Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Água e Vapor - Apostilas - Automação Industrial Part1, Notas de estudo de Gestão Industrial

Apostilas de Tecnologia em Automação Industrial sobre o estudo dos Sistemas de Água e Vapor, Sistema de Extração de Condensado, Sistema de Vapor HP.

Tipologia: Notas de estudo

2013

Compartilhado em 13/05/2013

Agua_de_coco
Agua_de_coco 🇧🇷

4.6

(265)

543 documentos

1 / 35

Documentos relacionados


Pré-visualização parcial do texto

Baixe Água e Vapor - Apostilas - Automação Industrial Part1 e outras Notas de estudo em PDF para Gestão Industrial, somente na Docsity! Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 1 de 102 MÓDULO V SISTEMAS DE ÁGUA E VAPOR Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 2 de 102 ÍNDICE 1. Sistemas de Água e Vapor ...................................................................................................................................................................3 2. Sistemas de Água/Vapor ......................................................................................................................................................................3 2.1. Sistema de Água de Alimentação (LAB).......................................................................................................................................3 2.1.1. Enchimento do Sistema .......................................................................................................................................................5 2.1.2. Operação das Bombas de Água de Alimentação .................................................................................................................6 2.1.3. Funcionamento das Válvulas do Sistema.............................................................................................................................7 2.1.4. Proteção do Sistema............................................................................................................................................................8 2.2. Sistema de Extração de Condensado (LCA10) ..........................................................................................................................12 2.2.1. Subsistema de Água de Selamento (LCW) ........................................................................................................................14 2.2.2. Enchimento do Sistema .....................................................................................................................................................16 2.2.3. Operação do Sistema ........................................................................................................................................................17 2.2.4. Controles e Proteção .........................................................................................................................................................19 2.3. Sistema de Pré-aquecimento de Condensado (LCA30)..............................................................................................................20 2.3.2. Operação do Sistema ........................................................................................................................................................23 2.3.3. Controle da Temperatura de Entrada dos Pré-aquecedores de Condensado.....................................................................24 2.3.4. Proteção do Sistema..........................................................................................................................................................25 2.4. Sistema de Vapor HP (LBA10) ...................................................................................................................................................26 2.4.1. Partida do Sistema.............................................................................................................................................................28 2.4.2. Parada do Sistema.............................................................................................................................................................29 2.4.3. Controles Relacionados .....................................................................................................................................................30 2.5. Sistema de Reaquecimento (Cold/Hot Reheat, LBB/LBC)..........................................................................................................31 2.5.1. Partida do Sistema.............................................................................................................................................................32 2.5.2. Parada do Sistema.............................................................................................................................................................35 2.5.3. Controles Relacionados .....................................................................................................................................................35 2.6. Sistema de Vapor LP (LBA80)....................................................................................................................................................38 2.6.1. Partida do Sistema.............................................................................................................................................................38 2.6.2. Parada do Sistema.............................................................................................................................................................41 2.6.3. Controles Relacionados .....................................................................................................................................................41 2.7. Sistema de Vapor Auxiliar (10LBG)............................................................................................................................................42 2.7.1. Partida e Operação do Sistema .........................................................................................................................................42 2.8. Sistema de Drenos dos HRSGs (10LCL)....................................................................................................................................46 2.8.1. Funcionamento das Bombas de Dreno ..............................................................................................................................46 2.9. Sistema de Drenos das Linhas de Vapor (10LCM) .....................................................................................................................48 2.9.1. Funcionamento das Bombas de Dreno ..............................................................................................................................52 2.10. Sistema de Água de Circulação do Condensador (10PAB) ......................................................................................................52 2.10.1. Preparação, Partida e Parada do Sistema........................................................................................................................58 2.10.2. Controles e Proteção .......................................................................................................................................................60 2.11. Sistema da Torre de Resfriamento (10PAD).............................................................................................................................61 2.11.1. Modos de Operação.........................................................................................................................................................62 2.11.2. Controles e Proteção .......................................................................................................................................................65 2.12. Sistema de Limpeza do Condensador (10PAH)........................................................................................................................65 2.12.1. Partida e Parada do Sistema............................................................................................................................................66 2.13. Sistema de Água de Serviço para Resfriamento Fechado (10PCB) .........................................................................................68 2.13.1. Partida e Parada do Sistema............................................................................................................................................69 2.13.2. Controles e Proteção .......................................................................................................................................................71 2.14. Sistema de Resfriamento Fechado (10PGB)............................................................................................................................72 2.14.1. Partida e Parada do Sistema............................................................................................................................................72 2.14.2. Controles e Proteção .......................................................................................................................................................73 2.15. Sistemas de Amostragem de Água e Vapor (QU).....................................................................................................................79 2.15.1. Componentes Principais ..................................................................................................................................................80 2.15.2. Operação do Sistema.......................................................................................................................................................81 2.15.3. Controles e Proteção .......................................................................................................................................................82 