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rb bertomeu , S.L.

Apartado H

ESTUDIOS Y TRABAJOS TECNICOS

REALIZADOS POR “rb bertomeu”

ABRIL – 2001

rb bertomeu, S.L. www.rbbertomeu.esC/.Templers, 7 – 25002 Lleida [email protected] 281433 Dossier rb - Apartado H FAX: 973266022

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INDICE

ESTUDIOS Y TRABAJOS INCLUIDOS :

1 - El fuel-oil y sus efectos corrosivos en la combustión industrial

2 - Información sobre el uso de aditivos en plantas de cogeneración

3 - Ensayos de aditivación del fuelóleo realizados en una planta de cogeneración (empresa Gallega de Cogen)

4 - Incrustaciones de residuos en calderas de vapor

5 - Aplicaciones industriales del Limpiador belim F

6 - Acción del aditivo beco DC sobre el agua de condensación

en tanques y depósitos y la que contiene el gas-oil

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doc 002 E

EL FUELÓLEO

Y SUS EFECTOS

CORROSIVOS

EN LA COMBUSTIÓN

INDUSTRIAL

rb bertomeu, S.L. Dpto. Técnico

1997


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ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN.

2.- CARACTERÍSTICAS DEL FUELÓLEO.

3.- REACCIONES DE LA COMBUSTIÓN DEL FUELÓLEO.

4.- FUNDAMENTOS DE LAS CORROSIONES EN EL CIRCUITO DE GASES.

5.- TEMPERATURAS EN LA COMBUSTIÓN DEL FUELÓLEO.

6.- EXPERIENCIA DE “rb bertomeu, S.L.” EN PLANTAS DE COGENERACIÓN.

7.- TRASLADO DE LA EXPERIENCIA EN MOTORES DEPLANTAS DE COGENERACIÓN A CALDERAS DE VAPOR CON QUEMADORES.


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1.- INTRODUCCIÓN.

El presente estudio se ha realizado para ofrecer una visión global delos problemas de corrosión que existen cuando se utiliza fuel-oil, en lasplantas de cogeneración, aprovechando la experiencia adquirida por“rb bertomeu, S.L.” en distintas plantas.

En él, se exponen las circunstancias que rodean al fuelóleo y sucombustión y se traza un paralelismo para extrapolar la citada experiencia a las calderas de generación de vapor con la finalidad de sugerir que los logros conseguidos en las plantas de cogeneración puedan ser aprovechadosperfectamente en este otro tipo de plantas.


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2.- CARACTERÍSTICAS DEL FUELÓLEO.

Es un producto residual de la destilación del petróleo que puedeproceder de una sola etapa de destilación, o ser mezcla de productosprocedentes de distintas etapas, a fin de ajustar las características a lasdiferentes especificaciones en función del tipo de fuelóil a producir.

En general, el fuelóleo es un sistema heterogéneo complejo formadopor:

a.- Hidrocarburos líquidos cuyo nº de átomos de carbono es > 20.b.- Hidrocarburos sólidos emulsionados en la fase líquida.c.- Hidrocarburos gaseosos disueltos o emulsionados en la fase

líquida.d.- Agua emulsionada en la fase líquida.e.- Sales metálicas disueltas en el agua emulsionada.f.- Metales ocluidos.g.- Compuestos organometálicos o inorganometálicos formando

parte de la fase líquida o de los sólidos emulsionados.h.- Componentes de Azufre.

En el estudio que nos ocupa, son de gran importancia los puntos d, e, f, g, h, que juntos constituyen lo que se denomina impurezas del fuel, y dan lugar a diferentes tipos de corrosiones en el circuito de gases al utilizar elfuelóil como combustible, como se verá en el capítulo 4.

El agua emulsionada, generalmente está saturada de NaCl y suelecontener también, pequeñas cantidades de carbonatos y sulfatos de calcio ymagnesio.


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Los metales presentes, bien en forma atómica, de óxidos o como sales de ácidos orgánicos o inorgánicos, son muy variados además del Na, Ca yMg ya mencionados. Los más importantes, tanto por su implicación en losprocesos de corrosión como por su abundancia son:

Vanadio (V)Níquel (Ni)Hierro (Fe)Aluminio (Al)Zinc (Zn)Cobre (Cu)

El azufre está presente tanto en estado libre como combinado bajoformas muy diversas. Las más características son:

- Mercaptanos (R - SH)- Sulfuros y Disulfuros (R - S - R , R - S - S- R)- Compuestos cíclicos (Tiofeno, Sulfuro de etileno)- Sulfonas (R1 - SO2 - R2)- Sulfóxidos (R1 - SO - R2)- Acidos sulfónicos (R - SO3H)

La cantidad total de azufre y la distribución cuantitativa del tipo decompuestos que forma depende mucho de la procedencia del crudo depetróleo destilado, si bien este detalle no es ciertamente importante porcuanto al quemarse, todo el azufre se oxida a SO2 independientemente de la forma en que se encuentre.


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3.- REACCIONES DE LA COMBUSTIÓN DEL FUELÓLEO.

La combustión del fuel-oil (o cualquier otro combustible) se definecomo la oxidación rápida de todos y cada uno de los elementos que loconstituyen originándose un desprendimiento de calor.

Para quemar un combustible es necesario, pues, la presencia deoxigeno, el cual se aporta en forma de aire de combustión que como essabido contiene básicamente un 21 % de O2 y un 79 % de N2.

En esencia, las reacciones principales que ocurren en la combustión,pueden sintetizarse en:

C + O2 ——> CO2 + calorH2 + ½ O2 ——> H2O + calorS + O2 ——> SO2 + calorMI + ½ O2 ——> M2O + calor (Ejemplo: Na)MII + O2 ——> 2MO + calor (Ejemplo: Ca)MIII + O2 ——> M2O3 + calor (Ejemplo: Fe, Al)MIV + O2 ——> M2O5 + calor (Ejemplo: V)

M significa metal de valencia I a V.

Los más importantes en cuanto a aprovechamiento energético delcombustible son las 3 primeras, es decir, la oxidación del C, H2 y S, por este orden.

Una vez completadas estas reacciones, o paralelamente a ellas, tienen lugar otras menores relacionadas siempre con las impurezas del fuelóleo(Azufre y metales), que en algunos casos están relacionadas con losprocesos de corrosión que ocurren en el circuito de gases.


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Entre ellas, y a título de ejemplo podemos citar las siguientes:

(*) SO2 + ½ O2 ——> SO3

(*) SO3 + H2O ——> H2SO4

SO3 + CaO ——> CaSO4

(*) SO3 + Na2O ——> Na2SO4

3SO3 + M2O3 ——> M2(SO4)3

(*) 3V2O5 + x/2 Na2O ——> NaxVxV(6-x)O15 (bannermita)V2O5 + CaO ——> CaV2O6

(*) V2O5 + 2Na2O ——> Na4V2O7

(*) V2O5 + 3Na2O ——> 2Na3VO4

La relación no es exhaustiva, pero recoge las reacciones másimportantes y las que están directamente ligadas con la aparición decorrosiones (señaladas con (*)).

En el capítulo 4 se estudian con mayor detalle los mecanismos decorrosión citadas.

Cabe señalar en este punto, que si el fuelóleo fuera un combustibleexento de Azufre y metales, no generaría, durante su combustión,compuestos nocivos para las partes metálicas de los circuitos de gases.


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4.- FUNDAMENTOS DE LAS CORROSIONES EN EL CIRCUITO DEGASES.

A) CORROSIÓN DEBIDA A COMPUESTOS DE AZUFRE.

Ya se ha descrito la reacción de oxidación del SO2 a SO3 y lacombinación de éste con el vapor de H2O de los gases para formar H2SO4.

Cabe matizar que la reacción SO2 ——> SO3 es catalizada por lapresencia de óxidos metálicos, y muy especialmente por el pentóxido devanadio (V2O5). Por lo tanto, cuanto más vanadio contenga el fuelóil ycuanto más se tarde en transformar el V2O5 a una forma menos activacatalíticamente (vanadatos alcalino-térreos), mayor será la cantidad de SO3

formada y por tanto existirán más posibilidades de que se forme ácidosulfúrico, H2SO4.

El equilibrio de la reacción SO3 + H2O ——> H2SO4 se sitúa entre200º y 500º C. Por debajo de 200º C se tiene H2SO4 en forma de vaporsemicorrosivo, mientras que por encima de los 500º C el H2SO4 es muyinestable y se disocia en SO3 y H2O. Entre ambas temperaturas, coexiste elH2SO4 vapor con el SO3 y H2O.

El H2SO4 vapor, empieza a condensar por debajo de los 150º Caproximadamente con lo que se convierte en altamente corrosivo al atacarlas superficies ferrosas según las reacciones:

H2SO4 + Fe + 7H2O ——> FeSO4 . 7H2O + H2

(sulfato ferroso hidratado)3H2SO4 + Fe2O3 ——> Fe2(SO4)3 + 3H2O(sulfato férrico)

Es obvio que este tipo de corrosión solamente ocurrirá en el circuitode gases, en puntos donde la temperatura sea inferior a los 200 º C, yespecialmente si ésta baja de los 150º C. Es decir, en cola de lasinstalaciones de combustión (depuradoras de gases, chimeneas, etc.).


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El SO3 formado puede combinarse con los óxidos metálicos presentes para formar sulfatos (ver capítulo 3).

De todos los sulfatos metálicos que pueden formarse, está admitidoque el sulfato sódico (Na2SO4) es el principal responsable de la corrosión de las superficies metálicas. Todas las sales sódicas son muy poco corrosivas a temperatura ambiente, pero a temperaturas elevadas la velocidad decorrosión se incrementa espectacularmente cuando se alcanza el punto defusión de la sal. En el caso del Na2SO4, que funde a 888ºC, cuando contacta fundido con superficies ferrosas, se produce corrosión del hierro,probablemente por formación de sulfatos dobles de Fe y Na. El mecanismo real no es demasiado conocido, aunque tal como se ha dicho antes, esampliamente admitido el efecto corrosivo del sulfato sódico a altatemperatura.

Este tipo de corrosión ocurrirá, pues, en zonas del circuito sometidas a alta temperatura, cercanas por lo tanto al foco de la combustión y antes de que el efecto diluido del aire haga bajar la temperatura más allá de los850º C.

B) CORROSIÓN DEBIDA A COMPUESTOS DE VANADIO.

