Aporte 2_Reconocimiento General Y De Actores_Termodinamica

TURBINAS Y SUS EQUIPOS AUXILIARES

Las turbinas de gas y vapor, así como su equipo conectado (generadores, compresores, bombas), se benefician de los sistemas de control modernos.

Turbina de Vapor

La turbina de vapor de una planta de producción de energía es un equipo sencillo, y como máquina industrial, es una máquina madura. La turbina de vapor es una máquina muy conocida para los diseñadores, constructores, instaladores y mantenedores. Se conoce casi todo de ella, y de hecho, más del 70% de la energía eléctrica generada en el mundo se produce diariamente con turbinas de vapor.

El funcionamiento es muy sencillo: se introduce vapor a una temperatura y presión determinadas y este vapor hace girar unos álabes unidos a un eje rotor; a la salida de la turbina, el vapor que se introdujo con un nivel energético determinado tiene una presión y una temperatura inferior, es decir, ha cedido energía. Parte de la energía perdida por el vapor se emplea en mover el rotor. Necesita también de unos equipos auxiliares muy sencillos, como un sistema de lubricación, de refrigeración, unos cojinetes de fricción, un sistema de regulación y control, y poco más.

La turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se hacen barbaridades con él tiene una vida útil larguísima y exenta de problemas. Eso sí, hay que respetar cinco normas:

Utilizar un vapor de las características físico-químicas apropiadas.

Respetar las instrucciones de operación en arranques, durante la marcha y durante las paradas del equipo.

Vigilar muy especialmente el aceite de lubricación. Realizar análisis periódicos y comprobar que la calidad del aceite, su presión, temperatura, y presencia de contaminantes está dentro de los márgenes adecuados.

Respetar las consignas de protección del equipo (valores de alarma y disparo para cada uno de los parámetros controlados por el sistema de control). Si la turbina da algún síntoma de mal funcionamiento (vibraciones, temperaturas elevadas, falta de potencia, etc.) parar y revisar el equipo: nunca sobrepasar los límites de determinados parámetros para poder seguir con ella en producción o incluso para poder arrancarla.

Realizar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista.

Si se produce una parada por alguna causa, investigar y solucionar el problema antes de poner el equipo en marcha nuevamente.

Principales Averías

Igual que sucede en otras máquinas térmicas, detrás de cada avería grave suele haber una negligencia de operación o de mantenimiento, ya que las turbinas suelen ser equipos diseñados a prueba de operadores.

Los principales problemas que pueden presentarse en una turbina de vapor se indican a continuación:

Alto nivel de vibraciones.

Desplazamiento excesivo del rotor por mal estado del cojinete de empuje o axial.

Fallos diversos de la instrumentación.

Vibración en reductor o alternador.

Fuga de vapor.

Funcionamiento incorrecto de la válvula de control.

Dificultad o imposibilidad de la sincronización.

Bloqueo del rotor por curvatura del eje.

Gripaje del rotor.

Mantenimiento Preventivo

La turbina de vapor es un equipo especialmente agradecido con el mantenimiento preventivo. Al ser un equipo en general bien conocido (es la máquina térmica más antigua), los fabricantes suelen haber resuelto ya la mayor parte de sus problemas de diseño. Por tanto, una operación cuidadosa y un adecuado plan de mantenimiento programado se traducen necesariamente en una alta disponibilidad.

Mantenimiento Operativo Diario

Comprobación de alarmas y avisos.

Vigilancia de parámetros (niveles de vibración, revoluciones, temperaturas de entrada y salida del vapor, presiones de entrada y salida, presión, temperatura y caudal de aceite de lubricación, presión de vacío del depósito de aceite de lubricación, comprobación de nivel de aceite, presión diferencial de filtros, entre otros).

Inspección visual de la turbina y sus auxiliares (fugas de aceite, fugas de vapor, fugas de agua de refrigeración, ruidos y vibraciones anormales, registro de indicadores visuales).

Turbina de Gas

Una turbina de gas es una máquina térmica en la que se realiza la transformación de energía presente en un fluido en trabajo mecánico, por medio de la expansión de dicho fluido (gas de combustión o vapor). En una turbina, en que no hay prácticamente pérdidas de calor al exterior, el trabajo obtenido procede de la diferencia de entalpía del fluido que pasa a través de ella.

La turbina de gas es un tipo de turbina de combustión interna. En términos generales, se puede decir que una turbina es un aparato de conversión de energía que convierte la energía almacenada en el combustible en energía mecánica útil en forma de energía rotacional. El término "gas" se refiere al aire ambiente que es absorbido y pasa al interior de la turbina y es utilizado como medio de trabajo en el proceso de conversión de la energía.

El aire es absorbido en primer lugar hacia el interior de la turbina, donde se comprime, se mezcla con el combustible y se enciende. El gas caliente resultante se expande a gran velocidad a través de una serie de álabes de forma aerodinámica transfiriendo la energía creada en la combustión para hacer girar un eje de salida. La energía térmica residual del gas de escape caliente puede ser aprovechada en una variedad de procesos industriales.

Componentes Principales

Compresor: El compresor admite el aire exterior; luego compacta y presuriza las moléculas de aire mediante una serie de álabes estacionarios y giratorios del compresor.

Cámara de combustión: En la cámara de combustión, el combustible se añade a las moléculas de aire presurizadas y se enciende, las moléculas calentadas se expanden y se mueven a gran velocidad hacia el interior de la sección de la turbina.

Turbina:

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