2.15.4. Condutividade ..................................................................................................................................................................83 2.15.5. pH....................................................................................................................................................................................84 2.15.6. Oxigênio...........................................................................................................................................................................84 3. Sistemas de Dosagem .......................................................................................................................................................................87 3.1. Sistema de Dosagem de Hidrazina (QCA) .................................................................................................................................89 3.1.1. Hidrazina: Riscos à Saúde .................................................................................................................................................91 3.2. Sistema de Dosagem de Amônia (QCD) ....................................................................................................................................91 3.2.1. Amônia: Riscos à Saúde....................................................................................................................................................94 3.3. Sistema de Dosagem de Hipoclorito de Sódio (PUN) .................................................................................................................94 3.3.1. Hipoclorito de Sódio: Riscos à Saúde ................................................................................................................................96 3.4. Sistema de Dosagem de Anti-incrustante (PBN) ........................................................................................................................98 3.4.1. Anti-incrustante: Riscos à Saúde........................................................................................................................................99 3.5. Sistema de Dosagem de Ácido Sulfúrico (PBE) .......................................................................................................................100 3.5.1. Ácido Sulfúrico: Riscos à Saúde ......................................................................................................................................102 Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 5 de 102 A água é direcionada a partir do tanque em linhas de sucção separadas para as bombas de água de alimentação HP/IP 10LAC11/12/13AP001 (3 × 50%) através de um filtro localizado na entrada de cada uma das bombas. Cada bomba possui uma válvula de retenção de fluxo mínimo localizada na linha de saída. Caso a válvula de descarga da bomba se encontre fechada ou o fluxo para os HRSGs seja insuficiente, um fluxo mínimo de água é retornado para o tanque de água de alimentação através desta válvula de retorno. Figura 5 – Válvula de segurança 10LAA80AA191 Figura 6 – Silenciador 10LAA80BS001 Figura 7 – Válvula de isolação da linha de recirculação da bomba de água de alimentação 2 As linhas de descarga da bomba são conectadas a um coletor comum que envia a água para as seções HP dos HRSGs. A água para os balões IP é derivada de um estágio intermediário da bomba, com as linhas conectadas a outro coletor que envia a água para as seções IP dos HRSGs. Duas bombas funcionam simultaneamente durante a operação da planta em carga plena, enquanto a terceira bomba permanece em stand-by. Ela é acionada automaticamente em caso de falha de uma das bombas em operação. Cada bomba possui válvulas de isolação nos lados de entrada e saída, para fins de manutenção ou reparo. A descarga da bomba HP possui ainda uma válvula de bypass que é usada para enchimento inicial ou equalização da pressão da bomba com o coletor, após eventuais serviços de manutenção na bomba. Linhas de dreno e válvulas usadas exclusivamente com propósitos de manutenção são direcionadas para o sistema de drenos da usina (GM). Linhas de ventilação e drenagem que podem ser abertas durante a operação da planta são direcionadas para o sistema de drenos partida/parada do HRSG (LBH). 