El vanadio forma varios óxidos tales como V2O2, V2O3, V2O4 yV2O5. El carácter ácido aumenta con el grado de oxidación por lo que elV2O5 (pentóxido) es el de mayor carácter ácido y por tanto el más corrosivo. Por otra parte, en las condiciones de la combustión donde existe gran exceso de O2 y alta temperatura, cualquier forma de vanadio presente en el fuelóleo tendrá tendencia a oxidarse a la forma V2O5 por lo que su presencia serásegura en los gases de combustión y en estado líquido (funde a 690º C) loque origina dos efectos altamente nocivos:

- Catálisis de la oxidación de SO2 a SO3.- Corrosión por ataque de las superficies metálicas para formar

metavanadatos de hierro (Fe(VO3)3).


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Dado que en el fuel-oil también están presentes otros metales (vercapítulos 2 y 3), parte del V2O5 tiene tendencia, por su reactividad, a formar sales (vanadatos) preferentemente con los metales alcalinos y alcalino-térreos.

Los vanadatos alcalino-térreos poseen un punto de fusión elevado, del orden de 1100 - 1200º C por lo que en general, después de la combustión se encontrarán en estado sólido, en forma de polvo que será arrastrado por los gases. Como representativo de este tipo de sales, podemos encontrar losvanadatos de calcio y magnesio:

(Mg/Ca)1V2O6

(Mg/Ca)2V2O7

(Mg/Ca)3V2O8

Los vanadatos alcalinos, principalmente los distintos vanadatossódicos presentan un punto de fusión mucho más bajo (de 350º a 650º C)por lo que en una amplia zona del circuito de gases se encuentran en estado líquido. Dichos vanadatos son muy reactivos con el hierro y óxidos dehierro, disolviéndolos para formar vanadatos o sulfovanadatos dobles, sobre todo en presencia de sulfato sódico.

La temperatura de fusión de los diferentes vanadatos sódicos quepueden formarse viene dada por la relación de pesos molecularesV2O5/Na2O, según la siguiente tabla:

Rel. V2O5/Na2O Tª Fusión ºC 0 ............................. 400 1 ............................. 550 2 ............................. 450 3 ............................. 350 4 ............................. 530 6 ............................. 580 8 ............................. 62010 ............................ 640∞ .............................. 690


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Vemos pues, que en el circuito de gases, existe gran probabilidad deencontrar vanadato sódico en estado líquido, corrosivo, sobre todo cuando la relación molar V2O5/Na2O sea del orden de 3. No obstante, aunque dicharelación sea más alta o más baja, en una instalación de combustión del tipo motor o caldera, existen muchas zonas importantes de partes metálicassometidas a temperaturas mayores de 690º C, por lo que los efectoscorrosivos de los vanadatos alcalinos están prácticamente asegurados.

Llegados a este punto, la pregunta es: ¿Si en el fuelóil existenimpurezas de S, V y Na, será inevitable la formación de sulfato sódico yvanadato sódico corrosivos? Ciertamente, así es salvo que se introduzcanfactores de corrección en el proceso. Dichos factores deben cumplir 2requisitos para evitar o minimizar este tipo de corrosiones.

a) Puesto que básicamente el Na se encuentra disuelto en el agua del fuelóil, ésta debe separarse a fondo por decantación,centrifugado, etc. con lo que el Na enviado a la combustiónserá mucho menor.

b) Puesto que el Vanadio se encuentra en el fuelóil en formasoluble y no es posible separarlo por decantación nicentrifugación, se debe favorecer la formación rápida devanadatos alcalino-térreos (Ca, Mg) en la combustión con dos finalidades:b-1) Evitar la acción catalítica del V2O5 sobre la reacción

SO2 + ½O2 ——> SO3.b-2) Aumentar la temperatura de fusión de los vanadatos para

que sean arrastrados en forma de polvo.


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5.- TEMPERATURAS EN LA COMBUSTIÓN DEL FUELÓLEO.

Es de sobras conocido y fácil de calcular el caudal de aireestequiométrico necesario para conseguir la combustión de Kg. de fuelóil,según las reacciones descritas en el capítulo 3.

Suponiendo un tipo de fuelóil standard con una potencia caloríficainferior de 9.500 Kcal/Kg., que se quema con aporte de aire a 20º C y 60 % de HR, la temperatura de los gases de combustión, en función del aire totalaportado (aire de combustión en exceso más aire de dilución), seríaaproximadamente la siguiente (despreciando pérdida de calor pordisipación):

Exceso aire totalsobre estequiométrico Temp. gases

0 % ....................... 2.060º C 5 % ....................... 1.985º C 10 % ....................... 1.920º C 20 % ....................... 1.800º C 50 % ....................... 1.500º C100 % ....................... 1.200º C150 % ....................... 990º C200 % ....................... 850º C250 % ....................... 740º C300 % ....................... 660º C

Las temperaturas reales dependerán de las pérdidas de calor debidas a conducción, convección y radiación del equipo, pero, en general puedentomarse entre un 5 % y un 10 % por debajo de las teóricas sin cometer error apreciable.

Se observa que en una instalación industrial de combustión, del tipomotor o caldera, donde el aire total aportado oscila entre el 150 % y el300 % sobre el estequiométrico necesario para la combustión, van a existirzonas metálicas sometidas a temperaturas entre 600 º C y 1.000º C.Lógicamente ello corresponde a zonas cercanas al foco de la combustión,cuando ya se ha producido enfriamiento por dilución con aire de los gasesgenerados en la combustión propiamente dicha.


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Ejemplos:

A) En los motores de cogeneración, que trabajan con un excesode aire del 200 % al 300 %, la temperatura inicial de lacombustión será instantáneamente de aproximadamente 2.000º C, pero bajará rápidamente hasta los 700 - 800º C en lasválvulas de escape. Posteriormente, debido a las elevadaspérdidas de calor del circuito, se tendrán alrededor de 350º C en los turbos y más tarde, 200 - 250º C a la salida de lascalderas de vapor de la planta de cogeneración.

B) En las calderas de vapor (con quemador) se tendrán alrededor de 1.200 - 1.500º C en la zona del hogar y unos 800 - 900º C en la zona de contacto de los gases con los tubos delrecalentador.


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6.- EXPERIENCIA DE “rb bertomeu, S.L.” EN PLANTAS DE COGENERACIÓN.

Desde hace años, “rb bertomeu, S.L.” viene estudiando losproblemas de corrosión que se presentan en las plantas de cogeneración que utilizan fuel-oil como combustible. De este estudio hemos extraído lassiguientes conclusiones:

a) El fuelóleo siempre contiene impurezas, aunque enproporciones variables según su procedencia.

b) Se producen corrosiones parciales y totales (soplados) en lasválvulas de escape de los motores, tanto mayores cuantomayor es la cantidad de vanadio y sodio presentes en el fuel-oil. La temperatura en este punto es de alrededor de 800º C.

c) Se producen depósitos de residuos sólidos en las válvulas deescape de los motores, colectores de gases y turbos,directamente proporcionales al contenido de vanadio del fuel-oil y de calcio (TBN) en el aceite del motor.

d) No se producen corrosiones en puntos del circuito cuyatemperatura está comprendida entre los 350º y los 200º C.

Teniendo en cuenta estas conclusiones, y los razonamientos expuestos en el capítulo 4, hemos desarrollado un tratamiento que logra evitar ocuando menos minimizar los problemas de corrosión y soplado de lasválvulas de escape de los motores, que, recordemos, es el punto donde latemperatura es más critica en relación a las posibles sales fundidaspresentes.

Este logro viene avalado por los usuarios de nuestros aditivos“rb bertomeu” que han podido comparar resultados con situacionesanteriores cuando no efectuaban el tratamiento específico actual.

Paralelamente a la eliminación de la corrosión se ha conseguidotambién reducir en un 70 - 80 % la deposición de residuos sólidos duros en los vástagos de las válvulas de escape, colectores y turbos.


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Todo ello se ha traducido en un aumento de la vida útil de lasválvulas, en un mejor funcionamiento de los motores por mantenimiento del circuito de escape de los gases sin obstrucciones, y en una mayor capacidadde producción por disminución de las necesidades de mantenimiento entrerevisiones programadas.

Recordando lo que se decía en el capítulo 4, el tratamiento diseñadopor “rb bertomeu, S.L.” consiste en la aplicación de un aditivo cuyoscomponentes desarrollan los siguientes efectos con relación a la corrosión:

A.- Favorecer la decantación del agua, contenida en el fuel-oil, en el tanque de almacenamiento, a fin de que sea arrastrada lamayor cantidad posible de sales de sodio. De esta forma seminimiza la formación de sulfato y vanadato sódicos. El agua decantada debe ser eliminada periódicamente del tanque porsangrado.

B.- Lograr una perfecta pulverización del fuel-oil a fin de eliminar residuos carbonosos que puedan actuar como base deadhesión de residuos salinos.

C.- Neutralizar el V2O5 (pentóxido de vanadio) obteniendovanadatos alcalino-térreos de punto de fusión elevado, en elmismo momento de la combustión, con lo que consigue:- eliminar la corrosión por V2O5.- eliminar la aparición de vanadatos de sodio de bajo punto de fusión.

- obtener vanadatos de punto de fusión elevado (> 1.100º C)que son arrastrados por la corriente de gases de combustiónsin que se depositen en el circuito.


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7.- TRASLADO DE LA EXPERIENCIA EN MOTORES DE PLANTASDE COGENERACIÓN A CALDERAS DE VAPOR CONQUEMADORES.

Esencialmente, el proceso es el mismo en un motor diesel confuelóleo que en una caldera de producción de vapor con quemadores defuelóleo. La única diferencia puede ser el exceso de aire circulante respecto al teórico estequiométrico, en función del tipo de instalación de que se trate. Por ello, la distribución de temperaturas puede variar, pero, inevitablemente, en una caldera de vapor, la corriente de gases calientes procedentes delhogar se hallarán a temperaturas de 600 - 900º C en la zona de intercambio de calor aire - agua (tubos de intercambio o recalentadores).

En cuanto a efectos de corrosión, este punto (recalentadores) sería elequivalente a las válvulas de escape de un motor alimentado con fuelóleo.Por tanto, si allí se producen corrosiones y acumulaciones de residuossólidos, es lógico pensar que los mismos efectos se registren también en los tubos de intercambio de las caldera, lo que se debe traducir en 2 situaciones negativas:

- Disminución de la vida útil de los haces de tubos de las calderas.- Formación de costras en los tubos, que disminuyen el coeficiente

de transmisión de calor, y, por tanto, el rendimiento energéticode la misma.

