¿QUÉ ES LA PRUEBA DE DESEMPEÑO TÉRMICO?

Para comprender el propósito de las Pruebas de Desempeño Térmico en la generación de energía, es importante definirlo. Las Pruebas de Desempeño Térmico son la evaluación del estado de un sistema y su capacidad para ejecutar de manera efectiva un determinado proceso, relevante para este artículo: un proceso térmico, también conocido como ciclo de calor. Por lo tanto, la Pruebas de Desempeño Térmico en la generación de energía es la evaluación de cuán efectivo es el proceso térmico para generar energía eléctrica.

Las razones para realizar Pruebas de Desempeño Térmico de centrales eléctricas son las siguientes:

1. Contractual: demostrar el cumplimiento contractual de un sistema nuevo o actualizado
2. Diagnóstico del déficit de rendimiento: identificar las causas del déficit
3. Monitoreo/medición del desempeño a lo largo del tiempo: medición de la degradación de la planta y el equipo para la evaluación de inversiones financieras
4. Requisitos obligatorios de los reguladores de la red: mediciones e informes de los parámetros clave para la gestión de la red eléctrica y compensación de los clientes.

Por todas estas razones de prueba, es necesario garantizar la precisión, confiabilidad y repetibilidad de la prueba. Por lo tanto, es importante comprender cómo se debe implementar un programa de prueba adecuado.

Los métodos de Pruebas de Desempeño Térmico de las plantas de generación de energía están documentados por 2 organizaciones principales que desarrollan estándares de proceso: la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) y la Organización Internacional de Normas (ISO). En general, los estándares ASME se utilizan en América, mientras que los estándares ISO se utilizan en Europa y África. El resto del mundo utilizará una combinación de ambos, dependiendo de las partes involucradas.

Descritos en sus respectivos códigos de prueba, los tres resultados principales de las Pruebas de Desempeño Térmico para equipos y sistemas de generación de energía son: Energía Eléctrica Entregada, Consumo Térmico Específico o Eficiencia Térmica y Consumo Térmico. Esto se calcula para una escala a nivel de planta pero, por supuesto, cada elemento del Sistema de Generación de Energía puede aislarse y probarse por sí solo.

Las Pruebas de Desempeño Térmico es un proceso holístico que incluye la preparación de la prueba, la ejecución de la prueba y el informe e interpretación de los resultados. El alcance y la complejidad del proceso se adaptan a los requisitos por quien solicita la prueba.

La preparación / planificación de las Pruebas de Desempeño Térmico es la parte que requiere más tiempo del proceso de prueba y con buena razón, ya que es aquí donde deben presentarse todos los objetivos, deben establecerse los métodos de medición y deben aprobarse los procesos de cálculo. Si hay temas sin cubrir y / o sin resolver, estos deben ser finalizados durante esta parte del proceso para evitar malentendidos durante o después de la prueba.

Durante la planificación, se debe elaborar un procedimiento de prueba para comunicar los objetivos de la prueba, las actividades de preparación y los arreglos necesarios para que la Prueba de Desempeño Térmico ocurra sin contratiempos, o al menos mantenerlos al mínimo. Además, el procedimiento de prueba debe presentar la metodología de cálculo para obtener los parámetros de desempeño requeridos para el tipo de prueba.

Finalmente, el documento también debe definir los datos requeridos a ser recolectados de acuerdo con la metodología de cálculo y establecer la precisión de los datos de la instrumentación con el fin de lograr un nivel de incertidumbre de prueba garantizado, así como detallar cualquier acuerdo adicional no definido en los contratos o en los códigos de prueba de desempeño usados como guías. El procedimiento de prueba es el documento que dictará el proceso utilizado para medir y calcular los resultados de la prueba.

