Seminario
Diagnostico Perdidas por Escapes
DIAGNOSTICO PERDIDAS POR ESCAPE EN
CALDERAS ACUOTUBULARES
Preparado por:
JAIME GONZALEZ, Presidente LUIS GABRIEL ZAMBRANO M Ingeniero Líder Válvulas Cel. 321-371 8291 [email protected]
“Soluciones para Control de Fluidos SCF Ltda.” www.scfingenieria.com.co
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Diagnostico Perdidas por Escapes
Contenido
1. Introducción
2. Descripción de DPE
3. Experiencia planta ciclo combinado
4. Costo típico de un DPE
5. Retorno de la Inversión
6. Catálogos VALVTECHNOLOGIES
DIAGNOSTICO PERDIDAS POR ESCAPE EN
CALDERAS ACUOTUBULARES
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Diagnostico Perdidas por Escapes
INTRODUCCION
Todas la empresas que generan vapor a alta presión y
temperatura, experimentan pérdidas continuas de energía,
agua y químicos por escapes en válvulas de bloqueo.
• Algunas de estas perdidas son evidentes al observar las nubes
de vapor que salen de los tanques de recuperación de
condensados y venteos.
• Otras perdidas no son evidentes puesto que se descargan a
condensadores.
Todas afectan el “Heat – Rate”, la eficiencia térmica y por
consiguiente la rentabilidad de la planta.
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INTRODUCCION
Todas las válvulas sello Metal – Metal presentan escapes desde que son
instaladas porque así están definidas dentro de las normas internacionales.
Especificación Sellado Clase ANSI Escape aceptable
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INTRODUCCION
CLASES DE SELLADO ANSI
FUG
A P
ERM
ISIB
LE
VÁ
LVU
LA N
UEV
A
(ml/
min
.)
CERO FUGAS
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INTRODUCCION
Características fundamentales para lograr sellado hermético
entre superficies metal - metal
1. Pleno contacto entre las
superficies de la zona de
sellado.
Microlapeado y micropulido
obturador y asiento
3. Alta resistencia de las superficies
de contacto a la deformación
plástica aun a altas
temperaturas
OBJETIVO ACTIVIDAD
“HERMANADO” entre
obturador y asiento.
2. Minimizar rugosidades de
las superficies en contacto
Recubrimiento con material
aportado de alta dureza
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INTRODUCCION
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 500 1,000 1,500
ESTELLITE #6
DU
REZ
A R
OC
KWEL
L C
TEMPERATURA ºF
Grafica comparativa durezas de recubrimientos para sellos de valvulas
RAM 31
70 Rc
32 Rc
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INTRODUCCION
Resistencia al desgaste y dureza superior
PROCESO RAM
(Rocket Applied Metalics)
Recubrimiento de carburo de cromo duro y profundo para prevenir la erosión y extender la vida de la válvula. NO cromado fino que se destruye fácilmente.
Proceso de hermanado
Asegura contacto íntimo entre esfera y asiento.
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INTRODUCCION
Superficies de sellado no expuestas Presión del fluido mejora sellado hermético
Válvulas esféricas sello metal – metal garantizando cero escapes.
Durante 2 a 4 años
Paso del fluido daña los asientos
Valvulas tipo globo sello metal – metal escapan desde que estan nuevas,
empeorando el escape continuamente.
EL PROBLEMA LA SOLUCION
Asientos recubiertos en STELLITE
Asientos recubiertos
con RAM -31
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La longitud efectiva del asiento refleja el perímetro o longitud total del pasaje de sellado
INTRODUCCION
Tamaño Longitud efectiva del asiento
1” 3.1”
1.5” 4.7”
2” 6.3”
2.5” 7.9”
3” 9.4”
4” 12.6”
6” 18.8”
8” 25.1”
10” 31.4”
12” 37.7”
VALVULAS TIPO GLOBO
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INTRODUCCION
FALLAS TIPICAS DE SELLADO EN VALVULAS TIPO GLOBO
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INTRODUCCION
ESCAPE EN Lb / Hr DE VAPOR A TRAVES DE ORIFICIOS
(2500 PSI y 1000 °F)
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Valvula sellando Valvula con poca perdida Valvula con alta perdida
INTRODUCCION
ANALISIS TERMOGRAFICO DE ESCAPES EN VALVULAS
Esta tecnología permite identificar la presencia de escapes pero no ofrece
una correlación confiable de la perdida en Kg / Hr.
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LA VALVULA V1-1
ASIENTO INTEGRAL “HERMANADO”
CON ESFERA DE MUY ALTA DUREZA
ASIENTO INTEGRAL
ESFERA DE ALTA
DUREZA
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LA VALVULA V1-1
Aumento de eficiencia del ciclo térmico
Protección y aislamiento de equipo o secciones de planta
Aislamiento hermético en caso de emergencias y/o para fines de mantenimiento en operación
Aumentan la seguridad de los operadores
Aumenta la disponibilidad de la planta (típicamente el 70% de problemas en una termoeléctrica son producidos por válvulas)
Baja costos de mantenimiento.
Sellado hermético en fluidos con sólidos y/o lodos
Protección de válvulas de seguridad evitando que se disparen, al aplicarlas como venteo automático.
LA GRAN DIFERENCIA AL OPERAR CON VÁLVULAS “CERO FUGAS”
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LA VALVULA V1-1
CARACTERISTICAS DEL DISEÑO
1. Asiento de metal integral.
Sellado de cuerpo fuera del paso
del fluido, diseñado sin partes de
materiales blandos (Teflon,
polímeros, etc).
