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Diagnostico
Turbina de Gas
Textos: Santiago García Garrido
ÍNDICE:
Por
qué es necesario evaluar el
estado técnico de una turbina de gas.
1.
Análisis de parámetros de funcionamiento.
2. Balance de
energía (path análisis).
3.
Análisis de históricos.
4.
Inspección visual.
5.
Análisis de vibraciones.
6.
Inspección boroscópica.
Por qué es necesario
evaluar el estado técnico de una turbina de gas.
En ciertas
ocasiones es
necesario saber en qué estado se encuentra
nuestra turbina o de toda la central de ciclo combinado, debido a
operaciones
de compraventa de turbinas usadas, operaciones de compraventa de
plantes
enteras, cambios de contratistas de operación y
mantenimiento, momentos de baja
rentabilidad en los hay que ver como aumentarla y en plantas con baja
disponibilidad que hay que buscar el problema que nos esta haciendo no
funcionar de forma correcta, por todo ello se deben realizar una serie
de
acciones que nos ayudarán en ello.
1.
Análisis de parámetros de
funcionamiento.
Para ver como andan las cosas
en nuestro equipo deberemos analizar los parámetros de
funcionamiento ya que
serán ellos los que nos indiquen que todo anda correcto. Los
parámetros que
debemos vigilar con especial énfasis son:
1) Temperaturas
de cojinetes, en funcionamiento normal, un calentamiento fuera de lo normal nos
indicaría que hay rozamientos.
2) Temperaturas
de aceite, en funcionamiento normal, nos podría indicar que
el enfriador del
aceite no hace su trabajo o que hay rozamientos en alguna pieza, si las
temperaturas aumentan.
3) Presión
de aceite, nos indicaría posibles fugas en caso de bajar o
que las bombas
encargadas de mantener la presión no funcionan correctamente.
4) Desplazamiento
axial, movimientos del eje que nos pueden averiar el sistema.
5) Potencia
a plena carga, ver que no ha disminuido la energía que nos
da el sistema.
6) Presión
en el compresor, revisar que se mantiene en los valores habituales, en
el caso
contrarío ver que esta ocasionando el cambio de valor.
7) Temperatura
de cámara o cámaras de
combustión, si
cambia su valor nos puede indicar ensuciamientos, degradaciones o
variaciones
en la composición de las mezclas entre combustible y
comburente.
8) Verificación
de un arranque, observar que los siguientes sucesos se producen de
forma
correcta:
- Paso por
velocidades críticas, hacerlo lo más
rápido posible para evitar vibraciones dañinas.
- Facilidad-dificultad
de sincronización, para que
nuestro generador se sincronice con la red y la empiece a inyectar
energía.
- Tiempo de
arranque, que dependerá del tiempo del
que haya estado parada la turbina, ya que no será lo mismo
arrancar con la
turbina en frío que en caliente.
2.
Balance de energía (path
análisis).
Consiste en la medición de
caudales, presiones y temperaturas de gases para determinar el
rendimiento de
cada parte del sistema como el compresor, cámara de
combustión y turbina de
expansión, puede ser complementario de las inspecciones
anteriores, es
conveniente realizarlo al menos una vez al año para no estar
perdiendo energía
por perdida de rendimiento y es relativamente fácil de
realizar, con la ayuda
de una pequeña hoja de cálculo, se puede hacer
sólo de la turbina de gas o de
toda la instalación, para realizarlo de forma correcta es
necesario tener antes
bien calibrada toda la instrumentación, también
deberíamos poner instrumentación
extra para estar más seguros de nuestras mediciones, ya que
como nos
equivoquemos en las medidas podemos pensar que todo anda correcto y no
es así o
que algo falla pero en realidad todo esta correcto.
3. Análisis de
históricos.
Debemos
tener guardados todos
los datos de funcionamiento de nuestra instalación para ver
como han ido
evolucionando a lo largo del tiempo y para así poder ver los
fallos que ha
habido y como han influido en nuestra turbina o en todo el sistema,
para ello
debemos seguir una serie de parámetros especialmente que son
los siguientes:
1) Historia
de la turbina que es la fecha de instalación, fecha de
puesta en marcha, fecha
de aceptación provisional.