La fase de ejecución de la Prueba de Desempeño Térmico debe ir precedida de la realización de una lista de requisitos previos para la preparación del bloque de generación de energía. El procedimiento de prueba detalla la fase de ejecución de la Prueba de Desempeño Térmico y lo que debe abordarse antes de la ejecución de la prueba oficial, aquí estamos hablando, entre otros, de la limpieza general del bloque independientemente de la tecnología a la que pertenezca (es decir, caldera, turbina de gas, turbina de vapor, motores de combustión interna, etc.), documentación aprobada (es decir, procedimiento de prueba, metodología acordada, limitaciones, etc.), aislamiento de ciclo, alineación de válvulas de proceso, operación de sistemas auxiliares que puedan representar un consumo de carga eléctrica auxiliar, etc.

El informe de los resultados de la Prueba de Desempeño Térmico puede ser tan extenso como lo requiera la entidad que realiza y / o supervisa la prueba. Sin embargo, debe adherirse a un diseño general que recomienda incluir:

• Un resumen ejecutivo: Incluir información general como especificaciones sobre el sistema bajo prueba, establezca los objetivos de la prueba, fecha y hora de la prueba, enumere las partes involucradas, un resumen de los resultados y hallazgos sobresalientes que deben corregirse de inmediato.
• Introducción: Describir información detallada de la prueba, obligaciones, valores garantizados, recordar todos los acuerdos entre partes, indicar el /la director/a de la prueba y el nombre del representante de cada parte presente durante la ejecución de la prueba.
• El informe deberá describir, en detalle, dónde el proceso ha diferido del procedimiento acordado. Esto incluye las diferencias en la preparación para la prueba, la cantidad y el tipo de instrumentación utilizada para recopilar datos, la ejecución de la prueba y la metodología de cálculo utilizada para determinar los resultados. Esta sección también deberá incluir la evaluación del líder de la prueba del efecto de estas discrepancias en los resultados.

• Conclusiones: Todos los hallazgos deben abordarse en detalle en esta sección, así como la resolución de dichos hallazgos. Además, se deberían incluir recomendaciones para pruebas futuras.
• Apéndices: Información que sirve como evidencia de apoyo del proceso de prueba. Esto incluye:

1. Cálculos detallados: se requiere un ejemplo de cálculos detallados para garantizar la validez de los cálculos por todas las partes involucradas.
2. Certificados de calibración de toda la instrumentación primaria utilizada durante las pruebas.
3. Impresión de datos recopilados.
4. Los registros de operaciones durante la prueba.
5. Fichas de recolección de datos manual.
6. Resultados del análisis de combustible.
7. Y cualquier otro documento sujeto a requerimiento de las partes involucradas.

Incluir el método de prueba y configuración operativa del bloque de generación de energía. El formato de la (s) ecuación (es) de rendimiento general que se utiliza de acuerdo con los objetivos de la Prueba de Desempeño Térmico, así como la metodología de corrección a valores de referencia.

La Prueba de Desempeño Térmico es, antes y, sobre todo, una parte necesaria de todo ejercicio financiero relacionado con la planta. Si decide medir el desempeño utilizando una serie de instrumentos de alta precisión, que costará una cantidad alta de dinero relativa a utilizar la instrumentación existente de la planta, reduciendo los costos, esto depende de los requisitos de precisión de la prueba.

Ahora esta precisión debe ser proporcional al nivel de inversión: por ejemplo, una mejora mayor equipo o medición importante para posibles bonificaciones en efectivo o daños liquidados justifica una prueba acorde a códigos de prueba completa; mientras que la medición de un déficit de rendimiento menor e inesperado se puede realizar utilizando la instrumentación de la estación. Cualquier cosa intermedia requiere un juicio de ingeniería educado.

Rolf Kehlhofer, B. R. (2009). Combined Cycle Gas and Steam Turbine Power Plants. Tulsa, OK: PennWell Corporation.

The American Society of Mechanical Engineers (2016). Overall Plant Performance PTC 46-2015. New York: The American Society of Mechanical Engineers.