Medición de la conductividad durante el arranque de una planta de energía
Medición de la conductividad durante el arranque de una planta de energía

Medición de la conductividad durante el proceso de arranque de una planta de energía

INSTALACIÓN DE UN ANALIZADOR DE CONDUCTIVIDAD DESGASIFICADA QUE HA PERMITIDO EL ARRANQUE SEGURO DE PLANTAS DE ENERGÍA REDUCIENDO DRÁSTICAMENTE EL TIEMPO DE ESPERA.

ARTÍCULO DE LA REVISTA PPCHEM

Reto

En los últimos años las exigencias de reducir el tiempo de arranque de centrales a gas y vapor han aumentado drásticamente. Centrales a gas y vapor operan cada vez más en el llamado “Cyclingmodus”, debido a la liberación del mercado de energía. Lo que perfectamente puede significar paradas y arranques diarios (≥ 250 arranques por año).

Debido a los no menos apreciables costos de combustible, por un lado, y los aspectos ecológicos por otro lado, no sorprende en absoluto que durante estos procesos cada minuto cuente. Todo con el fin de que una central eléctrica llega al 100% de su rendimiento.

La conductividad, medida después de un intercambiador de cationes muy ácido, sigue siendo el criterio básico durante el arranque de una turbina a vapor. Según directivas del VGB y recomendaciones generales no se debería sobrepasar un valor de 0.5 μS/cm. Más bien tendría que existir una tendencia decreciente, para no poner en riesgo la integridad de la turbina.

En particular para el ciclo de agua-vapor en plantas de generación de energía, la medida de conductividad catiónica en el agua de alimentación, el agua de reposición y en el condensado es probablemente el parámetro químico más importante a tener en cuenta.

Es importante remarcar además la gran utilidad que tiene la medida de conductividad catiónica desgasificada para optimizar el proceso de arranque en centrales de ciclo combinado. De modo que el tiempo de espera hasta que se puede hacer pasar vapor por la turbina con garantías que cumple con los requerimientos mínimos de calidad se acorte lo máximo posible.

La importancia de mediciones óptimas

Dada la gran importancia y utilidad de estos dos últimos parámetros es muy importante que dichas mediciones se realicen de forma óptima.

En cada una de las paradas se favorece la disolución de aire en el agua del circuito agua-vapor. Con éste se disuelve parte del CO2 contenido. El CO2 en disolución da lugar a los siguientes equilibrios:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ HCO3 + H+ ↔ CO32- + 2 H+

Podemos afirmar entonces que el CO2 disuelto en el agua afectará a la medida de C.C. que es uno de los parámetros más importantes, si no el que más, en la determinación del momento de “arranque” de una turbina de vapor.

Es importante entonces disponer de una medida fiable y sin afectaciones externas lo antes posible. Una medida de la C.C. que no estuviera afectada por el CO2 disuelto sería de gran utilidad, al posibilitar un arranque más temprano de la turbina de vapor. En caso contrario deberíamos esperar a que el CO2 disuelto fuera eliminado de forma natural con lo se retrasaría el proceso de arranque. En las condiciones de funcionamiento de los ciclos combinados cada minuto cuenta hasta que se llega al 100% de carga.

 

Solución

La solución pasa por conseguir eliminar el CO2 contenido en la muestra, lo cual puede conseguirse por desgasificación de ésta. Si pasamos la muestra por un recalentador aumentando su temperatura hasta un valor lo más próximo posible al punto de ebullición (pero sin sobrepasarlo) se facilitaría la desorción y eliminación del CO2 disuelto.

Así, definimos la conductividad catiónica desgasificada (C.C.D.) o ácida desgasificada (C.A.D.) que no es más que la medida de la conductividad de una muestra de agua después de pasar por una resina intercambiadora de cationes y de un desgasificador, obteniéndose de este modo una respuesta de la conductividad debida tan sólo a los aniones (-) excepto carbonatos (CO32-) y bicarbonatos (HCO3) de la muestra.

Nuestro equipo de medición de conductividad desgasificada pertenece la firma suiza SWAN, y ha sido instalado por nosotros en muchas plantas de energía. Este analizador ha permitido el arranque de las plantas de forma segura, reduciendo el tiempo de espera significativamente.