Curso Om de Turbinas a Gas (Ven)

L lo.

Combustión,

Energía & Ambiente, c.a. RlF.iJ~IWEL

MEDBAJOELNOR-013S-08

Operación y

Mantenimiento de Turbinasa Gas

Facilitador: Ing. Eudo Acurero

Valencia, 08 alll de Noviembre de 2.006

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Combustión. Energía &

~... Ambiente.

Registro MED N° R-0135-08 RIF. J-30454070-1

c.a.

"Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas"

Valencia 2006

Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente. c.a.

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"Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas"

Esta obra es propiedad de COMBUSTiÓN ENERGíA & AMBIENTE, C.A. RIF. J-30454070-1 Cualquier violación de estas disposiciones es contraria a la Ley e implica acciones civiles y penales a los infractores Información sobre esta obra puede solicitarse en: COMBUSTiÓN ENERGíA & AMBIENTE, C.A. Urb. Carabobo calle 149 entre Av. La victoria y Av. 101 # 101-178, Valencia Edo. Carabobo Telfs. +58241 8258041 I Telefax +58241 8253770 e-mail: servicioeducativo~ceaca.com Página WEB: http://www.ceaca.com

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Combustión, Energía &

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C,a.

Ficha Técnica

"Operación y Mantenimiento de Turbinas a gas" DIRIGIDO A:

Los principales autores de los tópicos que se mencionarán en el curso son el personal adscrito a la gerencia de operaciones de una planta que utilice Turbinas a gas, pero no por ello limita la necesidad de poder establecer y recibir conocimientos que pudiesen permitirlea cualquier persona con criterios el poder recibir dicho curso, en tal sentido el mismo esta dirigido también a: Ingenieros y Técnicos en las áreas de Mecánica, Eléctrica e Industrial. Supervisores de Mantenimiento. Personal de Mantenimiento, Operadores de plantas. INSTRUCTOR:

Ing. Eudo Acurero.

DURACiÓN:

32 Horas

OBJETIVO GENERAL: Proveer al participante de conocimientos básicos sobre Las tecnologías relacionadas con la operación y mantenimiento de las Turbinas a Gas, su aplicación e importancia. Equipos acoplados a las turbinas a gas. Tópicos y parámetros fundamentales

al

momento de

elaborar

un

programa de

mantenimiento. Teoría sobre que y como mantener los equipos asociados a la Turbina a Gas. Tipos de inspección y criterios en sistemas y componentes. OBJETIVOS ESPECíFICOS:

.

Proporcionar a los participantes los conocimientos sobre los distintos tipos

de inspecciones y mantenimientos que se realizan en una turbina a gas, los criterios y los parametros que se deben tomar en cuenta.


--

3

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.

Combustión, Energía & Ambiente, c.a.


Proveer al participante los conocimientos sobre la importancia de los

equipos y procedimientos de seguridad, procedimientos de inspección y las pruebas estandares aplicadas despues de un mantenimiento.

.

Facilitar al participante los conocimientos sobre los mantenimientos

programados de las turbinas a gas.

.

Aportar

al

participante

los

conocimientos

sobre

los

mantenimientosEstandares de Combsutión,Gases Calientes y mayor de una turbina a gas CONTENIDO:

.

"Las Turbinas a Gas y su Tecnología"

.

"Las Turbinas a Gas y sus Accesorios"

. . .

. . . . .

"Generalidades del mantenimiento". "Seguridad en el mantenimiento de una turbina a gas". "Mantenimientos de sistemas de control". "Mantenimiento Programado de una Turbina". "Inspección de combustión". "Inspección de la trayectoria de gases calientes". "Inspección mayor". ''Troubleshooting''.

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Exposición del facilitador. Participación activa de los asistentes en la discusión de los tópicos y casos históricos a ser presentados. Ensayos teóricos de casos y situaciones en particular.


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~.. Ambiente.


c.a.

RECURSOS DIDÁCTICOS: Diseño Instruccional-Manual, Block hojas a rayas, Lápiz ó Bolígrafo, Marcadores

para pizarra acrílica, hojas de rotafolio, indelebles de diferentes colores, Identificadores, hojas en blanco, Rotafolio, Hojas de rotafolio, Pizarra acrílica, Multimedia y Pantalla, Video Beam, CPU o Lapto con Cdrom Drive. EVALUACiÓN:

Para los asistentes que deseen recibir certificados de aprobación, sobre todo los participantes estudiantes que han de optar por pasantias o tesis en la industria, se llevará a cabo la evaluación escrita de los interesados al inicio y al final del módulo. Para el caso de estudiantes, los resultados de las evaluaciones les permitirán recibir algunos beneficios adicionales (pasantias, tesis, membresía ASME estudiantes, etc.)


5

~

CombustIón. Energía & " " AmbIente. c.a. c.o.


INTRODUCCiÓN

Pensando en la necesidad de obtener potencia a determinados momentos de carga y a una velocidad de repuesta mucho más rapida, durante el arranque, que una turbina a vapor, de esta forma o bajo esta concepción fue creada la turbina a gas.

De igual forma se requerían de equipos y sistemas para poder operaria sin opviar los componentes asociados a esta para su funcionamiento es decir, no tiene sentido entender la Turbina a Gas sin comprender estos, pues bien, el ensamble de dichos componentes los podríamos llamar "paquetes", que incluye, el de accesorio, Turbina, Generador, Auxiliares, filtración de aire y los off base equipment, tales como, Sistemas de enfriamientos y sistemas contra incendio la turbina a gas de uso pesado que es la que impulsa al generador, Compresor u otro componente esta asociada a ventiladores el marco del escape (en su caso),todos ellos esenciales para la operación general de la central. Algunos modelos, como el ilustrado en la grafica, GT13E2, son de gran capacidad y son utilizados para la generación eléctrica.

6


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-

--

1l


~..' Ambiente,


c.a.

íNDICE

Con~nroo

Págma

Lasturbinasa gas y su tecnología......

... ...

8

Las turbinas a gas y sus accesorios

39

.................,

Generalidades del mantenimiento

Seguridad en el mantenimiento de una turbina a gas

...

90

...

132

Mantenimiento de sistemas de control... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .., ... ... .., ... ...

144

Mantenimientos programados de la turbina

207

...

...

Inspección de combustión... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .,. ... ... ... ... ... ... ... ...

257

Inspección de la trayectoria de los gases calientes

270

Inspección mayor... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .,. ... ... ... ,.. ... ... ... ... ... ... ... ...

308

Troubleshooting...

324

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.....,..........................,......


...

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CombustIón, ~tf1menél!l, 'c....

Registro MED N° R-0135-08 n

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..

C.B.

LA TURBINAA GAS Y SU TECNOLOGIA GENERALIDADES DE LAS TURBINASA GAS. DEFINICIONTURBINAA GAS: La podemos definir como una turbomaquinaria, cuyo objetivo es transformar energía química en cinética y luego en mecánica, aprovechada para realizar movimiento giratorio a otro equipo, mediante una reacción química, donde se mezclan tres componentes, aire a alta presión, combustible a ciertas condiciones de presión y temperatura y la ignición, dándole las características necesarias al fluido para realizar el trabajo en la sección de turbina. Las turbinas a gas pueden ser de velocidades variables o fijas, generalmente las turbinas heavy duty son de velocidad constante y las aeroderivativas de velocidad variable, ambas están constituidas por tres secciones, a saber;

Sección Compresora. Sección de Combustión. Sección Turbina.

En la grafica anexa podemos ver un esquema de las secciones de una turbina a gas.

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- - -

-

-

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CombustIón, Energía &

AmbIente,

Registro MEDN° R-D13S-DS RIF. J-30454070-1

c.a.

Vista esquematica de una turbina a gas donde se muestran las tres secciones.

Turbinas Shaft


--

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CombustIón. Energía &


:.. AmbIente, c.a.

,

-

Fuel Injectors

.......

~~

- .....

Compresor

Combustion

Turbina

En las descripciones de los sistemas del equipo se encontrará más información sobre el funcionamiento de la turbina, el generador o el equipo auxiliar. La Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

10

- --

It ..' c.s.

Combustión. Energía & Ambiente. c.a.


información sobre la operación específica de la unidad y los ajustes y calibraciones está cubierta en las Especificaciones de Control. Además, la sección de Diagramas y Planos contiene diagramas unifilares y planos de la tubería y el equipo de control. S.Generales El sistema de control que contiene este equipo se ha diseñado para ofrecer una operación programada en secuencia, total o parcialmente automática, de acuerdo con la selección del operador. Durante la operación, es posible seleccionar y exhibir los datos del funcionamiento, con el fin de que el operador obtengainformacióny puedaactuar.Estosimportantesdatos del funcionamiento se exhibentanto en el tablero de control de la turbina,como en las lecturasdel medidor/indicadordel equipo de la turbina. Las alarmas de la unidad se anuncianen el tablero de control CRT con el fin de que el operadorlas pueda revisary tomar medidas. C.Verificantes de la operación Antes de que se arranque o después de efectuar operaciones de mantenimiento mayores fundamental verificar todos los sistemas de apoyo, las fuentes de energía y los dispositivos de control con el propósito de verificar que estén en buena condición. Estas revisiones dependen de los requisitos impuestos por los procedimientos de las centrales individuales, pero pueden incluir puntos como revisar si las válvulas de drenaje están cerradas, los interruptores de potencial están en posición de encendido, las válvulas de suministro/aislamiento están abiertas, los controles están colocados en las posiciones de arranque/operación, cualquier equipo que ha sido marcado se ha devuelto a su condición normal, todo el equipo de seguridad está en su debido lugar.


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~



:.' AmbIente.c.a.

D. Operación. Después de revisar el estado de los aparatos, el operador puede colocar los controles en el punto de control que quiera, mediante los tableros de control del generador o la turbina. Al seleccionar la operación automática, el operador puede efectuar una sola señal de arranque, en el tablero de control de la turbina, y el paquete entero de energía arrancará y seguirá una secuencia a través del arranque (giro), encendido y pasos de aceleración hasta la velocidad de funcionamiento, se sincronizará y se cargará hasta un punto previamente establecido, todo ello sin que el operador tenga que brindar información adicional. Si se selecciona un nivel de operación más bajo (por ejemplo, arranque de giro, encendido) en el tablero de control, la unidad avanzará automáticamente hasta ese punto y se detendrá mientras que no se seleccionen

otros puntos. El

sistema de control SPEEDTRONICTM ha sido programado para realizar, en secuencia, funciones preparadas para llevar a la central desde un punto muerto hasta el punto de operación elegido. El sistema de control del turbogenerador también arranca y detiene el equipo montado en la base y el auxiliar, con el fin de que este cumplan las funciones necesarias de enfriamiento, la lubricación, los requisitos de combustible y la protección. Cuando se selecciona la sincronización automática del generador, el sistema de control leerá, comparará y ajustará la velocidad del turbogenerador y el voltaje del generador, etcétera, con el propósito de ajustarla a los requisitos del sistema.

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- --

---

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c.a.

A continuación el generador será conectado al sistema, cuando se cierre el interruptor termomagnético del generador o el interruptor termomagnético de la línea. La salida de potencia del grupo turbogenerador se puede ajustar con el fin de satisfacer las necesidades de distribución del sistema (lo anterior se puede lograr mediante el despachador del sistema, cuando dicha función ha sido conectada al sistema de control). La sincronización de la unidad del turbogenerador al sistema de distribución puede ser automática, como se explicó anteriormente, o manual. En cualquiera de los casos los componentes de control y los relees comparan y exhiben en el tablero de control información crítica útil para la debida conexióri de esta unidad al sistema.

Cuando se usa el modo de sincronización manual el operador es el responsable de ajustar la velocidad del turbogenerador y el voltaje del generador, etcétera, con el fin de ajustarlos a los requisitos, antes de cerrar el interruptor termomagnético, en el momento indicado. La salida de potencia de la unidad está limitada por la temperatura del escape de la turbina. Cuando la temperatura ambiente va cambiando, el sistema de control ajustará automáticamente el flujo del combustible a la turbina, con el fin de conservar el punto de control establecido para la temperatura de escape, con el correspondiente cambio en la salida de potencia. El control de la temperatura de escape del turbogenerador es una función automática, que está programada en el sistema de control para protección del equipo y no se puede anular. Además del sistema de control de la temperatura de escape, existen varios sistemas de protección y de control más que están incorporados a los controles con el fin de garantizar la operación segura de esta unidad; estos sistemas interactúan entre sí en forma automática. Se describen en la sección del Sistema de Control de Apoyo. 13


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It



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c.a.

E. Parada La parada normal (cuando se ha seleccionado la operación automática) se realiza enviando a la unidad, desde el tablero de control, una señal para que se detenga. El sistema de control descargará el generador, abrirá el interruptor del generador, disminuirá el combustible que va a la turbina hasta el punto en que no resulta posible sostener una llama en las cámaras de combustión y disminuirá su velocidad hasta detenerse del todo. En este punto, se iniciará la función que hace girar el rotor. Asimismo, en el ciclo de parada, los sistemas de apoyo se activarán o se pararán conforme se necesite.

F. Operaciones especiales Las operaciones especiales y las operaciones anormales se describen en la sección de Operaciones. Estos modos de operación especiales son únicos para cada equipo y para las necesidades del lugar.

G. Chimenea de

escape

La chimenea de escape está diseñada para liberar al ambiente las emisiones de los gases, muy por arriba de la línea básica de la máquina y a una velocidad de penacho de humo adecuada para la dispersión óptima de las partículas de los gases de escape. Esta chimenea de escape es una pieza redonda o cuadrada en forma de conducto vertical que se sostiene a sí misma en la línea de base de la máquina.

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--

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c.a.

ARREGLOS DE LAS TURBINAS A GAS.

Cuando hablamos de arreglo de las turbinas a gas, estamos refiriéndonos a como puede el usuario de la turbina optimizar su funcionamiento, ya que es por ello que han surgido los tipos de formas y maneras de acoplar una turbina a un determinado sistema que le permita aprovechar la energía que en ella se produce, los principales arreglos los podemos explicar como el mayor valor de obtención de potencia relacionado con eficiencia, por supuesto tomando en consideración que para hablar de potencia y eficiencia debemos sumar a cualquier utilidad que le demos a una turbina los costos por; Mantenimiento y Operación. Ya visto el concepto de turbina gas de manera simple y entendible, vamos a comprender en esta sección de este manual, para que y cuando utilizar determinado arreglo con turbina a gas, para ello nos concentraremos en dar un poco más avanzado los cambios termodinámicos que se producen en la turbina.

Ciclo Simple. El ciclo simple de la turbina a gas lo podemos representar de la manera que se muestra en la grafica, donde se resalta los siguientes componentes:

1

r----J;

cc

J

. T

RGA

EJE

./

Un compresor de múltiples etapas, axial o Centrífugo, de acuerdo como sea el caso.

./

Una cámara de combustión, de una o varias etapas de combustión. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~



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./

Una Turbina de varias etapas, de acuerdo como sea el arreglo. Estos son los componentes básicos de un ciclo simple de una turbina a gas, donde el compresor, acoplado a la turbina el cual absorbe entre 50% y 60% del trabajo mecánico que se produce en la turbina, comprime el aire que entra a través del ducto de admisión, a una relación aproximadamente de 8 ó 10 a 1, es decir, una turbina con relación 8:1, comprime el aire que entra a 141bs,lo lleva hasta 1121bs, como podemos observar en la grafica de Entalpía

-

Entropía, ( h -

s). Donde el aire pasa de un estado a otro, de menor a mayor temperatura y presión, es decir de un estado T1, P1 a otro estado T2 y P2, pero a una entalpía constante, donde únicamente ha

H

s Curva Hentalpia

- Entropia

de un ciclo simple.

Modificado sus características iniciales, composición físico


- química.

16

~



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Obtenido el aire a una presión y temperatura

distintas a las atmosféricas,

es

decir en el estado 2, de la grafica anterior, el mismo pasa hacia la cámara de combustion, donde se comienza la combinación con el combustible, (Liquido o Gas), y mediante una chispa se empieza con el proceso de combustión, siguiendo la grafica podemos observar que dentro de las cámaras no existe perdida de presión, (Línea de presión constante y variación de entalpía) hasta llegar al estado de Temperatura T3, es decir, P2 es igual a P3, la temperatura aumenta a los valores requeridos para obtener el mayor provecho de este, en la practica eso no es así, por que existe aproximadamente, una perdida de 10% en la Temperatura y presión. La mezcla saliente de las cámaras es enviada hacia la turbina, donde sufre una transformación, se expande hasta llegar a la temperatura y presión, T4 y P4, aunque la presión P4, es en la atmósfera, según la grafica, P4 es igual a P1, pero en la practica, P4 es mayor que P1 y T4 siempre es mayor que T1, como muestra la grafica. Este tipo de ciclo lo llamamos simple, ya que como decíamos anteriormente no sufre ningún tipo de modificación físico

-

química,

el fluido, (llámese fluido, al

aire, combustible y al resultado de la mezcla) que mueve la turbina, que no sea el necesario para cumplir con la función de mover durante la operación, en conclusiones tenemos que el fluido, y lo llamaremos de ahora en adelante así, sufre una compresión, un calentamiento y una expansión, a este tipo de ciclo lo podemos llamar simple, con una turbina a gas de eje simple. La eficiencia, la potencia y el heat Rate vienen dados, tomado de la grafica anexa, por las siguientes formulas: Potencia del ciclo es: Wtotal =Wturb - Wcomp

La potencia total es la medida en el eje de salida. La potencia de la Turbina es la generada en la sección de turbina. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~


:..' Ambiente,


c.a.

La potencia del compresor es la consumida del compresor que produce en la sección turbina. La eficiencia total del ciclo es: Nt = Wtotal/ q El heat Rate viene dado por: HR = 1/N

Ciclo Reaenerativo.

Tomando en cuenta lo importante que es aumentar la temperatura de entrada de la turbina, (Etapa de Expansión), es incrementarla antes de la cámara de combustión, por eso uno de los cambios introducido a las turbinas a gas, fueron los arreglos de ciclo regenerativos, como se muestra en el esquema anexo:

1

T

C

CARGA

EJE

Ciclo Regenerativo

Para aumentar la eficiencia total de la máquina se puede agregar un intercambiador o permutador de calor entre el escape y la descarga del compresor a fin de recobrar algo de calor de escape y de esta manera reducir la


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-

--

- -

-

~



:..' Ambiente, c.a.

cantidad de combustible que se requiere para obtener la temperatura adecuada de combustión.

En un recuperador, el gas caliente proveniente del escape de la turbina fluye por un lado de la superficie que transfiere calor y el aire de la descarga del compresor, que es más frío, fluye por el otro lado. El calor recuperado en el permutador permite reducir la carga de combustible en, aproximadamente, 25 a 50%, dependiendo esta de la eficiencia del permutador. El costo de estos regeneradores dependerá directamente de la eficiencia que los mismos posean, estando ligadas, igualmente, la eficiencia de los equipos a los materiales a emplearse en la construcción de los mismos. Si la temperatura de salida de los gases de escape de la turbina es mayor que la temperatura de salida del aire del compresor, puede transferirse calor desde el gas caliente para aumentar la temperatura del aire. Debido a que la temperatura promedio a la cual se suministra calor ha aumentado, el rendimiento del ciclo aumenta; en la grafica Entalpía - Entropía para este ciclo:


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~


c~..' AmbIente.


c.a.

H

s

La eficiencia de estos ciclos viene dada por, la eficiencia del intercambiador: Nx = Incremento real de la temperatura del aire en el regenerador Diferencia real de temperatura de los humos en el regenerador.

- T2 T4 - T2

Nx = Tx

Es decir:

El calor añadido en este ciclo viene dado por: Xq3 =Cp(T3

-

Tx)

El trabajo producido en la turbina es: Wt = (h3 - h4). El trabajo de Compresión es: Wc = (h1

- h2).

El trabajo neto es: Wt = Wturb

- Wc


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~



..' Ambiente.c.a.

c.s.

En conclusión la eficiencia del ciclo es: IN = WtlXq31

Ciclo Combinado.

Los ciclos de potencia de una turbina a gas pueden combinarse con los ciclos de

potenciade vapor. En este caso se transfierecalor desdelos gases de los ciclos de potenciade turbinaa gas al aguadel ciclode vapor.