2.1.1. ENCHIMENTO DO SISTEMA A tubulação do sistema de água de alimentação é preenchida até as válvulas de isolação do HRSG por gravidade. Para o primeiro enchimento a partir de uma condição de sistema Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 6 de 102 completamente drenado (e toda a planta parada), as válvulas de isolação de entrada e saída do lado IP e as válvulas manuais de bypass dos lados da descarga HP das bombas devem ser abertas, assim como as válvulas de ventilação existentes ao longo das linhas. A tubulação é preenchida por gravidade até as válvulas de isolação dos HRSGs. Todas as válvulas de ventilação são então fechadas uma após a outra, até que o sistema esteja completamente ventilado. Para o enchimento apenas da seção de uma das bombas, a válvula de isolação de entrada é aberta enquanto as válvulas de saída são mantidas fechadas. Quando o sistema da bomba tiver sido completamente enchido e ventilado, a válvula de isolação IP e a válvula de bypass HP são abertas. A abertura da válvula de bypass HP equalizará a pressão a montante e a jusante da válvula principal em paralelo. Quando esta equalização fôr estabelecida, a válvula de isolação principal da seção HP pode ser completamente aberta. O nível do tanque 10LAA10BB002 é medido através de três sensores de nível 10LAA10CL001, 10LAA10CL002 e 10LAA10CL003. O valor utilizado para funções de controle é a média dos três sensores (10LAA10CL901). O tanque de água de alimentação e o desareador funcionam com um valor nominal de nível de 2000 mm, pressão de 3,2 bar e temperatura de 145°C. O sistema de água de alimentação é considerado em operação (IN OPERATION) quando os seguintes critérios estão atendidos: • ao menos uma das três bombas de água de alimentação está operando; • o nível do tanque (10LAA10CL901) é maior que 1000 mm; • a pressão do distribuidor HP (10LAB20CP001) é superior a 75 bar; • a pressão do distribuidor IP (10LAB50CP001) é superior a 22 bar. 2.1.2. OPERAÇÃO DAS BOMBAS DE ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO Depois que um nível suficiente tiver sido estabelecido no tanque de água de alimentação, uma das bombas é acionada em condição fluxo mínimo, com as válvulas de isolação dos HRSGs fechadas. O número de bombas de água de alimentação em operação depende do fluxo requerido pelos HRSGs. Este fluxo consiste na soma algébrica dos valores medidos pelos fluxômetros das linha IP e HP de ambos os HRSGs (total de 4 instrumentos). Quando a usina é acionada a partir da condição de repouso, em que ambos os HRSGs estão parados, apenas uma bomba de alimentação é ligada. À medida em que as necessidades de fluxos aumentam, a segunda bomba é acionada quando o fluxo total exceder 70 kg/s. Tal condição ocorre geralmente com um HRSG em operação e o processo de enchimento do segundo HRSG em andamento. O desligamento da segunda bomba ocorre quando o fluxo total cair abaixo de 65 kg/s por mais de 20 minutos. Sob condições normais de carga total da planta, isto é, com ambos os HRSGs em operação, a água é suprida por duas das três bombas. No entanto, existem condições anormais capazes de provocar o acionamento da terceira bomba (ou o acionamento da segunda quando 1 bomba já está em operação). Qualquer uma das condições abaixo ativas por um tempo maior que 10s causa este acionamento anormal: Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 7 de 102 • pressão do distribuidor HP (10LAB20CP001) menor que 65 bar; • pressão do distribuidor IP (10LAB50CP001) menor que 18 bar; • indicação de qualquer uma das pressões diferenciais de entrada das bombas (10LAC11/12/13CP101) > 0,6 bar. Figura 8 – Vista da bomba de água de alimentação Figura 9 – Manômetros de supervisão da saída HP, saída IP e sucção da bomba (na ordem) Figura 10 – Vávula de dreno da bomba 2 (10LAC12AA221) Figura 11 – Visores de fluxo do sistema de resfriamento da bomba 2 2.1.3. FUNCIONAMENTO DAS VÁLVULAS DO SISTEMA Com o controle em modo automático, a válvula de dreno do tanque (10LAA10AA401) é operada de acordo com o nível do mesmo. Ela é aberta com 2300 mm e fechada com 2000 mm. Com o controle em modo automático, a válvula de ventilação do tanque (10LAA10AA501) é operada de acordo com a pressão do mesmo e o status do sistema de água de alimentação. Ela é fechada se a pressão 10LAA10CP001 fôr menor que 8 bar (mas não inferior a 0,2 bar) e o sistema de água de alimentação estiver fora de operação. Em todas as demais situações a válvula permanece aberta. Se desejado, o tanque de água de alimentação pode ser aquecido através do acionamento da lógica adicional que controla a válvula 10LBG20AA003. Quando esta lógica está ativa, a válvula é aberta assim que uma das válvulas de isolação de vapor LP dos HRSGs (11/12LBA85AA001) abre, desde que o nível do tanque seja superior a 1000 Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 10 de 102 Figura 13 – Diagrama das bombas de água de alimentação Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 11 de 102 Figura 14 – Diagrama da bomba de água de alimentação 10LAC11AP001 (as demais são análogas) Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 12 de 102 2.2. SISTEMA DE EXTRAÇÃO DE CONDENSADO (LCA10) O sistema de suprimento de condensado LCA10 realiza as seguintes tarefas: • Fornecer condensado para o tanque de água de alimentação através do sistema de pré-aquecimento de condensado; • Fornecer condensado para os balões LP através do sistema de pré-aquecimento de condensado; • Fornecer água para injeção nos sistemas de bypass LP e IP; • Manter a pressão do sistema de