El segundo efecto es obvio y no necesita demostración si tenemos encuenta los principios de termodinámica, aplicados a la transmisión de calor a través de una superficie determinada.

El primer efecto, corrosión de los tubos, entendemos que es unparámetro medible, sobre todo si en la instalación se dispone de estadística de medición de espesores de los tubos a lo largo de varios años.


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El sistema para comprobar la evolución de la corrosión de la paredexterior de los tubos (parte en contacto con los gases) debería ser elsiguiente:

- Medición anual del diámetro exterior de los tubos previorascado para eliminar la costra de residuos sólidos.

- Medición anual del espesor de la pared de los tubos, paraverificar si existe o no corrosión por la pared interna (parte encontacto con el agua - vapor).

Con ello se deben obtener los suficientes datos para seguir laevolución del estado de la parte más crítica de la caldera, y evaluar laposible vida de la misma. Igualmente, a través de ellos, se puede determinar la conveniencia económica del uso de los aditivos “rb bertomeu”, que, talcomo se ha relatado a lo largo de este estudio, es el camino para evitarcorrosiones y alargar notablemente la vida útil del equipo.


doc 021 E

rb bertomeu , S.L.

Información sobre el uso de aditivos en

plantas de Cogeneración

ENERO - 1999


1

EVALUACION DE RESULTADOS OBTENIDOS EN PLANTAS DE

COGENERACION CON EL USO DE LOS ADITIVOS “rb bertomeu”

Con nuestro “Servicio Total de Aditivación” , que comprende la utilización de

los aditivos “rb bertomeu” , de diseño propio y exclusivo , y de nuestros servicios de

asistencia técnica , se han logrado diversas mejoras en la explotación de las plantas y se

ha conseguido conocer un poco mejor , a través de la acumulación de datos , el porqué

de algunos problemas repetitivos.

Los logros más espectaculares han sido conseguidos en la reducción de la

corrosión de válvulas de motores .

La cuantificación de resultados , siempre difícil de concretar en todo tipo de

instalaciones industriales , ha sido posible después de mucho tiempo de experimentación

en plantas , aplicando controles exhaustivos conjuntamente con el personal técnico de las

mismas y con el Servicio Técnico oficial del fabricante de motores , sin cuyo apoyo y

colaboración no hubiera sido posible alcanzar resultados válidos . Para la obtención de

resultados se han ensayado y comparado largos períodos de funcionamiento de los

motores en plantas de cogeneración a fuelóleo , sin aditivar y con aditivo , intercalando

períodos para que dichos resultados fueran homologables . Disponemos de los datos de

la evolución de las corrosiones de válvulas en diversos motores que han consumido y

siguen consumiendo los aditivos “rb bertomeu” .

En esas plantas se ha operado con escalones de mantenimiento , que incluyen la

revisión de las válvulas de escape cada 3.000 horas (característica del tipo de motores

instalados) , no habiendo sido necesario efectuar revisiones intermedias de válvulas en

ninguna de ellas , con lo que los tiempos de parada y pérdida de producción se han

minimizado .

El aditivo total “rb bertomeu” beco F1/ASF o el aditivo específico

anticorrosión “rb bertomeu” beco Mg actúan impidiendo las corrosiones que se

producen en los asientos de las válvulas (canastillas y husillos) durante la combustión del

fuelóleo debido a las impurezas que éste contiene ( principalmente Vanadio , Sodio y

Azufre) . Estas corrosiones , cuando se producen , originan la necesidad de rectificar

mediante torneado o fresado dichos asientos (como mínimo en todos los mantenimientos


2

de 3.000 horas), rebajándolos en un espesor directamente proporcional a la profundidad

de las corrosiones . Con ello , la vida útil de las válvulas se reduce considerablemente

puesto que pronto quedan fuera de medidas y es necesario sustituirlas por elementos

nuevos ( o reblindados en el caso de las canastillas ).

Con la aplicación del aditivo se consigue que solo se aprecien ligeras

compactaciones ,o ligeras corrosiones muy superficiales en algunos casos ,en la

superficie de los asientos , con lo que, aún después de largos TBO`s ,Time Between

Overhaul , (se han realizado pruebas de hasta un 50% superior al habitual , lo que ha

supuesto revisar motores después de 4.500-4.700 horas en operación en vez de las 3.000

horas habituales en este tipo de motores) , una ligerísima rectificación con la mínima

pérdida de material es suficiente para dejar las válvulas en condiciones de volver a ser

instaladas en el motor. De esta forma , la vida útil de las mismas aumenta

considerablemente y , en consecuencia, los gastos de reposición disminuyen

drásticamente. En plantas con otro tipo de motores que operan con mayores tiempos de

operación entre revisiones (TBO’s mayores de 3.000 horas) y diferentes r.p.m. hemos

observado que los resultados son extrapolables , aunque no disponemos de tan amplios

datos .

Como ejemplo ilustrativo de lo dicho anteriormente podemos citar a la planta de

cogeneración con más amplia experiencia en nuestros tratamientos . Se trata de una

planta con 3 motores de 6.3 Mwe cada uno , girando a 600 r.p.m. Por tanto el número

total de válvulas de escape es de 96 , al igual que el número de válvulas de admisión. En

Mayo de 1998 se alcanzaron en dicha planta las 25.000-26.000 horas en operación , para

los 3 motores.

En todas esas horas , que representan algo más de tres años de funcionamiento ,

solamente se tuvieron que renovar , entre los tres motores y por corrosiones o estar fuera

de medidas tras varios rectificados , 15 canastillas (14 reblindadas y 1 nueva) y 5 husillos

de válvula de escape (otros 33 husillos de válvula de escape fueron cambiados por

presentar fatiga térmica a partir de las 20.000 horas de operación, mientras que no fue

necesario renovar ninguna válvula de admisión). El resto de válvulas no renovadas , se

reinstalaron en los motores. Teniendo en cuenta que la vida útil , estimada por el

fabricante para las válvulas de escape , es de unas 12-15.000 horas para los husillos y 12-

15.000 horas para el asiento de las canastillas , y teniendo en cuenta también que el


3

porcentaje estadístico de canastillas no reblindables por soplados es del 5 – 6 % sobre el

total de averiadas (que hay que sustituir por canastillas-cuerpos de válvula nuevos) , el

ahorro conseguido en todo ese período de 26.000 horas se puede cuantificar de la

siguiente forma (tomando una vida útil esperada de 15.000 horas y un porcentaje de

canastillas no reblindables del 5 %):

(Se incluyen los Husillos sustituidos por fatiga térmica , aunque ningún aditivo puede

eliminar este fenómeno producido por la temperatura y el tiempo de funcionamiento).

DATOS PARA LOS 3 MOTORES

- Husillos a reponer teóricamente en 26.000 H = 153- Husillos repuestos en 26.000 H = 38- Diferencia (ahorro) = 115

- Canastillas averiadas teóricamente en 26.000 H = 153(145 Reblindables y 8 no Reblindables)

- Canastillas a reblindar teóricamente en 26.000 H = 145- Canastillas reblindadas en 26.000 H = 14- Diferencia (ahorro) = 131

- Canastillas nuevas teóricamente en 26.000 H = 8- Canastilla nuevas instaladas en 26.000 H = 1- Diferencia (ahorro) = 7

- Ahorro en Husillos : 115 x 100 / 153 = 75,2 %- Ahorro en Reblindaje Canastillas : 131 x 100 / 145 = 90,3 %- Ahorro en Canastillas nuevas : 7 x 100 /8 = 87,5 %

Posteriormente , en Octubre de 1998 , se procedió a realizar el mismo estudio

cuando en la planta se alcanzaron las 28.000 – 29.000 horas de operación , obteniéndose

los siguientes resultados :

Renovaciones de válvulas:Motor Nº 1 Motor Nº 2 Motor Nº 3 Total

Husillos 6 5 4 15 Canastillas 3 6 0 9


4

Los motivos de las renovaciones fueron :

Husillos : 3 por corrosión , 7 por fatiga térmica , 5 por medidas .

Canastillas : 2 por corrosión , 7 por medidas.

Realizando un cálculo actualizado con los mismos planteamientos del anterior ,

obtenemos los siguientes resultados para las 29.000 horas en operación :

DATOS PARA LOS 3 MOTORES

- Husillos a reponer teóricamente en 29.000 H = 171- Husillos repuestos en 29.000 H = 53- Diferencia (ahorro) = 118

- Canastillas averiadas teóricamente en 29.000 H = 171(162 Reblindables y 9 no Reblindables)

- Canastillas a reblindar teóricamente en 29.000 H = 162- Canastillas reblindadas en 29.000 H = 23- Diferencia (ahorro) = 139

- Canastillas nuevas teóricamente en 29.000 H = 9- Canastilla nuevas instaladas en 29.000 H = 1- Diferencia (ahorro) = 8

- Ahorro en Husillos : 118 x 100 / 171 = 69,0 %- Ahorro en Reblindaje Canastillas : 139 x 100 / 162 = 85,8 %- Ahorro en Canastillas nuevas : 8 x 100 / 9 = 88,9 %

Los resultados acumulados a la revisión de las 29.000 horas , muestran unas

cifras de ahorro ligeramente inferiores a las detectadas en la revisión de las 26.000 horas,

aunque del mismo orden , lo que confirma la tendencia de ahorro en mantenimiento

conseguida con el tratamiento de aditivación del fuelóleo aplicado. Esta tendencia , que

ya había sido detectada en revisiones anteriores (las efectuadas entre las 9.000 y 22.000

horas de operación ), no la habíamos cuantificado en espera de su confirmación

alcanzando un tiempo de operación realmente notable que no ofreciera lugar a dudas .

No menos importantes son los beneficios observados , a través del tratamiento de

aditivación , en los aspectos de formación de lodos y reducción de consumo de

combustible. El aditivo total “rb bertomeu” beco F1/ASF o el aditivo parcial específico


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“rb bertomeu” beco F , actúan dispersando los lodos que contiene el fuelóleo en el

tanque de almacenamiento e impidiendo la formación de nuevos lodos por

envejecimiento del combustible , con lo que se aprovecha más el combustible

almacenado y se reducen los costos de eliminación de lodos (retirada , tratamiento ,

limpiezas , etc). Al mismo tiempo favorecen la pulverización del fuelóleo , factor

indispensable para optimizar su combustión en los motores y obtener el máximo

rendimiento energético. Estas acciones han sido controladas y cuantificadas , también

después de largos períodos de pruebas en varias plantas , habiéndose observado los

resultados siguientes :

- Disminución de lodos de fuelóleo : de 40% a 60 %

- Disminución del consumo específico de fuelóleo : 0,5 a 1,6% , sobre Kcal considerando el PCI del fuelóleo

La disminución de lodos de fuelóleo generados produce un beneficio económico

ligado directamente con el consumo de combustible en todos los casos . Además ,

dependiendo del sistema particular de eliminación de los mismos , puede producir un

beneficio económico añadido . Nos referimos a aquellas plantas que tienen contratada la

retirada y tratamiento de los mismos , ya que en aquellas otras en que son consumidos en

calderas u hornos anexos o en las que disponen de retirada gratuita por el suministrador

del fuelóleo , este segundo beneficio no se produce.