~

Turbina a Vapor

~.~

Condensador

~~~,j

1ftI~ -t

Turbina a Gas

Esquema de un CIcloCombinado

Los arreglos de estos tipos de ciclos combinados son múltiples; en la figura se muestra un típico arreglo de estos ciclos. En el mismo podemos ver los equipos principales instalados en este tipo de arreglo: ./

Turbina a Gas.

./

Caldera recuperadora de calor.

./

Turbina a Vapor.

./

Condensador.

21


---

--

ft



... Ambiente, c,a.

c.s.

Para aprovechar al máximo la temperatura de los gases de escape se estableció combinar la turbina a gas con una de vapor, mediante un arreglo que involucra un gran número de equipos, la potencia, la eficiencia y el heat rate, tienen el mismo análisis de los anteriores ciclos, involucrando para ello cada componente asociado con el proceso. En la fotografía se observa planta típica de ciclo combinado en proceso de construcción, instalada en Barranquilla, Colombia, capacidad 750MW.

Planta de Ciclo Combinado, con capacidad de 750MW, con turbinas ABB.

Ciclo de Com

EXDansión en Varias EtaDas. Recalentamiento

Reaeneración.

En la figura se muestra el diagrama esquemático de un ciclo con compresión en varias etapas, expansión en varias etapas, recalentamiento y regeneración; en la siguiente

figura

se

muestra

el

diagrama

Temperatura

-

Entropía

Correspondiente.


--

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-- ----

-



/t; :..

AmbIente. c.a.

Ciclo Regenerativo con Recalentamiento

H

s

Este tipo de arreglo es muy parecido al de las turbinas de avión, donde existe una doble compresión y una doble expansión, la potencia, el rendimiento y el heat rate es calculado para cada caso, en particular. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~


Registro MEDN° R-0135-08 RIF. J-30454070-1

:..' Ambiente, c.a.

TIPOS DE TURBINASA GAS. Turbina de Un solo Eie. Este tipo de turbina es la más común de todas, su forma de operar y la manera de realizarle el mantenimiento

la hacen la más versátil de todas las turbinas a

gas utilizadas en el mercado, sobre todo en la aplicación para generación, y son llamadas de un solo eje porque el rotor de Turbina y el de compresor forman un solo conjunto, aunque se puedan desacoplar, se consideran uno solo, en las fotos anexas se pueden observar varios modelos turbinas a gas de un solo eje:

GT13E2, Gas Turbine, Simple Shaft, 165MW. Cyclone, Gas Turbine, Simple Shaft, 13MW.


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~ :...


Ambiente,


c.a.

GT1 08, Gas Turbine, Simple Shaft, 30MW. Gas Turbine MS9001FA, 255MW, 50HZ.

Gas Turbine MS7001 F8, 280MW, 60HZ, C.C.

GT11N2, Gas Turbine, Simple Shaft, 117MW. Gas Turbine MS9001H, 480MW, 50HZ, C.C.

Gas Turbine MS6001FA 117.7MW, 50HZ, C.C.

Gas Turbine, W501G, 253MW, 60HZ.

Gas Turbine, W501D5A, 121MW 60HZ.

Turbinas de Ejes Partidos.

Las turbinas a Gas de Ejes partidos, fueron unas de las primeras turbinas que salio al mercado, acoplada a un mechanial driver, luego usadas para generación Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~


Aa.' AmbIente.


c.a.

eléctrica, actualmente este tipo de turbina no se fabrica, ya que toda la ingeniería está centrada en la tecnología para el desarrollo de grandes potencias a altas temperaturas y el uso en ciclos combinados, en el esquema anexo se observa una turbina de eje partido, el mantenimiento de este tipo de equipo se hace más complicado por los ajustes a la hora del desarme y rearmado de la misma, comparándola con una turbina de igual característica.

Turbinas de Doble Eie. Las turbinas de doble eje son usadas en la aeronáutica civil y militar, es decir este tipo de turbinas son las típicas de avión, donde un eje mueve un compresor de baja presión conjuntamente con la turbina de baja y el otro eje mueve la turbina de alta presión con el compresor de alta, este tipo' de turbinas son de altas revoluciones y en ellas se obtiene una fuerza de empuje mayor en el escape que una turbina industrial y son de velocidades variables, los cálculos de eficiciencia, potencia y consumo de combustible, se calcula similar a las turbinas a gas industriales. Una turbina de este tipo, doble eje son las turbinas aeroderivativas, como la mostrada en la foto anexa, y la mayor utilidad es en plataformas de perforación petrolera.

Gas turbina, LM6000.

Oil & Gas Plataform, With Gas Turbina LM2500.


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~



.. ' Ambiente, c.a.

C.8 .

MODELOSY MARCAS DE TURBINASA GAS. Existen diversidades de modelos y marcas de turbinas a gas, para Nuestro estudio las separaremos en dos grupos a saber, es decir nombraremos las más comunes vistas en el mercado de generación, movimientos rotativos, etc, que se encuentran en grandes plantas y complejos industriales, donde prevalecen las tecnologías usadas y los grandes avances en materia de controles.:

.

Turbinas de uso Industrial. En este tipo de utilidad de la turbina a gas la podemos clasificar en turbinas heavy duty y turbinas aeroderivativas, utilizadas para impulsar compresores, bombas y generadores eléctricos en ciclos simples, regenerativos

y

combinados.

Dentro de la gama de turbinas a gas heavy duty y aeroderivativas tenemos los siguientes fabricantes: ./ General Electric. ./

Asltom.

./

Siemens.

./

Hitachi.

./

Roys Roice.

./

Jhon Brown.

./

Solares.

./

Stewar Stevenson.


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- ---

~


c~.' AmbIente,


c.a.

Dentro de las marcas y modelos más comunes podemos ver las siguientes: ~

:?f'urbines

':'I;'

....Uir

p.'" ...- --- ,.-

Ir

-

-

PGT5

I

28,000

!

8.5 x 2.5 x 3.0

GE5

:

23,900

I

5.9 x 2.5 x 3.0

PGT10

r

27,000

I

8.1 x 2.5 x 4.0

GE10

I

34,000

I

9.0 x 2.5 x 6.0

PGT16

I

19;000

I

8.1 x 2.5 x 3.8

I

7.7 x 2.5 x 4.3

32.000

9.1 x 2.5 x 4.0

38.000

10.5 x 2.5 x 6.0

119,000

8.1 x 2.5 x 3.8

37..650

9.1 x 3.5 x 3.5

37.650

PGT25+

30,750

6.5 x 3.6 x 3.9

30.750

6.5 x 3.6 x 3.9

LM6000

31.000

9.3 x 4.2 x 4.4

31.000

9.3 x 4.2 x 4.4

MS5001

87,430

11.6 x 3.2 x 3.7

110,000(')

15.0 x 3.2 x 3.8(')

I

9.1 x 3.5 x 3.5 "

I 96.000( ")

MS7001EA

115.9x 3.2 x 3.8(') 11.6 x 3.3 x 3.8

121.000

1

I

MS9001

I

I

MS6001B.

-

.

30,000

PGT25

MS5002C/D

..

I

217.500(*)

E

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(")

22.1 x 4.5 x 6.3(')

-

I

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96,000(')

15.9 x 3.2 x 3.8(*)

121.000(')

11.6 x 3.3 x 3.8(") :

includ'iog auxiliary skid gas turbina 6kid without ondosuro


- ---

I I

28

---

~

Combustión, Energía


&

e".. Ambiente, c.a.

Turbines

(ISO conditions ISO RATED POWER

-

HEAT RATE

EFFIC.

K.M
..: PGT5 ............

5,220

13,422

.-.

5.500

-

% ,

EXHAUST FLOW

TURBINE EXHAUST SPEED TEMPERATURE

K¡J1sec Ibs.lsec RPM

"C

'F

26.8%

9.1

24.6

54.2

10.200

523

973

14.6

19.6

43.2

16.630

574

1,065

13.8

42.3

93.3

7,900

488

910

11,740

PGT10

10,220

11,536

312%

GE10

11.250

11,481

31.4%

15.4

46.9

103.4

11.000

484

903

20.1

47.4

104.5

7.900

493

919

17.9

68.9

151.9

6,500

525

976

:

PGTt6

13.735

10,314

34.9%

.

PGT25

22.417

9,919

36.3%

-

RATIO

\

30.7%

GE5

L:.a

PRESSURE I

IW>I

!

GENERATOR DRIVE - natural gas oloctrical gonorator tormlnals)

PGT25+

30.226

9,084

LM6000

43.076

8,707

MS5001

26,830

12.687

.

39.6%

21.5

84.3

185.8

6.100

500

931

41.3%

30.0

131.0

288.8

3,600

449

840

28.4%

10.5

1252

276.1

5.094

483

901 1,026

42.100

11,230

32.1%

122

145.8

321.7

5,163

552

MS7001EA 85.100

11,000

32.7%

12.5

300.0

661.4

3.600

537

998

MS9001E123.400

10,650

33.8%

12.6

412.8

910.0

3,()()()

543

1.009

MSGOO16

MECHANICAL DRIVE (ISOconditions - natural gas - shaft output)

....:!!::

PGT5

...,¡

PGTtO

_.:.t;N0/8 GE10

ISO RATED POWER

HEAT RATE

IW>I

st1>

KJIk\\h IMhp.h

5,440

7.295

13,470 9,520

26.7% .

10.660 14,295

11,060 7,817

32.5%

11,6..

11,060 7.817

15,675

EFFIC.

PRESSURE RATIO

%

EXHAUST FLOW

Kg'sec

TURBINE EXHAUST SPEED TEMPERATURE

Ibs.'sec

RPM

C

'F

8.6

25.8

56.9

10.200

533

991

13.8

42.3

93.3

7,900

488

910

32.5%

15.2

46.9

103.4

7,900

484

903

20.1

47.4

104.5

7,900

493

919

68.9

151.9

6,500

525

976

6.100

500

931

:zpa

PGTt6

14,252 19,120

9,939 7,020

36.2%

.

PGT25

23.261 31,200

9,560 6,750

37.7%

17.9

".A

PGT25+

31.364 42.060

8,754 6,180

41.1%

21.5

84.3

185.8 280.0

3,600

456

853

274.1

4.670

517

963 948

U.

44.740 60,000

8.455 5,980

42.6%

28.5

127.0

MS5002C 28,340 38.005

12.470 8,814

28.8%

8.8

124.3

MS5002D 32.580 43,690

12.239 8,650

29.4%

10.8

141.4

311.7

4.670

509

10,825 7,650

33.3%

11.9

145.0

319.7

5,111

544

1,011

10,900 7.700

33.0%

12.5

300.0

661.4

3,&:JO

538

1.000

LM6000

MSGOOIB

43,530 58.380

MS7001EA 86,000 115,330


-

29

---

Combustión, Energía & .. " Ambiente, c.a. . C.O


§;

TECNOLOGIAS EN TURBINAS A GAS.

En las graficas y esquemas vistos en el punto anterior podemos ver los modelos de dos grandes fabricantes como lo son Alstom y GE, pues bien debido a la gran demanda que cada día aumenta y los requerimientos de cargas son mayores ha sido necesario implementar nuevas tecnologías, debido a que una turbina a gas opera en un ciclo simple además abierto y para aumentar su capacidad se requieren de grandes en algunos casos son pequeños en volúmenes pero grandes en precio y resultados obtenidos, las tecnologías más comunes tenemos:

.

Incremento en la temperatura de entrada a la turbina: Esto con el mejoramiento de la resistencia a las altas temperaturas de los materiales utilizados en los componentes asociados con la combustión de la turbina, tales como, cestos combustores, tubos cruzallamas, toberas de 1era y 2da, alabes de 1era y 2da, este cambio permite obtener desde

un 10% hasta 15% de

incremento de la carga obtenida, este cambio se dio en turbinas con tecnologías estándar, donde el valor de temperatura medido en el escape era de 980°F fue incrementado a 1030°F, anexo a este cambio fue necesario introducir algunas modificaciones para evitar daños en otras partes.


--------

30

~ :..


Ambiente,


c.a.

Tubos cruzallamas, Cestos Combustores y Tobera de 1era etapa con Alta Tecnologia. Cestos combustores y tobera de 1era etapa sin alta tecnologia.

.

Aumento V Reaulación del Fluio de Masa de Entrada a la turbina: Para evitar daños por recalentamiento en otras partes y compensar el equilibrio de la turbina fue necesario incluir los alabes de alto flujo, (Mostradsos en la figura anterior), esta tecnología permite obtener mayor flujo masico que nos permite aumentar la temperatura de combustión, por que se cuenta con aire para el enfriamiento. Este sistema se diseñó de la forma de reducción del área de los alabes para incrementar la sección de entrada, de igual forma se instalaron nuevos diseños de bushing, se reemplazaron los stainless 403 por los GTD 450, esto incrementó el régimen de operación, ya que antes el intervalo para inspeccionar los bushing era de 5000 a 8000hrs con esta tecnología es a partir de las 16000hrs., como se muestra en la tabla anexa.

31


- -

--

--

It



c~.. AmbIente. c.a.

1. s..t n..s lo th..rul opeo pos~iat. 2. Set up d Iallndlcator IDm sul'8 modon 00 110 Ihe VDnecorel. PosRbn !he Indlcalor lo read as clOSGlo !he vo Inn... bul os posslbl...

J>Jrft~ Di.-ctlon

3. D<>ft..dwno In" tang..ntial dIr<>cIla1(p"r¡»ndlcular IDIho alr llaN dlrection) lo bolh sldOls01Ih<> bushlng eI..aran"" and I'8cad full d IallndlCOlDrread Ing.

.

Cambio de Sección

Recubrimiento. en las toberas de 1ra

2da

etapa: Debido al incremento de temperatura en la entrada de la turbina fue necesario modificar la sección de las toberas ya que las mismas sufrían deformaciones productos de las temperaturas, y para realizar el mantenimiento desmontarlas era demasiado difícil, además de los periodos de inspección se vieron modificados, es decir, de 24000hrs para inspeccionar se transformó en 48000hrs, también se les incluyo revestimiento para mayor temperatura, el tipo de revestimiento es el mismo aplicado a los cestos combustores, tubos cruzallamas y alabes de 1era y 2da etapa. Como podemos ver en las fotos anexas donde existe un revestimiento y una segmentación de la tobera.

Tobera de tecnología estándar y con alta tecnología.


32

~ :.'

.


Ambiente,


c.a.

Sistema de Combustión controlar las emisiones

Secuencial: Este tipo de sistemas permite

de NOX y obtener

una mejor distribución de las

temperaturas dentro de las cámaras de combustión, de igual forma controla la producción del resto de los contaminantes presentes

en la

combustión.

Mediante una secuencia sincronizada del

Encendido, ya que los quemadores permiten ir controlando la distribución de la temperatura dentro de la cámara de combustión, esto es observado en turbinas de gran potencia, por encima de 80MW. Es decir para una etapa, llamada A (Quemadores rojos del diagrama) se encienden determinado número de quemadores, obteniéndose

una carga, para otra etapa B,(Quemadores

amarillos), otro número y de igual forma la etapa e, (Quemadores azules). Normalmente las turbinas con esta tecnología tienen tres etapas de encendido.

1eraFase 2da Fase 3ra Fase

_

Sistema de Combustión Secuencial Quemadores Ev-Burner

.

Monitoreo continuo de la alineación de los coiinetes de la turbina: Este tipo de tecnología permite controlar mediante sensores de temperatura la alineación angular de los cojinetes. Ya que cundo el eje esta desalineado angularmente tiende a hacer contacto con el material del cojinete, aumentando la temperatura, esta a su vez es censada por las termocuplas instaladas en el Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-------

33

~


Registro MED N° R-0135-D8

RIF. J-30454070-1

.. Ambiente. c.a. c...

.

.

material base

del cojinete. En el esquema

anexo se puede ver una

representación esquemática de lo que podemos observar con este tipo de tecnología. Punto A = 6S.C Punto 8 = 69.C Punto C = 70.C Punto D = 64.C

Señal en Panel de Control

Termocuplas A C

8 Eje D

Cojinete Tipo Concha

Monitoreo Continuo de Alineación Por Temperatura

.

Reemplazo de los sistemas de controles operativos. Esto permite obtener mayor confiabilidad en la operación y protección de la turbina, los controles fueron mejorados mediante la colocación de sensores adicionales a los convencionales, por ejemplo el control speedtronic MARK " fue sustituido por el MARK V, el mejoramiento fue sustancial ya que el tipo de equipos utilizados para transformar las lecturas obtenidas del campo son componentes electrónicos, su respuesta es mas rápida. En el diagrama anexo podemos ver los arreglos en las instalaciones de un sistema de control Speedtronic MARK V para turbinas a gas.


-

34

- --

-

- -

~



... Ambiente, c.a. c.a

LON Communlcatlon

DSLC

.== ...

CONTROL ROOM

CABINET IN

Hand-held programmer FIELD

CONTROL ROOM


35

---

~ :.

.


AmbIente.


C.i!.

Sistema de embraaue hidráulico SSS: Este permite arrancar la unidad

antes de que esta pare por completo, en la sección operación de la turbina, se

explicará este sistema. El sistema de embregue visto ella foto 1 anexa, es del tipo mordaza actualmente utilizado, cuando existe problemas con el control de giro lento se producen daños en dichas mordazas que a la postre se traducen en problemas para el arranque y enfriamiento de la turbina por ese motivo fue sustituido por el sistema SSS, visto en la Grafica anexa.

Foto 1, Mordazas del sistema de acople. Esquema Sistema de Embrague SSS.

.

Sellos de Escobillas en el Barril Interno.

El diseño anterior de los sellos del barril interno eran del tipo de laberinto, estos sellos evitaban el pase del aire de la descarga del compresor directamente hacia la turbina, sin cumplir su ciclo en las cámaras de combustión de la turbina, es decir la turbina pierde potencia debido a que una cantidad de aire no es transformado en gases calientes en la sección de combustión.


--

36

~

CombustIón. Energía & c.a. '" ' AmbIente. c.a.


Barril Interno

/

Rotar Turbina

.

-

Sistema de Enfriamiento Entrada a La Turbina. ISvstems Combustion Turbine Inlet Air Coolin

CTIAC: Este sistema consiste en llevar lo más

cercano posible la turbina a la operación en condiciones ISO, es decir con la inyección de agua, con las características físico-químicas apropiadas, para no

producir daños en la turbina, se logra modificar los siguientes parámetrosde entrada: v'

Temperatura.

v'

Presión.

v'

Flujo de Masa.

Diagrama esquemático del sistema CTIAC. Grafica del comportamiento del sistema CTIAC


37

~ ". ..



Como podemos observar en el diagrama esquemático y la grafica el comportamiento de los parámetros de entrada de la turbina, este sistema permite obtener un incremento de la carga hasta del 10%.

Estos han sido los principales, cambios tecnológicos introducido en las turbinas a gas los cuales han permitido obtener valores de potencia no antes imaginados, es decir obtener capacidades de hasta 240MW, para una turbina de este tipo era inalcanzable, siempre se pensó que esas cargas eran típicas en una turbina vapor.


38

~

Combustión. Energia &

~a.; AmDlt:IILt:,


L.CI.

LA TURBINAA GAS Y SUS ACCESORIOS SISTEMASY SUS COMPONENTES Durante esta sección de este modulo tendremos como objetivo el identificar los elementos, dispositivos de control, regulación y medición que integran los diagramas de flujo de los sistemas, analizando la función de los elementos en el diagrama. Los sistemas incluidos o que forman parte de una turbina y que serán estudiados en esta sección son los siguientes:

Sistema de Aceite Lubricante. Las necesidades de lubricación de la planta de energía de la turbina de gas son satisfechas por medio de un sistema de lubricación común de alimentación forzada. Este sistema de lubricación, complementado con el depósito, bombas, enfriadores, filtros, válvulas y los diferentes dispositivos de control y protección, lleva a cabo la lubricación normal y la absorción de la carga de calor de rechazo de los cojinetes de la turbina de gas. El fluido lubricante circula por los dos cojinetes principales de la turbina, los cojinetes del generador, el engranaje reductor y el engranaje impulsor de accesorios de la turbina, asimismo una parte del fluido presurizado se desvía y filtra nuevamente para su aprovechamiento por los dispositivos de control hidráulico como fluido de control y como suministro de otros sistemas. El sistema lubricante está diseñado para proveer un amplio suministro de lubricante filtrado a la temperatura y presión adecuadas para el funcionamiento de la turbina y su equipo asociado. El diagrama esquemático del sistema de la sección de Planos de Referencia muestra el sistema de lubricación con sus componentes principales. 39


--

-

~ :.'



AmbIente. c.a.

Los componentes principales del sistema para una turbina a gas, GE son los siguientes: 1. Depósito de lubricante en la base de accesorios. 2. Bomba principal de lubricante (eje accionado por el engranaje impulsor de accesorios). 3. Bombade lubricanteauxiliar. 4. Bomba de lubricante de emergencia. 5. VálvulaVR1 de aliviode presión en la descarga de la bomba principal. 6. Intercambiadores de calor del fluido lubricante. 7. Filtros principales de lubricante.

8. Reguladorde presión del cabezal del cojineteVPR2. Este lubricante deberá regularse a la presión predeterminada para cumplir los requisitos de los cojinetes principales y del sistema de lubricación de accesorios, así como del control hidráulico y de los circuitos de disparo.

Los dispositivos reguladores se muestran en el diagrama esquemático del sistema lubricante, todo fluido lubricante será filtrado y enfriado antes de ser introducido en el cabezal del cojinete. Es un sistema en bucle cerrado de alimentación forzada, con depósito de suministro de aceite lubricante incluido. El depósito del sistema de lubricación tiene una capacidad de 3300 galones (12 491 litros) y está fabricado como parte integral de la base de accesorios.

El fluido lubricante es bombeado desde el depósito hasta el cabezal del cojinete por la bomba accionada por el eje principal (parte del engranaje impulsor de accesorios) o por las bombas auxiliar o de emergencia.

40


----

B m

RIF. J-30454070-1

Energlil &

fmblente,

C.iI.

cabezal común, todo el lubricante bombeado del depósito al cabezal del cojinete circula por los intercambiadores de calor de fluido lubricante para liberar el exceso de calor y de ahí al filtro de cartucho de paso de filtrado de cinco micrones, después de la lubricación, el lubricante vuelve hacia atrás desde los cojinetes por diversas líneas de drenaje del depósito de aceite lubricante.

Depósito de aceite lubricante

y tuberías

El depósito de aceite lubricante de la base de accesorios contiene también algunos componentes del sistema de lubricación las bombas de lubricante de accionamiento a motor de CA o CC y diversos dispositivos de control y protección están montados o soportados en la parte superior del tanque de aceite lubricante, en el costado del depósito se encuentran los intercambiadores de calor y los filtros, al interior del tanque se puede acceder por una abertura en la parte superior, en el costado se encuentra una conexión de llenado del tanque y en las proximidades del fondo existe un drenaje de aceite. El tanque tiene también conexiones para una bomba centrífuga, las tuberías de lubricante están formadas principalmente por montajes soldados de tubos de acero sin costuras dotados de juntas en las bridas atornilladas para impedir las fugas,

en la medida de lo posible, las tuberías de alimentación de aceite

lubricante están contenidas en el Interior del tanque de aceite o en los cabezales de drenaje. El sistema de lubricación de la turbina se purga por medio de un supresor de condensaciones,

esto consiste en un recipiente en el que hay instalado un

ventilador de accionamiento a motor, este impulsa el aire del sistema lubricante a través de un filtro unido al recipiente, el aceite contenido en el aire purgado se recoge en el filtro, se evacua y se devuelve al tanque.


41

--

~ :.:



Ambiente. c.a.

