Diseño de un sistema de monitoreo para el agua de alimentación de una caldera en centrales termoeléctricas haciendo uso de cartas de control

Abstract

Colombia, al igual que todos los países en desarrollo, necesita de energía a bajo costo y oportuna para lograr un crecimiento económico significativo. Entre las principales alternativas energéticas se encuentran las centrales termoeléctricas, quienes se han convertido en una industria fiable al garantizar el suministro de energía a largo plazo. Sin embargo, para alcanzar la máxima eficiencia eléctrica, es necesario inspeccionar la calidad de la materia prima utilizada para asegurar que se cumplan las normas de las entidades reguladoras. La calidad debe estar presente en cada una de las operaciones de las termoeléctricas y estudios revelan que el monitoreo inadecuado del agua de suministro de calderas ha provocado daños significativos en el proceso productivo. La corrosión y formación de incrustaciones ocasionan fallas en equipos, paradas innecesarias en planta e inseguridad laboral. Para solucionar esta problemática, se diseñó un sistema de monitoreo capaz de controlar y conocer el comportamiento de las variables establecidas en el estudio, es decir, Oxígeno Disuelto, Hierro, Cobre, Dureza, pH, Materia Orgánica, Sílice y Alcalinidad para así tomar las respectivas acciones preventivas y correctivas. Inicialmente se estudiaron y establecieron qué variables inciden en el proceso, luego se analizaron con base a la normativa internacional pertinente para así determinar sus requerimientos en la industria. Posteriormente, se examinaron y compararon las distintas Cartas de Control para finalmente diseñar aquella que se ajuste a las necesidades del estudio, concluyéndose que es la carta EWMA quien mejor representa el desempeño de las características de calidad a lo largo del tiempo. Este proyecto ofrece una alternativa práctica y de fácil entendimiento que previene la conducta indeseada de las variantes del sistema. Además, gracias a su versatilidad puede ser utilizada eficazmente en cualquier industria que lo requiera

Colombia, as many other developing countries, is constantly looking for low cost energy to achieve a significant economic growth while overcoming poverty. One of the main energy alternatives is the one provided by thermal power stations which have become a reliable industry because they can easily adapt to changes in demand and guarantee a long term power supply. Nevertheless, in order to reach operational efficiency it is required an adequate quality control of raw materials to ensure that standards are met. The quality should be part of every process operation and studies reveal that the inadequate monitoring treatment from boiler feed water has caused damages in the industrial procedure such as corrosion in the boiler and scaling. As result, the system doesn’t work properly and generates equipment fails, unnecessary stops in the factory while decreases the worker safety. A suitable solution to this problem was designed using a monitoring system that has the ability to control and recognize the behavior of different variables which is the key to take preventive and corrective actions. To begin with, it was necessary to study and identify the different variables such as Dissolved Oxygen, Iron, Copper, Hardness, pH, Organic Matter, Silica and Alkalinity that influence the feed water related to the international regulation and its requirements. According to this, the existing control charts were analyzed to finally design an appropriate statistical control tool that brought to conclusion that the EWMA chart detects the correct process behavior quickly which makes the interpretation easier. This project offers a practical and understandable alternative to current methods of quality monitoring that can prevent and correct the unwanted behavior of the variables. In addition, thanks to its versatility, it can be effectively applied in any Industry that requires it.