Se han constatado también otros beneficios , que , sin embargo , no ha sido

posible cuantificar pero que indudablemente incrementan la rentabilidad del tratamiento.

Nos referimos , entre otros , a los siguientes:

- Ligero aumento de la disponibilidad de la planta al reducir paradas por cambios de

válvulas y limpiezas de turbos y colectores de gases de escape .

- Ligero aumento de la disponibilidad de la planta al ser posible , en caso necesario,

incrementar el TBO normalmente utilizado para las revisiones generales de los

motores.

- Menor necesidad y mayor facilidad de limpieza de las depuradoras , con el ahorro en

tiempo y personal que ello representa en muchos casos.


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En definitiva , a través del Servicio Total de Aditivación , y en función de la opción

de aditivación escogida, se ha observado la obtención de una serie de beneficios

cuantificados que resumimos en la siguiente tabla :

Opción A Opción B Opción C

Ahorro en Husillos (%) 69-75 69-75 0

Ahorro en reblindaje Canastillas (%) 86-90 86-90 0

Ahorro en Canastillas nuevas (%) 87-89 87-89 0

Disminución lodos fuel (%) 40-60 40-60 40-60

Ahorro energía fuel (%) 0,5-1,6 0 0,5-1,6

Opción A : Tratamiento total con “rb bertomeu” beco F1/ASF , con dosificación al

0,4-0,6 por mil en el tanque de almacenamiento , en función de la calidad del fuelóleo.

Opción B : Tratamiento anticorrosión con “rb bertomeu” beco Mg , con dosificación

al 0,3-0,7 por mil en línea de alimentación de fuelóleo al motor , en función de la calidad

del fuelóleo.

Opción C : Tratamiento fluidificante y tensioactivo con “rb bertomeu” beco F , con

dosificación al 0,2-0,5 por mil en el tanque de almacenamiento , en función de la calidad

del fuelóleo.

***********

Cada planta que consume combustible fuelóleo o gasóleo , sea planta de

cogeneración , caldera de vapor u horno de secado , tiene sus controles y problemática

particular y específica , pero no cabe duda de que , en cualquier caso , los problemas son

identificables y los beneficios conseguidos ante un cambio , cuantificables .


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Nosotros estamos convencidos de que el uso de los aditivos “rb bertomeu” es

altamente rentable , al conseguir ahorros que superan en mucho el coste del tratamiento

de aditivación .

En general , los ahorros conseguidos deben localizarse , según el tipo de

instalación , entre los siguientes :

a) Ahorro de combustible para producir la misma energía

b) Ahorro de aceite motor en plantas de cogeneración

c) Ahorro en eliminación de lodos de fuelóleo y aceite

d) Ahorro en mantenimiento de válvulas de escape y cuerpos de válvula de

motores , en plantas de cogeneración

e) Ahorro en mantenimiento de recalentadores e intercambiadores de calor

en general

f) Ahorros por disminución de paros de limpieza , lo que se traduce en un

mayor factor de servicio anual y mayor producción de energía

Nuestra experiencia en plantas de cogeneración que utilizan de forma regular los

aditivos “rb bertomeu” , evalúa los beneficios netos conseguidos , una vez deducido el

costo del tratamiento de aditivación , en 0,04 - 0,06 Pts por kwh producido . Como

ejemplo , adjuntamos en la página siguiente una valoración actualizada de la rentabilidad

de nuestro aditivo para fuel-oil beco F1/ASF en una planta de cogeneración.

No obstante , debe ser cada planta la que , en función de sus controles y problemática particular

, realice su propia evaluación al utilizar nuestros productos .

En cualquier caso , pensamos que es importante tener en consideración las

posibilidades de mejora en cada planta sobre sus propios resultados actuales , y disponer

de opciones de verificación de estas mejoras ante la utilización de los tratamientos de

aditivación elegidos.

También pensamos que la vía correcta para obtener resultados económicamente

positivos es la de establecer una estrecha colaboración entre las tres partes normalmente

implicadas en la explotación de una planta de cogeneración : Propietario , Servicio

Oficial del fabricante de los motores y suministrador del Servicio de aditivación.

rb bertomeu, S.L. www.rbbertomeu.es C/.Templers, 7 – 25002 Lleida [email protected] Tel.973 281433 Dossier rb - Apartado H - 3 FAX: 973266022 doc 003 E

ENSAYOS DE ADITIVACION DEL FUELOLEO REALIZADOS EN LA PLANTA DE COGENERACION

DE LA EMPRESA “ Gallega de Cogen”

rb bertomeu , S.L. Departamento Técnico

Enero - 1998

rb bertomeu, S.L. www.rbbertomeu.es C/.Templers, 7 – 25002 Lleida [email protected] Tel.973 281433 Dossier rb - Apartado H - 3 FAX: 973266022

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INDICE 1 - INTRODUCCION 2 - ORGANIZACION DEL ENSAYO 3 - ANALISIS DE LOS COMBUSTIBLES UTILIZADOS 4 - RESULTADOS COMPARATIVOS OBTENIDOS 4 . 1 - CONSUMO DE ENERGIA 4 . 2 - FACTOR DE SERVICIO 4 . 3 - CORROSION DE VALVULAS DE ESCAPE 4 . 4 - OTROS RESULTADOS NO COMPARATIVOS 5 - VALORACION ECONOMICA DE LOS RESULTADOS 6 - CONCLUSIONES FINALES ANEXO : Reportaje fotográfico de la revisión general del motor nº 2 de En-98 No se incluye el citado ANEXO por ser demasiado extenso


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1 - INTRODUCCION Durante el primer trimestre de 1997 , fue pactada la realización de unos ensayos de aditivación del fueló leo consumido en plantas de Cogeneracion, entre la empresa Gallega de Cogen , propietaria de las plantas , y la empresa rb bertomeu S.L., fabricante de aditivos para combustibles líquidos . Los ensayos se plantearon con la finalidad de verificar la eficacia de los aditivos"rb bertomeu” para fuelóleos , sobradamente demostrada ya en otras muchas plantas de cogeneración , y tratar de cuantificar el beneficio económico que podría obtener Gallega de Cogen con el uso sistemático de los citados aditivos . Gallega de Cogen decidió posteriormente que los ensayos fueran realizados en la Planta de Cogeneración de San Cibrao , donde hay instalados 2 motores Wartsila 18V32 con una capacidad total de producción de 12,6 Mwe , y que los citados ensayos co menzaran a primeros del mes de Agosto de 1997 , inmediatamente después de la revisión general de los 2 motores que debía realizarse durante el mes de Julio . La duración aproximada de los ensayos se estableció en 6 meses , al final de los cuales , rb bertomeu S.L. elaboraría el correspondiente informe . Estas revisiones fueron realizadas en las siguientes fechas : Motor nº 2 : el 14-Julio-97 , con 21.083 horas de marcha total Motor nº 1 : el 28-Julio-97 , con 21.429 horas de marcha total rb bertomeu S.L. , estuvo presente en estas revisiones , inspeccionando las válvulas de los motores y realizando los oportunos pesajes de resíduos adheridos y reportajes fotográficos de todas ellas . Así mismo , rb bertomeu S.L. , suministró e instaló , conjuntamente con Gallega de Cogen, una bomba para la dosificación del aditivo en la linea de descarga de las cisternas de fuelóleo . rb bertomeu S.L. , sumistró el aditivo “rb bertomeu” beco F1/ASF , así como la documentación reglamentaria de seguridad relativa al producto , estableciendo que durante toda la prueba la dosificación debería ser del 0,5 por mil . El presente informe , elaborado por rb bertomeu S.L. , describe la realización de los ensayos y presenta los resultados obtenidos en el período comprendido entre el 1 de Agosto y el 31 de Diciembre de 1997 ( 5 meses ) a la consideración de Gallega de Cogen.


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2 - ORGANIZACION DEL ENSAYO El ensayo fue planteado por rb bertomeu S.L. en colaboración con el personal técnico de Gallega de Cogen , de forma que se pudieran obtener el mayor número de datos posible del período de prueba y de los mismos meses correspondientes a los 2 años anteriores para que pudieran ser usados a efectos comparativos . Así , se definió la toma de datos siguiente : Datos Responsable 1-Producción mensual de energía por motor Planta2-Consumo mensual de fuelóleo Planta3-Análisis mensual del fuelóleo recibido Planta4-Análisis mensual del fuelóleo antes y después depuradora Planta5-Consumo mensual de aceite por motor Planta6-Horas de parada y motivos por motor Planta7-Control de horas de limpieza depuradoras y costo Planta8-Control de lodos de fuelóleo generados en tanque y depuradora Planta9-Control de lodos de aceite motor generados Planta10-Coste de manipulación de todos los lodos generados Planta11-Control de la evolución de la Tª motor a carga constante Planta12-Análisis mensual puntual de gases de escape de los motores rb bertomeu 13-Pesaje de resíduos en válvulas , en las revisiones de motores ,al iniciar y acabar el ensayo rb bertomeu 14-Reportaje fotográfico de las válvulas , en las revisiones de motores, al iniciar y acabar el ensayo rb bertomeu 15-Confección de gráficas y tablas de datos obtenidos rb bertomeu 16-Control del consumo real de aditivo rb / Planta17- Realización del informe final rb bertomeu Todos los punto excepto los 7 , 8 , 9 y 10 han sido controlados en el período del ensayo . De los años anteriores , 1995 y 1996 , solamente ha sido posible obtener los datos correspondientes a los puntos 1 , 2 , 5 y 6 . Parcialmente se ha determinado también el punto 3 , para el año 1996 .