Por medio de las mirillas de flujo situadas en los drenajes se podrán y deberán realizar controles cuando las bombas de aceite lubricante arranquen antes de la puesta en marcha de la turbina. Un manómetro de nivel de lubricante y un dispositivo de alarma forman parte del indicador de nivel del tanque, que funciona por medio de un brazo flotador. El dispositivo está montado en el costado del depósito de aceite lubricante sobre el nivel máximo previsto de suministro de aceite. El mecanismo flotante activa un manómetro de disco y dos interruptores del dispositivo, 71QH-1 y 71QL-1, los interruptores están conectados al circuito de alarma de los controles de la turbina para iniciar una alarma audible si el nivel del líquido sobrepasa o cae por debajo de los niveles. Las alarmas se muestran y son reconocidas y silenciadas por medio de la función de Pantalla de Alarmas de Diagnóstico del panel de control. El manómetro de nivel de aceite marcará "F" (lleno) o "E" (vacío) antes de dar la señal de alarma, también se dispone de un visor de cristal instalado en el depósito de aceite para el control visual del nivel de aceite. Las lecturas de temperatura del cabezal de alimentación de aceite lubricante se tomarán del termómetro instalado en el cabezal, también existen termopares en el cabezal del cojinete y los drenajes del cojinete, en la línea de la bomba de descarga va montada una válvula VPR2 de regulación de accionamiento por diafragma que regula la presión detectando la presión desde los filtros de aceite lubricante principales en el sentido de la corriente. La capacidad del sistema incluyendo el depósito, las tuberías y los componentes del sistema es aproximadamente de 3 500 galones (13 248 litros).

42


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Combustión, Energíil &

Ambiente,


C.iI.

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Diagrama Esquemático del Sistema de Lubricación, Turbina GE. Bombas de aceite lubricante El sistema lubricación utiliza tres bombas de lubricante: 1. La bomba de suministro de lubricante principal,

es una bomba de

desplazamiento positivo accionada por el engranaje impulsor de accesorios. 2. La bomba de suministro de lubricante auxiliar (enfriamiento), accionada por un motor Vertical de CA. 3. La bomba de suministro de lubricante de emergencia, accionada por un motor vertical de CC.

43


---

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Regist.ro MED N° R-013S-08 RIF. J-30454070-1

C.s.

Anexo se muestran tres diagramas, donde se indica el sentido de flujo, y dos tipos de arreglos de sistemas de lubricación.

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Flujo de Aceite de Lubricación.

44


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c.a.

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Diagrama Esquemático de Lubricación.


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Diagrama Esquemático de Lubricación. Sistema de Suministro Hidráulico. El sistema de suministro hidráulico proporciona el fluido hidráulico a alta presión, necesario para el funcionamiento de los componentes de control de la turbina de gas, el aceite hidráulico a alta presión (OH) constituye el medio de operación del conjunto de relación de parada de gas y válvula de control y del mecanismo de los alabes guía de entrada variable.


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46

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Ambiente, c.a.

IfISrJlO HIDMUlICO !'t{ !AJA P!lUIOfI

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Diagrama esquemático de un sistema de suministro hidráulico. Los principales componentes del sistema son la bomba de suministro hidráulico principal, la bomba de suministro auxiliar, los filtros del sistema, la válvula de transferencia, el conjunto de distribuidor de suministro hidráulico y las válvulas y el actuador de control de los alabes guía de admisión.


47

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AmbIente. c.a.

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Esquema Sistema Suministro Hidráulico. El fluido a alta presión requerido y adecuado a los requisitos del sistema hidráulico está constituido por el aceite lubricante regulado y filtrado procedente del cabezal del cojinete de la turbina de gas. La bomba primaria de impulsión de este aceite es una bomba de desplazamiento variable, accionada por un eje del engranaje impulsor de accesorios, existiendo también otra bomba del mismo tipo, de accionamiento a motor que constituye el dispositivo de reserva.

48


---

-

-

---

~



:.. Ambiente, c.a.

El compensador de presión VPR3, instalado en el interior de la bomba, controla el aceite hidráulico presurizado por la bomba hidráulica principal, la acción del compensador variará la carrera de la bomba para mantener la presión preseleccionada en la descarga de la bomba, la bomba hidráulica auxiliar es una bomba de alabes y su presión se regula mediante VR22.

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Diagrama de Flujo del sistema de suministro hidráulico. Al arrancar la turbina, cuando la bomba principal no haya alcanzado todavía la velocidad de operación, entrará en funcionamiento la bomba auxiliar y continuará funcionando hasta que el sensor de velocidad 14 HS indique que se ha alcanzado la velocidad mínima del regulador.


-

- ---

49

~ :..'


AmbIente,


C,a.

Bomba Principal Hidráulica.

Corte de Bomba Principal Hidráulica.

Cuando la bomba principal esté ya en funcionamiento, pero se produzca un fallo en el mantenimiento de la presión adecuada, esta condición será detectada por el interruptor de presión 63HQ-1 y enviará una señal a la bomba auxiliar, que se pondrá en marcha, este interruptor desencadenará también, una alarma de advertencia que indicará la falta de presión en el suministro hidráulico.

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En un punto de conexión común con el interruptor 63HQ-1 están también instalados una válvula de control, un manómetro de lectura directa y una válvula


-

--

--

50

~ :.:



Ambiente. c.a.

de interrupción manual accionada por resorte para fines de mantenimiento e inspecciones periódicas.

El fluido hidráulico es bombeado hasta el distribuidor hidráulico, conjunto diseñado para interconectar diversos pequeños componentes, las salidas de cada una de las bombas (principal y auxiliar), constituirán las entradas respectivas al conjunto del distribuidor hidráulico. En el interior del conjunto se encuentran dos válvulas de alivio, dos válvulas de Sangrado y dos válvulas de control, una válvula de alivio (VR21) protege el circuito de la bomba hidráulica principal contra los daños en caso de fallo del compensador de presión de la bomba principal. La otra (VR22) realiza la misma función para la bomba auxiliar. Las válvulas de control VCK3-1 y VCK3-2, impiden el Flujo de aceite en el interior de la bomba que no está en funcionamiento. Las válvulas de control mantienen también el sistema hidráulico lleno de aceite cuando se para la turbina, las válvulas de sangrado de aire (VAB-1 y VAB-2) extraen todo el aire presente en las líneas de descarga de las bombas. El fluido lubricante, previamente filtrado, es succionado hacia las bombas hidráulicas desde el cabezal del cojinete de la turbina

por medio de una

conexión de salida única en el ensamble del distribuidor, el fluido es conducido a los filtros del sistema FH2-1 ó FH2-2 para transformarse en fluido de control a alta presión. Este fluido de control a alta presión se introduce en los componentes de control del sistema de combustible que admiten o interrumpen el paso de combustible o controlan el funcionamiento de los alabes guía de admisión.


51

---


Los filtros protegen los dispositivos del sistema de alabes de admisión y las servo válvulas de control del combustible, cada filtro tiene un paso nominal de 0,5 micrones. Durante el funcionamiento del sistema solo podrá haber un filtro en servicio a la vez, una válvula de transferencia manual permite cambiar al segundo filtro sin interrupción de la operación del sistema. El sistema está provisto de manómetros diferenciales para indicar la presión del aceite en los filtros, cuando un manómetro indique una presión de 60 psig [JAF1] (413,68 kPa [JAF2]) se deberá reemplazar el cartucho del filtro. La válvula de transferencia de accionamiento manual permite la sustitución del filtro durante el funcionamiento de la máquina con carga, para la operación de transferencia de uno a otro filtro se deberá seguir el siguiente procedimiento:

1. Abrir la válvula de sangrado de aire del filtro que no está siendo usado. 2. Abrir la válvula de llenado. 3. Cuando salga aceite con aire por la válvula de sangrado de aire, accionar la válvula de Transferencia. 4. Cerrar la válvula de llenado. 5. Cuando ya no haya aire en el aceite procedente del sangrado de aire, cerrar la válvula de sangrado esto es, una interfaz hidráulica primaria entre el sistema de protección y control de la turbina y las servo válvulas del sistema de combustible que controlan o interrumpen el flujo de combustible. Este fluido de alta presión se emplea también como fluido hidráulico en los cilindros de actuación de los alabes guía de admisión variable y el sistema de controllGV.

En la

caja de filtro de aceite diseñada para contener un cartucho

reemplazable se lleva a cabo el filtrado del aceite del suministro hidráulico, cada Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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caja de filtro está compuesta por un recipiente cilíndrico con una tapa superior atornillada que dispone de una válvula de purgado integral en el centro. Las conexiones de admisión y de salida están situadas en La parte inferior, estando la admisión localizada en el lateral, también dispone de drenajes y de puertos de extracción de aire.

Durante.el arranque de la turbina, el aire presente en la descarga de la bomba hidráulica será automáticamente expulsado a la atmósfera por las válvulas de sangrado de aire, una válvula interna de bola de control, accionada por resorte normalmente abierta, permite la expulsión del aire atrapado durante las condiciones de arranque a baja presión iniciales.

Al aumentar la presión de descarga de la bomba hasta alcanzar el nivel de operación, el Resorte de la válvula de control se comprimirá y activará la válvula de bola de control, sellando la línea de extracción de sangrado de aire. El ensamble de la válvula de sangrado de aire requiere muy pocas labores de mantenimiento, tan solo serán necesarias algunas inspecciones periódicas de fugas y mantener las condiciones normales de trabajo. Sistema de Aceite de Control.

Este sistema es el que controla todo lo referente al aceite para la posición de diferentes válvulas, que es llamado también como aceite de disparo hidráulico y se puede definir como la interfase de protección primaria entre el sistema de control y protección de la turbina y los componentes o dispositivos que permiten la entrada o cierran el paso de combustible.

El sistema contiene componentes que son operados eléctricamente por señales de.control, así como algunos dispositivos enteramente mecánicos. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Además de la función de disparo del aceite de control, también proporciona

una señal hidráulica a las válvulasde cierredel combustiblepara las secuencias normalesde arranquey paradade unaturbina. En unidades que equipadas para operar con dos combustibles, el sistema es usado para cerrar el que no se requiera. Este sistema esta asociado con el disparo de sobre velocidad, el cual actúa sobre la válvula de combustible para parar la unidad cuando sea requerida, este sistema opera cuando responde a la velocidad en forma tal que, a la velocidad especificada por el fabricante opera el mecanismo de disparo cerrando la entrada de combustible a la turbina,

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Diagrama de Tuberías Sistema de Aceite de Disparo.

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Disparo por Sobre velocidad. Este opera como un respaldo a los sistemas de protección eléctricos. En algunas unidades el dispositivo de disparo manual por sobre velocidad no esta tan accesible, se ha provisto una válvula de disparo manual cerca de la base del gabinete de manómetros de presión. Esta válvula detiene o cierra el paso a todo el flujo de combustible a la turbina en forma similar al mecanismo de disparo por sobre velocidad. Cada línea del sistema de aceite de control tiene una válvula de drenaje, para liquido y para gas, es un dispositivo de carrete de retorno por acción de un

resorte operadapor solenoide,la cuál aliviaráo disminuirála presióndel aceite


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de control solamente en la línea que ella controla, estas válvulas son energizadas para funcionar y desenergizadas para disparar. Sistema de Trinauete Hidráulico. ~v-J>-''''~:.

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Los componentes del sistema de trinquete hidráulico son: el mecanismo de embrague unidireccional y el actuador rotativo del conjunto del convertidor de par; el módulo de válvula de control, el ensamble de bomba y la válvula de alivio. En el sistema, el módulo de válvula controla el engranaje del embrague de arranque y la operación de secuencia automática hidráulica del actuador rotativo, el módulo dispone también de la válvula solenoide de ONI OFF (conexión - desconexión) 20CS-1, la válvula de contrapresión que mantiene la presión adecuada en los cilindros de enganche del embrague

dos válvulas

accionadas por piloto para controlar el flujo al actuador rotativo y el interruptor de fin de carrera 33HR.

El conjunto de la bomba está formado por un motor de corriente continua de 125 V, que acciona una bomba de 1,5gpm a 1725 rpm, este conjunto bombea aceite lubricante del cabezal del cojinete de la unidad a las entradas de la válvula de alivio VR5 y El módulo de la válvula de control.


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Esquemático de Hidraulic Starting Means.

Con la bomba en servicio y la válvula solenoide 20CS-1 activada, el aceite del sistema de lubricación será bombeado a los cilindros del embrague de arranque y el sistema de trinquete, el mecanismo de trinquete opera de forma continua mientras el control de secuencia automática hidráulico cambia el flujo de aceite entre los recorridos de avance y retroceso del mecanismo de trinquete, un recorrido de avance adelanta el embrague de arranque unos 47 grados durante 10 segundos, el recorrido de retroceso dura unos 4,5 segundos. La secuencia de operación de enfriamiento de la unidad se dirige automáticamente desde el panel de control electrónico. Una vez cada tres


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minutos, el mecanismo efectúa un ciclo completo, el ciclo finaliza en la posición adelantada, para bloquear el embrague en su posición de enganche. La operación del trinquete es necesaria separación

normalmente

del rotor de la unidad durante la secuencia

para llevar a cabo la de arranque.

Con el

sistema de arranque a la máxima potencia, se activarán 88HR y 20CS-1, para mantener el funcionamiento continuo hasta que se produzca la separación, si esta no se llega a producir en tres minutos, el sistema de trinquete se desactivará.

El sistema de trinquete puede ser operado de forma manual por medio de un interruptor de impulso (43HR) situado en el compartimiento de accesorios, la acción del interruptor de impulso interrumpirá y finalizará la operación en cualquier momento de la secuencia automática. La acción del interruptor activará 88HR y 20CS-1, manteniéndolos en estado energizado durante todo el tiempo que el interruptor esté activado. .." DI

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Starting Means.

La liberación del interruptor provocará la desactivación de 88HR y 20CS-1, independientemente de la posición de carrera del trinquete, un embrague de arranque conecta el eje de salida del conjunto del convertidor de par con el eje principal del engranaje impulsor de accesorios. El embrague se engrana por acción de los cilindros hidráulicos (el aceite es suministrado del módulo de la válvula de control del trinquete) y se desengancha por acción de los resortes de retorno de los cilindros. El enganche se mantiene por medio del par transmitido generado en el convertidor de par o en el mecanismo de trinquete. A causa del embrague unidireccional del mecanismo de trinquete, el núcleo deslizante del embrague no puede volver atrás excepto durante la carrera de retroceso del mecanismo de trinquete. El sistema está diseñado para mantener el embrague en la posición embragada en todo momento, excepto cuando la turbina de gas está en funcionamiento.

Para permitir las inspecciones y el mantenimiento del

mecanismo de trinquete, la válvula manual VM2 ha sido instalada en las líneas hidráulicas entre el módulo de control del trinquete y los cilindros del embrague. Para desembragar, cambiar la válvula y accionar el trinquete con el interruptor de impulsos. El embrague se soltará durante la carrera de retroceso del trinquete. El

funcionamiento

del

embrague

de

arranque

está

controlado

automáticamente por el panel de control electrónico a través del módulo de la válvula de control del trinquete. El panel también dispone de una protección adecuada contra toda disfunción o fallo de los componentes.

La información relativa a los ajustes de alineación y tolerancias se puede encontrar en el plano de Instrucciones de Alineación de Fábrica de la sección de 60


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Planos de Referencia del volumen de Inspección y Mantenimiento del presente manual de servicio. El embrague de mordazas resultará gravemente dañado si se intenta embragar durante el giro del núcleo deslizante. Antes de desmontar o efectuar un puente eléctrico sobre cualquier dispositivo de control del sistema de arranque, del sistema de trinquete o del sistema de embrague, se deberá soltar el mecanismo de embrague y bloquearlo para evitar la posibilidad de embragar mediante la válvula de desembrague VM2. La operación del sistema de trinquete sin presión de aceite en el cabezal del cojinete de la turbina de gas puede producir daños en la bomba de trinquete o en los cojinetes de la turbina de gas. La excesiva operación continua del trinquete o el abuso del "impulso" (marcha a golpes del rotor) por medio del empleo del interruptor de impulso pueden afectar gravemente la vida útil de 88HR y de 20CS-1. Sistema de Aaua de Enfriamiento.

El Sistema del Agua de Enfriamiento está diseñado para cumplir con los requisitos de disipación de calor de la turbina y contener los sistemas de lubricación del generador y los sistemas de refrigeración del motor diese!. El sistema del agua de enfriamiento está formado por dos componentes uno montado en la base y otro fuera de la base. El componente de la base incluye los intercambiadores de calor del aceite lubricante, este arreglo es generalmente el típico de una turbina a gas, en la base de accesorios, las válvulas reguladores de flujo, los orificios y las válvulas manuales.


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Las bombas y los intercambiadores de calor agua-aire están fuera de la base de la turbina, un modelo de este arreglo lo podemos ver en la foto anexa.

Conjunto de Equipos del Sistema de Agua de Enfriamiento El sistema del agua de enfriamiento hace circular el agua como medio refrigerante para enfriar los distintos componentes del generador de la turbina y mantener el fluido lubricante a unos niveles de temperatura en el sistema de lubricación aceptables. El sistema funciona, normalmente, a una presión ligeramente positiva que resulta cuando el líquido del sistema se expande con un aumento en la temperatura durante el funcionamiento. El sistema no requiere, sin embargo, presurización para garantizar un funcionamiento correcto. El agua de enfriamiento es hecha circular por los intercambiadores de calor del fluido lubricante para mantener el sistema de lubricación a los valores de temperatura requeridos para conseguir una lubricación eficaz de los cojinetes del generador de la turbina. Es hecha circular también por el intercambiador de calor del motor diesel, para turbinas que poseen este tipo de arrancador ó accionador. El circuito refrigerante del intercambiador de calor del aceite lubricante dispone de una válvula de tres vías que se actúa con la temperatura (VTR1-1) instalada en el conducto de entrada del refrigerante al intercambiador de calor. Este tipo de válvula, que controla el flujo del refrigerante al intercambiador de


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calor, tiene un dispositivo accionado manualmente que puede anular el elemento térmico. El dispositivo de anulación manual solo se debe utilizar cuando el elemento térmico de la válvula esté inoperativo pero es necesario el funcionamiento de la máquina. Las temperaturas

de los cabezales de alimentación del aceite

lubricante son sensorizadas por la bola del termómetro asociada con cada válvula que controla el flujo del refrigerante a través del intercambiador de calor y mantiene la temperatura del aceite lubricante a los valores prefijados. La válvula controla automáticamente el flujodel medio que pasa por ella hasta el intercambiador de calor respondiendo a los cambios de temperatura que afectan a la bola del termómetro. Esta bola contiene un líquido sensible térmico que se evapora cuando es calentado, de esta forma, la presión generada en la bola se transmite a través del tubo capilar a los bajos que posicionan el disco de la válvula para controlar el flujo de refrigerante que pasa por el intercambiador de calor, la válvula está cerrada durante un arranque de la turbina y se abrirá a medida que la temperatura del líquido sensorizado se aproxima al valor de ajuste del control. Para la válvula VTE1-1 funcione correctamente, sensora de temperatura

sea correctamente

es obligatorio que la bola

orientada en su cavidad durante el

montaje. Esta bola sensora de temperatura, montada en posición horizontal, debe orientarse de forma que la Flecha y/o la palabra "top" (superior) o "up" (arriba) (marcadas por el fabricante en el extremo capilar de la bola) estén en la parte superior de la bola en la posición final de montaje. Dos intercambiadores de calor de líquido lubricante, con el lado del agua de enfriamiento conectado en paralelo, están provistos en la instalación, durante el 63


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funcionamiento normal del sistema solo se utilizará un enfriador de aceite lubricante.

Cuando las condiciones permitan el mantenimiento, uno de los enfriadores puede ser aislado cerrando el suministro de agua y las válvulas de mariposa del conducto de retorno, una vez que la válvula reguladora de temperatura VTR1 esté ajustada a las condiciones de diseño

no será necesario modificar los

valores de ajuste.

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Esquema Sistema Agua de Enfriamiento. La bomba de agua del motor diesel recibe el agua de enfriamiento del intercambiador de calor agua-a-agua ubicado fuera o en la base. la hace circular a través de la camisa de refrigeración del motor diesel y la retorna al intercambiador de calor, el flujo por la camisa está controlado por los termostatos del motor diesel el calor repelido por el motor Diesel es transferido al agua de enfriamiento el agua en el intercambiador de calor tal como se dice