resfriamento e selamento (LCW) para evitar a entrada de ar nos equipamentos protegidos; • Fornecer condensado para o sistema da ST10 como meio de selamento e para o preenchimento do indicador de nível do condensador; • Controlar o nível do poço quente (hot well) do condensador; • Assegurar a operação da planta em carga plena no caso de falha de umas das três bombas 50% de extração de condensado. O vapor condensado a partir da descarga da ST10, os drenos da turbine e a água desmineralizada acumulados no poço quente do condensador são enviados pelas bombas de extração de condensado (CEP – Condensate Extraction Pumps) 10LCB11AP001, 10LCB12AP001 e 10LCB13AP001 para o tanque de água de alimentação 10LAA10BB001 e para os balões LP de ambos os HRSGs. As três bombas estão dispostas em paralelo e possuem linhas de sucção separadas. Na descarga de cada bomba há uma válvula de retenção de fluxo mínimo (10LCA11/12/13AA020) que assegura a circulação mínima requerida pela bomba. No caso do fluxo de condensado estar baixo, um fluxo mínimo é retornado para o condensador por estas válvulas de retenção. Figura 15 – Válvula de isolação da entrada da bomba 3 (10LAC13AA001) Figura 16 – Volante de manobra da válvula 10LAC13AA001 Figura 17 – Transdutor de pressão diferencial do filtro de entrada da bomba 3 (10LCA13CP001) Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 15 de 102 • Fluxômetro MAL65CF501; • Válvulas MAJ60AA051 e MAJ70AA051; • Válvulas MAJ11AA251 e MAJ12AA251; • Nível do condensador (MAG10); • Quebra de vácuo (válvulas manual e automática). As cinco últimas linhas de água de selamento mencionadas acima podem ser isoladas por meio da válvula manual 10LCW30AA251. Os demais equipamentos possuem válvulas de isolação dedicadas. Figura 19 – Motor da bomba de extração de condensado Figura 20 – Válvula de água de selamento da bomba 2 (10LCW22AA010) Figura 21 – Derivação de vent da bomba 1 (abaixo, a válvula de descarte de dreno 10LCA11AA502) Figura 22 – Bomba 10LCB11AP001 sem o acoplamento ao motor Figura 23 – Válvula de retenção de fluxo mínimo (10LCB12AA400) e válvula do retorno (10LCA12AA020) Figura 24 – Válvula de isolação da descarga da bomba 1 (10LAC11AA003) Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 16 de 102 Figura 25 – Distribuição da água de selamento para os sistemas MAL (drenos), MAJ (vácuo) e MAG (condensador) 2.2.2. ENCHIMENTO DO SISTEMA As bombas de extração de condensado e os coletores associados estão localizados abaixo do nível do condensador. Assim, esta parte do sistema é sempre mantida cheia, assumindo que o condensador apresente nível. O preenchimento e a ventilação das tubulações só é necessário após a drenagem do condensador. Em linhas gerais, isto é feito por meio da abertura das linhas de vent, até que a pressão da linha de condensado se iguale à pressão da linha de distribuição de água desmineralizada. Para o enchimento inicial do sistema, as tubulações até as válvulas de isolação das bombas (10LCA11AA003, 10LCA12AA003 e 10LCA13AA003), válvula de bypass da linha de condensado (10LCA31AA101), válvula de controle das bombas de recirculação (10LCA60AA101) e válvulas de isolação do sistema de pré-aquecimento de gás (11LCA30AA001 e 12LCA30AA001) recebem água desmineralizada a partir da válvula motorizada 10LCA19AA002. As válvulas manuais de vent 10LCA30AA501, 11LCA30AA501 e 12LCA30AA501 devem ser usadas para ventilar o sistema durante o enchimento inicial e o preenchimento após drenagem do sistema. Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 17 de 102 Figura 26 – Válvula de abastecimento do sistema (10LCA19AA002) Figura 27 – Válvula de dreno da linha de condensado (10LCA21AA401) Figura 28 – Filtro da linha de água de selamento (10LCW10AT001) Figura 29 – Válvula de isolação para injeção de água (10LCA22AA001) Figura 30 – Válvula de isolação da água de selamento para sistemas auxiliares da ST10 (10LCW30AA251) 2.2.3. OPERAÇÃO DO SISTEMA O sistema de condensado é considerado em operação (IN OPERATION) quando os seguintes critérios estão atendidos: • ao menos uma das três bombas de condensado está operando; • a pressão da linha (10LCA20CP001) é superior a 9 bar. Durante a parada da planta, as tubulações a jusante das bombas de extração de condensado são mantidas sob pressão e preenchidas a partir do sistema de distribuição de água desmineralizada. Em modo automático, a válvula de abastecimento 10LCA19AA001 é operada de acordo com a pressão do sistema, medida pelo instrumento 10LCA20CP001. Se ela cair abaixo de 7,5 bar por mais de 5s a válvula é aberta. Se a pressão passar de 9 bar ou uma das bombas for ligada, a válvula é fechada. 30 segundos de pressão superior a 9 bar provoca o seu fechamento por proteção, assim como um nível maior que 2400 mm no tanque de água de alimentação 10LAA10BB001. Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 20 de 102 esta condição for perdida por mais de 5 minutos, a válvula é fechada. Ocorre, no entanto, um fechamento por proteção quando o nível do condensador excede 1.350 mm. O nível do condensador é controlado e reabastecido pelas válvulas 10GHC20AA011 (maior diâmetro) e 10GHC22AA001 (menor diâmetro). Em modo automático, a válvula 10GHC22AA001 é aberta com um nível abaixo de 800 mm. Uma queda ainda maior no nível, abaixo de 600 mm, provoca a abertura da válvula 10GHC20AA011. Quando o nível é restabelecido e ultrapassa 950 ambas as válvulas são fechadas. Em caso de anomalias operacionais com o sistema de extração de condensado em funcionamento, ambas as válvulas são abertas por proteção quando o nível do condensador cai abaixo de 250 mm. Em contrapartida, um nível acima de 1.250 mm provoca o fechamento por proteção das duas válvulas. Figura 35 – Válvula de dreno da tubulação de interligação dos condensadores (10LCA10AA401) Figura 36 – Válvula de dreno da bomba de extração de condensado 3 (10LCB13AA030) 2.3. SISTEMA DE PRÉ-AQUECIMENTO DE CONDENSADO (LCA30) O sistema de pré-aquecimento de condensado LCA30 realiza as seguintes tarefas: • Controlar a temperatura do condensado que entra nos módulos pré-aquecedores dos HRSGs (HAA); • Fornecer condensado pré-aquecido para os balões LP dos HRSGs; • Fornecer condensado pré-aquecido para o tanque de água de alimentação. O processo de pré-aquecimento e controle de temperatura do condensado atende aos seguintes requerimentos do sistema: • Aquecimento do condensado do HRSG durante sua operação; • A fim de evitar a condensação do gás de exaustão nos tubos de troca de calor, a temperatura de entrada do condensado para os módulos de pré-aquecimento dos HRSGs (HAA) é controlada por meio da recirculação do condensado e do bypass do mesmo na operação com gás natural; na operação com óleo, há a adição dos recursos de bypass dos economizadores HP e IP dos HRSGs; • Operação contínua da planta em caso de falha de uma das bombas de recirculação de condensado. Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 21 de 102 Figura 37 – Linha de bombeamento do condensado para os HRSGs e para o Tanque de Água de Alimentação Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 22 de 102 O condensado é aquecido no pré-aquecedor do HRSG (módulos HAA) após ser extraído da ST10 e antes de chegar ao balão LP e ao tanque de água de alimentação. No caso de operação da GT com óleo diesel, um determinado volume de água de alimentação é desviado do economizador HP 1 e do economizador IP 1, proporcionando assim mais calor para o pré-aquecedor de condensado e assegurando uma temperatura de entrada mais adequada para o pré-aquecimento. Ambos os HRSGs compartilham uma instalação comum para a recirculação do condensado e para o bypass do condensado. Válvulas de controle na entrada dos pré- aquecedores ajustam o fluxo de cada módulo, de acordo com a carga individual de cada HRSG/GT. Pontos de medição de temperatura na entrada e na saída dos pré-aquecedores de condensado monitoram o sistema. Se necessário, o condensado pode ser direcionado através da linha de bypass dos pré-aquecedores, por meio da válvula 10LCA31AA101, para evitar uma temperatura de entrada baixa e para controlar a temperatura de saída do condensado. Figura 38 – Tomadas de dosagem de hidrazina e amônia (à esquerda) e ponto de amostragem (à direita) Figura 39 – Tubulações de retornos dos sistema de pré- aquecicmento de gás (EKT) – à esquerda, a válvula de retenção 10LCA30AA005 Figura 40 – Válvulas da linha de bypass de condensado (10LCA31AA101 à esquerda e 10LCA31AA001 à direita) Figura 41 – Bombas de recirculação de condensado 10LCA51AP001 e 10LCA52AP001 Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 25 de 102 fique abaixo do desejado. Isto faz com que o volume de condensado que atravessa os pré-aquecedores seja reduzido, o que aumenta a sua temperatura (fase 3). O controle de temperatura da linha de condensado ainda cumpre o objetivo de manter a temperatura de saída dos pré-aquecedores em pelo menos 8 K acima da temperatura de saturação do tanque de água de alimentação, durante o processo de desaeração (válvula 10LCA40AA101 em atividade). A mesma função é cumprida para se manter esta temperatura em pelo menos 2 K acima da temperatura de saturação do balão LP, a fim de evitar a vaporização (flashing) na válvula de controle de entrada (LAB90AA101). Figura 47 – Válvula de vent da linha de condensado (10LCA30AA501) Figura 48 – Válvula de vent da linha de condensado do HRSG11 (11LCA30AA501) Figura 49 – Válvula de vent da linha de condensado do HRSG12 (12LCA30AA501) 2.3.4. PROTEÇÃO DO SISTEMA As bombas de extração de condensado possuem uma lógica de desligamento por proteção relacionada ao nível do tanque de água de alimentação (10LAA10CL001, 10LAA10CL002 e 10LAA10CL003). Uma indicação acima de 2650 mm (lógica 2 de 3) causa o desligamento simultâneo de todas as bombas. Outros critérios para desligamento por proteção simultâneo de todas as bombas de extração de condensado são: • Nível do condensador abaixo de 150 mm (10MAG10FL021); • Nível de qualquer balão LP com indicação HHH (High High High, > 839 mm) por mais de 60s com a respectiva válvula de isolação (LAB90AA001) aberta. Cada uma das bombas possui ainda os seguintes critérios para desligamento por proteção: • Pressão diferencial do filtro de entrada superior a 250 mbar por mais de 20s (10LCA11/12/13CP001); • Indicação de temperatura do mancal superior a 90°C (10LCB11/12/13CT001); Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 26 de 102 • Qualquer indicação de temperatura do enrolamento do motor superior a 130°C (10LCB11/12/13CT070...075). 