XXV SEMINÁRIO NACIONAL DE
PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO
DE ENERGIA ELÉTRICA


BELO HORIZONTE - MG

10 A 13

NOVEMBRO/2019
2019 - EXPOMINAS
Grupo: GGT
Tema: Aspectos Associados a Máquinas Térmicas, Compreendendo Caldeiras, Motores, Turbinas, Geradores e Seus Sistemas de Proteção, Auxiliares e Regulação de Tensão e de Velocidade:
Título: Evolução do Tratamento Volátil Em Caldeiras Recuperadoras de Calor
Autores: Luciane Faustino(1); Marcos de Freitas(2)
Instituições: Copel GET(1); Copel GET(2)
Resumo: A Usina Termoelétrica a Gás de Araucária (UEGA), com 484MW de potência instalada é constituída de um ciclo combinado e opera na configuração 2x2x1, ou seja, com duas turbinas a gás, duas caldeiras de recuperação de calor e uma turbina a vapor. As caldeiras de recuperação de calor ou HRSG (Heat Recovery Steam Generator), são de dois níveis de pressão e têm capacidade de 230T/h de massa de vapor e pressão de 106barg/6,5barg, nos estágios de alta e de baixa pressão, respectivamente. A usina foi projetada para operar com uso de fosfatos para condicionamento químico do circuito água-vapor, mas ao longo dos primeiros anos de operação ocorreram problemas de arraste de fosfato para o vapor, motivo pelo qual este modelo de tratamento químico foi reavaliado, com a suspensão do uso do fosfato. A análise técnica do problema, apontou como causa primária do arraste, a condição operativa decorrente da operação temporária fora da melhor condição de projeto, na configuração 1x1x1; pois com apenas uma das turbinas a gás operando, a pressão do balão de alta da HRSG cai significativamente, alterando a dinâmica de fluxo e as características ideais do vapor. Apesar desta ser a causa imediata, estudos referentes a dinâmica da água em HRSGs publicados pelo EPRI indicavam a necessidade desses equipamentos terem uma tratativa química diferenciada em relação às caldeiras tradicionais, haja vista as diferenças físicas e operacionais relacionadas à rampa de aquecimento, gradientes térmicos, velocidades dos fluxos internos e compactação (curvas dos feixes tubulares). O principal foco desses estudos, relacionadas a estas diferenças, está associado ao fenômeno denominado FAC (corrosão por fluxo acelerado), um processo de corrosão observado nos circuitos de baixa pressão, cuja ocorrência, além de parâmetros físicos, pode ser favorecida pela presença de químicos em excesso, como por exemplo, agentes sequestrantes de oxigênio, cuja ocorrência é frequente em HRSG. Definiu-se então a alteração do tratamento para AVT (Tratamento totalmente volátil). O tratamento volátil pode ser redutor (AVT(R)) ou oxidante (AVT(O)) e a escolha por um ou outro tipo depende diretamente da eficiência do processo de remoção de oxigênio da água de alimentação das HRSGs, pois o oxigênio dissolvido não pode ser superior a 10ppb (partes por bilhão) e no tratamento (AVT(O)) não se utiliza sequestrante de oxigênio. Assim, a troca do processo de condicionamento químico do circuito água-vapor não seria apenas uma mudança de paradigma, mas também um grande desafio no sentido de adaptar-se uma estrutura de condicionamento químico a base de fosfato e seu respectivo monitoramento à esta nova forma de tratamento. Atualmente, as HRSG1 e HRSG2 totalizam 37212 e 39138 horas de operação, respectivamente e já sofreram algumas intervenções para manutenção programada durante as quais, as inspeções dos componentes internos comprovam os bons resultados em relação a conservação dos mesmos. Pretende-se aqui apresentar de forma sucinta o processo de implementação e aprimoramento do tratamento AVT, desde a eliminação do uso do fosfato até a mudança do meio redutor para oxidante. Também foram necessárias a adequação dos parâmetros de monitoramento e a posterior adequação do painel de amostragem. O tratamento volátil está sendo utilizado na UEGA desde fevereiro de 2009, sendo inicialmente redutor (AVT(R)) e passando a (AVT(O)) em 2010, após indicação de consultor da HRST, e permanecendo dessa forma.