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Recomendaciones para el Agua de Enfriamiento Con un tratamiento adecuado, 10s sistemas cerrados de enfriamiento proporcionan un funcionamiento confiable y sin contratiempos para la vida útil de la turbina a gas, el sistema cerrado debe su nombre a que el refrigerante esta completamente contenido dentro de1 sistema y no tiene contacto con la atmósfera los sistemas cerrados tienen una tolerancia de corrosión muy baja, y la meta de1 programa de tratamiento es frenar esta corrosión tanto coma sea posible.


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Los metales que se encuentran en 10s sistemas cerrados de enfriamiento de la Turbina a Gas de General Electric son de acero suave, cobre, aleación de cobre y acero inoxidable No hay aluminio. Es posible tratar al sistema cerrado de enfriamiento de manera económica, con dosificación relativamente

alta de productos de tratamiento El tratamiento

típico para un sistema cerrado incluye anticorrosivos para varios metales de1 sistema, y un agente regulador para controlar el pH. Si la turbina a gas esta expuesta a temperaturas por debajo de1 nivel de congelación se deberá añadir un anticongelante compatible con el sistema.

Debido a la amplia variación de las propiedades de1 agua corriente a lo largo de1 país, y debido a la cantidad relativamente pequeña de refrigerante que requiere la turbina a gas no se recomienda el uso de agua corriente en 10s sistemas de enfriamiento de agua de la turbina, en cambio, se deberá usar agua "pura" para preparar la solución refrigerante. Los diferentes tipos de agua que caen dentro de la clasificación "pura" son el agua destilada, la condensación de vapor y el agua desionizada. Las turbinas a gas que se instalan en climas fríos y tienen un sistema cerrado de agua de enfriamiento requieren el uso de un anticongelante etilenglicol o propilengicol durante 10s meses de invierno, la mayoría de 10s anticongelantes comerciales contienen anticorrosivos.

Es ampliamente recomendado que se utilice un producto anticongelante comercial que contenga inhibidores, en lugar de aquellos que no 10s tienen. En algún tipo de refrigerante, el inhibidor (anticongelante o agua) puede que no sea compatible con otro tipo de refrigerante, y puede formar gomas, así coma destruir la efectividad de1 inhibidor. Al cambiar de refrigerantes el sistema de Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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enfriamiento debe drenarse y limpiarse perfectamente con agua para evitar que el refrigerante se contamine con soluciones incompatibles. Deberá consultarse al proveedor de1 anticongelante para recomendaciones específicas sobre la cantidad de tiempo entre 10s cambios, la necesidad de aditivos anticorrosivos, los peligros involucrados al añadir un anticongelante a otro refrigeranteprevio,además de otros cuidados que pueda sugerir. Para

el llenado

inicial del sistema,

directamente el agua y el anticongelante se desconoce

no deben concentrado.

añadirse

separadamente

La razón se debe a que

la cantidad exacta de solución que se necesita

para llenar el

sistema, y si antes se vertiera mucha más agua que anticongelante,

sería muy

difícilajustar la concentración deseada de anticongelante. Antes de agregar la solución al sistema, se recomienda que el agua y el anticongelante se mezclen en un recipiente externo (como un depósito) en la proporción correcta. Las mezclas adicionales deben prepararse y añadirse hasta que el sistema esté lleno. Al medir la cantidad total de la solución que se agregó se obtiene la determinación exacta del volumen del sistema.

Después de que el sistema ha estado en servicio por un periodo de tiempo, el refrigerante se consumirá inevitablemente y se tiene que reemplazar, de nuevo, la solución de agua y anticongelante deberá mezclarse de manera externa y añadirse en forma discontinua.

Si la concentración del anticongelante es muy baja o muy alta existe el peligro de que se congele durante el invierno, dañando así al equipo del sistema de enfriamiento. Si la concentración del anticongelante es muy alta, reducirá la capacidad de enfriamiento del sistema en días muy calientes durante el verano, dando como resultado un sobrecalentamiento del fluido del sistema lubricante y, posiblemente, ocasionando que la Turbina a gas se dispare con las altas Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Combustión. Energíél &

Ambiente.


C.éI.

temperaturas del aceite lubricador. Por tanto, es importante que la concentración de anticongelante glicol se mantenga exactamente en el valor consistente que se recomienda con la temperatura mínima esperada durante el invierno en cada sitio respectivo de la turbina. La tabla a continuación proporciona las concentraciones de glicol necesarias para la temperatura mínima esperada durante el invierno.

Sistema de Aire para Enfriamiento

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Sellado.

En el sistema de aire de enfriamiento se utiliza el aire de descarga del compresor para enfriar varias secciones de turbina y para mantener la presión contra los sellos de aceites de los cojinetes. Este aire se obtiene de las extracciones de las etapas del compresor.

Generalmente las partes que se enfrían en las turbinas son las siguientes:

.

Las caras posteriores y anteriores de las ruedas de la turbina.

.

Las toberas de las etapas de expansión de la turbina.

. .

La carcaza de la turbina. Puntales de apoyo. Los revestimientos de las cámaras de combustión (cestos combustores), las piezas de transición, se ha diseñado para utilizar el aire de la descarga del compresor para obtener un adecuado enfriamiento. Una aplicación del aire de descarga del compresor, es como aire de control para el accionamiento de las válvulas neumáticas. El aire obtenido del compresor de flujo axial de la turbina de gas se usa para enfriar las distintas piezas de la sección de la turbina y para presurizar los

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retenes de aceite del cojinete en la turbina de gas. Este aire para enfriamiento y sellado proporciona un caudal de aire a ciertas piezas internas y externas de la turbina para impedir la formación de temperaturas excesivas en dichas piezas durante su funcionamiento normal y para el sellado de los cojinetes de turbina. Las piezas de la sección de turbina que son enfriadas por aire consisten en:

caras delanteras y posteriores de la rueda de la turbina primera y segunda fase, toberas de primera y segunda fase, coraza de la turbina y soportes de montaje. Los forros de la cámara de combustión, las piezas de transición y la envoltura de combustión están diseñados para utilizar el aire de descarga del compresor para un enfriamiento eficaz de estas piezas. El aire obtenido del compresor de flujo axial utilizado en funciones de enfriamiento de la turbina y sellado del cojinete incluye aire de extracción de fase cuarta y décima aire de fuga de sellado de alta presión del compresor y aire de descarga del compresor.


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El aire de cuarta fase va entubado externamente a través de orificios por la

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Este aire enfría la parte de la coraza que rodea a las toberas de primera y segunda fase y a las ruegas de la turbina y enfría también los soportes de montaje que están en la corriente de los escapes de gases calientes el aire de

cuarta fase se extrae también para utilizarlo en enfriar las sondas de proximidad del cojinete nO2. El aire de fase décima va entubado externamente pasando por las válvulas de sangrado del compresor, VA2-1 y -2, hasta llegar al pleno de escape en cada válvula hay provistos interruptores limitadores 33CB-3 y -4 para dar una indicación de la posición de la válvula. El aire es alimentado también a través de las particiones de las toberas de segunda fase para el enfriamiento de la superficie posterior de la rueda de turbina de primera fase y de la superficie delantera de la rueda de turbina de segunda fase. Una parte del aire de fase diez se utiliza en los cojinetes número uno y número dos para proporcionar un sellado de aire a presión al aceite lubricante del cojinete. El aire para fuga del sellado de alta presión del compresor se canaliza internamente hasta la superficie delantera de la rueda de la turbina de primera fase este flujo de aire proporciona una fuente de aire de refrigeración para la rueda de primera fase y es conducido dentro del trayecto del gas de escape caliente.

El aire de descarga del compresor es dirigido internamente a través de las particiones de la tobera de primera fase como aire de enfriamiento y sale por los orificios de sangrado situados en el borde posterior de las particiones para entrar en el trayecto del gas de escape caliente. Este aire va también entubado externamente pasando por un filtro y por la válvula solenoide de control de aire 20CB para llegar a los pistones actuadores de las válvulas de sangrado. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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CombustIón, Energía & c.a. '" ' Ambiente, C.8.


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La válvula de arranque de la turbina 20CB, que está desactivada de corriente, impide que el aire de descarga del compresor actúe los pistones de las válvulas de sangrado del compresor las válvulas de sangrado están abiertas y el aire de fase décima es ventilado al pleno de escape (una ayuda para la eliminación de subidas transitorias del compresor). Cuando el interruptor de corte del generador está cerrado, una señal del sistema de control activa con corriente la válvula 20CB. El aire de descarga del compresor es encaminado entonces a los actuadores de la válvula de sangrado para cerrar las válvulas y parar el sangradodel compresoral plenode escape. Cuando las turbinas de gas queman aceite como combustible, utilizan el aire de descarga del compresor para activar el pistón de control de la válvula de drenaje de arranque falso en el sistema de aceite combustible. Las turbinas requieren también la atomización del aceite combustible y usan el aire de descarga del compresor como fuente para atomizar el aire. Un compresor de aire auxiliar, accionado por el dispositivo de arranque de la turbina, suministra la alimentación del aire atomizado durante el arranque cuando el nivel de velocidad de la turbina es bajo y la bomba principal, accionada por el engranaje accesorio, no puede suministrar el aire requerido. El transductor de presión 96CD proporciona una señal de retroinformación de la descarga del compresor que es utilizada por el sistema de control de la turbina y explicada en el texto Control y Protección. El aire de descarga del compresor se usa como fuente de aire para distintas válvulas que funcionan con aire en otros sistemas auxiliares de turbinas de gas. La presión de descarga del compresor está controlada por el transductor de presión 96CD para su empleo en el control de la turbina de gas.


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Registro MED N° R-0135-08 RII: .1_~n.t¡yn7n_1

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Además, el aire de descarga del compresor es la fuente de aire empleada como aire atomizado cuando la unidad tiene un sistema de combustible líquido. En las unidades que tienen capacidad de lavado con agua de compresores o turbinas, es importante mantener el agua alejada de los componentes que sean actuados por el aire de descarga del compresor y alejada también de los cojinetes de turbina. Para evitar que el agua entre en estos componentes y en los cojinetes, hay provistas válvulas de aislamiento en los conductos de sellado que van a los cojinetes número 1 y número 2 y en los conductos que van a 20CB, 96CD y al filtro autolimpiable. Durante el funcionamiento normal de la turbina de gas, todas las válvulas de aislamiento han de estar abiertas. Antes de comenzar el lavado con agua, las válvulas de aislamiento deben cerrarse y las válvulas de drenaje abrirse. A la finalización del lavado con agua, las válvulas de aislamiento deben abrirse y las válvulas de drenaje deben cerrarse para permitir el funcionamiento normal de la turbina. Sistema de Aire Atomizado.

Este sistema suministra la presión suficiente de aire al cuerpo del inyector para dispersar el flujo de combustible líquido, convirtiéndolo en una neblina fina que permite la ignición y combustión con una mejor eficiencia. La ineficiencia del sistema ( baja presión de descarga del compresor de atomización) trae como consecuencia que no se produzca la pulverización adecuada del combustible y este no se queme adecuadamente dentro de la cámara de combustión; parte se quemará en la trayectoria de lOSgases y otra parte podrá salir al ducto de escape, trayendo como consecuencia directa una


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disminución sustancial en la eficiencia de la unidad aunado a las consecuencias que origina la combustión en zonas no diseñadas para esta parte del proceso. Este sistema se alimenta de la descarga del compresor principal y es accionado por la caja de accesorios; existen turbinas que utilizan compresores eléctricos, debido al bajo costo de mantenimiento, durante la secuencia de arranque, debido a la baja presión de descarga del compresor principal y a la baja velocidad de encendido, se utiliza el compresor auxiliar de arranque, que suministra el aire durante el encendido y calentamiento, esta es una razón del porque se utilizan compresores eléctricos, ya que el sistema de aire de atomización se encuentre operativo desde el momento del encendido, durante el periodo de calentamiento, aceleración y durante la operación de la turbina. Los componentes principales y que podemos ver en los diagramas anexos, son los siguientes:

.

.

Separador de aire: Este equipo limpia el aire que es tomado de la descarga del compresor principal. Intercambiador de Calor: Su función principal es la de enfriar el aire filtrado de la descarga del compresor principal con la finalidad de reducir la temperatura para de esta forma proteger el compresor de atomización y reducir la descomposición térmica del combustible líquido durante la atomización, evitando

·

precipitación de los inhibidores. Compresor principal de atomización: Es del tipo centrifugo de una sola etapa, accionado por la caja de accesorio, compresor mecánico, en el caso de compresor eléctrico este es accionado por un motor con alimentación 220v, 480v.


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permite reducir las oscilaciones de presión de descarga del compresor durante

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la secuencia de arranque o transferencia de combustible. Compresor elevador: Este es un compresor compacto, utilizado únicamente donde no esta instalado el compresor eléctrico de atomización, y es necesario para cuando la turbina esta en secuencia de arranque con una velocidad por

. . .

debajo del 60%, ya que la descarga del compresor principal es muy baja. Electroválvulas: Son de dos vías, accionadas por solenoides yenergizadas por la secuencia de control. Válvulas

de accionamiento

neumático:

Es una

válvula

de

bypass,

normalmente cerrada, accionada reumáticamente. Válvula de accionamiento hidráulico: Es una válvula de dos posiciones accionada por el aceite de control del sistema de arranque, esta permite la descarga del compresor auxiliar cuando el motor de arranque esta a baja velocidad, es decir, periodo de calentamiento.


75

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:..' Ambiente, c,a.

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Esquemático de Tuberías sistema aire atomizado. ~,_..-

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76

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CombustIón. Energía & .. ' Ambiente, c.a.


C.8 .

Sistema Aire de Atomización Baja Presión. Sistema de Combustible Líauido. Generalmente las turbinas a gas están diseñadas y construidas para operar con diferentes tipos de combustible, según sea el caso; para ello se han diseñado diferentes tipos de quemadores adaptados a los combustibles a emplearse durante su operación. Los combustibles más utilizados por su disponibilidad y costo son el gasoil y el gas, guardando ambos diferencias sustanciales entre sí, partiendo de sus características y propiedades físico-químicas, así como obtención, transporte, almacenamiento y dosificación hasta concluir como elementos que presentan ventajas y desventajas en su aplicación como medio de generación de energía calórica.

El sistema de combustible líquido esta constituido por un sistema de suministro y por otro de control de combustible, cuyos componentes son los siguientes:

.

Filtros de combustible.

.

Manómetros.

. .

Bomba de suministro de combustible de baja presión. Motor para el accionamiento de la bomba. Estos son los componentes básicos del sistema de suministro de combustible líquido, la función principal de este sistema es la de suministrar un combustible líquido libre de impurezas y a una presión mínima de entrada al sistema de control de combustible.


---

77

-

-

~



:." Ambiente, c.a.

El sistema de control de combustible líquido suministra la cantidad de combustible requerida por una turbina a gas, durante el periodo de arranque y toma de carga, los principales componentes del sistema son:

. . .

. . . . . . .

Interruptores de presión. Válvulas solenoides. Bomba principal de combustible. Válvula de alivio. Filtros de combustible. Servoválvulas electrohidráulicas. Divisor de flujo. Válvula selectora. Sensores magnéticos.

--Inyector de ---combustible.

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Sistema de Bombeo Combustible Líquido. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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78

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Diagrama Esquemático

Combustible

1.1MI

Líquido.

79


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AmbIente,

c.a.

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SERVICIO

I"igurtl IV.41 DEL FILTRO SI¡RVOVALVULA

Despiece

,

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ADEX

de una servoválvula.

Sistema de Combustible Gas. El sistema de suministro de gas, es controlado por un conjunto de válvulas

accionadas por cilindros hidráulicos que se mueven contra cilindros cargados con resortes, la válvula relación parada regula el flujo de gas deseado por el sistema de control, sus componentes principales son:

.

Filtros de combustible gas.

. .

Interruptores de presión.

.

Válvulas solenoides.

.

Válvula de parada/relación.

.

Válvula de control de gas VCG.

Manómetrosde presión.

80


--

- --


Jt;

c~. AmbIente,

. . . .


c.a.

Sensores de posición LVDT. Transductor de presión. Servoválvulas. Electroválvula de purga. Las graficas mostradas abajo representan los sistemas o diagramas del sistema

de suministrode combustiblegas en una turbinaa gas del modelo MS5001P.

Goo.

LA

Sistema de Combustible Gas.


-----

81

-

1l


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Ambiente. c.a.

Esquemático Control de Speed Ratio Valve.

Operacióny Mantenimientode Turbinasa Gas

82

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Ambiente, c.a.

Qa .::a-.tx.. ~"""~I.'"

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rJo8c Co&a

Sistema de Control de Combustible Gas.


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83

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C.ombustlón, Energía & Ambiente, C,a.


c.o .

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E)O(ttc:llC::m;dat

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Esquemático de Control de Gas,


-- ---

84

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CombustIón, Energía & AmbIente, c.a.

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Diagrama Esquemático sistema de combustible gas Sistema de Protección contra Incendios. El Sistema de Protección Contra Incendios por anhídrido carbónico C02 de la turbina de gas extingue el fuego reduciendo el contenido de oxígeno del aire en el compartimiento de un contenido normal atmosférico de 21% a menos del 15%, una concentración insuficiente para mantener la combustión, para reducir el contenido de oxígeno, una cantidad de anhídrido carbónico C02 igual a o superior al 34% del volumen del compartimiento se descarga en el mismo en un


---

------

85

~



~. Ambiente. c.a.

minuto y, teniendo en cuenta el potencial de reavivamiento de los combustibles expuestos a metales con alta temperatura, se proporciona una descarga prolongada que mantiene una concentración extintora durante un periodo prolongado de tiempo para minimizar la posibilidad de un reavivamiento del fuego. Los componentes importante del sistema incluyen: cilindros de anhídrido carbónico, tuberías y toberas de descarga, válvulas piloto solenoide, presostato y detectores de fuego. El anhídrido carbónico para la turbina de gas se suministra desde una bancada de cilindros de alta presión hasta un sistema de distribución que conduce el anhídrido carbónico a través de tuberías hasta las toberas de descarga situadas en los distintos compartimientos de la turbina de gas. Las válvulas piloto solenoide, que inician la descarga de anhídrido carbónico, están ubicadas en los cabezales de descarga de los cilindros piloto en la bancada de cilindros, las válvulas son actuadas automáticamente por una señal eléctrica

de

los

detectores

de

fuego

sensibles

al

calor

que

están

estratégicamente situados en los distintos compartimientos de la turbina de gas, el sistema puede ser actuado también manualmente por medio de una manivela situada en la parte superior de cada cilindro piloto de anhídrido carbónico. En la turbina de gas se emplean dos descargas independientes: una descarga inicial y una descarga prolongada, en unos segundos después de la actuación, fluye una cantidad suficiente de C02 dentro de los compartimientos de la turbina de gas para formar rápidamente una concentración extintora.


--

---

86

~ :..



Ambiente,

C.iI.

Esta concentración se mantiene durante un periodo prolongado de tiempo al añadir gradualmente más C02 desde la descarga prolongada compensando las fugas del compartimiento. A fin de entender mejor el sistema de protección contra incendios, en los párrafos siguientes se proporciona una breve descripción de su funcionamiento y características distintivas, si tuviera lugar un incendio en uno de los compartimientos de turbina protegidos los contactos de los detectores de fuego sensibles al calor (45FAs o 45FTs) se cerrarán y completarán un circuito eléctrico que activa con corriente y abre las válvulas solenoide (45CR), cuando estas válvulas están con corriente, se aplica la presión piloto a los pistones de los cabezales de descarga de los cilindros pilotos haciendo que sus pistones se muevan hacia abajo y abriendo de esta forma las válvulas de los cilindros piloto,

