Alta Temperatura Chimenea / Alta Temperatura en la Sección de Convección
Estos dos problemas pueden ser el resultado de causas comunes o pueden ser independientes entre sí. Algunas de las causas más comunes son:
- Alto exceso de aire (alta temperatura de chimenea)
- Presión positiva en el arco/techo de la zona radiante.
- Tubos de convección coqueados.
- Tubos de convección sucios
- Falta de aletas en los tubos de convección.
- Fallas de tubos o soportes
- Fuga de fluido de proceso en la sección de convección.
- Tubos de choque / radiantes estropeados o parcialmente obstruidos
Una vez que se ha determinado la causa, se deben seguir los procedimientos estándar para resolver el problema. Todo el personal involucrado debe conocer el problema, las acciones correctivas planificadas, las formas en que se aborda la seguridad, los resultados esperados y la acción adecuada que debe tomarse en caso de que el problema empeore o no se resuelva.
Efecto en la Operación
La alta temperatura en la chimenea da como resultado un desperdicio de combustible y una pobre eficiencia del calentador/horno. Las altas temperaturas de la sección de convección pueden causar serios problemas con los tubos, soportes de tubos, fallas en refractarios y funcionamiento general del calentador/horno.
Acciones Correctivas / Preventivas
La causa más común de alta temperatura en la chimenea es operar con demasiado exceso de aire. Si el proceso y la temperatura en la sección de convección están dentro de los límites especificados, el primer elemento que debe verificarse es el exceso de oxígeno. Si el exceso de oxígeno está por encima del objetivo especificado, se deben tomar medidas para reducir el aire que entra por los quemadores.
El culpable, en el aire, que causa el problema es el nitrógeno. Dado que el nitrógeno es una molécula “diatómica”, no transfiere calor por radiación. La única forma en que el nitrógeno cede el calor generado en la sección radiante es por contacto con tubos, refractarios, soportes y otros gases. Si el proceso ha absorbido todo el calor, entonces parte del calor restante contenido en el nitrógeno se transfiere por convección a la chimenea. El resto de la energía (calor) es cargada para fuera de la chimenea y se pierde en la atmósfera.
No solo reduciendo el exceso de aire reducirá la temperatura de la chimenea, sino que también aumentará la transferencia de calor en la sección radiante del calentador/horno. Este beneficio positivo es el resultado de aumentar el porcentaje de dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O) en el gas de combustión a medida que se reduce la cantidad de aire. Tanto el CO2 como el H2O son gases “binarios” que pueden absorber y transferir el calor por radiación.
La presión positiva en el arco del calentador/horno puede causar una alta temperatura en la chimenea y una alta temperatura de la sección de convección. Si se cierra demasiado la mampara/damper de la chimenea impedirá el paso del flujo del gas de combustión. Esto da como resultado una zona “estancada” en la sección de convección que permite que el gas de combustión caliente esté en contacto con los tubos de convección más tiempo del necesario. Esto puede causar altas temperaturas del metal del tubo, altas temperaturas de proceso, fallas en los soportes de tubos y fallas en el refractario. Esta condición también puede causar una reducción en la cantidad de aire que se suministra a los quemadores.
El estado de los tubos, en la sección de convección, también es muy importante. Si los tubos se carbonizan internamente, se ensucian o desarrollan incrustaciones o faltan aletas, la temperatura de los gases de combustión será más alta que la de diseño.
Una fuga en uno de los tubos causará temperaturas extremadamente altas debido a la oxidación del fluido. Estas fugas de “orificio de alfiler” tardan en desarrollarse, pero una vez que la fisura está abierta, el hidrocarburo se rociará en la caja de fuego. Obviamente, esta situación debe corregirse inmediatamente apagando el calentador/horno y haciendo las reparaciones necesarias.
Resolución de problemas efectiva y segura.
Con frecuencia, el operador del calentador/horno debe estar capacitado para utilizar su conocimiento del equipo y la unidad de proceso para realizar ajustes que hacen que las operaciones vuelvan a la capacidad requerida deseada por la gerencia de la planta.
Es esencial que la solución de problemas se realice de manera sistemática y bien organizada. La solución de problemas efectiva y segura implica cuatro pasos básicos:
- Reconocer el problema.
- Observar las indicaciones del problema.
- Identificar soluciones para el problema.
- Tomar acciones correctivas.
Cuando se observa un problema, es necesario evaluar su posible efecto en el proceso o producto que se produce. Algunas soluciones pueden requerir que el calentador/horno se apague para resolver el problema.
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