Las boquillas de pulverización de FGD húmedo distribuyen la lechada de caliza o cal por todo el recipiente absorbedor en un patrón de contacto a contracorriente con el gas de combustión ascendente. El SO₂ se disuelve en las gotas de lechada y reacciona con el carbonato de calcio para formar sulfito de calcio, que luego se oxida a yeso. Para lograr una eliminación de SO₂ del 95 al 99 %, se requieren tres parámetros de pulverización que trabajen juntos: un tamaño de gota de 300 a 600 µm para el equilibrio correcto entre el área de superficie y la sedimentación, una relación líquido-gas de 50 a 150 galones por 1,000 ACFM, y una cobertura uniforme en toda la sección transversal del absorbedor para evitar la canalización de gas donde el SO₂ elude el tratamiento.

El desafío de la abrasión es lo que hace que la selección de boquillas de FGD sea la aplicación más crítica en cuanto a materiales en la central eléctrica. La lechada de caliza con un 15-25 % en peso de sólidos, pH 4-6, con partículas de carbonato de calcio y sílice, desgasta los orificios de acero inoxidable estándar de forma medible en 3-12 meses de funcionamiento continuo. A medida que los orificios se agrandan, el caudal aumenta por encima del diseño, el tamaño de las gotas aumenta, lo que reduce el área de superficie de absorción de SO₂, y el ángulo de pulverización cambia, lo que degrada la uniformidad de la cobertura. El efecto acumulativo es una disminución de la eficiencia de eliminación, del 97 % cuando son nuevas hacia el umbral de superación de la EPA.

Las boquillas de distribución de la torre de enfriamiento se conectan directamente a la salida de la turbina a través de una cadena termodinámica: uniformidad de distribución → temperatura de aproximación → contrapresión del condensador → presión de escape de la turbina de baja presión → caída de entalpía disponible → producción de megavatios. Cada mejora de 1 °F en la temperatura de aproximación de la torre de enfriamiento reduce la contrapresión del condensador en 0.10–0.15 pulgadas HgA, lo que permite aproximadamente 0.2–0.3 % de producción adicional de la turbina por cada 0.1 pulgadas HgA. Para una unidad de 500 MW, una mejora de 2 °F en la aproximación debido a la optimización de las boquillas de distribución se traduce en 2–3 MW de generación adicional.

El impacto en el rendimiento de las boquillas de la torre de enfriamiento obstruidas es desproporcionado con respecto al número de posiciones obstruidas. Cuando una boquilla se obstruye, el flujo de aire de enfriamiento se redistribuye preferentemente hacia la zona de relleno seco; la menor resistencia del lado del aire de la sección seca atrae más flujo de aire a través de ella, lo que reduce el contacto aire-agua en las zonas húmedas en 2 a 5 veces más que la reducción proporcional del flujo de la única boquilla obstruida. El impacto en la temperatura de aproximación de una boquilla obstruida de 100 es mucho mayor que el 1 % de la degradación total.

Los sistemas de inyección SCR con distribución de amoníaco no uniforme en el conducto de gases de combustión producen simultáneamente dos fallas de cumplimiento en la misma rejilla: las zonas con una relación NH₃:NOx superior a 1.05 producen un deslizamiento de amoníaco (NH₃ sin reaccionar que forma depósitos de bisulfato de amonio en los cestos del calentador de aire aguas abajo), lo que aumenta progresivamente la caída de presión y fuerza paradas de lavado con agua de 2 a 5 días; las zonas con una relación NH₃:NOx inferior a 0.95 producen una reducción inadecuada de NOx en esas ubicaciones, lo que produce excesos de permiso incluso cuando el NOx promedio del conducto parece cumplir.

Lograr una uniformidad de concentración de NH₃ de ±5 % en toda la sección transversal del conducto requiere un diseño de rejilla de inyección basado en el perfil de velocidad real del gas de combustión en la geometría específica del conducto, no un diseño de rejilla genérico. Los perfiles de velocidad en los conductos aguas abajo de curvas, compuertas y obstrucciones de flujo no son uniformes y no se pueden asumir solo a partir de las dimensiones del conducto. Se requiere un modelado CFD o mediciones físicas de la trayectoria del conducto antes del diseño de la rejilla de inyección para identificar la distribución de velocidad que el espaciado de las boquillas debe compensar.

Los depósitos de ceniza y escoria en las superficies de transferencia de calor de la caldera (sobrecalentador, recalentador, economizador y calentador de aire) reducen progresivamente los coeficientes de transferencia de calor, lo que obliga a un mayor consumo de combustible para mantener las temperaturas de vapor objetivo y, finalmente, provoca fallas por sobrecalentamiento de los tubos. El soplado de hollín con lanzas de vapor o aire comprimido de alta velocidad elimina estos depósitos antes de que alcancen el espesor en el que la degradación de la transferencia de calor provoca pérdidas de eficiencia de combustible o fallas en los tubos.

Los modos de falla por soplado de hollín incorrecto son opuestos: la infrecuencia permite la acumulación de depósitos, lo que provoca la degradación de la tasa de calor y daños en los tubos; la frecuencia excesiva provoca la erosión de la pared del tubo por el impacto del vapor a alta velocidad. Tanto el soplado insuficiente como el excesivo producen paradas forzadas; el mecanismo difiere, pero la consecuencia es la misma. La frecuencia y la secuencia óptimas de soplado se determinan monitoreando el aumento de la temperatura del gas de salida del horno y la desviación de la temperatura del vapor como indicadores en tiempo real de la incrustación.

El apagado de cenizas de fondo es la aplicación de pulverización más importante en el manejo de cenizas de una central de carbón: el apagado inadecuado de cenizas incandescentes de 1,800 a 2,200 °F provoca la formación de escoria que bloquea la descarga de la tolva y requiere paradas forzadas de 3 a 14 días para su eliminación manual. La capacidad de la boquilla de apagado debe dimensionarse para la tasa de descarga instantánea máxima de cenizas, no para el promedio por hora, con un factor de seguridad mínimo de 1.5. Las tasas instantáneas máximas durante el funcionamiento a alta carga pueden ser de 2 a 4 veces el promedio por hora, exactamente la condición en la que fallan los sistemas de apagado insuficientes.

La incrustación de los tubos del condensador por crecimiento biológico, limo, incrustaciones y productos de corrosión reduce progresivamente la transferencia de calor y aumenta la contrapresión del condensador, la misma relación contrapresión-potencia de la turbina que rige el rendimiento de la torre de enfriamiento. Las boquillas giratorias de alta presión a 3,000–10,000 PSI limpian los haces de tubos del condensador, eliminando los depósitos de incrustaciones que restauran la transferencia de calor a los valores de diseño. El argumento comercial es directo: las incrustaciones severas obligan a paradas de limpieza fuera de línea de 2 a 5 días; los sistemas de limpieza en línea con bolas proporcionan un control continuo de las incrustaciones, eliminando la mayoría de los requisitos de limpieza fuera de línea.

La nebulización a la entrada de la turbina de gas proporciona un aumento de la potencia: inyectar gotas de agua de 5 a 20 µm en el flujo de aire de entrada reduce la temperatura de entrada del compresor, lo que aumenta la densidad y el flujo másico del aire, incrementando la producción en un 5-15% para las turbinas de ciclo combinado y en un 10-25% para las de ciclo simple durante los períodos de alta demanda. El tamaño de la gota es el parámetro de seguridad crítico: las gotas por encima del límite de tamaño de evaporación para la geometría específica de la turbina y las condiciones ambientales causan erosión en las palas del compresor debido al impacto de las gotas a alta velocidad.