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3 - ANALISIS DE LOS COMBUSTIBLES UTILIZADOS Hasta el comienzo del ensayo la planta venía utilizando fuelóleo Nº 1 BIA , del cual se han podido recopilar los análisis realizados durante el primer semestre de 1997 . No ha sido posible disponer de datos relativos a 1995 y 1996 . A partir del comienzo del ensayo se cambió a fuelóleo Nº 1 , combustible con más impurezas que el fuelóleo Nº 1 BIA como se observa en los datos de análisis comparativos , y del que , por lo tanto , caben esperar más problemas en su manejo y combustión . Los análisis medios obtenidos , en sus datos más relevantes , son los siguientes : (A) (B) (B)-(A) Fuelóleo Nº 1 BIA Fuelóleo Nº 1 Dif. % P.C.S. (Kcal/Kg) 10.312 10.164 - 1,44 P.C.I. (Kcal/Kg) 9.773 9.631 - 1,45 Vanadio (ppm) 27 45 + 66,6 Sodio (ppm) 8 9 + 12,5 Níquel (ppm) 19 20 + 5,3 Azufre (%) 0,92 1,93 + 109,8 Carbón Conradson (%) 8,9 10,2 + 14,6 Asfaltenos (%) 1,9 4,7 + 147,4 Agua por destilación (%) < 0,05 0,12 + 150 Con respecto a los valores del Poder Calorífico del fuelóleo Nº 1 BIA , cabe decir que son bajos en relación a los valores que disponemos de otras plantas para los años 1995, 1996 y 1997 . Estos datos situan el P.C.I. (Poder Calorífico Inferior) en el rango 9.850-9.950 Kcal/Kg , es decir , un 1,3 % mayores en media . No obstante , se considera el valor de la tabla para 1996 a efectos de cálculos para ese año , no considerando ningún valor para 1995 por la falta de datos y la discrepancia encontrada .


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En relación a la mayor cantidad de impurezas contenidas en el fuelóleo utilizado en la prueba con respecto al utilizado anteriormente , cabría decir que el incremento de problemas teóricamente esperado , estaría centrado en los siguientes puntos : a) Mayor contenido en Vanadio , Sodio y Níquel : más corrosiones en la cámara de combustión y circuito de gases de escape del motor , particularmente válvulas de admisión, corona del pistón , segmentos y válvulas de escape. b) Mayor contenido en Azufre : más corrosiones en la cámara de combustión y circuito de gases de escape del motor , particularmente válvulas de admisión , corona del pistón , segmentos , válvulas de escape y en la zona fría de gases de escape , desde calderas a punto de emisión final . También son de esperar mayores incrustaciones de sulfatos , tanto en la zona caliente como fría , especialmente en válvulas de escape , colectores de gases de escape , anillos de toberas , álabes de turbocompresores y tubos de calderas . c) Mayor contenido en Carbones y Asfaltenos : mayor formación de lodos en los tanques de combustible ; mayor formación de lodos en las depuradoras de combustible ; más dificultad de limpieza de las depuradoras de combustible ; incremento de posibilidades de agarrotamiento de las bombas de combustible ; mayor acumulación de suciedad en el circuito del combustible ; incremento de resíduos carbonosos en válvulas de escape , colectores de gases de escape , anillos de toberas y álabes de turbocompresores . d) Mayor contenido en Agua : mayor facilidad para formación de lodos en tanques ; más posibilidades de agarrotamiento de inyectores en caso de fallo de la depuradora de combustible . Con todas estas posibilidades de empeoramiento de los parámetros de operación , debido al cambio de tipo de fuelóleo , se ha llevado a cabo el ensayo de aditivación .


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4 - RESULTADOS COMPARATIVOS OBTENIDOS 4 - 1 CONSUMO DE ENERGIA Período Período Período Ag-Di/95 Ag-Di/96 Ag-Di/97 Tipo fuelóleo Nº 1 BIA Nº 1 BIA Nº 1 P.C.I. (Kcal/Kg) Indeterminado 9.773 9.631 TM. fuelóleo consumidas 9.224,227 9.462,458 9.631,000 Kwh E producidos 42.402.731 42.452.930 43.258.820 Consumo esp. energía : -en Gr. Fuel/Kwh 217,54 222,89 222,64 -en Kcal/Kwh Indeterminado 2178,3 2144,24 ( Calculo Consumo energía en Kcal/Kwh : Gr. Fuel/Kwh x P.C.I. / 1000 ) DIFERENCIAS DE CONSUMO DETECTADAS : Período 1997 respecto 1996 : - 34,06 Kcal/Kwh , es decir , - 1,56 % Período 1997 respecto 1995 : indeterminado ( si se tomara un P.C.I. de 9900 que es el valor medio detectado en otras plantas , la diferencia sería de - 9,4 Kcal/Kwh , equivalente a - 0,44 % ). En costo , la diferencia entre los períodos estudiados para 1996 y 1997 , sería : * 1996 , Fuelóleo Nº 1 BIA : 222,89 x 24 Pts / 1000 = 5,349 Pts / Kwh producido * 1997 , Fuelóleo Nº 1 : 222,64 x 22 Pts / 1000 = 4,898 Pts / Kwh producido * Se obtiene un ahorro de 0,451 Pts / Kwh producido , equivalente a un 8,43 % , por menor consumo de energía y tener la posibilidad de consumir un combustible más barato manteniendo la misma operatividad de los motores .


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4 - 2 FACTOR DE SERVICIO Período Período Período Ag-Di/95 Ag-Di/96 Ag-Di/97 Motor Nº 1 : Horas paro totales 126 128 123 Horas paro ajenos 87 59 81 Horas paro imputables 39 69 42 Factor de Servicio total 95,57 % 96,51 % 96,65 % Factor de Servicio imp. 98,94 % 98,12 % 98,86 % Motor Nº 2 : Horas paro totales 116 108 173 Horas paro ajenos 66 58 118 Horas paro imputables 50 50 55 Factor de Servicio total 96,84 % 97,06 % 95,29 % Factor de Servicio imp. 98,64 % 98,64 % 98,50 % Media Motores Nº 1 y 2 : Horas paro totales 242 236 296 Horas paro ajenos 153 117 199 Horas paro imputables 89 119 97 Factor de Servicio total 96,70 % 96,79 % 95,97 % Factor de Servicio imp. 98,79 % 98,38 % 98,68 % * Se observa que el Factor de Servicio obtenido durante el período del ensayo considerando horas de paro imputables , es decir , descontando las horas de paro por motivos ajenos (ver lista en página siguiente) , es idéntico , en ambos motores , al obtenido en el mismo período de años anteriores , a pesar del cambio de combustible .


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Para que los resultados fueran homogéneos y comparativos , se han considerado como “Paros ajenos” aquellos producidos como consecuencia de : - Revisión general de motores - Exceso de producción u horas valle - Cortes Compañía Eléctrica relevantes - Reparación puntual árbol de levas en 1997 - Tormentas en 1997 En consecuencia , los paros “imputables” , usados para el cálculo del Factor de Servicio , son la diferencia entre las horas de paro totales y las consideradas como ajenas . En todos los casos , el Factor de Servicio ha sido calculado según la siguiente fórmula : Factor Servicio (%) = (Horas totales del período - Horas de paro) x 100 Horas totales del período


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4 - 3 CORROSION DE VALVULAS DE ESCAPE Los datos comparados son los disponibles actualmente , que corresponden a los registrados para el Motor Nº 2 en las revisiones generales efectuadas antes de comenzar el ensayo y al terminar el mismo . Revisión inicial : efectuada el 14-7-97 , a las 21.083 horas de marcha total Revisión final : efectuada el 19-1-98 , a las 25.324 horas de marcha total T.B.O. de la prueba : 4.241 horas La comparación entre las dos revisiones se realiza analizando para cada válvula de escape los siguientes parámetros : - Peso de resíduos adheridos en los husillos - Nivel de corrosión en los husillos , que engloba los conceptos : - Picaduras de corrosión - Inicio de corrosión - Corrosión - Nivel de soplados en los husillos , que engloba los conceptos : - Inicio de soplado - Soplado total - Nivel de corrosión en las canastillas , que engloba los conceptos : - Picaduras de corrosión - Inicio de corrosión - Corrosión - Nivel de soplados en las canastillas , que engloba los conceptos : - Inicio de soplado - Soplado total A) PESO DE RESIDUOS ADHERIDOS ( Se adjuntan hojas de resultados por válvula ) * En la revisión Inicial (1997) : 4,57 gr por válvula , de media * En la revisión Final (1998) : 2,85 gr por válvula , de media * Resultado : disminución de resíduos en un 37,6 % a pesar de utilizar un fuelóleo de menor calidad .


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B) CONSERVACION DE VALVULAS DE ESCAPE C = Corrosión S = Soplado HU = Husillo de la válvula CAN = Canastilla de la válvula Valvula Revisión Inicial Revisión Final A 1 A C en HU y CAN C en HU A 1 B C en HU y CAN sin corrosión A 2 A C en HU y CAN sin corrosión A 2 B C en HU sin corrosión A 3 A C en HU y CAN sin corrosión A 3 B C en HU y CAN sin corrosión A 4 A C en HU sin corrosión A 4 B C en CAN , S en HU sin corrosión A 5 A C en CAN , S en HU sin corrosión A 5 B S en HU C en HU A 6 A C en HU C en HU A 6 B C en HU S en HU A 7 A C en HU sin corrosión A 7 B C en HU y CAN S en HU A 8 A C en HU C en HU A 8 B C en HU y CAN S en HU A 9 A sin corrosión sin corrosión A 9 B C en HU sin corrosión B 1 A C en HU y CAN sin corrosión B 1 B C en HU y CAN sin corrosión B 2 A C en HU C en HU B 2 B C en HU sin corrosión B 3 A C en HU y CAN sin corrosión B 3 B C en HU y CAN sin corrosión B 4 A S en HU sin corrosión B 4 B C en HU S en HU B 5 A C en HU sin corrosión B 5 B C en HU C en HU B 6 A C en HU sin corrosión B 6 B C en HU C en HU B 7 A C en HU sin corrosión B 7 B C en HU y CAN sin corrosión B 8 A C en HU y CAN S en HU B 8 B C en HU C en HU B 9 A C en HU sin corrosión B 9 B C en HU sin corrosión


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(A) (B) (B) - (A) Revisión Inicial Revisión Final Diferencia % Nº Husillos con corrosiones 31 8 - 74 Nº Canastilla con corrosiones 15 0 - 100 Nº Husillos con soplados 4 5 + 25 Nº Canastillas con soplados 0 0 0 Nº total de anomalías en Husillos 35 13 - 63 Nº total de anomalías en Canastillas 15 0 - 100 * Resultado : Disminución del deterioro de válvulas de escape del motor ( Husillos y Canastillas) en un 63% y 100% , respectivamente, a pesar del cambio de combustible , que contiene casi el doble de impurezas potencialmente corrosivas que el anteriormente utilizado . Nota : En la revisión final se han detectado compactaciones en los asientos de las válvulas que pueden ser debidas al aumento de sólidos residuales de la combustión (sulfatos) por la mayor cantidad de Azufre que contiene el fuelóleo .