las válvulas de los cilindros están diseñadaspara permanecerabiertas hasta que los cilindrosestánvacíos. Cuando las válvulas de los cilindros piloto se abren, la descarga de sus contenidos pasa a través de conectores de descarga flexibles al colector del cilindro y a una red de tuberías, la presión desarrollada en el colector por la descarga del cilindro piloto hace que el resto de las válvulas de cilindro de descarga se abran y descarguen así sus contenidos en el colector del cilindro y en la red de tuberías de descarga. Se aplica también la presión del colector a través de una válvula de retención de presión diferencial a los cilindros de descarga prolongada haciendo que sus válvulas se abran y descarguen sus contenidos a través de la red de tuberías de descarga prolongada. La válvula de retención de presión diferencial impide que la descarga prolongada entre en el colector de descarga inicial y en la red de tuberías de 87


- -

---

---

--

---

~ :.

CombustIón. EnergíiJ &

AmbIente,


C.iJ.

descarga inicial, el presostato (45CP), conectado al colector, sirve para realizar funciones de alarma y parada. El nivel de caudal del anhídrido carbónico está controlado por el tamaño de los orificios de las toberas de descarga situados en los compartimientos protegidos, los orificios para la descarga inicial en los compartimientos de la turbina de gas permiten una pronta descarga que forma rápidamente una concentración extintora. Los orificios para la descarga

prolongada en los

compartimientos de la turbina de gas son más pequeños y permiten una tasa de descarga relativamente lenta que mantiene la concentración extintora durante un periodo de tiempo prolongado. Al mantenerse esta concentración extintora, la posibilidad de un reavivamiento del fuego se reduce al mínimo.

1-

.

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- ~Esquemático Sistema de Protección de Fuego. El anhídrido carbónico, en concentración suficiente para extinguir el fuego, crea una atmósfera que no permite la vida, es extremadamente peligroso entrar en el compartimiento una vez que se haya descargado el sistema de C02. Si alguien pierde el conocimiento a causa del C02 debe ser rescatado lo más rápidamente posible y reanimado de inmediato por medio de respiración


----

88

~ ..

.

CombustIón. Energía & AmbIente. C.iJ.

Registro MED N° R.013S.08 RIF. J.30454070.1

C.O.

artificial.La cantidad y el tipo de medios de protección y avisos al personal que se puedan necesitar, deben deten-ninarse en función de los requisitos concretos de

cada

situación.

Se

recomienda

que

el

personal

sea

entrenado

adecuadamente sobre las acciones a tomaren estos casosde emergencia.


---

89

~



.

... Ambiente. c.a. C.a

GENERALIDADESDEL MANTENIMIENTO. DEFINICiÓN DEL MANTENIMIENTO.

Mantenimiento El mantenimiento lo podemos definir como el conjunto de acciones que se siguen mediante reglas o normas utilizando las herramientas necesarias para cada actividad ejecutada sobre un determinado equipo, componente o sistema de una maquinaria en particular con el objeto de garantizarle el funcionamiento dentro de los rangos establecidos para obtener de este el máximo rendimiento, este puede presentarse en las fases predicativas, preventivas y correctivas. El mantenimiento lo podemos representar gráficamente con la curva de la bañera, como se muestra;

M Donde: M = Mantenimiento.

\

T = Tiempo.

T Curva del Mantenimiento Esta curva la podemos explicar de la siguiente manera, cuando un equipo es nuevo la actividad del mantenimiento es mínima, es decir pereciera nulo, esta zona es conocida como zona de arranque, dentro de la grafica es la línea descendiente, predomina en esta zona la operación y es de suma importancia que se registren de forma clara y precisa los parámetros de funcionabilidad del equipo, componente o sistema, en la siguiente zona, línea constante, zona de operación normal el mantenimiento es estándar, es decir se siguen los mínimos 90


-

-

-

-

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Ambiente, c.a.

requerimientos para poder obtener el rendimiento esperado del equipo con un mínimo de inversión y en la zona siguiente es la conocida como la zona de desgaste donde el mantenimiento se hace mayor y es allí donde los registros reflejados durante las anteriores zonas ( zona de arranque y zona de operación normal) juegan un papel importante para determinar cuando, como y para que realizar determinada actividad de mantenimiento.

Zona de Arranaue en la Turbina a Gas. Dentro de una turbina a gas podemos llamar la zona de arranque la relacionada con el comisionamiento, donde se reportan todos los datos o setting de los componentes o equipos asociados con la buena operación podemos nombrar algunos de los parámetros registrados:

./ ./ ./ ./

Temperaturas de aceite, escape y espacio entre ruedas.

./ ./

Valores de alineación de los paquetes.

Presiones, de combustible, descarga del compresor, aceite, etc. Velocidad de giro de la turbina. Vibraciones.

Valores de los disparos asociados con los controles. Es en esta zona se preparan los startup reports de los sistemas y componentes asociados con la turbinas a gas, este es el punto de partida de los programas y schedules de mantenimiento en cualquier planta, durante esta etapa podemos decir que la turbina es muy inestable en su operación, ya que esta se está ajustando con cada uno de los parametros de cada sistema o componentes. Como podemos concluir en esta zona de arranque existen tres intervalos, un primer intervalo, donde se toman datos unicamente para los mantenimiento mayores, desmontajes de paquetes o equipos y futuros traslados; es decir, alineación de paquetes o componentes, calibración y ajustes de vlavulas, mediciones de localización de anclajes, otros. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

91

-

-

-----

~ :.0

Registro MED N° R-0135-0B RIF. J-30454070-1


AmbIente,

c.a.

En el segundo intervalo se refiere a las pruebas de cada componente, sistema o

equipo en particular, se realizan los flushing de aceite yagua donde aplica y el tercer intervalo,

es el referido a las pruebas de arranque, encendido y

sincronización de la turbina a gas.

En esta zona como podemos ver el mantenimiento es completamente nulo, todos los componentes pueden ser nuevos o tienen una repotenciación realizada, por lo tanto

no se debe tener la necesidad de cualquier

mantenimiento, en la grafica anexa podemos ver lo dicho anteriormente.

Datos de alineamiento, calibración y ajustes de v..lvnl.." Montaje

Intervalo I

Pruebas a los componentes, equipos o sistemas, flushing, ajustes y calibración.

Arranque, encendido y sincronización de la Turbina.

Operación

Arranques y Pruebas

Intervalo 11

Intervalo

111

Esquema de actividades en la Zona de Arranque de la Turbina a Gas. Zona de Operación Normal en la Turbina a Gas. La zona de operación normal es la que determina como es el comportamiento de la turbina con respecto al tiempo, el registro de cada uno de los parámetros es importante para la futura actividad de mantenimiento, al igual que la zona de arranque se registran tambien los siguientes parámetros:

./ ./ ./

Temperatura de escape, aceite y espacio entre ruedas. Vibraciones en cada punto establecido. Velocidad. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

- --

--

92

-- --

~ ".

c.e

./



Presiones. En esta zona se presentan dos intervalos, el primer intervalo donde la operación es resaltante y el otro donde prevalese el mantenimiento, como podemos ver en el esquema que se muestra, la operación y el mantenimiento en esta zona es como su nombre lo indica de operación normal por ende el mantenimiento es de

carácter estandar, en la parte operacionalse toman y se registrantodas las condicionesde operación de la turbina y conjuntamentecon el mantenimiento están vigilantes de cualquier anormalidad que pudiese presentarse en la operación.


-

--

-

93

---

1l



c~' Ambiente. c.a.

Toma de datos operacionales, registros, estudios del comportamiento de la turbina a gas.

O>M

O
OPERACiÓN NORMAL

Actividades de mantenimientos estandar, predictivos y preventivos, se realizan algunos correctivos pero deben ser pocos.

Donde: O

= Operación

M=

Zona de Desaaste

en la Turbina a Gas.

En la zona de desgaste se registran tambien los parámetros nombrados en la zona anterior, pero es en esta donde se requiere realizar la actividad del mantenimiento correctivo, con los respectivos datos obtenidos en las zonas

anteriores. En esta zona se registran, en algunas ocasiones los mismos datos que en la zona de arranque,es decir;

./

Alineación.

./ ./

Vibraciones. Valoresde disparos. En la grafica anexa podemos ver como es el comportamiento del periodo mantenimiento de una turbina a gas, o cualquier equipo, cuando el equipo esta en la zona de desgaste los mantenimientos son más frecuentes, el intervalo entre paradas se hace más corto, entonces es cuando debemos entrar con los


--

94

~ ,,"

Combustión. Energíil & Ambiente, C.iI.


programas a ejecutar determinadas actividades, los costos de mantenimiento y operación se incrementan con el tiempo. En esta fase es donde debemos determinar si el mantenimiento esta en la etapa de la productividad del trabajo o en la productividad de capital, determinar si es rentable seguir con los mantenimientos o realizar una nueva inversión, más

adelante veremos, lo que se denomina comocapex- opex. Grafica zona de desgaste. Operación Zona de Desgaste

Costos de Operación y Mantenimiento

Grafica en el tiempo del mantenimiento

M

-------

Arranque

_'_0_'_'

Operación Normal

Desgaste

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\ \

Mantenimiento

en el Tiempo

T

Donde: M = Mantenimiento. T = Tiempo.


-----

95

~

Combustión. Energ;tI &

A.. Ambiente,


e.tI.

En conclusión la turbina a gas,

al igual que cualquier equipo o maquinaria

rotativa, cumple con el ciclo de la bañera, es decir; etapa de arranque, etapa de operación normal y etapa de desgaste, por lo tanto su mantenimiento no es

distintoa otra turbomaquinaria,podemos decir entonces que los mantenimientos son similarespara todas las turbinasa gas, no importael fabricante,los criterios son los mismosy los cuidadostambién. Lo importante para los mantenedores y operadores de turbinas a gas,

es

obtener la mayor longitud en el tiempo, el periodo de operacion normal. IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO.

Una vez más, podemos decir que los centros de producción necesitan la creatividad de su

personal, especialmente aquellos con especializaciones

técnicas, para que "aprieten los cinturones" en nombre de la supervivencia; tanto productiva como especulativa.

En efecto, los esfuerzos por alcanzar las "pirámides de las mejores aplicaciones" en términos de gestión del mantenimiento no son nuevas ni extraordinariamente originales: estas aplicaciones vienen sucedidas por métodos tales como el MCC

-

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, el TPM

-

Mantenimiento Productivo

Total, el Ciclo de Vida de los Activos, etc. y son la prueba de que la optimización del funcionamiento de los equipos figura entre los pilares más importantes de la productividad industrial.

Referido a los procedimientos que nos permiten obtener un 100% de efectividad en las actividades del mantenimiento, llamado PT,

es decir cumplir con los

pedidos de los repuestos, herramientas y mano de obra, ejemplo de ello puede Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

----

96

-

-

~

Combustión, EnergíiJ &

~.: Ambiente,

Registro MED N° R-0135-o8 RIF. J-30454070-1

C.iJ.

ser la completa ejecución de un mantenimiento mayor de una turbina a gas en el tiempo estipulado con los costos presupuestados.

Es referido a lo importante que es diferenciar entre realizar un determinado mantenimiento a un activo en un periodo especificado o no realizar la actividad, es decir es rentable o no el mantenimiento que ejecutaré. En esta sección veremos cuan importante es el mantenimiento para preservar los activos, centrando la atención en la productividad del trabajo y la productividad de los activos, en la grafica que se muestra podemos ver la importancia de aumentar el PC ó PA y no el PT.

Grafica Mejoramiento de la Disponibilidad.

Productividad de Capital o Activo

PC

PT

Productividad del Trabajo


-------

97

~ ".



Ciclo de Vida de los Activos. El mantenimiento centrado en la productividad de los activos o capital se basa en tomar en consideración el ciclo de vida de un equipo industrial o una turbina a gas y no simplemente la fase de utilización! mantenimiento o la fase de compra !proyecto, de allí la importancia de la definición del ciclo de vida de un activo.

El ciclo de vida de un activo es, ante todo, un conjunto de fases por las que atraviesa un equipo a lo largo de toda su existencia, y es por ello que debemos hacer que el impacto sea cada vez menos fuerte en los equipos a mantener. Es conveniente listar de manera completa, lo más que se pueda el conjunto de estas fases de un ciclo de vida. ./

Idea, especificación.

./

Exigencias funcionales.

./

Diseño, proyecto.

./

Fabricación, ensayos.

./

Compras, Leasing, alquileres.

./

Montaje, instalaciones.

./

Commissioning.

./

Operación, utilización.

./

Mantenimiento.

./

Modificaciones, retrofit.

./

Substituciones.

./

Desmontajes.

./

Reciclaje, reutilización.


98

- --

~

Combustión. EnergíiJ & Ambiente. C.iJ.


Estos puntos del ciclo de vida los podemos ver en la grafica anexa.

Puntos del ciclo de vida

ESPECIFICACIONES

DISEÑO REEMPLAZO

REPOTENCIADO

CICLO DE VIDA DE UNA TURBINA A GAS

FABRICACION

INSTALADO

MANTENIMIENTO OPERACiÓN

La importancia del mantenimiento radica en dos puntos; un primer punto de no realizar los mantenimientos, los costos serán cada día menores, pero los riesgos aumentan, y el segundo punto hacer mantenimientos en reiteradas veces, sin controlar los puntos del ciclo de vida del equipo, tendremos menor riesgos pero altos costos de operación y mantenimiento, para los operadores y mantenedores es ubicarse en el punto optimo de la curva que mostramo Costos.


Mantenimiento-

99

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c.

Anual Costos

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.........

Costo Cap.

Intervalos

Otra curva que representa lo importante del mantenimiento es la curva Rentabilidad Vs. Indisponibilidad, donde podemos ver que al bajar la indisponibilidad de los equipos sistemas o componentes obtenemos mayor rentabilidad, veamoslo en la curva. Rentabilidad

Indisponibilidad

Donde el Punto A representa la línea de costos por mantenimiento constantes, pero la indisponibilidad variable, El punto B representa la línea de variación de costos por mantenimieno y operación y la indisponibilidad constante, entonces el punto e representa el equilibrio, que sería el objetivo de cualquier unidad de operación y mantenimiento.


--

100



Ll

~.. AmbIente. c.a.

Tan importante para los mantenedores

de turbinas a gas es la experiencia en la

elaboración y el conocimiento de los procesos del mantenimiento como lo es la operación de la turbina, punto de partida fundamental en la buena labor que puedan llevar a cabo durante dterminadas actividades de la función de preservar las turbinas, pues veremos ahora lo que es la operación. Operación

La operación la podemos definir como el conjunto de parámetros o rangos de un determinado equipo, componente o sistema que le permite interactuar con los demas

equipos

o

sistemas

asociados

manteniendo

una

constante

funcionabilidad de la turbomaquinaria. Es decir cada componente, equipo o sistema debe cumplir con la funcion para la cual fue diseñado, y las maniobras que realiza una persona de operación la definimos como operadora u operador. Todos los sistemas que permiten mantener determinada maquina en los rangos o parámetros para los cuales fue diseñada son los denominados equipos, componentes o sistemas de operación constantes o continua. Cuando una turbomaquinaria es puesta en marcha se le llama, turbomaquinaria en operación y si es continua o intermitente su operación eso depende del régimen donde esta operando.

La operación la podemos mal clasificar de las siguientes formas:


-

-

--

101

---

~ ..

.

Combustión, Energia &


Ambiente, c.a.

C.B .

Operación Normal o Continua. Cuando el equipo, componente o sistema opera dentro de los parámetros establecidos por el fabricante, y el regimen de operación cumple un periodo largo dentro del tiempo, sus arranques y paradas son pocos en relación con las horas de operación. Operación Cíclica o Intermitente. Cuando el equipo, sistema o componente cumple varios ciclos durante un periodo de tiempo corto, es decir la relacion arranque y paradas son altos en comparación con las horas de operación. Cada una de estas faces de la operación tienen su incidencia dentro de las actividades del mantenimiento de una turbina a gas, los programas de mantenimiento al igual que los recursos necesarios para realizar la actividad dependen del regimen de operación de la turbina, y debe quedar claro que el regimen lo determina el operario los rangos y parámetros, el fabricante, es decir como operarlo determinael fabricantey cuandooperar lo determinael operario, entoncesno solamentedebe tomarseen cuenta los rangoso parámetrosde la operaciónsino el regimen. La importancia deriva de la relación entre el regimen de operación y los rangos de la operación ambos influyen en los programas del mantenimiento, mas adelante veremos como es la influencia de estos dos aspectos y los tipos de operación. En las dos graficas anexas podemos ver como influye cada una de los faces de

la operacióny los aspectos:


-

--

--

102

-

--

fl "..

CombustIón, EnergliJ & Ambiente,


C.iJ.

El mantenimiento es directamente Proporcional a los arranques del equipo

M

A Donde: A = Arranques con fuego. M = Mantenimientos.

En esta grafica podemos ver que cuando los arranques son mayores los mantenimientos se hacen más frecuentes, es decir el mantenimiento es directamente proporcional a los arranques del equipo, sistema o componentes.

El mantenimiento es inversamente proporcional a las horas de operación

M

T Donde: M = Mantenimientos. T = Tiempo de operación. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

103

~ ..

.



Ambiente. c.a.

c.a .

En esta grafica podemos ver que el mantenimiento es inversamente proporcional

a las horas de operación, es decir mientras mas operación menor mantenimiento. Pues bien cada tipo de operación tiene su influencia dentro del mantenimiento, es decir, para una operación anormal, los componentes, sistemas o equipos sufren daños que hacen que se adelante el mantenimiento y la curva O-M es mas inclinada; para una operación continua, el numero de horas de operación se incrementa proporcionalmente, haciendo que el mantenimiento se programe y se lleve a cabo en el tiempo establecido, la inclinación de la curva O-M es mas leve; para una operación cíclica o intermitente se incrementan las horas de operación y hacen que la curva O -M se incline mas. En conclusion si interpolamos las dos graficas tendremos una curva definitiva que la llamaremos curva operación - mantenimiento (O-M), de la siguiente forma;

M

Operación

- Mantenimiento Arranaues

T La curva azul representa la relacion operación - mantenimiento optima; la curva roja los arranques con el mantenimiento y la curva verde la operación normal con el mantenimiento.


-

-

- -

104

----

-- - -

fl



" Ambiente, c.a. .

c.o .

En conclusión

cuando existe una operación normal los periodos del

mantenimiento se realizan de forma coordinada y planificada y cuando se suceden operaciones cíclicas o intermitentes, productos de una anormalidad en cualquier rango o parámetro y por requerimiento del operario los mantenimientos se deben adelantar para evitar daños mas severos. Visto la definición del mantenimientocomo lo podemos determinar en una turbinaa gas y la operaciónvamosa hablarcomo es la relaciónde la operación y el mantenimiento. Relacion Operación - Mantenimiento.

Como es establecido por todo los fabricantes de turbomaquinarias, en especial el de turbinas a gas donde determinan que los mantenimientos deben realizarse a determinado numero de horas de operación ó determinado numero de arranques a unas condiciones de operación establecidas. Dicho lo anterior veremos un esquema de cómo debe ser la funcion interactiva entre un departamento de operación y otro de mantenimiento.

FASE A ,. ,. ,. ,. ,.

~ OPERACION ""

"

FASEe

FASE 8

~

--

---...

..."'-o ..... .....

REGISTROS Horas de Operacion. Parámetros.

.......---

--

-- ,.

""

~

MANTENIMIENTO

...


105

-- -

ft


c~.. Ambiente,


C,a.

FASE A: El operario establece cual va hacer el regimen de operación de la turbina a gas, donde se incluye la carga, esta fase es dirigida por el operario. FASE B: Es el punto donde la relacion operación mantenimiento es mas evidente por que es aquí donde se determina cuando, donde y para que realizar el mantenimiento, mediante las lecturas de los parámetros y rangos de operación, se comparan con los establecidos por el fabricante o el departamento de mantenimiento, esta fase es dominada por ambas partes, operación y mantenimiento, cualquier anormalidad con las lecturas o registros se reflejara en la fase c.

FASE C: Aquí se ejecuta la actividad del mantenimiento, luego de coordinado con operaciones en la fase B, esta fase es dominada por mantenimiento, de existir un error en la fase anterior se refleja en esta. De forma grafica podemos ver el punto de equilibrio entre la operación y el mantenimiento, interpolando las curvas anteriores y el esquema, veámos la curva resultante.

ODeración

Fase

Fase B

Fase e

...

Mantenimiento


-

-

-

106

-

~ ~

c..

.



AmbIente, c.a.

.

- Mantenimiento

Curva Relacion Operación

Esta curva aunque parece contraria la podemos explicar de la siguiente forma, a

mayor horas de operación se hace menor el mantenimiento pero se acercan los mantenimientos programados, es por ello que la buen registro, de los parámetros

de operación

y la sana

relación

personal

de operaciones

-

mantenimiento hace que ese punto de equilibrio (Fase B) se mantenga en un punto optimo para varias partes.

Como Elaborar un Proarama de Mantenimiento. Para

poder llevar a cabo una excelente labor de mantenimiento dentro de

