1MANTENIMIENTO EN TURBINAS DE VAPOR Y GAS. Por: Juan Sebastián León Becerra. Jorge Andrés Prada Sanabria. Henry Alberto Suarez Velásquez. TURBINAS DE GAS Una turbina de gas, es una turbomáquina térmica, cuyo fluido de trabajo es un gas. Trabaja con el ciclo de potencia Brayton. • MOTORES A REACCION • TURBINAS DE TRABAJO PESADO DE TIPO BASTIDOR • TURBINAS AERODERIVADAS • TURBINAS INDUSTRIALES . Es una turbina de gas utilizada para producir un chorro de gases para propósitos de propulsión. . • Son las unidades mas grandes de generación de potencia (3 MW – 480 MW) • Poseen eficiencias del 30 – 46% . .son unidades de generación de potencia que se derivan de la industria aeroespacial. generan desde 2. Las eficiencias varían del 35-45%.5 MW hasta 50 MW. se usa extensivamente en muchas plantas petroquímicas para los trenes de potencia de los compresores.5 MW – 15 MW. Las eficiencias son un poco mayores al 30% . Generan entre 2. • • • • COMPRESORES REGENERADOR CAMARAS DE COMBUSTION TURBINAS . • Presurizan el fluido de trabajo • Se utilizan compresores centrífugos y de flujo axial . • Aumentan la eficiencia del ciclo hasta en un 30% .• Incrementan la temperatura del aire a la salida del compresor. • incrementan la temperatura del gas de alta presión. . Turbinas de flujo axial Turbinas de flujo radial . Detalles de las partes sujetas a daños y variantes .14 I. 15 . . • Ahogo del compresor.16 El ensuciamiento: acumulación de materiales indeseables en las superficies sólidas causando asperezas. Tipos de suciedad: • Hidrocarburos • Agua salada • Otros Características de operación • Agitación (surging). menor tasa de presión y menor eficiencia. resultando en la reducción del flujo de aire. Esto se traduce en el deterioro de la forma aerodinámica de los álabes. • Estancamiento. .17 Lavado del compresor Métodos de lavado: • Lavado fuera de línea • Lavado en línea. pero también hay otros como los siguientes: • • • Llama pulsante. (TBC spallation) Sobre temperatura en lanzas. siendo este uno de los fallos posibles que se pueden dar en esta parte del grupo. que provocarían la destrucción del metal si este se encontrase desnudo por ello se ha de recubrir de materiales cerámicos y estar refrigerado. provocando su degradación. • . lo que puede llevar a su rotura. Pérdida de material en las placas de recubrimiento.18 Se pueden alcanzar muy altas temperaturas y presiones. provoca una vibración. Sobre temperatura en piezas de transición. 19 . • Corrosión (fretting). • Erosión. • Obstrucción de orificios de refrigeración. .20 • Impactos (FOD. • Fisuras (cracks). • Roces (Rubbing). • Arqueado (bowing). • Sobretemperatura (overfiring). • Deformación por fluencia térmica (creep). • Rotura por velocidad crítica. Domestic Object Damage). Foreign Object Damage y DOD. • Pérdida de recubrimiento cerámico (coating loss). .21 Refrigeración en alabes Quema de los alabes de la segunda etapa. 4. no tiene solución permanente solo temporal. 2. se detecta por el aumento de vibración. Bombeo del compresor. Vibración. que no se corrige con nada. el problema es que no se suele tener un rotor de repuesto. Aparece cuando una grieta superficial progresa. .22 1. 3. no entra suficiente caudal de aire. 5. Ensuciamiento del compresor. Una fisura en el rotor. y en muchos casos hay que fabricar uno nuevo. Ensalada de paletas: reacción en cadena como consecuencia de la rotura de un alabe o por la introducción de un objeto que provoque la rotura de álabes. . • Cojinetes en mal estado.23 3. • Defectos en la bancada. • Equilibrado mal efectuado. • Curvatura del eje. Vibración que puede estar causada por las siguientes circunstancias: • Mal estado de sensores de vibración o tarjetas acondicionadoras de señal. • Mala calidad de aceite: aceite con agua o con viscosidad inadecuada. • Vibración en alternador o reductor. • Rotura de un alabe. • Falta de presión o caudal de aceite. • Desequilibrio por: • Incrustaciones. • Desalineación. • Fisura en el eje. cámara de combustión y turbina. por lo que al ser la encargada de cubrir todo el sistema se debe vigilar su perfecto estado para no tener fugas de aire que nos hagan perder presión. o que provoquen la entrada de objetos extraños. • Perno bloqueado. Sensores ópticos. • Fugas de aire por carcasa. Tensión de alimentación. los tornillos de sujeción se ha podido quedar soldados en sus agujeros. Polvo y suciedad. sirviendo también de soporte a los álabes fijos y móviles.24 Instrumentación y control Carcasa Encargada de cubrir el compresor. Factores aumentan la probabilidad de fallo : Temperatura. por lo que para mitigarlo en la medida de lo posible se debe hacer: El PLC debe ser redundante. Los fallos más comunes son: • Fisuras en la carcasa. . Humedad. Toda la instrumentación (incluidos sensores. Los fallos más habituales en el sistema control : Sensores de temperatura. transmisores y tarjetas de bus de datos) debe tenerse en stock en la planta. El fallo más grave en control es el fallo del PLC. para las conducciones de combustible y los diversos instrumentos. Desprendimiento de boquillas. Corrosión en la casa de filtros Es conveniente verificar al menos una vez al año toda la estructura de la casa de filtros. remaches o corrosión de la estructura Debe repararse inmediatamente cualquier síntoma de corrosión que se detecte Desplazamiento axial excesivo. Golpes y daños en material antifricción. Conductividad alta en agua. Contaminación. Fallos