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Fugas de vapor en plantas de generación térmica

La presencia de fugas a través de los asientos en las válvulas de aislación es un problema común en líneas de vapor de alta presión, afectando a la industria de la generación eléctrica y al manejo de esta costosa energía en forma de vapor.

Ya sea por desgaste, daño o definitivamente por un aislamiento deficiente, derivado de una mala especificación de la válvula instalada, la energía pérdida por fugas en los asientos en las válvulas de aislación en las líneas de vapor de alta presión, influye en la eficiencia de una planta termoeléctrica y sus efectos pueden llegar incluso a impactar en sus resultados financieros.

Al igual que todos los motores térmicos, las centrales de vapor son alimentados por energía diferencial, por lo que mientras mayor sea el diferencial, mayor será la eficiencia en el consumo de combustible, cualquiera que sea este. En este sentido, las válvulas son las encargadas de separar y aislar los procesos de alta energía con los de baja energía. Cuando las válvulas fugan, actúan en contra de la fuerza que impulsa a la planta, permitiendo que la alta energía de un proceso se traspase al proceso de baja energía, afectando negativa y directamente la eficiencia y el rendimiento de la planta, con los consiguientes sobrecostos de operación.

Otra característica esencial de los ciclos de vapor es que la producción (medida en kilowatt-hora) se rige por el flujo de vapor o flujo de masa a través de los procesos que comprenden dichos ciclos. La energía que se libera en los procesos a través de fugas en las válvulas de aislación tiene tal efecto negativo, que puede llegar a reducir en forma proporcional la cantidad de electricidad producida y, por ende, los ingresos generados por la planta.

Si bien el diseño actual de las plantas está considerando la implementación de equipamiento auxiliar para compensar parte de los efectos derivados de las fugas en las válvulas, esto trae como consecuencia un aumento sustancial en los costos de operación, e incluso de inversión, pese a que la capacidad de estos equipamientos auxiliares es limitada, poco efectiva y no soluciona el problema de raíz.

Experiencias recientes con clientes demuestran que aun mitigando las pérdidas en el ciclo del agua en las plantas de generación, las fugas exceden la capacidad de captura de los sistemas de agua. Ante esto, es necesario restringir las operaciones de la planta, de modo de permitir que el sistema de captura pueda operar dentro de sus capacidades, lo que demuestra cómo un buen aislamiento tiene un impacto directo en la fiabilidad/disponibilidad de una planta


Un buen diagnóstico

La piedra angular para determinar los beneficios derivados de la adquisición de válvulas bien aisladas, es el diagnóstico. Un enfoque sistemático para medir con precisión las fugas de las válvulas elimina incertidumbres innecesarias que se presentan para algunos como eventuales costos añadidos. Como se ha mencionado en el presente artículo, la evidencia señala que la reducción en las fugas de vapor tiene una incidencia notable en el funcionamiento, eficiencia y rendimiento de una planta.

La determinación de los impactos negativos derivados de las fugas de vapor mediante la implementación de un sistema de monitoreo y diagnóstico permanente y rápido, así como el uso de válvulas con asiento de metal a metal para vapor o también conocidas como “Zero leakage”, tienen como resultado mejoras sustanciales en el rendimiento de un planta de generación térmica, así como reducciones sostenidas en los costos de mantenimiento de las válvulas por operación y mantención.

Por Rodrigo Tolosa, Jefe de División Válvulas y Actuadores de SOLTEX,
representante en Chile de ValvTechnologies. valvulas@soltex.cl

Junio 2014
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