2.4. SISTEMA DE VAPOR HP (LBA10) A tubulação do sistema de vapor HP (também referido como vapor principal) alimenta a turbina a vapor ST10 com o vapor superaquecido produzido nos HRSGs. O vapor HP superaquecido dos dois HRSGs é liberado nas linhas e direcionado a um distribuidor comum. A linha de vapor de cada HRSG é isolada por uma válvula de bloqueio motorizada (LBA15AA003), que por sua vez é equipada com uma válvula de bypass motorizada com diâmetro menor (LBA15AA004), utilizada para propósitos de equalização de pressões. A linha a jusante conduz o vapor para um filtro, e de lá duas linhas separadas são direcionadas às combinações de válvulas ESV/CV (bloqueio e controle) da turbina a vapor. Derivações de dreno ao longo da linha possuem válvulas de bloqueio motorizadas para o processo de aquecimento, além de purgadores de vapor (steam traps) para a remoção de condensado durante períodos de parada curta e purgadores de condensado (sludge traps) para a recepção de depósitos. O sistema é aquecido principalmente pelos drenos posicionados nas proximidades das válvulas de isolação HP, no filtro e nas combinações ESV/CV da turbina a vapor. Durante a operação normal da planta, as linhas de dreno são separadas do sistema de drenos limpos 10LCM por válvulas motorizadas. Pontos de medição de temperatura e pressão são distribuídos ao longo das linhas. A linha de bypass HP de cada HRSG é derivada a montante da válvula de isolação HP correspondente e roteada para a linha de reaquecimento fria (Cold Reheat). Portanto, não há qualquer desvio de vapor HP diretamente para o condensador, como ocorre nos sistemas IP e LP. Figura 50 – Vista do pipe rack do HRSG12 (linhas do Cold Reheat, vapor HP e Hot Reheat) Figura 51 – Vista do pipe rack paralelo ao prédio das turbinas (com linhas que vão para o HRSG11, pré- aquecedor de condensado e vapor auxiliar) Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 27 de 102 Figura 52 – União das linhas de vapor HP do HRSG11 e do HRSG12 Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 30 de 102 fechadas, e as válvulas de dreno entre elas (LBA10AA408 e LBA10AA409) devidamente abertas. Figura 54 – Junção das linhas de vapor HP do HRSG11 (à direita) e do HRSG12 (à esquerda) Figura 55 – Transdutor de pressão da linha de vapor HP (10LBA20CP001) Figura 56 – Válvulas motorizadas de isolação da linha de vapor HP do HRSG11 (11LBA15AA004 e 11LBA15AA003) Figura 57 – Vista superior do filtro 10LBA20AT001 Figura 58 – Derivação da estação de dreno da válvula motorizada 10LBA21AA402 2.4.3. CONTROLES RELACIONADOS Durante a operação normal da planta, o vapor produzido no HRSG é direcionado à ST10 através da tubulação de vapor HP. O aquecimento da tubulação de vapor HP é controlado pela abertura e pelo fechamento das válvulas de dreno da linha, que ocorre automaticamente se as lógicas de acionamento automático das mesmas estiverem habilitadas. As válvulas de dreno da seção HP são abertas se o nível de sobreaquecimento da linha for inferior a 30 K, fechando quando este valor ultrapassa 60 K. O sobreaquecimento Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 31 de 102 corresponde à diferença entre a temperatura real e a temperatura de saturação do vapor na pressão associada. Assim que a pressão HP excede 20 bar, a abertura da válvula de dreno das linhas dos HRSGs (LBA15AA402) é restringida em cerca de 30% a fim de controlar o fluxo de aquecimento. A válvula é mantida fechada durante a parada da caldeira para manter a tubulação quente, pressurizada e isolada da atmosfera. O condensado formado na linha durante este período é eliminado por purgadores de vapor (steam traps). As válvulas de dreno no filtro da linha (10LBA20AA402) e das ESVs de entrada da turbina (10LBA21AA402 e 10LBA22AA402) também têm a sua abertura restringida em cerca de 30%, desta vez quando a pressão da linha excede 30 bar. Elas ainda possuem lógicas de abertura determinadas pela temperatura diferencial entre a parede interna e intermediária do filtro e das válvulas. Nos drenos das ESVs, a abertura e o fechamento também é dependente de vários outros critérios de partida da turbina. As válvulas de dreno do filtro e das ESVs são fechadas por proteção quando a temperatura diferencial da parede do filtro 10LBA20AT001 ultrapassa 37 K (temperatura interna 37°C maior que a parede intermediária). Além disso, todas as válvulas de dreno da linha, do filtro e das ESVs são fechadas por proteção quando a temperatura do sistema ultrapassa 510°C. Assim que o sistema de vapor HP é colocado em operação em modo automático, é verificado se o sistema de drenos do vapor 10LCM (ver página 48) está em operação e se a estação de bypass correspondente está em automático. 