cualquier estructura empresarial, esta debe contar con un programa de mantenimiento y me refiero a programa no al software si no a el schedule de las actividades a cumplir para garantizar la operatividad de las turbomaquinarias asociadas con la producción. Al igual que un sofhware de mantenimiento los schedule tambien deben contar con ciertas premisas de las cuales debe ser alimentado para que el mismo sea efectivo y su desviación no exceda del 10%. Una buena programación es reflejo de un buen conocimiento de la secuencia o proceso del mantenimiento, en el esquema que veremos podemos observar dicha relación:


-

-

- - --

-

107

~ :."


Ambiente.


c.a.

..................................................... Mantenimiento Preventivo

Mantenimiento Correctivo

....................................................

Mantenimiento~Básicos Identificación de Las Tareas

Mantenimiento Predictivo

Control Trabajo

Mantenimiento Proactivo

Ejecució n Trahaio

Mejoras Continuas

..................................................... Procesos

del Mantenimiento

Para poder continuar con los programas de mantenimiento, hablaremos de ahora en adelante de schedule y su definición la podemos describir como: Schedule de Mantenimiento

El conjunto de actividades de mantenimiento

que se debe aplicar

en un

determinado periodo del tiempo a un equipo, componente o sistema, en Nuestro caso a una turbina a gas, cumpliendo los procedimientos y normas para que la desviación no sea mayor del 10%. Los schedule de mantenimiento pueden ser de corto, mediano y largo plazo, en el caso de las turbinas a gas se realizan uno anual o mediano plazo y otro a cada 05 años o largo plazo, esto nos

permite llevar un control sobre las

compras de repuestos, materiales y herramientas para la ejecución de la actividad.


108

~

CombustIón. Energía & ~. AmbIente, c.a.


C.s.

Para la elaboración de

un schedule de mantenimiento se deben tomar en

cuenta dos aspectos importantes, pero no los unicos, para de esta forma garantizar un máximo en la operación de los equipos a mantener, pero que son considerados los puntos de partida en la elaboración de los programas de mantenimiento.

Elección del eauipo, componente o sistema. En esta seccion es la mas sencilla pero importante, por que es el punto de partida de la elaboración del schedule, conociendo el equipo, componente o sistema podemos determinar los alcances de los trabajos, los materiales y herramientas a utilizar durante la actividad y lo mas importante el tiempo de parada.

Definición de los Parámetros.

En esta seccion debemos determinar los

parámetros por los cuales se va ha regir el programa de mantenimiento y para ello tenemos que:

./

Verificar el tipo de combustible.

Luego de determinado el equipo,

componente o sistema, la verificación del tipo de combustible se hace importante, ya que no todos los sistemas se ven afectados por el tipo de combustible.

./

Parámetros de Operación. Verificar bajo que condiciones de operación a estado el equipo, componente o sistema, en servicio,

esto para determinar

cualquier anormalidad, esta variante hace que los mantenimiento sufran una distrocion con respecto a la programación de la parada.

./

Horas de Operación. En esta seccion es donde se predice en el tiempo cuando se debe realizar el mantenimiento, todos los equipos, componentes o sistemas se ven afectados por esta condicion, ya que a mayor horas de Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

-

--

109

--

~ ..

c.o

.



Ambiente. c.a.

.

operación el equipo se aproxima a la zona de desgaste, si lo vemos en la curva de la bañera, es por ello que debemos programar como punto principal las horas de operación, cabe destacar que cada fabricante determina cuando hacer

determinadaactividad,tomando comopuntode partidalas horasde servicio. ./

Especificaciones

del Fabricante. En est aseccion nos referimos a que

algunos fabricantes recomienda realizar algunas actividades de mantenimiento, referidas, por ejemplo, a las condiciones ambientales.

./

Operatividad del equipo, sistema o componente. Esta seccion se refiere a las condiciones en que opera el equipo, si es necesario realizar determinado mantenimiento.

En la tabla anexa se muestran algunos sistemas y la influencia de las variantes para realizar el mantenimiento.

Item

Sistemas

01

Sistema de Lubricación. Sistema de Combustión. Sistema de filtración de Aire. Sistema de aceite hidráulico. Sistema de aceite de control. Sistema de alabes guias. Seccion compresor y turbina.

02 03 04 05 06 07

Tipo de Combusti ble No

Parámetros de Operacion Si

Horas de operacion

Fabricante

Operatividad

no

Si

Si

Si

Si

Si

Si

No

No

Si

No

Si

Si

No

Si

No

Si

Si

No

Si

No

Si

No

No

No

Si

Si

No

Si

Si

Si

Si

Si


110

~ ..

c.a

08 09

.

CombustIón. Energla &

AmbIente.


C.iI.

.

Sistemas auxiliares. Sistema arranque.

de

Si

Si

No

Si

Si

No

si

Si

si

Si

Hemos observado cuales son los parametros que debemos tomar en cuenta para la elaboracion de los shedules del mantenimiento, pero ahora veremos como determinar en que punto de la desviacion estamos en el tiempo, para ello explicaremos lo siguiente. Cada

actividad

del

mantenimiento

esta asociada

por

los

parametros

mencionados anteriormente y guardan relacion atraves de

indices de

mantenibilidad y que estan definidos por la siguiente ecuacion: 1M=

HO + FA EF

Donde:

1M = Indice de Mantenibilidad, para un determinado equipo, sistema o componente. HO = Horas de Operación asociadas con el equipo, componente o sistema. FA = Factor de Arranque, tiene que ver con los arranques que afectan la operacion del equipo, componente o sistema, para el caso de las turbinas a gas se refiere a los arranques con fuego y se penaliza con horas de operación por el numero de arranques. EF = Especificaciones del Fabricante, este factor esta referido a las horas de operación que recomienda el fabricante para realizar el mantenimiento.


III

~ ..

c..

.



AmbIente. c.a.

.

Sabiendo la formula del indice de mantenibilidad y que el punto ideal de este indice es que no sobrepase el valor de 1, ya que de suceder esto significa que la actividad del mantenimiento esta retrasada, en consecuencia, podemos observar una grafica tipica de los indices de mantenibilidad para Inspeccion de

Combustion,gases Calientese InspeccionMayorpara una turbinaa gas. INDICE

DE MANTENIMIENTO

UNIDAD

CG4

0.8000

0.7000

0.8000 Inspecd6n de Corrbus1ia1

0.5000

-Gases

Caliertes

-1nspecd6n

0.4000

Mayar

0.3000

0.2000

0.1000

0.0000 en.

...

-

...

Ma,

Af.t;)2003

Para concluir con este punto podemos decir que vemos relacionado el indice de mantenibilidad con la elaboracion del schedule de mantenimiento en la predicion de cuando se debe realizar la compra de los repuestos,

materiales y

herramientas para determinada actividad, al igual que todos los schedule que se realicen dependen de las horas de operación del equipo, sistema o componente. TIPOS DE MANTENIMIENTO.

Dentro de la sección del mantenimiento de una turbina a gas podemos encontramos que el mismo se desarrolla en varias etapas, similar situación se


-

--

112

-

-

~ :..


Registro MED N° R-013S-08 RIF. J-30454070-1

AmbIente. c.a.

presenta en un equipo, sistema o componente de cualquier turbomaquinaria, es

decir, la filosofiade mantener o preservar aplica sin descriminar a todos los elementos que conforman un proceso productivo, lIamese así, por que existe en determinada etapa una transformación de la energia, como sucede en las turbinas a gas y lo veremos en el diagrama: MATERIA PRIMA 2 MATERIA PRIMA 1

Proceso de Transformación de Energla

PRODUCTO

Representación de esquema de Producción Tipico.

Este

esquema

lo

presentamos

porque

para

entender

los

tipos

de

mantenimientos es necesario conocer un esquema tipico de una producción de un determinado producto, en donde las materias primas se introducen a varios equipos en determinadas etapas del proceso, a ciertas condicones de operación, realizándose de esta manera el proceso de tranasformación con la interacción de las materias primas, los equipos, componentes o sistemas. Entonces tenemos que existe contacto de forma directa o indirecta de los equipos con el proceso a través de la transformación de la energia que cada equipo o sistema maneja cuando intercambia parámetros, tales como, Temperatura, presión, flujo, etc con el producto en sus diferentes etapas de la elaboración.

Es importante que cada equipo, componente o sistema este en perfectas condiciones de operación

para que no influya de manera negativa con el

proceso y el producto final no sufra desperfectos, entonces es importante conocer la relación Mantenimiento - Operación, punto que vimos en el tema anterior. Los equipos pueden operar en condiciones desfavorables a su Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-----

113

~



".' Ambiente. c.a.

desempeño y de manera directa se observa que la producción disminuye, pero no asi la calidad de la misma. Observemos la grafica donde el equipo recien comienza a operar la producción es máxima, llega un momento que no puede aumentar sino que se estabiliza y permanece un buen periodo hasta que comienza a hacer efecto la etapa del desgaste de los equipos, componentes o sistemas, entonces el secreto de los mantenedores es estabilizar por un periodo del tiempo largo el componente, equipo o sistema en la parte recta de la curva mostrada, para ello es necesario y obligatorio conocer cada tipo del mantenimiento, y para nuestro caso la turbina a gas, que podemos decir, que el comportamiento si lo interpretamos en la curva seria que a mayro numero de horas de operación su capacidad se ve mermada y disminuye.

Capacidad

Horas de Operación

Parece que resultara

contradictorio el adquirir un equipo conociendo este

comportamiento, pues es alli donde los programas y actividades del mantenimiento deben ser cada dia mas efectivos, en relación con la producción, cumplir cada una de las fases y seguir cada procedimiento; en atención a esto Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

--

---

114

- -

-

-

---

~


c.o.' Ambiente,


C.iI.

estudiaremos ahora los tipos de mantenimientos expresados en función.de la turbina a gas. A.- Mantenimiento

Predictivo.

El mantenimiento predictivo en una turbina a gas esta definido como el conjunto

de actividades que se realizan para predecir cualquier tendencia de los parámetros de operación que puedan afectar o no en el futuro a corto, mediano o largo plazo la producción de electricidad en el caso de una turbina a gas acoplada a un generador eléctrico, Ó el bombeo de petroleo 'o la producción de gas en el caso de que este acoplada a estos componentes. Esta fase del mantenimiento o tipo de mantenimiento enmarcado dentro del mundo de las turbinas a gas podemos decir que esta se asocia con las siguientes actividades:

>-

Monitoreo de parámetros

de operación:

Este tipo de actividad del

mantenimiento enmarcada dentro de la fase predictiva, se fundamenta en el monitoreo continuo de los parámetros de operación, tales como; Temperaturas de Aceite, Temperaturas de los espacios entre ruedas, Temperaturas de escape, Temperatura descarga del compresor o compresores, análisis de vibraciones, análisis fisico

-

químico del

aceite de lubricación, análisis fisico químico del

agua de enfriamiento, en las turbinas que tengan este sistema, presiones de descarga del compresor, diferenciales de presión de aire y aceite de lubricación e hidráulico y consumos de corriente en equipos auxiliares. Para poder llevar un buen registro de estos parámetros y obtener con exactitud la tendencia se debe contar con una buena recolección de los datos y una interpretación de los mismos, en las graficas anexas de Temperatura de aceite y presión de la descarga del compresor es un ejemplo tipico de un mantenimiento predictivo.


115

It



:.. Ambiente, c.a.

Curva Temperatura de Aceite del Cabezal Vs Tiempo DISPARO TERnP.

¡.............................................. ALARMA ZONA DE OPERACiÓN NORMAL

..............................................................

HORAS DEL DiA

Curva de Temperatura Ambiente Vs Presión de Descarga del Compresor

TEMP AMBIENTE

PRESiÓN DE DESCARGA

~

Pruebas de Vibraciones y Eficiciencia de la Turbina: Aunque de forma continua las vibraciones son monitoreadas e interpretadas y comparadas con una tendencia o historial siempre hace falta realizar las pruebas completas, es


116

-- -

-

~


Registro MED N° R-0135-08

RIF. J-30454070-1

.

:.: Ambiente, c.a.

decir, realizar el estudio variando las condicones de operación, desde el momento del arranque, FSNL y diferentes valores de carga, ya que de esta forma podemos detectar daños ocultos que se reflejeran en función del tiempo. Las pruebas de eficiencia se realizan monitoreando parámetros tales como,

presión de la descarga del compresor, consumode combustible,generacióny temperaturasestos como los parámetrosmas importante.En las dos graficas vemos una curva tipica de prueba de eficiencia y un monitoreoconstantede vibracionesen el tiempo.

Pruebas de Vibraciones y Eficiencia de la HEAT RATE

CURVA DE EFICIENCIA

POTENCIA

B.- Mantenimiento Preventivo.

Este Mantenimiento se define como el conjunto de actividades que se realizan en una turbina a gas para prevenir fallas, consiste en el reemplazo de partes y componentes y su estandar de monitoreo para la ejecución son las horas de operación de la Turbina, es decir todad actividad que esté regida por las horas de operación se denomina actividad del mantenimiento preventivo.


117

~

Combustión, Energía& ... Ambiente, c.a.


Las actividades que se realizan en una turbina a gas dentro de este mantenimientoson: ~

Inspección de Combustión: Consiste en realizar un determinado numero de actividades y pruebas, sobre los componentes de la camara de combustión con el objetivo de diagnosticar y reemplazar las partes o componentes que asi lo ameriten. Los componentes de las camaras de combustión son los siguientes: 1.- Cestos Combustores 2.- Quemadores de combustible, 3.- Tubos de fuego cruzado, algunas turbinas no lo usan. 4.- Bujías para el encendido. 5.- Camarade Combustión.

~

Inspección de Gases Calientes: Conjuntode actividadesrealizadassobre la trayectoria del paso de los gases calientes, que comprende la camara de Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

---

lIS

~ ..'

CombustIón. Energía & AmbIente. c.a.


combustión y la sección de turbina, con el objeto de diagnosticar cualquier averia. Los componentes de esta sección son los siguientes: 1.- Los componentes de la sección de combustión. 2.- Piezas de transición. 3.- Tobera de 1era etapa. 4.- Alabes de 1era etapa. 5.- Tobera de 2da etapa. 6.- Alabes de 2da etapa. 7.- El plenum de escape, donde se incluye el difusor. ~

Inspección

Mayor:

Conjunto de actividades

que se

realizan para

diagnosticar y reemplazar las partes o componentes que lo ameriten, esta actividad enmarca toda la turbina a gas. Los componentes de esta sección son 1.- Sección compresor axial. 2.- Plenum de admisión. 3.- Sección combustión. 4.- Sección Turbina. 5.- Sección plenum de escape. ~

Inspección

de Alabes Guias: Conjunto de actividades que se realizan para

diagnosticar el estado de los alabes guias de entrada a la turbina, cuya posición es generalmente en el plenum de admisión, en las turbinas de servcicio pesado, en las turbinas de avion estan ubicados en la entrada.


-

---

-

119

---

~



~' AmbIente, c.a.

.l,.bes gufa~ de en
S...¡;;ctÚIIdp ."t

i.sbl...

d. de .1.....

FIGt,RA 1-10 VISTA DEL AAREGLO D[ ALAbES GUIA.S DE ENTkACIA DF POSICIOtI VARIA8LC

~

Inspección o Reemplazo de Filtros de Aire y Filtros de Aceite: Para estos componentes

es

necesario

reemplazarlos

antes

de

realizar

cualquier

diagnostico.

Filtros de Aceite y Filtros de Aire. C.- Mantenimiento Correctivo. Es el tipo de mantenimiento que esta referido al reemplazo por deterioro de los componentes y el mismo interrumpe la producción de manera drástica y sin planificación, este se presenta cuando los mantenimientos predictivos y preventivos no son llevados a cabo como debe ser. El impacto de realizar un mantenimiento correctivo en lo que se refiere a los costos, según algunos datos estadísticos se refleja de la siguiente manera. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

--

120

~


:..' Ambiente,


c.a.

1 Hora Mtto Correctivo

5 Horas Mtto Preventivo

.....

...

El costo de 1 Hora de Parada de Producción

Equivale al costo de 10 Horas de Mtto Correctivo

y la relación horas hombres entre un mantenimiento preventivo y correctivo es de la siguiente manera:

1 Hora de Mtto Preventivo

....

...

5 Horas de Mtto Correctivo

INTERVALOS DE LOS MANTENIMIENTOS.

Los intervalos de inspección son importante por que permiten desarrollar un programa de actividades de inspección y procedimientos de mantenimiento basados en la utilización de los equipos y en la experiencia acumulada durante su operación, un programa desarrollado de este modo producirá un tiempo fuera de servicio mínimo y menores costos por de mantenimiento y operación. La Tabla que se muestra más adelante relacionan los intervalos recomendados de las inspecciones de combustión, Gases Calientes, inspección mayor, Alábes guías, Filtros de aceite y aire y los sistemas auxiliares. La tabla de intervalos de inspección se refiere a unidades realmente en funcionamiento y podemos ver que ella prevalece la frecuencia, modo de operación, tipo de combustible, limpieza y calidad del combustible, limpieza del Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

--

-

---

121

~ ,,'

Combustión. Energía & Ambiente, c.a.


c.s.

aire pulverizado,medioambientedel lugary prácticasde mantenimientotendrán todos efecto sobre los intervalos de inspección, de igual forma las tablas relacionan los intervalos de inspección recomendados, inspecciones de orificios e inspecciones mayores para todas las instalaciones de trabajo en el modo de temperatura de funcionamiento propia a de la carga de base. Generalmente las divisiones de Turbinas a gas de los fabricantes mantienen un gran volumen de piezas de repuesto para cubrir las necesidades de los propietarios de las turbinas, el sistema de protección de repuestos está diseñado para la rápida respuesta; sin embargo, hay periodos de gran demanda en lo que determinadas piezas pueden no estar disponibles con rapidez para las inspecciones planeadas. Se recomienda con insistencia que las piezas de gran demanda estén disponibles en el lugar para las inspecciones planeadas;

los repuestos que se

recomiendan tener en almacen son los siguientes:

Para las inspecciones

más comunes se deben tener:

./

Toberas de combustible.

./

Forros, tubos de fuego cruzado.

./

Piezas de transición, empaquetaduras y cualquier consumible.

TIPO DE INSPECCION Ó SISTEMA Inspección Combustion.

COMBUSTIBLE

Gas I Destilado Crudo I Residuos Gas I Destilado Inspeccion de Gases Crudo I Residuos Calientes Gas I Destilado Inspeccion Mayor Crudo I Residuos Inspección Boroscopica Gas I Destilado

INTERVALOS

FRECUENCIA

UNIDAD

12.000 6.000 24.000 12.000 48.000 24.000 12.000

------------------

Parada

-------------------

Parada

-------------------

Parada

-----------------

Parada


---

-

---

122

--

Combusttón. Energfit &

/t; ".

AmbIente.

Registro MED N° R-013S-oS RIF. J-30454070-1

C.it.

Inspeccion Alábes Guías Filtros de Aire. Filtros de Aceite. Sistema de Suministro Hidraúlico Sistema de Control. Sistema de Combustible. Sistema de Lubricación Equipos. Sistema de Agua de Enfriamiento Sistema de Arranque Sistema de C02 Sistema de Tuberias. Motores o Bombas.

Crudo / Residuos No Aplica

6.000 12.000

-----------------

No Aplica

6.000

----------------

No Aplica No Aplica

8.000 48.000

No Aplica Gas / Destilado Crudo / Residuos No Aplica

48.000 48.000 24.000 48.000

----------------

No Aplica No Aplica No Aplica No Aplica No Aplica

Anual

----------------

Parada Parada/Opera ndo Parada. Parada

-----------

Parada Parada

--------------

Parada

8.000

Anual

Parada

48.000 8.000 48.000 8.000

------------Anual

Servicio Parada Parada Parada / Servicio

--------------Anual

CRITERIOS DE INSPECCiÓN EN SISTEMAS Y COMPONENTES.

Antes de comenzar a ver o estudiar en este modulo los criterios que se deben tener para poder obtener unos resultados altamente positivos de cualquier inspección realizada a un sistema y sus componentes debemos definir y tener en claro lo siguiente:

./

Criterios: Se define como criterio las herramientas para evaluar cualquier situación o disposición o condición de un sistema o componente, es decir, de acuerdo a como se determine cual criterio usar para realizar una evaluación de esa forma se obtendrán buenos o malos resultados.

./

Inspección: Secuencia de pasos, reglas, normas y procedimientos que se cumplen para determinar el estado físico y funcional de cualquier equipo, sistema o componente, donde se debe y de echo tiene que ser de esa forma Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

123

~ ,,' ..



elaborar un reporte de inspección, resaltando en este los aspectos y puntos más resaltantes de la evaluación, en conclusión una inspección es una evaluación de la factibilidad de poder seguir operando un equipo, elemento o sistema que este acoplado a otros componentes, además de tener criterios de la posibilidad de reusar el elemento ó componente. ,/

Sistemas: Conjunto de componentes y elementos acoplados entre lasos que le permiten operar o interactuar, dando cavida a una funcionabilidad de determinados equipos, bajo ciertos parametros de operación.

,/

Componentes:

Esta referido a los elementos que forman parte de un

sistema ó equipo que están trabajando bajo unas condicones de operación predeterminadas. Definidos esos topicos muy importantes para poder tener las bases y poder determinar el estado critico

de un equipo que se encuentra acoplado a los

sitemas de las turbinas a gas vamos a hablar ahora de los criterios para poder establecer que tan grave puede ser un daño en un equipo, elemento ó componente por eso los llamamos criterios de inspección.

Los criterios de inspección en una turbina a gas están fundamentados por los siguientes aspectos y que estudiaremos más delante de este modulo:

1. Criterios de operatividad del equipo, sistema o componente. 2. Criterios de mantenibilidad del equipo, sistema o componente. 3. Criterios de factibilidad del equipo, sistema o componente. 1.- Criterios de Operatividad

del equipo, sistemas

o componentes:

Este

crítrerio nos permite realizar una inspección bajo estandares de operación es decir, para poder establecer si los componentes inspeccionados pueden o no ser Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

--

124

~ :..


Ambiente,


C.l/.

