Reporte de la Inspección a la Válvula de Bypass Principal de la Unidad 3 de la Central Ciclo Combinado Gómez Palacio

Transcripción

1 Reporte de la Inspección a la Válvula de Bypass Principal de la Unidad 3 de la Central Ciclo Combinado Gómez Palacio Área: Comisión Federal de Electricidad Central Ciclo Combinado Gómez Palacio Carretera Francisco I. Madero km. 3 Gómez Palacio, Durango, México. Atención a: Ing. Carlos Lara Valles Superintendente General de la CCC Gómez Palacio Fecha de publicación: 29 de Agosto de 2007 Contenido: 8 páginas Clasificación: CONFIDENCIAL 1

2 Reporte de la Inspección a la Válvula de Bypass Principal de la Unidad 3 de la Central Ciclo Combinado Gómez Palacio Resumen: El día 23 de Agosto de 2007 se realizo una inspección a la válvula de By-pass Principal de la U3 para determinar las condiciones en las que se encuentra la válvula y determinar si esta fugando, analizar las causas y consecuencias de la fuga y proponer mejoras a este sistema. Objetivo: Realizar una inspección por medio de ultrasonido y análisis de datos, determinar las causas de las posibles fallas y proponer un plan de mejoras. En los siguientes puntos se muestra el análisis que se realizo de la válvula para determinar la fuga y el tamaño de la misma: Los Datos del análisis son los siguientes: Válvula de By-pass de Turbina 12X24, Marca CCI TAG: PCV-101 Condiciones de Operación de Diseño Unidades Fluido: Vapor Sobrecalentado Condiciones Normales Condiciones Máximas PPH Flujo PSIA Presión de Entrada/Salida 818/ /100 PSI Presión Delta P º F Temperatura La válvula de derivación de turbina tiene la siguiente información de diseño: Información de Ingeniería Clase de Presión Entrada 1500 ANSI/ Salida 300 ANSI Presión/Temperatura de 1500 PSIG / 952ºF Diseño Máx. Presión a 100F Entrada 3750 PSIG/ Salida 750 PSIG Clase Nuclear N/A Presión de Prueba Entrada 5625 PSIG / Hidrostática SALIDA 1125 PSIG Máx. Cv a apertura 100% 490 Máxima Fuga de Asiento 3000 CC/min. Agua a 1220 PSI Flujo Mínimo Controlable PPH a 1120 PSIG Torque de Bonete 815 Ft-Lbs 2

3 Se realizo una revisión por ultrasonido utilizando el método ABCD y E se realizaron 2 inspecciones el día 23 de agosto y se comparo con las mediciones tomadas el dia 21 de Julio de 2004, mediante el método ABCD, solamente que para efectos de comparación se normalizaron con el método ABCD y E. Puntos de muestreo en una inspección por ultrasonido a una válvula Niveles de Ultrasonido en Val. de Bypass a Turbina C 50 Niveles de Decibeles A B C C D 20 A A D E 10 E 0 Puntos de Inspeccion 23-Aug Aug Insp Jul-04 Frecuencia de inspección: 32 khz 3

4 Clasificación del tamaño de la fuga. FUGA CRÍTICA Condición: B o C > 50 db, C>B A B C D E Se presenta cuando la diferencia entre los puntos de inspección B y C es de mas de 10 decibeles, esto significa que existe un flujo turbulento que pasa a traves del agrietamiento del asiento de la válvula generando un alto nivel de ruido ultrasónico, el cual se cuantifica en pérdidas de vapor y energía. 0 FUGA CONSIDERABLE Condición: B y C 40 db, C >= B Se presenta cuando al momento de medir los puntos de inspección B y C la diferencia es menor a 10 decibeles, y tiene que cumplir con la condición de que C no sea menor a B. Esto significa que el orificio de fuga es lo suficientemente considerable para generar un flujo turbulento de determinado caudal que iguala al ruido ultrasónico a la entrada. 5 0 NO HAY FUGA Condición: B < 50 db, C<B Se presenta cuando la diferencia en decibeles que se presenta entre los puntos de inspección B y C es igual o menor a 10 decibeles, pero debe de cumplir la condición que C sea menor a B dado este caso significa que existe un cierre hermetico en la válvula