2.5. SISTEMA DE REAQUECIMENTO (COLD/HOT REHEAT, LBB/LBC) O sistema de reaquecimento frio LBC (Cold Reheat) conduz o vapor da exaustão da seção HP da ST10 para os reaquecedores dos dois HRSGs. O sistema de reaquecimento quente LBB (Hot Reheat) alimenta a turbina IP com vapor superaquecido proveniente dos reaquecedores. Duas válvulas de retenção em série 10LBC40AA051 e 10LBC40AA052 no início da linha do Cold Reheat evitam o fluxo reverso para a turbina, especialmente em caso de trip da mesma. A válvula de segurança 10LBC40AA191 e três medições de pressão (10LBC40CP001, 10LBC40CP002 e 10LBC40CP003) protegem a tubulação contra pressão excessiva causada por falhas no fechamento das válvulas de controle (11/12LBC45AA101). O vapor de exaustão da turbina HP é distribuído para os reaquecedores dos dois HRSGs, dependendo de sua carga, por meio de duas válvulas de controle motorizadas 11LBC45AA101 e 12LBC45AA101. Após estas válvulas, o sistema do Cold Reheat passa a fazer parte do escopo do HRSG. O vapor de exaustão HP é misturado ao vapor fornecido pelo superaquecedor IP e, quando a estação de bypass HP está em operação, o vapor HP com pressão e temperatura reduzidos também é direcionado através da tubulação do Cold Reheat para os reaquecedores. Cada um dos reaquecedores libera vapor superaquecido para uma linha do Hot Reheat (LBB), e ambas as linhas dos HRSGs se encontram num coletor comum. A linha de vapor de cada caldeira pode ser fechada por uma válvula de isolação motorizada Módulo V – Sistemas de Água e Vapor Departamento de Engenharia 32 de 102 (11LBB45AA003 e 12LBB45AA003). O coador (strainer) 10LBB50AT001 localizado no coletor tem a função de purificar o vapor. A partir do coletor do Hot Reheat, duas linhas separadas direcionam o vapor para as combinações ESV/CV da turbina IP. As linhas de bypass IP são derivadas a montante das válvulas motorizadas de isolação. Uma linha especial para manutenção do aquecimento da tubulação de bypass durante a operação normal é derivada diretamente de cada válvula de bypass. Linhas de dreno que são usadas para o aquecimento da tubulação possuem válvulas motorizadas, purgadores de vapor (steam traps) e de resíduos (sludge traps). Pontos de medição de pressão e temperatura estão dispostos ao longo da linha. 2.5.1. PARTIDA DO SISTEMA A partida dos sistemas Cold/Hot Reheat depende em sua maior parte do aquecimento do material dos mesmos, a fim de evitar a entrada indevida de gotículas condensadas dentro da turbina a vapor. Um aquecimento controlado das válvulas de parada e emergência da turbina IP não é necessário devido à espessura reduzida das suas paredes, por isso elas permanecem na posição fechada. Os HRSGs devem entrar em operação um após o outro. A válvula de controle do Cold Reheat e a válvula de isolação do Hot Reheat do HRSG que foi colocado em operação são abertas, enquanto as correspondentes no outro HRSG permanecem fechadas. Os controles das linhas de drenos do HRSG em operação são ativados, o que provoca o fornecimento de vapor para o sistema de drenos LCM até que um nível adequado de sobreaquecimento tenha sido atingido. O aquecimento da linha é iniciado assim que o primeiro HRSG gera vapor e/ou a estação de bypass HP é aberta. Se a pressão da linha de reaquecimento tiver atingido o valor mínimo de partida, a estação de bypass IP abre de acordo com a mesma e mantém uma determinada pressão. Assim que a válvula de bypass atinge um certo limite, a pressão do vapor principal (HP) aumenta junto com o fluxo de vapor. Quando o nível de pressão fixa for atingido, a restrição na abertura da válvula de bypass é retirada. As válvulas de parada da ST10 abrem de acordo com o programa de partida da turbina a vapor. A turbina IP pode ser acionada por meio da abertura das válvulas de controle, se os requerimentos da qualidade de vapor tiverem sido atendidos e as válvulas de controle de admissão HP não estiverem fechadas. Subseqüentemente, a estação de bypass IP é fechada. Durante a partida do segundo HRSG, a pressão na linha do Cold Reheat é elevada ao mesmo nível do primeiro HRSG. A válvula de controle LBC45AA101 pertinente é então aberta numa posição intermediária, de acordo com a divisão do vapor entre os dois HRSGs. Tão logo a válvula de isolação HP do segundo HRSG (LBA15AA003) esteja aberta e a válvula de bypass HP (LBF10AA101) esteja fechada, a válvula de isolação do Hot Reheat do segundo HRSG (LBB40AA001) é aberta, ao mesmo tempo em que a estação de bypass IP é fechada. Para que a válvula LBB40AA001 possa ser aberta, a pressão diferencial através da mesma não pode ser superior a 2 bar.
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved