Diagnóstico y solución de problemas con quemadores en calentadores/hornos.
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.
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.
Impacto de Flama/Llama en Tubos de Proceso
Dado que la mayoría de los calentadores/hornos de proceso tienen una alimentación que es hidrocarburo, el impacto de la flama/llama puede causar serios problemas. La observación visual de los quemadores puede mostrar que las flamas/llamas están en contacto con los tubos. En algunos casos, un aumento gradual en la temperatura del metal del tubo (TMT) también podría indicar un posible impacto de la flama/llama. Los operadores deben hacer de eso un punto para mirar en cada uno de sus calentadores/hornos encendidos al menos una vez por turno para comprobar si hay problemas con los patrones de flama/llama.
Efecto en la Operación
La razón por la que los tubos no se sobrecalientan dentro de un horno es el efecto de enfriamiento del fluido dentro de los tubos. Es por lo que muchos calentadores tienen tubos de acero al carbono. Una vez que el tubo comienza a sobrecalentarse, hay una acumulación gradual de carbono en el interior del tubo. Esta capa de carbono actúa como un aislamiento en el tubo para los efectos de enfriamiento del flujo del proceso. Esto a su vez hace que el tubo sea más caliente. A medida que el carbono continúa acumulándose, el área de flujo del tubo se reduce. Si se permite que continúe, el carbono obstruirá completamente el tubo, lo que puede provocar la ruptura de este.
Los puntos calientes normalmente se desarrollarán en etapas progresivas. Cuando las flamas/llamas entran en contacto con la superficie del tubo, hay un efecto de enfriamiento en la flama/llama. Esto hace que las cenizas se depositen en el tubo. Esta acumulación dará lugar a escamas en los tubos a medida que la capa exterior del tubo comience a quemarse.
Veamos las diferentes etapas durante este proceso:
- Las áreas oscuras comienzan a aparecer desde el recubrimiento de carbono en el lado de los tubos que miran hacia los quemadores.
- Se forman manchas plateadas o grises claras dentro de las áreas oscuras. Esto es causado por el carbono que se quema.
- Estas manchas grises claras se agrandarán y cubrirán más área.
- A medida que continúa la coquización, comenzarán a aparecer manchas rojas en las áreas grises de los tubos. En algunos casos, el tubo tendrá un acabado de “espejo” que se parece casi a un tubo cromado.
- El tubo eventualmente comenzará a abombarse y luego desarrollará fugas como un “orificio de alfiler”. En este punto, el tubo está listo para romperse y se deben tomar medidas inmediatas.
Acciones Correctivas / Preventivas
¡Lo más importante es mantener las flamas/llamas lejos de los tubos! Si se percibe un impacto de la flama/llama, el primer paso debe ser ajustar el quemador que causa el toque de flama/llama y hacer que la flama/llama se aleje del tubo.
- Compruebe el registro de aire del quemador para confirmar que está abierto. Luego mire a las boquillas de gas y determine si hay algún taponamiento que pueda causar que la flama/llama incida en el tubo. Si hay taponamiento, retire las boquillas y límpielas. Asegúrese de que las boquillas de gas estén orientadas correctamente como indica el dibujo/plano del quemador.
- Confirme que el exceso de oxígeno y los niveles de tiro están de acuerdo con las especificaciones de diseño del calentador/horno.
Si el calentador/horno no puede ser apagado, hay tres opciones:
- Ponga el quemador fuera de servicio o reduzca la tasa de quema manualmente por la válvula de bloqueo.
- Aumente el exceso de aire para ayudar a enfriar la zona radiante.
- Aumente el flujo del proceso en el paso sobrecalentado.
Hay otras opciones, como envolver los tubos o sujetarlos con el calentador en servicio. Estas opciones deberían considerarse como situaciones de riesgo extremo y aprobadas por el departamento de seguridad.