reinstalados y seguir trabajando debemos saber cuales son sus regimenes de operación, Presión, temperatura, velocidad, combustible, etc. Para determinar el daño del equipo si podemos determinar a que presión trabaja, podremos establecer si el daño que tiene esta bajo condiciones de operación y el mismo puede seguir cumpliendo su función sin necesidad de ser reemplazado, esto se cumple en componentes que tienen su efecto negativo a los cambios de presión dentro de un sistema, como por ejemplo problemas de

erosión productosde las altas presionesy cambiosde velocidad, en los álabes de lasturbinas. Cuando hablamos de criterios de inspección basados en la funcionalbilidad del equipo ó componentes uno de los parametros que más afectán es el de la temperatura, de existir daños observados muy severos de recalentamiento en un componente de una turbina se debe determinar a que temperatura esta trabajando y a cual debería trabajar, por ejemplo un cesto combustor con recalentamiento severo en una de sus partes se debe determinar cual es la temperatura

a la que estuvo expuesto ese componente y como es el daño,

generalmente los daños por temperatura en un cesto combustor están reflejados en los anillos de los cruzallamas. En las partes de la turbina expuestas a presión, temperatura y altas velocidades estos sufren erosión severa y desgastes, es por eso que debemos tener en cuenta estos parametros.

En conclusión para determinar mediante estos criterios de inspección los daños de un componente y equipo al igual que su posibilidad de poder seguir operando debemos verlo en el siguiente diagrama.


--

125

--

-

-

-

-

-

~ :.

Combustión. Energitl &

Ambiente.


C.tI.

EQUIPOS, COMPONENTES

O SISTEMAS

PARAMETROS

-

DE OPERACiÓN

PRESiÓN, TEMPERATURA, VELOCIDAD. OTROS.

Esta fase del mantenimiento como lo es el criterio por operatividad se define en los tres pasos mostrados en el esquema anexo. ./'

Conocer el equipo, componente o sistema.

./'

Conocer sus parametros de operación, es decir bajo cuales de los parametros más comunes de operación esta sometido el equipo, sistema o componente.

./'

Cual parametro afecta más la operación del equipo, sistema o componente. 2.- Criterios de Mantenibilidad

del equipo, sistemas o componentes: Este

criterio nos permite establecer cuan grande y dificil es el daño que tiene el equipo, componente o sistema, estableciendo los pasos y procedimientos a seguir, con que y como hacer la inspección es lo que establece este criterio para poder evaluar los daños en un componente, es decir, si el daño de un álabe fue consecuencia de un mal montaje o por una mala práctica de mantenimiento preventivo. Generalmente dentro de una unidad de mantenimiento las inspecciones se realizan por que se sospecha de algún daño o futuro daño de los equipos, es decir por un mal funcionamiento del sistema, es en ese momento donde se está realizando una inspección con criterios de mantenibilidad en la fase correctiva predictiva o en su defecto preventiva, es por ello que estudiaremos cuales son los criterios de mantenibilidad en las fases predictiva, preventiva y correctiva. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

--

-

-

126

~ :.

.



Ambiente, c.a.

Criterio de Inspección

fase predictiva:

En esta fase es donde se detectan

futuras posibles fallas de cualquier componente, los criterios que deben prevalecer en esta fase son; Conocimiento de los rangos ó perametros donde opera el equipo, procedimiento de inspección, herramientas a utilizar durante la inspección, bajo que premisas debo realizar la inspección y por ultimo establecer el historial tanto de funcionamiento como de mantenimiento, cada una de estas escalas tiene su importancia dentro del establecimiento de un regimen de inspecciones periodicas en los componentes acoplados a un sistema. Cuando el mantenedor se plantea realizar este tipo de actividad del mantenimiento su principal criterio debe ser; Para que? , y el mismo esta asociado a los beneficios que obtendra el mantenedor con realizar esa inspección al igual que puede detectar el futuro daño que pueda ocasionar determinado desperfecto del equipo, sistema o componente. Es decir en la fase predictiva debemos tener como criterio el determinar para que realizar la inspecciono Como podemos ver o interpretar este criterio en los distintos mantenimientos que se realizan en una turbina a gas, y lo podemos ver como sigue:

Inspeccion del tipo A: Llamada de combustion y la fase predictiva la podemos aplicar en el monitoreo continuo del diferencial de temperatura, el cual refleja cualquier anomalia dentro de este sistema.

Inspeccion del Tipo B: Referida a la inspeccion del Paso de Gases Calientes, de igual forma que la de combustion, la fase predictiva el criterio esta fundamentado en los parametros de temperatura manejados por la turbina en lo que respecta a los gases de escape.


127

--

~



".' AmbIente. c.a.

Inspeccion del Tipo C: Esta inspeccion es la de mantenimiento mayor, y con el monitoreo continuo de todas las variables de operación de la turbina establecemos este criterio dentro de esta fase.

Lavados del Compresor: Referido a los lavados de compresor, tanto Humedo como seco, en este caso se monitorea la temperatura y la presion de la descarga del compresor y se grafican para observar como ha sido la disminucion de la eficiencia del mismo. De esta forma establecemos este criterio predictivo enmarcado en esta actividad del mantenimiento.

Inspeccion de Filtros de Aire: Referido a los filtros que mantienen la calidad del aire que entra a la turbina, esta actividad se puede llevar a cabo en esta fase, monitoreando dos cosas: 1.- La caida de presion en el conjunto de prefiltros y filtros. 2.- El conteo de particulas. Observando la caida y llevando un registro de las particulas que filtra o que deja de filtrar el conjunto de filtros podemos establecer cuando realizaremos la actividad de mantenimiento.

De esta forma establecemos este criterio en esta actividad de mantenimiento.

.

Criterio de Inspección Fase Preventiva: En esta fase es donde se prevee cualquier falla mediante el reemplazo de partes y componentes que han sufrido algun desgaste producto de las horas de operación, los criterios que deben prevalecer en esta fase son; Conocimiento de los perametros donde opera el equipo y las tolerancias de ajustes. Cuando se establece realizar un mantenimiento preventivo, con anterioridad se debe haber observado, en los equipos, sistemas o componentes, su historial de


--

-

----

128

It


:..


Ambiente. c.a.

vida, en realidad se han estudiado los comportamiento durante sus años de operación comparandolo con lo estipulado por el fabricante y se determinara si

se requiere reemplazarel componenteo se puede seguiroperando. Es decir este criterio esta dominado por los siguientes argumentos planteados durante una inspeccion preventiva o una actividad enmarcada dentro de esta fase: el término ¿Con Que?

Está referido a cuales son las herramientas a

utilizar por un mantenedor que le permitan

obtener los resultados mas

favorables, es decir, evaluar el metodo, la herramienta y los repuestos a utilizar. Las inspecciones de mantenimiento en una turbina a gas las podemos enmarcar dentro de este criterio de la siguiente manera:

Inspeccion

del tipo A: Llamada de combustion y la fase preventiva esta

definida por las horas de operación de la turbina y de los arranques con fuego, cada turbina o fabricante tiene sus estandar para realizar esta inspección.

Inspeccion del Tipo B: Referida a la inspeccion del Paso de Gases Calientes, de igual forma que la de combustion, la fase preventiva esta enmarcada por las horas de operación y los arranques con fuego.

Inspeccion

del Tipo C: Esta inspeccion es la de mantenimiento mayor, y

principalmente se enmarca por las horas de operación y los arranques con fuego al igual que el monitoreo continuo de todas las variables de operación de la turbina establecemos este criterio dentro de esta fase.

Lavados del Compresor: Referido a los lavados de compresor, de esta forma establecemos este criterio preventivo enmarcado en esta actividad del mantenimiento.

Inspeccion de Filtros de Aire: Referido al cambio de los filtros que mantienen la calidad del aire que entra a la turbina, esta actividad se lleva a cabo luego de determinar el alcance de la misma. 129


--

--

~



:.' Ambiente,c.a.

.

Criterio de Inspección Fase Correctiva: Durante esta fase el criterio resulta un poco más sencillo se trata de corregir mediante el reemplazo o la reparación de las partes, componentes o sistemas de una turbina a gas, es decir este criterio se cumple cuando no existe un adecuado cumplimiento de las dos fases anteriores, predictiva y preventiva. El criterio de mantenibilidad de las turbinas a gas lo podemos resumir en el siguiente cuadro:

Inspecciones. Tipo A

TipoB

Tipo C

Filtros de Aire

Lavados de Compresor

Fase Predictiva Verificar el diferencial de temperatura de escape de forma continua. Verificar el diferencial de temperatura entre las ruedas de la turbina y los arranques con fuego. Chequoe de todos los parametros de operación de la turbina y determinar cualquier anormalidad de algún componente o sistema. Se realiza conteo de particulas en el lado del aire limpio y se monitorea la caida de presión de la caseta de filtros y prefiltros. Se monitorea la relación de presión del compresor Vs la temperatura descarga del compresor y de esta forma se determina la ejecución del lavado.

Fase Preventiva Definida Básicamente por las horas de operación y los arranques con fuego. Al igual que la inspección tipo A, depende de las horas de operación y los arranques con fuego. Definida por las horas de operación y arranques con fuego.

Fase Correctiva Cuando ocurre un daño por mal mantenimiento predictivo y preventivo. Reemplazo por daño no detectado durante las fases predictivas y preventivas. Se aplica por cualquier daño o desperfecto de los componentes o sistemas.

por Se determina por las Reemplazo deterioro de los filtros horas de operación o por el conteo de o prefiltros. particulas. Por horas operación.


de

I Cuando

no se realiza

una buena inspección en las fases predictivas y preventivas.

130

il


~..' Ambiente,


c.a.

3.- Criterios de factibilidad

del equipo,

sistemas

o componentes:

Este

criterio esta basado en la disponibilidad del equipo, partes o componentes en los almacenes de una planta, es decir este criterio tiene que centrar su atención en las fechas de entrega de los repuestos y las horas de operación de la turbina, de esta forma es factible realizar un mantenimiento por que se cuenta con el componente. Lo podemos representar con el siguiente esquema. ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO

HORAS DE OPERACiÓN

PROCURA DE REPUESTOS

EJECUCION DEL MANTENIMIENTO

SEGURIDAD EN EL MANTENIMIENTO DE UNA TURBINA A GAS


--

-

131

--

~

Combustión. Energlil & .. ' Ambiente, C.iI. ..

Registro MED N° R-0135..Q8 RIF. J-30454070-1

.

IMPLEMENTOSY EQUIPOS DE SEGURIDAD UTILIZADOS. Antes de hablar de los implementos de seguridad utilizados durante las labores de mantenimiento de una Turbina a Gas, debemos aclarar algunos términos en

determinadas situaciones del trabajo, de igual forma debemos conocer

los

riesgos a los que estamos expuestos constantemente como resultado de las condiciones especificas de cada área y puesto de trabajo, el entorno y/o constitución característica de la planta, así como las normas de seguridad a tener en cuenta como medida para la prevención de accidentes laborales y/o enfermedades profesionales. La dinámica del trabajo o actividades realizadas en las turbinas a gas amerita que constantemente se examinen las diferentes alternativas de mejoramiento las cuales podrán contribuir

no sólo a su mayor productividad, rentabilidad y

permanencia sino que además contemple el diseño de un sistema donde las condiciones y medio ambiente, además de seguro y confortable, garanticen el resguardo y protección integral de sus trabajadores propios o contratados y la conservación del medio ambiente, para poder entender la seguridad debemos conocer algunos términos, para ello vamos a definirlos:

En esta sección hablaremos de algunos equipos e implementos de seguridad más comúnmente utilizados durante las actividades de mantenimiento en las turbinas a gas: Prevención V Protección Personal.

·

Zapatos con protección delantera ó punta metálica.

.

Guantes para trabajo mecánico.

.

Cascos.

.

Lentes de Seguridad.

.

Impermeable.


--

-

132

Il A.

Combu5tlon. Energfil & AmbIente, C.iI.

nCYHJLIU

,..

.,,,,

,""..,....

RIF. J-30454070-1

.

Tapones auditivos.

. . . .

Bragas desechables. Guantes de alta tensión. Mascarillas desechables.

Como medida de seguridad y protección,a la integridadfísica del trabajador

que labora en las zonas operativas, se prohibe el uso de accesorios personales, tales como: relojes, anillos, cadenas, etc.

.

Se prohibe traspasar

las "zonas de peligro" que estén rodeadas por cintas

de seguridad o con sogas, sin una autorización específica.

. No se deben operar maquinarias, herramientasy equipos sin autorizacióno si se desconoce su funcionamiento; inmediato.

.

es necesario dirigirse a su Supervisor

En caso de detectar alguna condición insegura al efectuar sus labores, se

debe reportarinmediatamenteal Supervisordel área.

.

Todas las protecciones de seguridad de las máquinas, deben permanecer en

su lugar, durante las actividades de producción.

.

Para efectuar mantenimiento con el grupo Turbo Generador en servicio o

parada, debe solicitar y

estos trabajos

autorización a la superintendencia

deben

ser

coordinados por

de operaciones

la superintendencia

de

mantenimiento.

.

En condiciones normales de operación las puertas de las secciones de

accesorios, Turbinas, Caja Reductora, Excitatríz, y del Gabinete Auxiliar del Control, deberán permanecer cerradas.

.

No deben obstruirse los equipos de emergencia, salidas, pasillos, extintores

e hidrantes contra incendios, con materiales de trabajo, equipos y/o vehículos.

.

Nunca permanezca bajo una carga suspendida, no transite bajo escaleras o

andamios.

.

Los trabajadores deben solicitar a su Supervisor inmediato el reemplazo de

sus equipos de protección personal, cuando los mismos estén deteriorados. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

--

133

--

~

Combustión, Energía & A' Ambiente, c.a.


C.s.

.

Por ningúnmotivolos empleados y obreros deben arrojar al piso o escaleras

objetosdiversoso basura, a fin de evitar accidentesy el mal aspecto que esto produce.

.

La llave de los mecanismos de enclavamiento de las diferentes equipos

asociados a la actividad de mantenimiento permanecerán en Sala de Control.

.

Los trabajos que requieran operaciones con generación de calor, chispas o

fuego, deberán ser notificados a la Coordinación de Seguridad Industrial, antes de iniciarse su ejecución, para su debida autorización.

.

Para trabajos en alturas mayores de 2 metros, donde existen riesgos de

caídas, deberá usarse el arnés de seguridad, atado a sitio seguro.

.

No se deben realizar conexiones eléctricas directas, sin el uso de terminales

o empalmes adecuados.

.

Todo equipo eléctrico asociado a una actividad de mantenimiento e

instalación en oficinas y Plantas, debe ser desconectados una vez finalizada la tarea o jornada de trabajo.

.

Esta prohibido el uso de instalaciones eléctricas defectuosos.

PRUEBAS EST ÁNDARES.

Las pruebas más comunes realizadas antes de ejecutar cualquier actividad de mantenimiento en una turbina a gas, donde existen espacios confinados, altura, temperatura, equipos en rotación y electricidad, son:

· · .

Para trabajos eléctricos realizar la prueba de ausencia de tensión. Para espacios confinados, realizar la prueba de concentración de gases. Prueba de chequeo de temperatura.


---

134

--

~ :...


Ambiente,


C.iI.

SISTEMA DE BLOQUEO.

Propósito Proporciona un método que garantiza la seguridad del personal que trabaja en o alrededor de equipos eléctricos y mecánicos, además de proporcionar protección para el equipo. Alcance Las reglas y procedimientos deben ser Estrictamente

el Personal

Cumplidas

por Todo

involucrado en los procedimientos de Bloqueo sobre todos los

equipos, sistemas y estructuras. El sistema de bloqueo generalmente conocido es el realizado con componentes mecánicos, es

decir

colocando

candados, pero

los

mísmos

no son

personalizados, es por ello que el sistema de bloqueo que mencionaremos y estudiaremos proporciona esta facultad. Además el bloqueo no se realiza con componentes mecánicos, si no que se elaboran cartas de identificación que permiten, esta personalización. Pues las cartas o tarjetas las estudiaremos por tipo:

.:.

Tarjeta Roja de Bloqueo.

135


----

~



:..' Ambiente, c.a.

Identifica los puntos de bloqueo eléctricos y mecánicos entre cualquier circuito o equipo que esta energizado o podría energizarse y el equipo desenergizado sobre el cual el trabajo será realizado. "No Puede ser Usada con la tarjeta de Trabajadores".

"BLOQUEA Y PROHIBE OPERAR" El equipo consignado con una tarjeta Roia de BloQueo no podrá ser operado

por ninguna persona hasta que la tarjeta sea

Liberada y Retirada

apropiadamente.

TARJETA DEPERM.ISO

TARJETA DEPERMISO

UBIC'ACION

FECHADE COl.OCACIO".

COI..OCADA

POR (FECH<)

EQUIPO

TI'OOING NJrHORfTY

FECHADE RETIRO

TRA6AJON"

RETIRADA

POR """"

(FECHA)

PLEDET!WWAR EN ESTEfQl.IPO y OPEAARlO PARAREALIZAR, PRUEB,6SY OTROSPROPOSITOS

ESTEEQUIPOESTAAISLADODEALTATENSION

_ESTEEQUIPOESTAAISLADODEALTATENSION . '''.'.'''.r;«_'''''''__''..~ ~ "' "< .

.:.

Tarjta Permiso para Trabajar.

Identifica equipos eléctricos que están seguramente aislados de cualquier fuente de voltaje, deberá ser usada estrictamente en Alto Voltaje para equipos eléctricos y en fuentes de energía. Identifica y da a la persona nombrada en la tarjeta la autoridad para trabajar , operar o ajustar el equipo

Cada tarjeta Permisiva deberá tener Tarjetas Rojas de Bloqueo entre ella y cualquier fuente de Alto Voltaje o fuente secundaria que pueda ser transformada en Alto Voltaje.


136

~



e".: Ambiente, c.a.

¡Solo es una tarjeta de Información! No la use como un punto de bloqueo. .:.

Tarjeta de Equipos Defectuosos. Esta tarjeta es utilizada para

advertir a los empleados de condiciones

potencialmente peligrosas causadas por herramientas

u

otros equipos

defectuosos. La tarjeta es una advertencia temporal y será colocada a la herramienta o equipo tan pronto como la condición insegura es encontrada y permanecerá colocada hasta que la condición sea corregida o el equipo reemplazado o desechado. Las acciones para corregir esta condición serán realizadas tan pronto como sea posible después de la detección. o

o PELIGRO

NO USAR EQUIPO DEFECTUOSO

(25 TURB~

¡;¡ i

COLOCADA

"'"

I

Esta Tarjeta deberá ser completada como sigue: Lado 1- Ninguna información adicional a las iniciales del trabajador y fecha. Lado 2- Una descripción breve de las acciónes requeridas o recomendadas para el equipo, Nombre de la persona y fecha en la cual la Tarjeta fue colocada, Ntifique inmediatamente al supervisor.

.:.

Tarjeta Roja Amarilla.


137

--

-

--

- --

~



:.- AmbIente. c.a.

Identifica puntos de bloqueo mecánico o bajo voltaje. Bloquea y prohibe operación de equipos por individuos diferentes al trabajador nombrado en la tarjeta o persona bajo su dirección. No puede ser Instalada en

puntos de bloqueo junto con

otra tarjeta de

seguridad. EXCEPTO UNA TARJETA BLANCA DE PRECAUCiÓN. Indica que el equipo ESTA CONSIGNADO

a solicitud de la persona a cargo

nombrada en la tarjeta y que el trabajador puede operar el equipo. La persona a cargo y el trabajador pueden ser la misma persona. La tarjeta de trabajadores solamente Precaución

puede estar acompañada por una tarjeta Blanca de

Procedimiento de Bloqueo. ·

La persona a cargo del trabajo o la que requiere el trabajo suministra una solicitud a la persona encargada de recibirlas generalmente el encargado de la operación de los equipos.

·

La persona a cargo del trabajo o la que requiere el trabajo y el encargado de recibir la solicitud revisan los puntos de bloqueos.


-- ---

138

!t ·



:..' Ambiente. C.B.

La persona encargada de recibir la solicitud determina si el trabajo puede ser

hecho y aprueba la petición. ·

La persona encargada de recibir la solicitud da las órdenes necesarias para el despeje del equipo y la colocación de tarjetas.

·

El técnico de operaciones

(T.O) revisa los puntos de bloqueos y genera las

tarjetas. ·

El operador revisa los puntos de bloqueos y tarjetas en la requisición.

·

El operador aísla y coloca las tarjetas en los equipos.

·

El operador realiza todas las pruebas necesarias y chequea que la seguridad este garantizada.

·

Luego de realizada la actividad para la cual el equipo fue consignado la persona a cargo libera el trabajo. El T.O libera etiquetas y realiza las operaciones para que el equipo este listo para ponerlo en servicio Realas Fundamentales

del BloQueo.

Las reglas contenidas en esta sección forman la base

y

fundamento del

Sistema de Bloqueo de Seguridad.

Todos los conceptos basicos de reglas de bloqueo, procedimientos y disposiciones se aplican a las Tarjetas de Bloqueo del Trabajador. 1.

Sólo personal autorizado por el Gerente de Operaciones o el designado por

este puede solicitar Salidas de equipo o estar a cargo del trabajo requierido con Tarjetas.

2.

Las solicitudes individuales de Bloqueo serán sometidas a la aprobación de

la persona autorizada para tal fin. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

139

~


Registr'o MED N° R-0135-08 RIF. J-30454070-1

:..' Ambiente. c.a.

3.

La persona a cargo asegurará que el equipo que será intervenido este

Despejado y Consiqnado a su nombre cuando el trabajo va a ser realizado 4.

Las solicitudes

de salidas

individuales y tarjetas

de seguridad

serán

completadas por el supervisor a cargo del trabajo; sin embargo las solicitudes pueden ser completadas por el Personal Autorizado si es necesario. Cuando más de una persona requiere la Tarjeta de seguridad sobre el mismo circuito o equipo, solicitudes de bloqueo deberán ser sometidas por cada persona por separado. 5.

Para la protección del personal trabajador, las tarjetas serán solicitadas a

nombre de un trabajador individual o del supervisor. 6.

Nombres tales como el Supervisor de Subestación, el Operador de

Sistema, Despachador de Distribución o la Superintendencia de Distribución pueden ser usados sobre tarjetas aplicadas a circuitos o el equipo, pero no para la protección del trabajador 7.

El Nombre de Gerencia de Operaciones o Superintendencia de Distribución

puede ser usado sobre tarjeta de seguridad cuando es colocada en una subestación de clientes por un Operador de Distribución para permitir al cliente trabajar apropiadamente sobre el equipo. 8.

