Detección de fugas de tubos con análisis predictivo

Una vez más, en el Foro ARC India de este año, el patrocinador de plata, STEAG Energy Services, una subsidiaria del grupo STEAG de Alemania, brindó una presentación que invita a la reflexión sobre cómo se pueden usar nuevas soluciones de software innovadoras para mejorar el rendimiento de los activos en las centrales eléctricas globales. El Grupo STEAG, con filiales en todo el mundo, construye, opera, mantiene y moderniza centrales eléctricas. STEAG Energy Services India se estableció en 2001 y tiene su sede en Noida.

El año pasado, el enfoque de la presentación conjunta de los representantes de la empresa fue la "flexibilización", el enfoque múltiple de la empresa hacia los sistemas, procesos y procedimientos que fusionan eficientemente la energía convencional y renovable en las redes eléctricas. La presentación de este año del Dr. Tomasz Kaminski, Director de Proyectos, División de Tecnologías de Sistemas, STEAG Energy Services GmbH avanzó un poco y se concentró en un área de nicho: el análisis predictivo de fugas en los tubos de los generadores de vapor. El Dr. Kaminski y su equipo desarrollan, ponen en marcha y mantienen soluciones de TI para centrales eléctricas en el escenario de flexibilización.

Conclusiones clave:

El Dr. Kaminski explicó cómo la empresa implementa proyectos de energía altamente complejos que están diseñados para optimizar costos y programar y considerar las condiciones locales y técnicas. Al optimizar los procesos, STEAG tiene en cuenta la flexibilidad general y la combinación energética (centrales eléctricas de carbón, centrales eléctricas de ciclo combinado y activos que utilizan fuentes de energía renovables) y el beneficio económico. También mencionó que, después de Fukushima, la empresa está desactivando todas las plantas de energía nuclear para cumplir con la política de Alemania.

En India, empresas como NTPC han instalado los sistemas de la empresa principalmente para monitorear la eficiencia de sus unidades. Con la flexibilización, las empresas del sector eléctrico pueden tener un seguimiento de por vida. Los simuladores de capacitación de operadores, las herramientas termodinámicas y los simuladores de distribución y transmisión ayudan a agilizar los procesos y reducir drásticamente los costos, dijo.

Pasando al tema central de su presentación, el Dr. Kaminski mostró una sección transversal de una caldera con muchas superficies de calentamiento y tubos que se extienden por kilómetros. Los tubos tienen que soportar el calor de los gases de combustión, creado por la quema de carbón, y transportarlo al generador de vapor. Las estadísticas muestran que, anualmente, hay entre 2 y 10 fugas de tubería por unidad, lo que hace que la falla de la tubería sea una causa común de pérdida de disponibilidad de energía. En cualquier momento puede ocurrir una fuga en el tubo, lo que impacta gravemente en las operaciones de la planta de energía y provoca paradas no planificadas. Para evitar daños secundarios en las piezas de presión, como los tubos de las paredes de agua, los tubos del sobrecalentador y los tubos del recalentador, los ingenieros operativos deben estar constantemente atentos a las fugas. Los costos incurridos por daños emergentes pueden ser muy altos ya que las reparaciones toman tiempo, lo que significa pérdidas en la venta de la electricidad generada.

Las principales causas de fugas en los tubos son el sobrecalentamiento, las soldaduras defectuosas, la erosión y la corrosión interna. Según el Dr. Kaminski, el mejor enfoque es evitar las fugas del tubo en primer lugar; pero debido al desgaste, esto no siempre es posible, dijo. El enfoque estándar es evaluar el sonido proveniente del tubo a través de sensores de sonido; el micrófono debe detectar este silbido y la computadora debe activar la alarma. La detección de fugas acústicas presenta muchos desafíos: falsas alarmas, verificaciones de expertos que consumen mucho tiempo, demoras y daños consecuentes. A continuación, habló sobre la solución de análisis predictivo de la empresa, fundamentada en estudios de casos.

En este contexto, el Dr. Kaminski mostró la eficacia de ALMA, la herramienta avanzada de monitoreo y alerta de fugas de la compañía para la generación de alarmas. Nuevas tendencias y aplicaciones están surgiendo en este espacio, dijo. Por ejemplo, en función de los sonidos generados y el entorno, se puede crear un gemelo digital con una red neuronal, que generará un valor de sonido de referencia y detectará anomalías.

Los estudios de casos muestran una comparación entre alarmas por tres métodos utilizados por los operadores de plantas de energía donde se ha instalado el método de análisis predictivo:

Fuga de los tubos del sobrecalentador; fuga de los tubos del recalentador; y daño incipiente de los tubos del sobrecalentador.

Estos problemas se resolvieron mediante el monitoreo continuo de la condición y la detección de fugas en la caldera a través de análisis predictivos. Se lograron los siguientes beneficios: alivio del personal operativo durante la evaluación continua de los datos de los micrófonos y ahorro de costos al evitar disparos de la caldera, evitar daños consecuentes importantes y tiempos de inactividad de reparación más cortos.

Las ventajas de implementar análisis predictivos para detectar fugas en los tubos son:

La presentación del Dr. Kaminski en el Foro ARC India mostró efectivamente cómo la implementación de análisis predictivos en el sector de generación de energía proporciona un sistema de alerta temprana para detectar cambios y tendencias en los procesos mediante el análisis de los datos operativos disponibles. Los nuevos enfoques en el sector eléctrico, como la flexibilización, los simuladores de capacitación de operadores y los gemelos digitales, están agilizando los procesos industriales y mejorando la eficiencia operativa. Los estudios de casos que proporcionó dejan en claro que STEAG ha logrado avances significativos en esta dirección.

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