Superficies de sellado endurecidas
con carburo de tugsteno.
Prensa estopa con carga activa.
Vástago de diámetro ancho.
1.
2.
3.
4.
5.
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DESCRIPCION SERVICIO DIAGNOSTICO DE PERDIDAS POR ESCAPE
DPE
1. Recibimos planos P&ID de los sectores que mas perdidas pueden presentar.
2. Definimos con nuestros clientes el listado de válvulas que van a ser inspeccionadas.
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# EN
LISTADO
CLIENTE
TAG No. UNIDAD CLASE TAMAÑO MARCA TIPO FLUIDO
PRESION
ENTRADA
Kg/cm2
TEMP
°C
3. RECOLECCION DATOS REQUERIDOS PARA EL DIAGNOSTICO
El diagnostico de escape por cada valvula requiere conocer las condiciones de operación
así como las características de cada valvula inspeccionada.
DPE
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4. PREPARACION PUNTOS DE INSPECCION
Para tomar las lecturas de ultrasonido en las válvulas seleccionadas, se requiere taladrar orificios que atraviesan el aislamiento térmico. En algunos casos se retirará el aislante térmico para la toma de lecturas.
DPE
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5. TRES LECTURAS ACUSTICAS POR VALVULA
1A. Aguas Arriba 2A Sobre el centro del cuerpo 3A Aguas abajo
La valvula debe estar en la posición cerrada para tomar las lecturas
Las lecturas aguas arriba y aguas abajo reflejan el ruido proveniente
de otras válvulas a través de las tuberías.
El contraste entre el sonido proveniente del escape en el asiento de la valvula con el sonido trasmitido por las tuberías permite definir el valor real de energía acústica por escape.
1A
2A
3A
DPE
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5. TRES LECTURAS ACUSTICAS POR VALVULA
Foto típica de la recolección de lecturas acústicas en una valvula FISHER tipo globo
DPE
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6. REGISTRO DE LECTURAS ACUSTICAS
Una vez tomadas en campo las lecturas acústicas, se incorporan a las tablas de datos originales y se envían a VALVTECHNOLOGIES para que con un software correlacionen estos datos y nos den como resultado la tasa de escape de cada valvula.
DPE
Listado válvulas drenaje de la línea alimentación vapor de alta
# LIST TAG No. CLASS SIZE BRAND TYPE FLUID
INLET
PRESSURE
Kg/cm2
TEMP °C
24.1 441 - ABV - 1001 55 56 60 1500 2" MOGAS BALL STEAM 102.7 513
24.2 441 - ABV - 2001 24 57 66 1500 2" MOGAS BALL STEAM 102.7 513
25.2 441 - ABV - 2004 84 82 87 1500 2" MOGAS BALL STEAM 102.7 513
49 SSV 1A 85 90 89 1690 1 1/2" NEWCO* - SH /Vapor 102.7 513
50 SSV 2A 72 80 23 1690 1 1/2" NEWCO - SH /Vapor 102.7 513
54 SSFV 25 55 60 1500 2" GLOBE STEAM 89 513
55 SSDV 30 64 59 1500 2" GLOBE STEAM 89 513
ACUSTIC READINGS
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7. RESULTADOS CORRELACION MATEMATICA DE LOS DATOS ACUSTICOS EN VALVTECHNOLOGIES
1. Calculo del flujo másico (Kg/Hr) del fluido a las condiciones de operación. 2. Calculo de la energía total perdida (Millones de BTU/Hr) 3. Costo anual de la perdida. (basados en el costo de energía de la planta)
DPE
# LIST TAG No.
MASS
LEAKAGE
Kg/Hr
TOTAL
ENERGY
LOSS
MMBTU/Hr
ANUAL COST
ENERGY LOSS
USD/YEAR
24.1 441 - ABV - 1001 55 56 60 21.05 0.068 $ 1,171
24.2 441 - ABV - 2001 24 57 66 23.36 0.075 $ 1,292
25.2 441 - ABV - 2004 84 82 87 317 1.024 $ 17,639
49 SSV 1A 85 90 89 1036.37 3.346 $ 57,636
50 SSV 2A 72 80 23 365.19 1.179 $ 20,309
54 SSFV 25 55 60 31.43 0.102 $ 1,757
55 SSDV 30 64 59 80.37 0.261 $ 4,496
6.055 $ 104,300
ACUSTIC READINGS
TOTAL
*
*Estos costos de perdida anual fueron calculados para un 35% tiempo anual de operación.
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COSTO TIPICO DE UN
DPE
Minimo numero de válvulas: 50
Costo diagnostico por valvula : 200 $US
SCF Ltda. extenderá descuentos sobre estos valores para
aquellos usuarios que decidan reemplazar sus válvulas por
válvulas
VALVTECHNOLOGIES
cero fugas
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RETORNO DE LA
INVERSION EN EL
DPE
VALVTECHNOLOGIES ofrece realizar
reducciones del “HEAT REAT” entre el 2 y 5 %
implementando válvulas cero fugas para reemplazar las
válvulas con escape.
El 1% del HEAT REAT implica costos anuales de
combustible, agua y químicos muy superiores al valor de la
inversión del DPE
“El tiempo de retorno de la inversión siempre será inferior a
un año"
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