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Limpeza do palhetamento de turbina a vapor

Introdução

A limpeza do palhetamento de turbina a vapor, visa corrigir a ocorrência de incrustações no palhetamento, que pode afetar a performance da turbina, reduzindo a eficiência ou a potência gerada. Observa-se também um aumento da pressão interna. A origem das incrustrações está associada ao tratamento da água da caldeira.

Podemos dividir as incrustações por sua solubilidade em água, havendo então depósitos solúveis e não- solúveis.

Os solúveis normalmente são algum tipo de sal (NaCl, Na₂SO₄ e outros), enquanto entre os não-solúveis está a Sílica (SiO₂).

Neste artigo, vamos descrever, de forma resumida, 4 métodos de limpeza do palhetamento de turbinas a vapor:

Os 3 primeiros são aplicáveis para depósitos solúveis em água.

"A incrustação nas palhetas das turbinas a vapor é um problema comum. É possível a limpeza online ou offline. A online não requer desmontagem, embora os resultados não sejam garantidos"

Lavagem com condensado

Utilizado em turbinas de condensação, consiste em encher a turbina com água desmineralizada (da caldeira) com acionamento do giro-lento da turbina. A turbina precisa ser resfriada a temperatura ambiente.

É necessário haver um fluxo de água durante o processo, e uma medição da condutividade da água que passou pela turbina, sendo que enquanto encontra-se alta, é indício que está contaminada, devendo, portanto, ser descartada; já quando os níveis de condutividade na saída se encontrarem próximos da entrada, a limpeza pode ser interrompida.

Como vantagens desse método, pode-se citar que apresenta baixo risco, não necessita de grandes modificações nas instalações e não precisa abrir a turbina.

Como desvantagens, os resultados podem ser insatisfatórios, o tempo de resfriamento da carcaça necessário e a perda de produção.

"Os solúveis normalmente são algum tipo de sal (NaCl, Na2SO4 e outros), enquanto entre os não-solúveis está a Sílica (SiO2)"

Lavagem com vapor úmido sem carga

Podendo ser aplicado para turbinas de contrapressão ou condensação, a turbina deve ser resfriada até a temperatura de saturação do vapor úmido ou ambiente, o que pode levar vários dias. A limpeza do palhetamento é mais efetiva quando a temperatura da carcaça e rotor forem inferiores a do vapor, o que acaba gerando condensação nas superfícies.

É necessário verificar as faixas de rotação permitidas do equipamento, uma vez que nesse procedimento a rotação será reduzida. Da mesma forma que o procedimento anterior, monitora-se a condutividade da água drenada do vapor que passou pela turbina, para verificar se os depósitos estão sendo retirados.

Como vantagens temos: requer poucas modificações no conjunto, não necessita abrir a turbina, e procedimento relativamente simples.

Como desvantagens, a necessidade de fornecer vapor úmido, tempo de resfriamento da carcaça, restrições de aplicação em função das faixas de rotação proibidas, perda de produção durante o procedimento, e o resultado pode ser insatisfatório.

Lavagem com vapor úmido com carga

Com a máquina em operação, a temperatura do vapor vivo é reduzida até a temperatura de saturação, ou acima dela, de tal forma que a região afetada (com depósitos) esteja com vapor saturado, o que provoca a limpeza do palhetamento.

Por isso, é necessário, além de identificar em qual região da turbina estão os depósitos, realizar um cálculo termodinâmico para determinação das condições necessárias do vapor vivo da turbina. Este procedimento não poderá ser executado por muito tempo, pois o condensado pode provocar erosão no palhetamento.

Esse procedimento deve ser aplicado em turbinas onde a máquina acionada pode operar com cargas mais baixas, uma vez que haverá uma redução na potência gerada, sendo de aplicação preferencial em turbogeradores.

Pode haver limitação também em turbinas de contrapressão, uma vez que o vapor sairá contaminado com os depósitos. Assim como nos métodos anteriores, a medição da condutividade do condensado é realizado a medição da condutividade do condensado para verificar a eficácia da limpeza e quando pode ser interrompido.

Como vantagens podemos citar as poucas modificações necessárias, e pode-se gerar durante o procedimento, embora com carga reduzida, não precisa desmontar a turbina.

Como desvantagens, risco de provocar erosão no palhetamento, restrições para aplicação em turbinas de contrapressão e de acionamento mecânico, e resultado pode ser insatisfatório.

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Limpeza mecânica

Este é o método mais seguro e eficaz para limpeza de depósitos insolúveis em água. Consiste em abrir a turbina após resfriamento, e realizar a limpeza dos componentes internos, como rotor e diafragmas/porta-palhetas.

Normalmente realizado através de um jateamento. É também o mais demorado e custoso, pois envolve mão-de-obra qualificada para realizar o serviço, e a máquina fica sem gerar.

Principais vantagens são: não há risco operacional, pode ser aplicado para depósitos com sílica, e garantia de resultado satisfatório.

Como desvantagens, tempo e custo da execução, além do custo da não-produção

Uma opção que pode ser considerada é combinar a parada de manutenção (major overhaul) programada para realização da limpeza, caso a produção não esteja sendo afetada e os riscos operacionais estejam reduzidos.

Outro dia falaremos mais sobre os tipos de limpeza mecânica disponíveis, suas efetividades comparáveis e outros aspectos.

Conclusão

A incrustação nas palhetas das turbinas a vapor é um problema comum. Uma limpeza completa exigiria a parada e abertura da turbina, o que pode significar perda de capacidade de geração e receita.

É possível a limpeza online que não requer desmontagem, embora os resultados não sejam garantidos.

"Importante consultar o manual do fabricante e verificar quais as recomendações para a limpeza da turbina antes de tomar qualquer decisão"

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Sobre o Autor

Henrique Menezes

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