Durante el apogeo de la construcción de plantas de energía en los Estados Unidos, en particular después de la Segunda Guerra Mundial, las grandes estaciones centrales con múltiples generadores de vapor eran el estándar de la industria. El carbón fue la principal fuente de combustible, seguido de la energía nuclear, con algunas unidades alimentadas con petróleo, principalmente en la costa este. La mayoría de estos generadores de vapor se diseñaron para una carga mínima, con fluctuaciones moderadas en la producción de energía dependiendo de los requisitos de demanda diarios y estacionales. La operación continua es mejor para los generadores de energía, pero en estos días, el ciclado de carga es la norma para las unidades de ciclo combinado más nuevas, así como para muchas de las unidades de carbón de carga mínima restantes. La operación diurna (con apagado por la noche) es común en muchas unidades de energía, particularmente plantas de ciclo combinado.
El ciclado frecuente ejerce importantes tensiones térmicas y mecánicas en el equipo, y también imparte estrés químico, creando la posibilidad de que se produzca corrosión por oxígeno. Cuando una unidad deja de funcionar, el agua de la caldera comienza a enfriarse, el vapor del sobrecalentador y del recalentador colapsa y el aire puede entrar en la unidad incluso por las aberturas más pequeñas. El oxígeno puede inducir una corrosión significativa del acero al carbono, particularmente en áreas localizadas en las fuentes de entrada de aire. Cuando la unidad se reinicia, los productos corrosivos (principalmente óxidos de hierro) pueden transportarse a la caldera y precipitarse, por lo general, en el lado caliente de los tubos de la caldera. Los depósitos perjudican la transferencia de calor y, posteriormente, pueden servir como sitios para la corrosión debajo del depósito. Este mecanismo de corrosión puede ser bastante severo en un entorno de caldera a alta temperatura o alta presión.
El oxígeno disuelto también es una fuerza que impulsa la fatiga por corrosión. La fatiga mecánica básica es fácilmente observable. Simplemente doble un clip o un trozo de alambre de un lado a otro varias veces y se fracturará. Los componentes del generador de vapor también sufren fatiga causada por el ciclado, pero cuando está presente un agente corrosivo como el oxígeno, el proceso de fatiga puede aumentar. El oxígeno penetra en las pequeñas microfisuras que la fatiga induce inicialmente y acelera el mecanismo de corrosión.
El ciclado frecuente o regular también puede causar estragos en los programas de tratamiento de agua de calderas, en especial si la química utiliza fosfato. Muchos años de investigación han demostrado que el fosfato trisódico aumenta en solubilidad hasta una temperatura de aproximadamente 150 °C (300 °F), después de lo cual la solubilidad disminuye de manera constante a medida que aumentan las temperaturas. Muchos generadores de vapor de alta temperatura operan cerca o incluso por encima de los 315 °C (600 °F). La mayor parte del fosfato añadido para el control químico se precipita en los tubos de la caldera a estas temperaturas, pero cuando la unidad se desconecta, el fosfato se disuelve de nuevo. La química puede ser muy difícil de controlar en tales condiciones y puede requerir programas cuidadosamente planificados y supervisados.
En publicaciones futuras se presentarán detalles adicionales sobre los métodos para proteger los generadores de vapor durante la interrupción y la puesta en marcha.
Mientras tanto, si tiene dificultades con el control químico de sus unidades como resultado de problemas de ciclado, comuníquese con ChemTreat para obtener ayuda en el diseño de un programa de tratamiento personalizado para su aplicación.
Al igual que con otras tecnologías, se requiere debida diligencia para determinar la factibilidad para utilizar los métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.
