Acompanhamento e Tratamento de Fechados

Oct 01, 2023

Em parte porque são sistemas de circuito fechado, pode ser fácil ignorar os sistemas de água de resfriamento da usina que suportam o funcionamento confiável de tudo, desde as barras do estator no gerador até os mancais críticos das bombas de alimentação e trocadores de calor em compressores de ar. O monitoramento e a manutenção adequados desses sistemas de água podem ajudá-lo a evitar reparos mais caros nos sistemas mecânicos que eles resfriam.

Pode haver vários sistemas de resfriamento de circuito fechado em sua usina de energia. As chances são boas de que esfriem ou controlem a temperatura em alguns componentes muito críticos. Os dois mais prováveis ​​de existir são o chamado sistema de água de resfriamento de mancais (que cuida de mais do que apenas rolamentos) e o sistema de resfriamento do estator, para aquelas usinas que possuem estator refrigerado a água. Os sistemas de resfriamento de circuito fechado também podem ser encontrados em resfriadores de ar nas entradas de turbinas de combustão.

Por sua própria natureza, quando um sistema de malha fechada permanece fechado e opera adequadamente por um longo período de tempo, ele é frequentemente esquecido - ou pelo menos negligenciado. Pequenas mudanças na química ou nas taxas de fluxo e pressões diferenciais em todo o sistema podem não ser percebidas. No entanto, uma vez que os processos de corrosão se instalam nesses sistemas, pode ser muito difícil corrigi-los. Enquanto isso, equipamentos de dados críticos podem ser danificados a ponto de afetar a capacidade de operação da planta.

Começamos com alguns princípios e práticas gerais para sistemas de água de resfriamento de circuito fechado antes de examinar o sistema de água de resfriamento do estator, que é um caso especial.

A maioria das usinas de energia que usam resfriamento a água em circuito fechado para sistemas mecânicos (em vez de para o ciclo de vapor) possui vários subsistemas. O sistema de água de resfriamento de rolamentos geralmente fornece resfriamento para rolamentos e vedações críticas de bombas, refrigeradores de hidrogênio para o gerador, óleo lubrificante e refrigeradores de compressores de ar. Outros sistemas de resfriamento de circuito fechado podem incluir sistemas de água gelada para resfriadores de ar usados ​​na entrada de ar para as turbinas a gás em uma usina de ciclo combinado e o painel de amostra química.

Um sistema de resfriamento de circuito fechado pode trocar calor com o sistema principal de água de resfriamento em trocadores de calor de tubo e casco convencionais ou trocadores de calor de placa e estrutura. Os sistemas de água gelada (air chillers) trocam calor com o compressor, que por sua vez utiliza uma torre de resfriamento para devolver o calor ao ambiente.

Geralmente, a água desmineralizada é usada para a composição da água de resfriamento em circuito fechado, mas são necessários tratamentos químicos para evitar a corrosão e, em alguns sistemas, o congelamento. Mais comumente, a tubulação em um sistema de circuito fechado é de aço carbono. Superfícies de troca de calor, como montagens de resfriadores de ar, podem ser de cobre ou mesmo de alumínio. Os trocadores de calor de placa e estrutura geralmente são feitos de placas de aço inoxidável. O cuidado e a manutenção desses sistemas exigem que você preste atenção a todos os metais.

Em um sistema de circuito fechado, o pitting de oxigênio é o tipo mais comum de corrosão (Figura 1). Os sintomas de corrosão por oxigênio podem ser água enferrujada ou manutenção recorrente nos rolamentos devido à abrasão causada pelos produtos de corrosão contra as superfícies de vedação.

Para que ocorra a corrosão por oxigênio, primeiro deve haver um depósito que cubra uma parte da superfície do metal, criando um diferencial entre o teor de oxigênio abaixo do depósito e o teor de oxigênio na água a granel. A área com deficiência de oxigênio abaixo do depósito torna-se o ânodo, e a área ao redor do depósito que é exposta à água torna-se o cátodo. Essa configuração de "cátodo grande, ânodo pequeno" causa corrosão concentrada e acelerada em uma área confinada, produzindo vazamentos por orifícios.

Se as bactérias puderem se propagar dentro do sistema de circuito fechado, elas podem criar um depósito "vivo". Os subprodutos da respiração bacteriana são freqüentemente ácidos, e a respiração também consome oxigênio, fazendo com que a base do biofilme seja propícia à corrosão do metal base. Isso estimula ainda mais alguns tipos de bactérias, pois elas usam o metal oxidado em seu metabolismo.