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4 - 4 OTROS RESULTADOS NO COMPARATIVOS 4-4-1 Funcionamiento Depuradoras de fuelóleo Si bien no se ha podido disponer de datos de funcionamiento cuantificables anteriores o durante el ensayo , la opinión que nos ha comunicado el personal de la planta es que , con el uso del aditivo se observa : - Mayor decantación del agua del fuelóleo - Menor cantidad de lodos de fuelóleo generados - Depuradoras de combustible más limpias y mayor facilidad de limpieza de las mismas - Los lodos obtenidos son más fluidos y manejables 4-4-2 Evolución de la Tª de trabajo de los motores a carga constante Desde el inicio del ensayo , las temperaturas de trabajo de ambos motores , tomadas a carga constante y temperatura ambiente casi constante , prácticamente no han variado , lo que significa que no se produce taponamiento del circuito de gases de escape , colectores principalmente , a pesar del aumento de impurezas del fuelóleo . No se dispone de datos comparativos de períodos anteriores . 4-4-3 Consumo de aceite motor ( Gr. Aceite / Kwh ) Período Período Período Ag-Di/95 Ag-Di/96 Ag-Di/97 Motor Nº 1+2 0,59 0,52 0,82 El aumento de consumo de aceite no se tiene en consideración porque según información de la empresa , ha sido debido a cambio del tipo de aceite en un motor , renovación de 50 l. diarios no necesaria en el otro motor , y a una pérdida de aceite en una depuradora .


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5 - VALORACION ECONOMICA DE LOS RESULTADOS La valoración económica se realiza solamente a partir del consumo de combustible y aditivo en 1996 y 1997 , por las razones siguientes : a) No se dispone de datos de Potencia Calorífica del fuelóleo Nº 1 BIA consumido en el año 1995 , tal como se ha comentado anteriormente . b) El factor de servicio obtenido en el período del ensayo , es prácticamente el mismo que el obtenido en el mismo período de los dos años anteriores . b) No se dispone de datos comparativos de otros parámetros que pueden tener influencia en el costo , como son la generación y eliminación de lodos , costos de limpieza de depuradoras de combustible , costos de válvulas y otras piezas de los motores , etc. Gallega de Cogen, en caso de llegar a disponer de datos económicos adicionales , puede aplicarlos al cálculo que efectuamos. (A) (B) (B) - (A) Período Período Diferencia 1996 1997 Pts Fuelóleo Nº 1BIA Nº 1 Precio (Pts/Tm) 24.000 22.000 Costo combustible Pts / Kwh producido 5,349 4,898 Costo aditivo beco F1/ASF Pts / Kwh producido (460 Pts/Tm Fuel aditivado) 0 0,104 Costo Total (Pts/Kwh) 5,349 5,002 - 0,347 ( - 6,49 % ) Ahorro total anual sobre una producción de 100 MM Kwh actuales = 34,7 MM Pts. Considerando solamente el ahorro energético en Kcal. del 1,56 % detectado ( ver 4.1) , es decir , sin tener en cuenta el ahorro debido al cambio de combustible , el balance económico de la aditivación , para la misma producción actual de 100 MM de Kwh al año sería :


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- Potencia Calorífica media del fuelóleo = 9.631 Kcal / Kg ó 9.631.000 Kcal / Tm - Consumo anual de fuelóleo aditivándolo : 100.000.000 x 2.144,24 / 9.631.000 = 22.263,94 Tm - Consumo anual de fuelóleo sin aditivar : 100.000.000 x 2.178,30 / 9.631.000 = 22.617,59 Tm - Ahorro de fuelóleo aditivándolo : 22.617,59 - 22.263,94 = 353,65 Tm / año ( equivalente al 1,56 % ) - Ahorro en Pts : 353,65 x 22.500 Pts/Tm = 7.957.125 Pts / año - Costo de la aditivación ( a 460 Pts / Tm fuelóleo aditivado) : 22.263,94 Tm x 460 Pts = 10.241.412 Pts / año - Recuperación del costo de la aditivación a través del ahorro en combustible : 7.957.125 x 100 / 10.241.412 = 77,7 % Es decir , casi el 80 % del costo de la aditivación se recupera solo con el ahorro de combustible que se ha producido .


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6 - CONCLUSIONES FINALES Considerando las dificultades que siempre existen a la hora de poder establecer conclusiones después de realizar ensayos , sobre todo en este caso en que no se dispone de una serie de datos comparativos ( ya comentados anteriormente ) y en que el ensayo se ha realizado coincidiendo con un cambio de combustible ( pasando a consumir un tipo que provoca muchos más problemas que el utilizado anteriormente ) , pensamos que , a la vista de los resultados , las principales conclusiones finales son las siguientes : (Los precios de Fuelóleo corresponden a finales de 1997 y son precios medios orientativos. En cada caso , diferente estudiado , aplicar los precios actualizados que correspondan) A) La utilización del aditivo “rb bertomeu” beco F1/ASF , ha posibilitado el cambio de fuelóleo Nº 1 BIA a fuelóleo Nº 1 sin que aparezcan dificultades operativas en los motores ni se reduzca el factor de servicio . B) En conjunto , el ahorro en costo de combustible debido a un menor consumo energético y a un menor precio del mismo , ha sido del 8,43 % . C) El ahorro global anual teórico para la planta , se calcula en 34,7 millones de Pts. , considerando un consumo de aditivo del 0,5 por mil , a precio actual. D) Casi el 80 % del costo de la aditivación , se recupera considerando únicamente el ahorro mínimo detectado en combustible , es decir , despreciando que el aditivo posibilita la utilización de un fuelóleo de menor calidad . E) Otros ahorros derivados de lo detallado en el apartado 4-4 , se han producido con seguridad , aunque no estamos en condiciones de cuantificarlos. F) Aunque se ha mejorado en conservación de válvulas de escape , los resultados obtenidos no son homogéneos por cuanto : - La calidad del fuelóleo ha sido mucho peor durante el ensayo - Algunas de las válvulas (husillos) del motor Nº 2 se instalaron para la prueba en Nymonic en vez de Estelite , como se habian usado antes .


doc 027 E

INCRUSTACIONES EN CALDERASDE VAPOR A FUEL-OIL

rb bertomeu S.L.Dep. Técnico

1999


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INCRUSTACIONES EN CALDERAS DE VAPOR A FUEL-OIL

rb bertomeu S.L.Dep. Técnico

Es de sobras conocido que uno de los principales problemas que afectan al rendimientoenergetico y a la conservación de las calderas que operan con fuel-oil o gas-oil es laformación de costras de hollines e incrustaciones duras en los tubos de intercambio decalor , en el lado de contacto con los gases calientes procedentes de la combustión .

Estas costras e incrustaciones , debidas a combustión incompleta y a las impurezas quecontiene el combustible , sobre todo cuando se trata de fuel-oil , producen una disminución de la velocidad de transferencia de calor entre ambos lados de los tubos intercambiadores(lado gases y lado agua) , tanto mayor cuanto mayor es el espesor de residuos acumulados . Al disminuir dicha transferencia de calor , los gases evacuados por chimenea salen máscalientes y por tanto la energía suministrada a la caldera es menos aprovechada en generar vapor , es decir , disminuye el rendimiento energético de la caldera y aumenta el consumo de combustible por unidad de vapor producida.

Existen varios estudios sobre el tema que cuantifican las pérdidas citadas anteriormente . A título informativo exponemos algunos datos en la tabla siguiente :

Espesor costra Pérdida de calor Aumento consumode Hollin en tubos que se produce combustible equivalente

0,8 mm 12 % 2,5 % 1,6 mm 24 % 4,5 % 3,2 mm 47 % 8,5 %

Espesor incrustaciones Pérdida de calor Aumento consumode residuos en tubos que se produce combustible equivalente

0,8 mm 8 % 2,0 % 1,6 mm 12 % 2,5 % 3,2 mm 20 % 4,0 %

Por otro lado , es también conocido que parte de los residuos generados en la combustión a partir de las impurezas del combustible son corrosivos a la temperatura de operación de las calderas . Ello ha sido ya suficientemente explicado en informaciones técnicas generadas por rb bertomeu S.L. (véase nuestro estudio “El fuelóleo y sus efectos corrosivos en lacombustión”).


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El tratamiento de aditivación específico del fuel-oil a consumir en quemadores de calderasy hornos que realiza rb bertomeu , con el aditivo beco F2/A , está encaminado a mejorar la combustión para reducir hollines , a reducir la corrosión en caliente y a minimizar lastípicas incrustaciones duras de residuos transformándolas en depósitos pulverulentosfácilmente arrastrables , lo que se consigue a través del aumento de la temperatura defusión de los citados residuos que inevitablemente se forman en la combustión .

Con ello una gran parte de residuos son evacuados directamente con los gases de salida , mientras que los depositados en la caldera son eliminados muy facilmente en las limpiezasprogramadas .

Para una mayor información , dirigida principalmente a usuarios menos experimentados , hemos preparado una colección de fotografías donde se muestran las clásicasincrustaciones que se producen en calderas aquatubulares que utilizan fuel-oil comocombustible. El presente trabajo puede ser ampliado en un futuro con nuevas fotografíascomparativas en caso de tener acceso a otras instalaciones.


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INSTALACIONES DONDE NO SE HAN USADO ADITIVOS “rb bertomeu”PARA EL FUEL-OIL CONSUMIDO.

FOTO Nº 1 : Economizador de una caldera de vapor , después de varios meses en operación , donde se aprecian los residuos acumulados.

FOTO Nº 2 : El mismo economizador de la Foto Nº 1 anterior , después de unalimpieza programada , donde se oberva que los tubos de intercambio

están totalmente limpios.

FOTO Nº 3 : Intercambiador de una caldera de vapor , después de varios meses en operación , donde se aprecian las incrustaciones que recubren los tubos de intercambio.

FOTO Nº 4 : El mismo intercambiador de la Foto Nº 3 anterior , después de una limpieza programada , donde se puede observar que los tubos están también totalmente limpios de incrustaciones.

