INFORME DE AUDITORÍA TÉCNICA

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RESUMEN CLIENTE/EMPRESA

Colbún S.A.

PLANTA

Santa María

LUGAR DE APLICACIÓN

Caseta del CEMS

EQUIPO

Sistema de monitoreo continuo de emisiones (CEMS)

TIPO DE ACTIVIDAD

Revisión de funcionamiento de los analizadores de gases,

medidor de flujo y medidor de material particulado

FECHA EJECUCIÓN

08 y 09 de enero de 2013

REALIZADO POR

Francisco González M.

David Gómez M.

REVISADO POR

Francisco González M.

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ÍNDICE PÁGINA

1. Introducción 3

2. Resultados 4

3. Observaciones 10

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1.- INTRODUCCIÓN

Los días martes 8 y miércoles 9 de diciembre del año 2012, se ha realizado

una inspección técnica para la determinación de las respuestas del sistema para los

diferentes procesos de medición y calibración del sistema tendiente a la certificación del

CEMS de la Central Termoeléctrica Santa María, en el marco de la asesoría que ESINFA

Ltda., realiza para este Sistema.

La asesoría comenzó con una visita inicial que tuvo como objetivo realizar la

recopilación de la información necesaria para elaborar el Manual del CEMS y detectar las

falencias críticas del CEMS en relación a sus incumplimientos normativos, desde el punto

de vista del hardware y del software. La segunda etapa fue una coordinación con personal

de planta y el Laboratorio de mediciones Proterm, para la realización del muestreo

isocinético que se realizó a partir del 8 de enero del 2013.

A partir de estas observaciones se generó el informe ESI-INF-010A, que

muestra los trabajos y observaciones que se realizaron en terreno, entre las cuales

destacan la revisión del equipo de material particulado y las pruebas realizadas a los

analizadores de gases.

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2.- RESULTADOS

Los trabajos realizados en terreno se desarrollaron con el objetivo de ratificar las

observaciones realizadas en una primera etapa del trabajo, para lo cual se han realizado

las revisiones en terreno aplicando los procedimientos básicos para cada uno de los

equipos y subsistemas instalados.

Las revisiones y sus resultados están dados a continuación:

a) El sistema de adquisición y manejo de datos (DAHS), cuenta con el hardware

apropiado para el manejo de datos, incluyendo la generación de alarmas a partir de una

lógica interna y de señales provenientes de los analizadores de gases, por medio de la

señal de comunicaciones (Ethernet o similar).

Si bien la adquisición de datos (análogos y digitales) están correctos, el software

que los maneja, no cumple con la parte 75 de USEPA, para la instalación de un nuevo

sistema se debe considerar los elementos de hardware faltante y eso lo debe solicitar el

proveedor del software.

b) Al no disponer de información para analizar si las calibraciones iniciales de los

equipos opacímetro y flujómetro, se accedió al menú de ellos a través de los analizadores

instalados en la chimenea.

El Opacímetro marca Durag modelo DR290, presentaba un “error 002”, que indica

un retardo en el tiempo, en el cambio del obturador al momento de realizar el ciclo de

“SPAN CHECK”. Para verificar este problema se realizó un procedimiento de chequeo de

Cero, Span y Ventana, posterior a la revisión y limpieza del sistema de aire para

retrosoplado o limpieza de ventanas. Luego del procedimiento que realiza el equipo en

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forma automática, se logró que el monitor elimine la alarma, asumiendo que sólo se

trataba de un ensuciamiento de uno del detector o emisor.

El equipo opacímetro está conectado al sistema mediante señales análogas y de

relé, que salen desde los monitores y llegan a la caseta de monitores, y desde ahí se

comunican hacia el sistema de adquisición y procesamiento de datos.

Finalmente el equipo no presenta errores y los valores de medición que se

observaban en el display era de 3.7 mg/m3, con una salida de corriente de 5.68 mA y un

factor de extinción de “0.101”.

El equipo se encontraba realizando chequeos automáticos cada 4 horas, esto se

considera inapropiado ya que durante este proceso la señal de material particulado es

invalida, por lo que el ciclo de auto chequeo se cambia cada 24 horas realizándolo

aproximadamente a las 10:00 horas.

El sistema podrá ser analizado con detenimiento después de obtenidos los datos

del informe que debe presentar Proterm en el muestreo que se realizó en forma paralela y

posterior a nuestra visita. Con esos valores se podrá revisar la calibración inicial y los

posibles corrimientos.

A continuación se muestran fotografías con el estado actual de los equipos.

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Imagen N°1. Monitor de material particulado D-R-290.

Imagen N°2. Ubicación del sensor emisor de Material Particulado.

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Imagen N°3. Monitor de flujo D-FL-200.

Imagen N°4. Ubicación del controlador de flujo.

