuchada en la abertura del tubo. Si el nivel de ruidos se oye en la hoja del tubo, él bloquea el área para eliminar el ruido reflejado. Entonces coloca un cono del concentrador, con una abertura de un octavo de pulgada en el sensor flexible extendido, y lo sostiene cerca de la superficie de la hoja del tubo, explorando alrededor de tubo en tubo al ajuste de la hoja o del tapón instalado previamente en el tubo. Durante este proceso el área pequeña de un pulgada que se está fugando puede ser establecida claramente y ser reparada.
Después de usar el detector ultrasónico por su propia cuenta por un tiempo, recientemente atendió un curso de capacitación del nivel 1 de 2.5 días. Él volvió de esa capacitación seguro que ampliaría el uso de su detector ultrasónico para descubrir problemas con los transportadores de carbón, cojinetes, fugas de aire comprimido y muchas otras clases de problemas que ocurren comúnmente en una estación que genera energía.
Seminole Electric realizó varios ahorros intangibles del proyecto ultrasónico de la detección de fugas relacionado con las mejoras en la limpieza y confiabilidad del agua. Las limpiezas químicas del agua se extienden en costo dependiendo de los requisitos específicos de cada unidad pero el costo puede ser significativo. Una reducción en las fugas del tubo también significa menos corrosión.
Thorp reporta una recuperación rápida en la inversión de su detector ultrasónico y ha atraído la atención y la ayuda de la gerencia superior de la compañía basada en los resultados hasta la fecha. Su consejo para otros que consideran al ultrasonido es utilizar tantas tecnologías que le den acceso para solucionar problemas mientras que nadie tecnológicamente le puede dar todas las respuestas. Él confía que el ultrasonido seguirá siendo una herramienta importante de la inspección para Seminole Electric.
Currículo: Terrence O'Hanlon CMRP, es el Editor de Reliabilityweb.com. El es un Profesional Certificado en Mantenimiento y Confiabilidad y ha asistido a cientos de plantas industriales con más de 20 años de experiencia en el diseño y aplicación del ultrasonido.
Antecedentes y fotografías corporativas están disponibles en:
http://www.seminole-electric.com
bthorpe@seminole-electric.com