FOTO Nº 5 : Detalle ampliado del intercambiador con incrustaciones mostrado en la Foto Nº 3 anterior.

FOTO Nº 6 : Detalle ampliado del intercambiador limpio mostrado en la Foto Nº 4 anterior.

FOTO Nº 7 : Intercambiador de otra caldera de vapor , después de varios meses en operación , donde se observa claramente la magnitud de las

incrustaciones acumuladas en los tubos de intercambio.

FOTO Nº 8 : Fragmento de incrustación , extraído del intercambiador anterior , con espesor de alrededor de 10 mm.

INSTALACION DONDE SE USAN ADITIVOS “rb bertomeu” PARA EL FUEL-OIL CONSUMIDO.

FOTO Nº 9 : Economizador de una caldera de vapor , después de varios meses en operación . Obsérvese el aspecto pulverulento de los residuos depositados en contraposición a los que aparecen en las fotos anteriores.

FOTO Nº 10 : El mismo economizador de la Foto Nº 9 anterior , después de unalimpieza programada , donde se oberva que los tubos de intercambio

están totalmente limpios y sin signos de corrosión.


doc 028 E

APLICACIONES INDUSTRIALESDEL LIMPIADOR

“rb bertomeu” belim F

- Operación de lavado del filtro de aire (en bañode aceite) de una planta de cogeneración.

- Limpieza de piezas metálicas por inmersión.

rb bertomeu S.L.Departamento TécnicoJulio - 1999


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OPERACION DE LAVADO DEL FILTRO DE AIRE ( EN BAÑO DE ACEITE )

DE UNA PLANTA DE COGENERACION

Junio-1997

PRODUCTO UTILIZADO : Limpiador “rb bertomeu” belim F

TIPO DE FILTRO : VULCAN - DELBAG KCA-208

FORMA : Cilíndrica / Troncocónica

DIMENSIONES : Diámetro exterior parte cilíndrica : 1.630 mm. Altura total del filtro : 1.100 mm.

Volúmen aproximado del filtro : 1.400 litros

CAPA FILTRANTE : Espesor de la capa : 165 mm. Volúmen aprox. masa filtrante : 600 litros

En una Planta de Cogeneración , equipada con motores de 6.3 Mwe , se planteó la limpieza de los filtros del aire de combustión por haber aumentado excesivamente lapérdida de carga de los mismos , debido a la suciedad acumulada en la masa filtrante .

El filtro , tipo Vulcan - Delbag en baño de aceite , presentaba un volúmen demasa filtrante de unos 600 litros , saturada de pasta aceite-polvo , que era necesariolimpiar para restablecer la superficie de filtrado y paso de aire .

De entrada , se descartó la posibilidad de efectuar la limpieza por inmersión delfiltro en un baño de líquido , debido a su volúmen ( 1.4 m3 ) , lo que hubiera supuesto la necesidad de disponer de un recipiente adecuado , y un gran volúmen de líquidodisolvente .

Se descartó también la posibilidad de limpieza con agua y detergente , debido aexperiencias anteriores muy poco satisfactorias en cuanto a eficacia y lentitud de laoperación , pero , sobre todo por la gran generación de aguas residuales contaminadasque este sistema comporta , aguas que no pueden ni deben ser drenadas hacia elalcantarillado público ni hacia corrientes naturales de agua.

La solución adoptada consistió en situar el filtro suspendido sobre un bidón de200 litros sin tapa , que contenía el disolvente y sobre el que se había instalado un“embudo” colector de dimensiones apropiadas ( ver fotografías ) . Mediante una pequeñabomba y una manguera , con aplicador en su extremo final , el disolvente se bombeabahacia la cara interna de la masa filtrante y se recogía por gravedad nuevamente en elbidón , con lo que se establecía un circuito cerrado de lavado .


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El líquido de lavado utilizado fue el siguiente :

Cantidad total en recirculación : 100 litrosComposición : Limpiador “rb bertomeu” belim F ....... 50 %

Gasóleo .......................................................... 50 %

La operación de limpieza se realizó con éxito , quedando el filtro completamente exento de pasta , si bién el proceso trancurrió de forma lenta al no disponer de un caudal de bombeo lo suficientemente grande para permitir operar con un aplicador más amplio y con mayor presión , lo que probablemente hubiera permitido disminuir de forma notable el tiempo invertido ( 2 jornadas de trabajo de 1 operario ) . No obstante , según lasinformaciones de que disponía la Planta , si se realiza la limpieza con agua y detergente , la operación es mucho más lenta y engorrosa , obteniéndose , como se ha dicho antes , un efluente contaminante que habría que depurar antes de su vertido .

Al utilizar nuestro limpiador “rb bertomeu” belim F , no se producen efluentes contaminantes , puesto que una vez finalizado el proceso , el líquido se deja decantarpara que sedimente la sílice del polvo y puede ser guardado para otras limpiezas o biénser mezclado con el fuelóleo para ser usado como combustible en la propia Planta .

Una vez limpio el filtro , y antes de su reinstalación , se procedió a un últimolavado rápido con agua y detergente para eliminar los restos de la mezcla de belim F ygasóleo que impregnaban la masa filtrante .

En las fotografías adjuntas , se pueden apreciar el montaje realizado y algunosdetalles de la operación de limpieza .

A partir de esta experiencia , recomendamos efectuar las siguientesmodificaciones sobre la sistemática aplicada en la operación , para aumentar laefectividad y disminuir la duración de la misma :

1- Continuar utilizando un bidón de 200 litros sin tapa , por su sencillez , comodepósito del líquido de lavado .

2- Aumentar a 150 ó 170 litros el volúmen de líquido de lavado en recirculación.3- Mantener la misma proporción del 50 % del “limpiador belim F” en el líquido

de lavado .4- Utilizar una bomba centrífuga que proporcione un caudal mínimo de 5-7 m3/h,

a una presión de 6-8 Kg/cm2 (Bomba de 2-3,5 kW).5- Utilizar un aplicador con una anchura mínima de 50 mm , para cubrir más

superficie de filtro en cada pasada , o utilizar un spray de cono lleno a 120º ,manteniendo una sección de salida de 7-8 mm2 / m3 de líquido .

6- Aplicar intermitentemente aire comprimido al filtro , al máximo caudaldisponible , para favorecer el desprendimiento y arrastre de la suciedad que va arrancando el líquido de lavado .

Con posterioridad a la experiencia descrita , han sido varias las plantas de cogeneraciónque han efectuado limpiezas del filtro siguiendo un procedimiento similar.


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No obstante , cabe señalar que a consecuencia de una rotura en el paquete de masafiltrante que se produjo al desmontar uno de los filtros (probablemente por defectos en el método de desmontaje al ser la primera vez que se realizaba en esa planta) , la firmainstaladora de este tipo de filtros , VULCAN , indicó que era preferible limpiarlos sindesmontar el paquete de masa filtrante. Recientemente , dentro de 1999 , este nuevosistema se ha aplicado con éxito en una Planta de Cogeneración equipada con el mismo tipo de filtro de aire. La operación se ha realizado siguiendo el mismo procedimientodescrito anteriormente pero con las siguientes diferencias :

a- El paquete de masa filtrante no se desmontó , permaneciendo alojado en suemplazamiento normal.

b- Se desmontó la pieza troncocónica de la parte superior del filtro , para tener al descubierto la masa filtrante y poder efectuar directamente la limpieza con elaplicador de belim F.

c- Previamente se sacó todo el aceite contenido en el filtro . Este aceite fuenuevamente introducido en el filtro al terminar la limpieza del mismo.

d- El limpiador belim F bombeado hacia la masa filtrante era recogido , alescurrir, en la parte inferior del cuerpo del filtro (donde se aloja el aceite) , sin que se mezclara con el aceite que ya habia sido extraido.

e- Desde la parte inferior del filtro , el belim F era enviado , mediante otrabomba (de baja presión al ser solo de trasvase) al depósito del limpiador paracerrar el circuito bombeándolo hacia la masa filtrante con la bomba de presión.

Al finalizar el lavado con la mezcla de belim F + Gasóleo , se procedió a realizar como en el método habitual , un último lavado con agua y detergente para eliminar los restosdel disolvente y un soplado final con aire. La operación se realizó con total comodidad , quedando el filtro completamente limpio como si la operación se hubiera realizadodesmontando el paquete de masa filtrante.


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LIMPIEZA DE PIEZAS METALICASPOR INMERSION

Abril-1999

PRODUCTO UTILIZADO : Limpiador “rb bertomeu” belim F

TIPO DE BAÑO : Bidón con cesta interior , diseñado por rb bertomeu S.L.

DIMENSIONES : Diámetro interior cesta : 410 mm. Altura total de la cesta : 500 mm.

Contenido máximo de limpiador : 100 litros

MATERIAL : Acero al carbono

El limpiador “rb bertomeu” belim F , es un producto específico paralimpiezas de piezas metálicas que estén impregnadas de residuos orgánicos derivados del petróleo (ver Hoja de características) , que se viene utilizando con éxito en aquellasplantas que manejan fuel-oil y aceites (plantas de cogeneración , calderas de vapor ,secadores , etc.) .

En la Hoja de Características del limpiador , ya se indica que cuando las piezas a limpiar tienen residuos fuertemente adheridos que se resisten al desprendimiento , esrecomendable sumergirlas durante un tiempo ( 1 hora aproximadamente ) para obtener lamáxima eficacia de limpieza . Esta operación puede también realizarse aunque losresiduos no estén demasiado adheridos , por una simple cuestión de comodidad.

rb bertomeu S.L. ha diseñado , para facilitar la realización de esas operaciones de limpieza de piezas por inmersión en belim F , un recipiente o contenedor que puede suministrar a petición de sus clientes.

Este recipiente está construido en acero al carbono y se compone de lossiguientes elementos :

1 – Bidón cilíndrico vertical , con ligera conicidad hacia el fondo, provistode tapa con cierre de ballesta.

2 - Cesta interior al bidón construida en chapa perforada , con pies deapoyo al fondo del mismo y asas en la parte superior para facilitar sumanejo.


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El diseño se realizó teniendo en cuenta que las piezas a limpiar pueden tener un tamaño pequeño – mediano ( desde tornilleria hasta elementos de 0,5 m de longitudaproximadamente) y que el conjunto debe ser fácilmente manejable por los operarios yocupar poco espacio .