2) Históricos
de producción es
preferible producción
detallada por meses para tener unos valores más detallados.
3) Históricos
de mantenimiento programado, ver todo lo que hemos hecho durante dichos
mantenimientos y los posibles defectos que nos hemos encontrado.
4) Históricos
de averías y análisis de incidencias.
5) Análisis
de parámetros durante arranques.
6) Evolución
de la temperatura de cojinetes.
7) Evolución
de la presión del compresor.
8) Evolución
de las temperaturas de cámara.
4. Inspección
visual.
Hacer una revisión por encima y
sin tener que desmontar nada de nuestro sistema para así ver
posibles fallos,
los principales elementos que debemos supervisar son:
1) Inspección
visual de la casa de filtros, para ver que todo anda correcto y que no
hay nada
en mal estado, que nos pudiese provocar que entrase suciedad a la
turbina.
2) Fugas
de aceite, que nos ocasionarían bajadas de
presión y mala lubricación.
3) Fugas
de agua o vapor.
4) Inspección
visual de la bancada, para ver que esta bien anclado el sistema y que
no hay
fugas o defectos.
5) Inspección
visual del cableado, para evitar roturas de cables por encontrarse en
lugares
delicados donde se pudiesen romper.
6) Inspección
visual del aislamiento.
7) Inspección
visual de tuberías y válvulas.
8) Inspección
visual del recinto acústico.
9) Stock
de repuestos.
10)
Análisis
químicos del agua.
11) Aspecto
exterior del conjunto, ver que todo esta bien y que no hay nada en mal
estado.
5. Análisis de
vibraciones.
Ayudan a detectar vibraciones
perjudiciales que nos podrían causar serías
averías. Conveniente realizar al
menos uno al mes, hay que tener precaución con los
acelerómetros que detectan
mal muchos problemas, los resultados más fiables son los de los detectores de proximidad
del eje. Con el
análisis de vibraciones es posible evaluar los defectos
más habituales como son
desalineamiento, desequilibrado, fisuras, problemas en el aceite. Es
una
técnica que observa la evolución del grupo por lo
que no es tan
fiable para hacer una única
evaluación sin tener
otros valores con
lo que comparar. Es necesario tener fuertes conocimientos en análisis de
espectro de vibración, ya que
sino no vamos ha saber lo que estamos viendo en los indicadores.
6. Inspección
boroscópica.
Inspección visual que utiliza
un instrumento óptico, el boroscopio, para observar en
sitios inaccesibles, lo
que hacemos es observar los álabes: roces, incrustaciones,
daños por objetos
extraños (FOD), daños por objetos propios de la
turbina (DOD), grietas en
álabes y demás posibles problemas que se pudiesen
dar, es útil como complemento
de otras técnicas, sirve para descartar o reafirmar
problemas detectados con
otras técnicas. Las turbinas de gas están
provistas por diseño de varios orificios
por donde introducir el boroscopio, para llegar a todas las zonas, especialmente de las
partes calientes, con lo
que nos facilita el mantenimiento.
Figura 1. Boroscopia.
Es sin duda la más útil y
sencilla de todas las técnicas de diagnóstico, no
diagnostica sólo el estado
del aceite, también se diagnostica el estado de la
máquina.
- Los
parámetros más importantes a vigilar son:
1) Presencia
de agua, que nos desplazaría al aceite cosa que no nos
interesa.
2) Presencia
de metales, sobre todo de cojinetes o del eje, lo que nos
indicaría un desgaste
de estos.
3) Presencia
de lodos, debido a la degradación del aceite y su
ensuciamiento, con el posible
fallo de filtro asociado.
4) Acidez,
provocada por un mal refinado del aceite.
- Es muy
importante tomar la muestra correctamente:
la mayor parte de las muestras están mal tomadas, las
muestras para su análisis
se deben tomar antes y después de los filtros, mientras que
si queremos ver
como esta de sucio el aceite nos
debemos
ir al carter.
Figura 2. Esquema del
circuito del aceite.
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