en la lubricación. para asegurar la ausencia de agujeros provocados por fallos en soldaduras de unión. Desgaste del material antifricción. conviene tenerlas atadas con cadenas para sujetarlas bien. Problemas de lubricación: Agua en el aceite. .25 Casa de filtros Cojinetes Roturas de filtros. Entrada de suciedad por cierre no estanco de la casa de filtros. por ejemplo que no esté bien cerrada la puerta de acceso. . Test de oxidación(RPVOT) ASTM-D 2272 Contenido de agua: ASTM D6304) Acidez D-974 ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA.26 Lubricación Viscosidad (ASTM-D 445): ISO VG 32.46.68 .100. . Recomendaciones de diseño y montaje.27 II. • Las plataformas deben diseñarse para que tengan drenajes para el aceite • No se debe utilizar cemento para la plataforma (sólo en casos temporales). EN PARADA • Vigilancia de parámetros • Comprobación y seguimiento de alarmas • Análisis de aceite • Sustitución de pre filtros. • Limpieza del compresor Mantenimiento Rutinario Inspecciones • Inspecciones boroscópicas • Alineamiento de la turbina. si es necesario Grandes revisiones • Sustitución de alabes de la turbina • Sustitución completa de la cámara de combustión • Limpieza manual de los álabes del compresor.28 III. CONDICIONAL Y M. • Revisión completa de instrumentación • Alineamiento de la turbina y equilibrado del conjunto rotor. Mantenimiento M. Procedimiento de arranque . 29 . buscan deformaciones. fundamentalmente.30 Inspección con boroscopio. estado de la capa de recubrimiento cerámico y rozamientos entre partes en movimiento y partes estáticas. las inspecciones borocópicas tratan de buscar deformaciones y daños en los quemadores y en las paredes de la cámara. y las distintas filas de álabes de la turbina. Suele comprobarse el estado de las cámaras de combustión y quemadores. decoloraciones en la superficie del álabe. impactos de objetos extraños contra la superficie de cada álabe. . En los álabes. En las cámaras de combustión. 31 . 32 . TURBINAS DE VAPOR . Monitorear las vibraciones en la turbina y la transmision 2. Realizar inspeccion visual de la unidad para buscar fugas (aceite y vapor). Hacer rotacion de las valvulas antirretorno 1. ruido/vibracion inusual. Testear las bombas de aceite de lubricacion auxiliares Semanal 3. Hacer rotacion de la valvula de paso principal del vapor 5. Hacer rotacion de las valvulas de control si las cargas de vapor no cambian .Frecuencia Diaria Tarea de mantenimiento 1. filtros tapados u operación anormal 2. Testear las alarmas del tanque de aceite de lubricacion y de baja presion 4. Revisar el rendimiento y estado de la unidad. Realizar inspeccion visual y funcional de todas las valvulas de paso. servomotores y cualquier equipo que este sujeto a desgaste. 2. . control. Anual 3. 4. Realizar inspeccion visual en busca de desgaste. Tomar muestras del aceite de lubricacion y del fluido hidraulico y analizar en busca de particulas y contaminantes. daño o fugas. extraccion y antirretorno ademas de los ejes de levas. 1. Postergar la rotacion de valvulas a un intervalo mensual si la experiencia dice que es posible. 2. filtros tapados o cualquier otro daño mecanico o termico a los sellos. rodamiento y sistemas de lubricacion (realizar drenado). Realizar inspeccion visual de los dientes de la caja de engranajes (si esta instalada) en busca de desgaste inusual o daños.frecuencia Tarea de Mantenimiento Mensual 1. Realizar un test de control de sobrerrevolucion para chequear el correcto funcionamiento. rodamientos. fugas. Realizar gran mantenimiento (Overhaul) de los ejes de la turbina y la caja de transmision cada 3 años. . 3. Calibrar todas las alarmas y sistemas de proteccion. 2. Realizar gran mantenimiento (Overhaul) de las turbinas de ciclo combinado cada 6-9 años en conjunto con inspecciones de la turbina de gas. daño mecanico.Frecuencia Tarea de Mantenimiento 1. Realizar gran mantenimiento (Overhaul) de las turbinas de servicio general cada 5-8 años. 4. Hacer boroscopia de las boquillas de las etapas de entrada y de salida para buscar corrosion. Paradas menores Cada 2-4 años 2. cada 3-9 años 3. 4. 1. Abrir. inspeccionar y revisar el alineamiento de la caja de transmision con la turbina/generador. Revisar la cimentacion y sistemas de anclaje en busca de desgaste. Realizar gran mantenimiento (Overhaul) de las turbinas de vapor instaladas en Paradas mayores confiabilidad critica y de las turbinas usadas en procesos criticos cada 5-6 años. . y sus terminales. solo si es necesario • Inspección visual de los alabes de la ultima etapa de baja presión • Examinación endoscópica de las partes accesibles de la turbina y el generador • Inspección de los rodamientos • Chequeo del alineamiento del acople • Chequeo y recalibración de los sistemas de seguridad y de control de la turbina • Inspección visual del final del bobinado del estator.Dura normalmente de 2-4 semanas • Abrir la carcaza de la turbina. Examinación del núcleo del estator en busca de daño. Examinación completa de los acoples.Dura de 4-8 semanas • • • • • • • Todos los chequeos e inspecciones del overhaul menor. Desmontaje y examinación del rotor del generador. . Apertura de la carcaza de la turbina Examinación de los alabes. Inspección de todo el bobinado del estator. 39 V. 19. Bibliografía • TERRADILLOS. p. . Todo sobre la lubricación de las turbinas y análisis de aceite. Jesús.
Report "Mantenimiento en Turbinas de Vapor y Gas 2"