Las piezas a limpiar son colocadas en el interior de la cesta , que a su vez está ya situada en el interior del bidón que contiene el limpiador belim F . La suciedad que se va desprendiendo , que no sea soluble en el limpiador , se va depositando en el fondo del depósito , dejando libre el fondo de la cesta y ocupando progresivamente el espacioexistente entre ambos fondos debido a los pies de apoyo de la cesta.

Al finalizar la limpieza , se extrae la cesta dejándola escurrir brevemente encimadel bidón para no derramar líquido limpiador. Una vez extraidas las piezas limpias , ellimpiador belim F continuará en el bidón listo para nuevas limpiezas . En el fondo del mismo se irán acumulando residuos que periódicamente pueden ser eliminados del baño por decantación. De este modo , el limpiador puede ser aprovechado sucesivas veces,reponiendo las pequeñas cantidades que se puedan perder por evaporación , mientras se observe que conserva su poder limpiador .

Cuando no se está manipulando el recipiente , es aconsejable mantenerlo cerrado con la tapa de cierre de ballesta para evitar la evaporación del belim F , tanto por una cuestión económica como por motivos de seguridad (no hay que olvidar que todos loslimpiadores emiten vapores inflamables).

Las primeras pruebas de este sistema de limpieza se han realizado en una Plantade Cogeneración con gran éxito de aceptación por parte de su personal demantenimiento. Las fotografías que se adjuntan corresponden a esas pruebas y muestranen detalle los componentes del recipiente y la colocación de algunas piezas dentro de lacesta.


doc 030 E

ACCIÓN DEL ADITIVO "rb bertomeu" beco DCSOBRE EL AGUA DE CONDENSACION EN

TANQUES Y DEPÓSITOS Y LA QUE CONTIENEEL GAS-OIL

rb bertomeu S.L.Dep. TécnicoJunio-1999


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ACCIÓN DEL ADITIVO "rb bertomeu" beco DCSOBRE EL AGUA DE CONDENSACION EN TANQUES Y

DEPÓSITOS Y LA QUE CONTIENE EL GAS-OILJunio-99

Uno de los efectos del aditivo para gas-oil de Cogeneración , Marinos yMaquinaria “rb bertomeu” beco DC es el de favorecer la decantación del agua que contenga el gas-oil , además de las ya conocidas de mejora de la combustión y disminución de la corrosión en los motores.

El gas-oil contiene pequeñas cantidades de agua en el momento de serrecibido a través de cualquier proveedor . El contenido en agua puede variar deuna partida a otra , siendo la especificación de contenido máximo habitual la de1000 ppm , aunque el contenido real suele ser inferior a este valor máximo.

Una vez almacenado en tanques o depósitos , el contenido en agua delgas-oil puede aumentar a través de las condensaciones del vapor de agua quecontiene el aire interno del tanque ó depósito . Dicho aire , siempre presente entanques y depósitos , contiene una cierta cantidad de vapor de agua que depende exclusivamente de la temperatura y la humedad relativa ambientes. Como latemperatura ambiente va cambiando a lo largo del día (mayor temperatura durante el día y menor temperatura durante la noche), el aire contenido en los tanques ydepósitos llega a saturarse de humedad y por lo tanto se producencondensaciones de AGUA LÍQUIDA que se incorporan al gas-oil. La consecuencia es que a través de una o sucesivas condensaciones en el tiempo, el contenido de agua inicial del gas-oil va aumentando y se hace cada vez más necesario el aporte de un agente que favorezca su decantación . En este trabajo se realizan cálculos , sobre supuestos prácticos , de las condensaciones de agua que pueden esperarse tanto en tanques de almacenaje o en depósitos más reducidos.

El agua total contenida en el gas-oil (la propia y la de condensación) debe ser perfectamente decantada y eliminada para evitar sus efectos perniciosos enlos inyectores de los motores : el agarrotamiento o gripaje producido por lasmicrogotas de agua arrastradas por el gas-oil si previamente no ha sido separada .


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Un inyector gripado , además de provocar la necesidad de cambio delmismo , supone una drástica disminución de su capacidad de pulverización delgas-oil mientras permanece instalado. Ello , a su vez , provoca una malacombustión del gas-oil , con la consiguiente pérdida de energía potencial y laaparición de humos negros contaminantes en los gases de escape de los motores.

El aditivo “rb bertomeu” beco DC , favorece , como se ha dicho alprincipio , la decantación del agua al fondo del tanque o depósito . Una vez eneste punto , deben ser consideradas dos opciones de eliminación :

1- En tanques de almacenamiento , el agua decantada en el fondo debe ser eliminada por sangrado (por gravedad o por bombeo mediante bombasumergible) hasta que su nivel sea inferior al de aspiración de la bomba extractora con la que se suministra a los vehículos. Si no se realiza esta operación , el agua pasará en mayor o menor cantidad a la siguienteetapa de aplicación (planta de cogeneración , máquina , etc), obligando a una mayor exigencia operativa a sus depuradoras o sistemas deeliminación.

2- En los circuitos de alimentación del gas-oil a motores , sean decogeneración , marinos o de maquinaria pesada . En todos ellos elsistema de depuración del gas-oil incorpora una separación del agua por centrifugación , mediante el cual el agua separada es acumulada paraser eliminada automáticamente al alcanzar cierto nivel , o bien sereliminada por sangrado manual cuando en el panel de control se registra la señal de nivel máximo . Es importante que la fase agua esté bienseparada de la fase gas-oil para aprovechar al máximo el potencial delseparador centrífugo. Dicha separación agua / gas-oil es total cuando se aditiva el gas-oil con “rb bertomeu” beco DC .

Véase , a través de las siguientes tablas y ejemplos la magnitud delproblema de la condensación de agua en tanques y depósitos :


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TABLA 1 : Contenido de Agua en 1 m3 de aire , con Humedad Relativa del 70%y con Humedad Relativa del 100% , expresada en ml. de agua enestado líquido.

Temperatura ºC con HR del 70% con HR del 100%0 3,6 5,1

5 4,2 6,010 5,8 8,315 8,4 12,020 11,7 16,725 15,7 22,430 20,1 28,7

TABLA 2 : Agua condensada en 1 m3 de aire , con Humedad Relativa (HR) del 70 % , al disminuir la temperatura . Expresada en ml de aguaen estado líquido.

Temperatura inicial del aire30º 25º 20º 15º 10º 5º 0º

Tª Finaldel Aire 30º --- --- --- --- --- --- ---

25º --- --- --- --- --- --- ---20º 3,4 --- --- --- --- --- ---15º 8,1 3,7 --- --- --- --- ---10º 11,8 7,4 3,4 0,1 --- --- --- 5º 14,1 9,7 5,7 2,4 --- --- --- 0º 15,0 10,6 6,6 3,3 0,7 --- ---

TABLA 3 : Agua condensada en 1 m3 de aire , con Humedad Relativa (HR) del 100 % , al disminuir la temperatura . Expresada en ml de aguaen estado líquido.

Temperatura inicial del aire30º 25º 20º 15º 10º 5º 0º

Tª Finaldel Aire 30º --- --- --- --- --- --- ---

25º 6,3 --- --- --- --- --- ---20º 12,0 5,7 --- --- --- --- ---15º 16,7 10,4 4,7 --- --- --- ---10º 20,4 14,1 8,4 3,7 --- --- --- 5º 22,7 16,4 10,7 6,0 2,3 --- --- 0º 23,6 17,3 11,6 6,9 3,2 0,9 ---


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EJEMPLO PRÁCTICO Nº 1 :

Imaginemos un depósito de gasoil de 30 m3 que contenga 6.000 litros decombustible (lleno al 20 % de su capacidad). El resto del depósito, 24 m3,estarán llenos de aire. Supongamos también, que la humedad relativa de este aire esté comprendido entre el 70 % y el 100 %, y que las temperaturas día/noche son de 25º C y 5º C respectivamente. Veamos la cantidad de agua que puedecondensar antes del próximo llenado de combustible.:

A) Si la humedad relativa es del 70 % : Tabla 2 al pasar de 25º a 5º C = 9,7 ml de agua/m3 de aire. 9,7 x 24 m3 de aire = 232,8 ml = 0,23 litros de agua

B) Si la humedad relativa es del 100 % : Tabla 3 al pasar de 25º a 5º C = 16,4 ml de agua/m3 de aire. 16,4 x 24 m3 de aire = 393,6 ml = 0,39 litros de agua

Por lo tanto, el agua condensada variará entre 0,23 y 0,39 litros en función de la humedad relativa del aire ambiente , lo que representaría 38 – 66 ppm de agua con respecto a los 6.000 litros de gas-oil considerados.

Cuando se llene nuevamente el depósito con gasoil, el aire saturado seráexpulsado por el respiradero, y se llenará con aire nuevo conforme se vayaconsumiendo combustible, empezando un nuevo ciclo de condensación. Al cabode 10 ciclos de llenado-vaciado, tendríamos acumulados en el depósito entre 2,3 y 3,9 litros de agua de condensación , además de la que contenga el gas-oilsuministrado.

Este agua de condensación , junto con la propia del gas-oil suministrado, debe ser rápidamente decantada y eliminada mediante sangrado por gravedad obombeo , para evitar que sea extraída por la bomba junto con el combustible .


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EJEMPLO PRÁCTICO Nº 2

Supongamos ahora un depósito de gasoil de 600 litros de una máquina, queesté lleno solamente con 100 litros de combustible. El contenido de aire es de : 600 - 100 = 500 litros = 0,5 m3

Considerando los mismos supuestos de temperatura y de humedad relativa del caso anterior, la cantidad de agua que condensaría antes de repostar sería lasiguiente:

A) Si la humedad relativa es del 70 % : Tabla 2 al pasar de 25º a 5º = 9,7 ml de agua/m3 de aire 9,7 x 0,5 m3 de aire = 4,85 ml de agua

B) Si la humedad relativa es del 100 % : Tabla 2 al pasar de 25º a 5ºC = 16,4 ml de agua/m3 de aire 16,4 x 0,5 m3 de aire = 8,2 ml de agua

Como en el caso anterior, esta cantidad de agua iría aumentando en volumen a través de varios ciclos de llenado-vaciado del mismo, siempre, claro está, que se produzcan los cambios de temperatura necesarios.

El agua procedente de una condensación equivaldría a 48 – 82 ppm , conrespecto a los 100 litros de gas-oil considerados.

Toda el agua decantada (la condensada y la propia del gas-oil) debe sereliminada por sangrado a través del filtro decantador que incorporan la mayoríade vehículos de maquinaria pesada.

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