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c) El equipo medidor de flujo se encuentra operando sin alarmas e indicando un flujo

aproximado de 1.500.000 Nm3/s. Este valor se considera aceptable, se esperarán los

resultados para comprobar si el equipo fue calibrado inicialmente, en caso contrario se

debe ajustar.

d) La información que se manejaba era, que por diferentes motivos no se habían

ajustado los analizadores de gases con inyección de gases por sistema y con esta

información se procedió a manipular el sistema de manera de lograr una revisión

completa del funcionamiento de este sub-sistema y tratar de realizar esa operación.

Considerando que los analizadores del sub-sistema extractivo estaban calibrados y

ajustados a gases patrones con concentraciones conocidas, pero inyectados en forma

directa (sin pasar por todo el tren de muestreo), se decidió revisar el sistema completo

mediante la inyección de gases a través de todo el sistema, utilizando la configuración de

las válvulas manuales de manera de realizar una “calibración por sistema”.

Al realizar las calibraciones “por sistema” de los analizadores del sub-sistema

extractivo, los gases de calibración llegaron a los valores esperados, con alguna variación

entre los tiempos de respuesta de ellos en comparación con otros sistemas similares

debido al largo del tendido de la línea de muestra, y pequeñas diferencia entre los

tiempos de respuesta a los diferentes gases para calibración que fueron inyectados al

sistema. El flujo de muestra que el sistema extrae desde la chimenea es de 1 (l/m), y el

flujo de gas para calibración que se inyectó en el tomamuestra fue de 3 (l/m), lo que nos

asegura un correcto flujo de gas.

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Los valores obtenidos al realizar el chequeo de calibración por sistema, se

muestran en la siguiente tabla:

Gas Concentración (PPM o %)

Gas Calibración

Concentración (mg/m3 o %)

Gas Calibración

Respuesta Calibración

Gas Cero

Respuesta Calibración Gas Span

Diferencia Span

Error o Diferencia

CO 287.9 ppm 329 mg/m3 1 ppm 358 ppm 29 8.1 % Span

SO2 301.0 ppm 786 mg/m3 3 ppm 862 ppm 76 8.8 % Span

CO2 16.11 % 16.11 % 0.01 % 16.2 % 0.09 0.09 % CO2

NO 386.5 ppm 473.3 mg/m3

como NO.

1 ppm 516 ppm 42.7 8.3 % Span

O2 21.04 % 21.04 % 0.45 % 21.1 % 0.06 0.06 % O2

Tabla N°1. Registro de chequeo de calibración.

De la tabla anterior se estableció que el error porcentual respecto al span de cada

gas en cuestión no superó en ningún caso el 9 % del gas, esto se considera aceptable.

Las unidades de los gases patrones expresados en concentración (ppm) debía

pasarse a masa (mg/m3) para esto se utilizó la ecuación de los gases normalizados a 25 °C

y 1 atm.

Debido a que no había seguridad respecto a estos factores de conversión (ppm a

mg/m3) y que además los valores guardados en la memoria del analizador como valor

patrón, no correspondían al cálculo realizado con nuestros factores, no se ajustaron estos

parámetros por sistema y se mantuvo el ajuste directo que era realizado semanalmente.

De acuerdo a lo observado en terreno el sistema responde adecuadamente en la

calibración directa y en la calibración por sistema, con las diferencias esperadas para este

sistema. Se necesitará rehacer un ajuste por sistema de los analizadores previo al proceso

de certificación interno.

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3.- OBSERVACIONES

El sistema se encuentra funcionando en operación normal al momento de realizar

las pruebas con el laboratorio, se está a la espera de los resultados, ya que mucho de lo

que se encuentra pendiente depende de este trabajo, por ejemplo la estimación de la

humedad como un valor constante, la ratificación del valor de flujo, la revisión del límite

de detección y el funcionamiento del Opacímetro, pero existe otra que depende

directamente de la modificación del sistema de adquisición y manejo de datos o el cambio

de este sistema, que considere las observaciones realizadas con respecto a la humedad,

procedimientos de calibración automática y que el sistema de reporte y manejo de datos

corresponda a lo que se especificará en uno de los anexos pronto a publicar, donde se

entreguen las directrices del sistema de adquisición y manejo de datos.

Además, una vez que se automatice el sistema de calibración para gases, se deberá

realizar el ajuste de los analizadores (por sistema), cuyos valores deberán ser

incorporados al sistema de adquisición y manejo de datos el que deberá calcular en forma

diaria la desviación de la respuesta de cada uno de los gases medidos.

Se debe tener en cuenta el cálculo de los rangos para cada variable de acuerdo a lo

establecido en el protocolo para termoeléctricas. Este trabajo es importante ya que de

ello depende la compra de cilindros para los ensayos respectivos.

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