5 Condiciones de Operación de la Válvula: 23 de Agosto de 2007 Unidades Presión de entrada 670 psig Presión de salida psig Temperatura de entrada 886 ºF Entalpía de entrada / Entalpía en el punto más bajo del ciclo 78 / Temperatura del punto más bajo del ciclo 111 ºF Eficiencia del ciclo % Posición Válvula FCV-203 (Atemperación) 0 % Temperatura después del Bypass 118 ºF Régimen Térmico 2,275 Kcal/Kwh. Energía Producida (la turbina de vapor) 62.7 MW Energía Producida (todo el paquete) 187 MW Consumo de Agua Actual 180 m 3 /día Flujo de vapor a turbina 425,000 Lb/ Consumo de Combustible Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Gas TG 595, ,000 N/A m 3 /día Q/P (quemadores aux.) 50,000 50,000 N/A m 3 /día Generación 1, , ,504.8 MW/día Generación de energia por Unidad 1, , , , Generacion en MW 1, , , , , , , , , , , Unidades Comparativo entre la generación de cada unidad 5

6 Cálculos para determinar el tamaño de la fuga. Este cálculo se basa en la Norma ASTM E que establece los Métodos Estándares de Detección de Fugas Utilizando Ultrasonido. Para determinar la fuga se toman en cuenta los parámetros de la norma, junto con información de operación de la válvula. De acuerdo al análisis de la información y nuestro método calculamos la fuga que se muestra a continuación: 1.81 seg Fuga = = 4, seg Esto representa una perdida en megawatts de generación como se muestra continuación: ETP = H Flow Losses ( 4,253 ) ( 1, ) ETP = 78 ETP = 5,844, MWP = ETP watts 1,000,000 MWP = ( 1, ) 4, watts 1,000,000 MWP = MWt Potencia Perdida = MWe Nomenclaturas: ETP: representa la energía térmica perdida Flow Losses : Perdidas de flujo H : Diferencia de entalpía Eficiencia en el ciclo de vapor=

7 Se anexa un diagrama de la instalación de la válvula de bypass inspeccionada esto con el fin de visualizar el área de estudio de este documento. 7

8 Conclusiones: La válvula presenta una fuga de 1% de su capacidad lo que ocasiona una pérdida de energía directa en la capacidad de producción y dificulta la operación de la planta. Según la inspección de ultrasonido esto se cataloga como FUGA CONSIDERABLE, de acuerdo a los cálculos de fuga la perdida es de MWe con una tarifa aproximada de 60 dólares por MW, y factor de planta de 8,000 converge en un costo total de 301, dólares. Es necesaria una inspección interna de la válvula para determinar la causa de esta fuga, así como también analizar la posibilidad del cambio del actuador con mayor rigidez, fuerza, mayor exactitud, y que cuente con un dispositivo de compensación térmica por las posibles dilataciones lineales del vástago, esto pude ocasionar sobre fuerza en el asiento y de esta manera producir grietas. El plan de mejora propuesto se anexa en la PROPUESTA TÉCNICA donde se detalla con mayor claridad el alcance de las mejoras propuestas por INDUSTRIAS CONTROLPRO S.A. DE C.V., para la Válvula de Bypass a Turbina de Alta Presión en la U3, de la Central de Ciclo Combinado Gómez Palacio. Ing. José Francisco Castro Guardiola Nota: Reporte e Inspección realizada por: Ing. José Francisco Castro Guardiola Inspector de Ultrasonido C/No. UET Análisis de Datos: Ing. Miguel Ángel Alvarado Weigend Este reporte es confidencial, se prohíbe la reproducción total o parcial del mismo, la persona que viole esta prohibición esta sujeta a sanciones de violación de derechos y será juzgada a los tribunales competentes. 8