La persona que solicita una salida de equipo indicará todas las tarjetas

necesarias Roja de Bloqueo, Amarillo Permisivo y Blancas de Precaución. 9.

La tarjeta amarilla Permisiva serán colocada antes del inicio del trabajo

sobre el equipo donde se trabajara.

140


--

- -

---

~



e".. AmbIente. c.a.

10. Cada Tarjeta Amarilla Permisiva tendrá una Tarjeta de Roja de Bloqueo entre ella y cualquier fuente de Alto Voltaje o fuente secundaria que puede ser transformada a Alto Voltaje.

11. El trabajo no será realizado sobre ningún punto de bloqueo que tiene sólo una Tarjeta Roja de Bloqueo.

12. Si los circuitos o el equipo que han sido Consignado, pero aún no "AsiQnado Para" trabajar, el Operador de Sistema, u otra autoridad que tiene la jurisdicción puede ordenar quitar las tarjetas de circuitos

o

equipos y

restablecer el servicio si fuera necesario, sin llamar a la persona a cuyo nombre esten las tarjetas. 13. Después de Despejado v ConsiQnado, el equipo y el permiso al Asignado Para trabajar ha sido autorizado

ya sea al principio o sea después de una

liberación temporal, la persona a cargo del trabajo visualmente comprobará la colocación de todas las tarjetas y la posición apropiada de todos los componentes y realizará las pruebas necesarias antes de comenzar el trabajo. 14. La revisión será hecha para asegurar que todos los dispositivos de aislamiento de energía estan Despejados v ConsiQnados

correctamente.

Cuando el punto de aislamiento es remoto a la ubicación del trabajo o es inaccesible debido a otros motivos, la persona a cargo debe asegurar el posocionamiento apropiado del equipo y la ubicación tarjetas a través de una comunicación verbal con la persona a encargada de la consignacion. 15. Antes de que cualquier potencial de prueba sea aplicado al equipo o sistemas, es la responsabilidad del individuo que conduce la prueba asegurarse que todo el personal que esta trabajando sobre el equipo ha sido notificado de la prueba y este despejado y seguro.


--

141

~


:..' AmbIente,


c.a.

16. Procedimiento

Especial

para los diferentes

tipos de interruptores,

una

Tarjeta Roja de Bloqueo será colgada sobre el mecanismo de extracción y una Tarjeta Amarilla Permisiva será colgada sobre la manilla del cubículo que contiene al Interruptor cuando el equipo es puesto fuera del servicio. 17. El disyuntor puede ser quitado de la posición de prueba y sacado del cubículo para el trabajo o colocado en la posición de prueba por la persona a cargo del trabajo cuyo nombre esta la tarjeta Amarilla Permisiva o personas bajo dirección.

18. Si el interruptor es completamente retirado del compartimento, la puerta de compartimento será cerrada y consignada con una tarjeta Roja de Bloqueo, o las compuertas bloqueadoras de las barras serán aseguradas en la posición cerrada con la cuerda roja instalada y consignada

con la Tarjeta Roja de Bloqueo

colocada sobre el mecanismo de extracción inmediatamente después que el interruptor ha sido retirado. 19. Cuando las tierras portátiles son instaladas después que el permiso para trabajar ha sido concedido, una Tarjeta Roja de Bloqueo será aplicada en el punto de la conexión a tierra a nombre de la persona a cargo del trabajo. Esta instalación será reportada. 20. Cuando el equipo es "Asionado para" y después de que las pruebas son realizadas la persona a cargo del trabajo notificará a todos los individuos bajo su dirección que el trabajo puede comenzar. 21. Equipo consignado solamente con una Tarjeta Roja de Bloqueo no será operado por nadie hasta que la tarjeta sea apropiadamente liberada y retirada.


--

142

~ :..

CombustIón, Energia &

AmbIente,


c.a.

22. Previo a la liberación temporal o permanente de un equipo, el individuoa cuyo nombre esta

la tarjeta debe verificarque todo el personal que trabajó

sobre el equipo bajo su dirección ha sido notificado de la Liberación de la Tarjeta

y se ha despejado el equipo de forma segura. 23. El individuo que libera las tarjetas asegurará que el equipo está listo para el servicio o la persona a cargo de la consignacion respectiva ha sido informada que el equipo esta disponible para el ponerlo en servicio. 24. Antes de liberar cualquier tarjeta de Alto Voltaje, cada persona a cargo del trabajo quitará sus Tarjetas de Bloqueo de Trabajador, registrará el retiro y restaurará el dispositivo de bloqueo mecánico y de bajo voltaje a condiciones de funcionamiento normales.

25. Todas las operaciones de bloqueo serán realizadas solo por Personal Autorizado.

26. Cualesquiera diferencias entre el número de tarjetas que se aplicaron y el número de tarjetas quitadas será reconciliado por la

persona a caro de la

consignacion respectiva. 27. Después de que una tarjeta de seguridad ha sido liberada y quitada, la persona que completa la operación llenará la información restante requerida sobre la Tarjeta y la devolverá a la encarQadarespectiva.


143

It



:..' Ambiente. c.a.

MANTENIMIENTODE SISTEMAS DE CONTROL

General. Los procedimientos de mantenimiento recomendados en esta sección se aplican a una instalación típica de planta de potencia en bloque y no corresponden a ningún modelo de equipo de planta en particular. Esta sección se subdivide en dos subsecciones:

El Programa de Inspecciones

Periódicas seguido de los Procedimientos de Inspección y Mantenimiento aunque todos los temas de cada una de ellas siguen el mismo orden general, no todos los elementos relacionados en el Programa de Inspección se mencionan en los Procedimientos de Mantenimiento sólo aquellos elementos que requieren especial atención o que no están incluidos en las instrucciones del fabricante, se describen en el texto.

Los elementos de mantenimiento estándar, como calibres, interruptores, válvulas, filtros, etc., se han agrupado bajo un mismo título en cada subsección, a su vez, los elementos se han agrupado por categorías de sistemas y principales equipos. En el Programa de Inspecciones Periódicas, la columna "Inspeccionar" relaciona todos los sistemas, componentes y dispositivos de la turbina de gas y el generador que requieren inspección. En la columna "Qué inspeccionar", se relacionan puntos particulares de cada elemento de la inspección como posibles condiciones defectuosas que se deben buscar y corregir.

Para los ajustes de temperatura y presión, intensidad del caudal, datos de calibración, etc., además de información detallada sobre la inspección y Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

144

~ :'



Ambiente, c.a.

mantenimiento de cualquier dispositivo listado aquí, el lector debe consultar y se le recomienda los siguientes documentos: 1. Diagrama Esquemático de Tuberías 2. Resumen de Dispositivos de Diagrama 3. Especificaciones de Control 4. Publicaciones del Equipo 5. Cualquier documento que le permita obtener información necesaria para establecer los pasos a seguir en una inspección especifica. La columna "Referencia", en el Programa de Inspecciones se refiere a aquellas páginas del texto que dan información detallada de las inspecciones del dispositivo, montaje o sistema a inspeccionar esta columna se refiere también a publicaciones, publicadas porque suplementan la información del texto. La columna "Frecuencias de Inspección y Estado de la Turbina" especifica, por medio de abreviaturas, la frecuencia con que un dispositivo o montaje debe ser inspeccionado y si la turbina puede estar en operación durante la inspección. La(s) letra(s) de la parte izquierda designa(n) la frecuencia y la(s) de la derecha especifica(n) el estado de la turbina. La lista de abreviaturas usadas es la siguiente: D - Inspección Diaria W - Inspección Semanal

- Inspección Mensual Q - Inspección Trimestral M

SA - InspecciónSemianual CI-Inspección de la Combustión A

- Inspección Anual


145

~ :..


Registro MED N° R-0135-08 RIF. J.30454070-1

Ambiente, c.a.

HGP - Inspección de la Trayectoria de los Gases Calientes Maj - Inspección Mayor de Rehabilitación Yrs.

- Años

O - Operación de la Turbina S - Paro de la Turbina Las frecuencias de inspección y el estado de la turbina recomendados, que se especifican en esta columna, son representativos de una instalación de planta de potencia promedio e incluye tanto las estaciones en operación en picos como en operación continua. No se pretende cubrir todas las variantes de los equipos que se suministran y pueden depender de las condiciones ambientales de la estación (En algunos casos, se puede recomendar el paro únicamente como precaución contra posible daño al personal de mantenimiento, porque la situación del componente o dispositivo está en un área peligrosa),

nuestra

intención es que estas instrucciones, con el apoyo del Representante de Servicio al Cliente del fabricante, se utilicen como una ayuda en la preparación del programa de mantenimiento individual de cada comprador o usuario de turbina.

146


--

- -- -

- --

-

- - --

~


eJ...' Ambiente,


c.a.

PROGRAMA DE INSPECCIONES

.:.

PERIODICAS A SISTEMAS DE CONTROL.

Instrumentacion.

Equipos

D D A D A

Estado de la Unidad O O S Estado de la Unidad O O S O S

D A

O S

D A

O S

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

Acción

Inspeccionar

Interruptores de Presión. Equipos

Calibración

Daño Error de Lectura

Acción

Inspeccionar

Termómetros. (Tipo Disco)

Daño Error de Lectura

Calibración

Medidor de Caudal

Costuras y Juntas de Fugas

Calibración

Detectores de Vibraciones

Lectura Estable Sujeción del Montaje

Calibración. Verificar el Montaje.

Indicadores de Combustible Líquido

Errores de Lectura

Verificar la Calibración del Punto de Actuación Alta & Baja

.:.

Frecuencia D D A Frecuencia

Dispositivos de Control.

Equipos

Inspeccionar

Interruptores de Temperatura

Captación de Calibración & Ajuste de Interrupción

Verificar cualquier golpe o conexión floja.

A

S

Termostatos

Ajuste de Calibración

Calibrar

A

S

Válvulas Reguladoras de Presión Válvulas Reguladoras de Temperatura

Fugas de la Empaquetadura Ajuste Incorrecto Fugas de la Empaquetadura Ajuste Incorrecto

Correir Fuga y Ajustar la calibracion.

M D

O O

Correir Fuga y Ajustar la calibracion.

M D

O O

147


-

---

--- -

- -

~

CombusClón. Energía &

:..' AmbIente.

.:.


c.a.

Equipo Hidraulico Mecanico.

Equipos Válvulas de alivio Válvulas solenoides

Orificios Equipos

Crepitación & Fugas

Realizar Ajustes

M A

Estado de la Unidad O S

Fugas Operación Adecuada

Realizar Ajustes

M A

O S

A A A Frecuencia SA 3Yrs

S S S Estado de la Unidad S S

SA

S

Reemplazar

D M SA o Cuando se requiera.

O O S

Reemplazar

D

O

M SA

O S

M SA

O S

D

O

Inspeccionar

Erosión o Corrosión Taponado, Deterioro del Orificio Cantos Afilados o Chaflán Irregular Inspeccionar

Acción

Realizar la reparacion Acción

Válvulas de Retención

Fugas Corrosión

Corregir la Fuga y Realizar Limpieza

Mallas, Gas/Liquido

Cascarilla de óxido

Realizar Limpieza o Reemplazar

Filtros, Lubricante & Combustible 15 libras por pulgada cuadrada (1,03 bares) MáximQP Filtros del Suministro Hidráulico 60 libras por pulgada (81,3 N-m) Máximo P Filtros de Aire (Válvula de Extracción de Aire) Filtros y Prefiltros

de Aire Alta

Eficiencia.

Costuras y Juntas de Fugas Elemento sucio

Costl,.Jrasy Juntas de Fugas Elemento Sucio

Acumulación de Humedad Filtro Sucio

Reemplazar

Acumilacion de Sucio Filtros Deteriorados.

Realizar Limpieza Reemplazar


Frecuencia

148

~ :.

...



AmbIente. c.a.

Calentamiento. Enfl .

to v Ventil--- -----

Inspeccionar

Acción

Equipos

Acondicionad orde Aire

Calentadores ambientales Equipos

Filtro Sucio Ajuste Inadecuado del Termostato Serpentín del Condensador Sucio

Realizar Limpieza y Reemplazar Filtro.

Operación Inadecuada Elementos de Calentamiento, Álabes y Rejillas Sucios, mal ajuste termostato Inspeccionar

Realizar Ajustes y Limpieza a los componentes Acción

Ventiladores Desgaste Excesivo de Limpieza de Accesorios la Rueda del Ventilador Seguridad de Montaje del Vibración de Accesorios, etc. Y Compartiment o de la Turbina

A Equipos

Motores

Acoplamiento s de Motor Y Bomba

de Mot,

Inspeccionar Vibración excesiva Rejillas y Pantallas Sucias Pernos de Montaje y Conexiones Eléctricas Flojos Arrollamientos, Anillos colectores, Conmutador, Juego de Escobillas Sucios Condición de las Escobillas Pernos y Tapones de Grasa Flojos Evidencia de DesQaste

Frecuencia

Estado de la Unidad

W W A

O/S O/S O/S

A A A Frecuencia

O S O Estado de la Unidad S O S S

A A A A

80mb Acción

Cequear Balanceo, Alineamiento, Realizar Limpieza y Realizar apriete de Conexionados.

Realizar Ajustes


Frecuencia

Estado de la Unidad

A A A A A

O O S S S

A A

S S

149

---

-

~

Combustión. Energíil &


..' Ambiente, C.iI.

C.s.

.:.

Sistemas de Tuberias de la Unidad.

Equipos

Inspeccionar

Tuberías y Válvulas (Combustible, Aceite, Aire, Agua)

.:. Equipos

Bombas de Aceite de Lubricación

Tanque de Aceite de Lubricación

Fugas Tornillería, Soportes y Mordazas de Sujeción Flojos Soportes Rotos Vibración Operación Inadecuada de Válvulas Empaquetadura de Válvulas Floja

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

Realizar Ajustes y Reemplazar Cualquier Soporte Flojo o Empacadura Dañada.

D M M M M M

O O O O O O

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

Reemplazar las partes necesarias y ajustar las oluras

M Maj Maj Maj

O S S S

Aplicar Pintura, Realizar apriete y ajuste de tronilleria y Realizar Limpieza de Sedimentos.

A Maj Maj Maj Maj

S S S S S

Sistema de Lubricacion Inspeccionar Ruido excesivo Huelgo de Anillos de Desgaste Desgaste de Chumacera de Empuje Desgaste del Sellado de Cojinetes Pintura Desconchada Torn,iIIería Adaptadores de las Tuberías y Conductos Internos Flojos Tornillería Floja o en Falta en los Soportes y Mordazas de Sujeción de Tuberías Tornillería Floja en Tomas de Bombas Presencia en el Fondo del Tanque de Sedimentos y Materia Extraña Infrecuente Propiedades Físicas


150

~


:..' Ambiente,


c.a.

Irregulares de la Muestra de Propiedades Lubricante tomada de del Aceite de los Tanques, y Presencia Lubricación de Contaminantes Operación Inadecuada Fugas Intercambiado Agua Contaminada Obturación de Tubos rde Calor con Fugas

Montajes de Radiador y Cabezal Calentadores de Inmersión del Aceite de Lubricación Acoplamiento s del Desbastador

.:.

Verificar la toma de la Muestra y Realizar varios Analisis

Realizar Limpieza, Pruebas y Taponear Tubos

M

S/O

M M M 3 Yrs

O O O S

Costuras y Juntas con Fugas Corrosión y Erosión de Aletas y Tubos Partes Dañadas

Reemplazar Las Partes Dañadas y Realizar Limpieza.

M M M A

O O O S

Operación Inadecuada

Verificar Parametros y Conexionado

M

O

Fugas de Aceite Fragilidad del Sellado

Correir Fuas y Mejorar el Sellado

D A

O S

Sistema de Agua.

Equipos

Revisiones del Sistema de Enfriamiento

Inspeccionar Sistema Sucio con Contaminantes Caudal Inadecuado de Agua Relación Caudal-Caída de Presión Incorrecta

Acción

Revisar Componentes y Realizar Limpieza completa.

Frecuencia

Estado de la Unidad

S S S

Maj Maj Maj

i Evidencia de Fugas en Tanque Ajuste Incorrecto del Sombrerete de Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

151

- -- ---

It


:..'

Ambiente,


C,a.

Protección Anticongelante

Presión. Mal Edo de la Empaquetadura del Sombrerete Y Superficie de la Empaquetadura Cuello del Tubo de Relleno Dañado Suciedad en el Interior del Tanque Concentración Inadecuada A-S

Ventiladores en la Base del Radiador de Agua de Enfriamiento

Suciedad en el Alojamiento de Ruedas, Ductos y Pantallas Excesivo Ruido de Vibración Alabes Dañados Pernos de Montaje Flojos

Tanque de Agua

Realizar Reemplazo de Empacaduras y Componentes

Realizar la Concentracion y Reemplazar la anterior

Realizar Limpieza Cequear los Anclajes y Ajustar Pernos y Aplicar Anticorrosivo.

Flujode Aire Obstruido

S S O S S

A 3 Yrs M A A

I

M

O/S

A A A A A

S O S S S

A

S

Herrumbre, Corrosión y Desconchadura

.:. Equipos

Bomba Centrífuga

¡

J

Sistema de Suministro de Combustible Líquido. Acción

Inspeccionar Presión de Descarga Inadecuada Ruido Inhabitual o Excesivo Eje Frenado o con Rozamiento Vibración Excesiva, Ajuste del Eje Flojo Fuga de Aceite en la Junta de la Carcaza Suciedad en la Tubería de Aceite y Adaptadores del Sello Interno Circuitería Defectuosa

Realizar Ajustes y Cambio de Componentes, Realizar Ajuste del Eje Eliminar Las Fuas, Limpiar Tuberias

-

Estado de la Unidad

O O O O O S

M M M M M A

I .

i


--

Frecuencia

----

152

--

~

Combustión, EnergíiJ


&

.. ' Ambiente, C.iJ. c.e.

Calentador del Aceite Combustible e

Elemento de Calentamiento Defectuoso

Interruptores de Temperatura

Verificar Conexiones Ajuste Inadecuado de Temperatura del Aceite Combustib. Vibración Excesiva Fugas en Tuberías y Cequear Soportes y Juntas Empacaduras Soportes Rotos

Tuberías de Suministro de Combustible

.:.

A

O

A A

O O

M M M

O O O

Frecuencia

Estado de la Unidad

D SA SA SA

O O S S

Revisar y Reemplazar Sellos o Empaques.

M

O

Verificar la Velocidad de Trabajo y Limpieza

M D A

O O O

Ajustar los Settin

¡

Sistema de Aceite Combustible.

Equipos

Válvula de Paro de Aceite Combustible

Inspeccionar Fugas Externas Operación Brusca Movimiento Lento Abierto/Cerrado Desconexión con Pérdida de Aceite Hidráulico

Bomba Principal de Fugas en el Sello del Combustible Eje

Divisor de Caudal

Válvula Selectora de la Boquilla de Combustible

Válvula de Drenaje de

I

J

Fugas, Ruido Anormal Diferencial de Presión de Descarga Fijación de las Tomas de Velocidad

Acción

Revisar el Aceite y Conexiones

Operación Inadecuada del Vástago Fugas en las Conexiones

Revisar la Calidad del Combustible y Conexiones

M M

O O

Secuencia Incorrecta durante Arranque y Paro Operación Inadecuada del Actuador de la Válvula

Revisar la alimentacion de aire y las conexiones de las

A A

O O 153


- ---

I

I

1

~ ..

.

c..

.



Ambiente, c.a.

Arranque en Falso

Fugas de Aire y Aceite Diafragma del Actuador de la Válvula Gastado

Lazo de Control

.:. Equipos

Caudal Inestable, Arranques Calientes, Sobretemperatura Relación Calibración FSR - LVDTs del Caudal de Combustible Actuación Electrónica de Disparo de 20FL Comprobación de Polarización Nula Adecuada en 20FL Relación Realimentación LVDT a Velocidad de Encendido - FSR

tuberías, Reemplazar el Diframa.

O S

D A

I

Realizar la Calibracion con los equipos adecuados.

O S S S O

D A SA SA A

!

J

Sistema de Gas Combustible Inspeccionar

Fuga de Gas en Vástago, Empaquetadura o Respiradero Fuga en Sello de la Varilla del Cilindro Válvula de Ratio Hidráulico de Operación Brusca Operación Inadecuada Paro y Control del Gas del Relé de Combustible Desconexión Superficies de Control de Daños del Tapón y Asiento de la Válvula Acción de Desconexión con Pérdida de Aceite

Acción

Verificar asientos, empacaduras o'rin, Calibración y Revisar las conexiones.

Frecuencia

Estado de la Unidad

O O O O S S

M M SA SA Maj SA

I,

I

Hidráulico Dese.

[

154


- -

~ :...


AmbIente,

.:.


c.a.

Suministro Hidraulico a Alta Presión del Sistema de Aceite de Control.

Equipos

Inspeccionar

Vibración Excesiva o Ruido Inusual Bomba Principal Presión de Descarga Inadecuada de Suministro Fugas en la Válvula de Alivio Hidráulico (Accionada por Fugas en Eje y Bridas de Montaje eje)

Bomba Auxiliar de Suministro Hidráulico Distribuidor de Suministro Hidráulico

Baja Presión de Descarga Fugas alrededor del Eje y Bridas de Montaje Vibración Excesiva o Ruido Inusual

Válvulas de Sangrado de Aire

Conexiones Flojas o con Fuqas Operación Inadecuada de la Válvula de Sangrado de Aire

Tuberías del Sistema Hidráulico

Fugas en las Conexiones de las Tuberías

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

Verificar conexiones, Calibración y Reemplazar Rodamientos.

M D A M

O O O O

Verificar conexiones, Calibración y Reemplazar Rodamientos.

A M M

S O O

Verificar Conexiones y Empaques

A

S

Verificar Alimentación de Aire.

A

S

Verificar Conexiones y Ajustar

A

S


---

155

I

~



:..' Ambiente. c.a.

.:.

Sistema de Control de los Alabes Guia de la Admisión

Equipos

Operación y Calibración

Inspeccionar

Acción

Operación Adecuada de los Alabes Guía de la Admisión Verificar función de Calibración Polarización Nula en los componentes, las Servoválvulas de conexiones ajustarlas Desconexión y/o reemplazar las dañadas 20TV Comprobación de Acción de Desconexión de los Alabes Guía de la Admisión con Pérdida de Aceite Hidráulico de Desconexión Comprobación de Operación y Secuenciado de las Válvulas de Sangrado del Compresor Fugas en el Sistema Especificaciones de Control Ajustes y Especificaciones de Control del Sistema de Control Instrucciones y Secuencias de Operación

Frecuencia

Estado de la Unidad

D A A SA SA M

O S S S S O i

I

156


-

---

----

~



:..' Ambiente, c.a.

.:.

Sistema de Aire de Enfriamiento y Sellado Inspeccionar

Equipos Tuberías Placas de Orificio Uniones de Orificio

Fugas Tornillería, Soportes y Mordazas Vibración

Válvula de Sangrado del Compresor .:.

Movimiento Lento Abierto/Cerrado Fugas

Acción Revisar toda la soporteria y reemplazar Revisar los anillos de sellado y Tuberias de aire.

A A O M M

Estado de la Unidad S S O O O

SA M

S O

Frecuencia

¡

Sistema de Aire de Atomización

Equipos

Inspeccionar

Compresor de Aire de Atomización (Accionado por Eje En Base) -0Compresor de Aire de Atomización (Accionado por Motor Fuera de Base)

Ratio Inadecuado de Presión Absoluta Fallos en el Sello del Aceite Presencia de Aceite o Vapor en el Tubo de Ventilación Ruido Excesivo, Descoloración del Cilindro, Puntos Caliente o Pintura Desconchada Transferencia Inadecuada de la Puesta en Marcha al Compresor Principal

Arranque del Banda Floja o Gastada Compresor de Aire de Fugas en el Sello Atomización (En o Fuera de Base) Filtro de Aire del Filtro Sucio Indicios de Humedad Compresor Fugas de Aire en la

Acción Verificar los sellos y empaques, Realizar limpieza y pintura, Verificar juea axial.

O M O O A

O O O O S

Realizar ajuste de la banda y verificar estoperas.

A A

S S

Reemplazar filtro y

M O

O O

verificarfiltro de secado

157


- - - ---

Estado de la Unidad

Frecuencia

-

- -- - -

i

~


c~... AmbIente,


c.a.

Zona del Aire

Fugas de Agua en la PreEnfriador del Zona del Tubo Caída de Presión Aire Reducción de del Compresor Rendimiento Cascarilla de Óxido, Lodo, Depósitos Taponado de Tubos con Fugas Separadores de Líneas de Purga Aire Taponadas

.:.

1

¡ Revisar si existen rietas, y fisuras en los tubos, ademas de destaponar los tubos.

Realizar limpieza.

A A A M A Maj

O O O O O S

A

O

Sistema de Arranque

Equipos

Motor Diesel

Embrague de Arranque

Convertidor de Par

Conexiones de Tuberías Y Mangueras

Inspeccionar Fuas en Manueras, conexiones, filtros de lubricación y combustible. Huelgo Inadecuado de las Mordazas del Embrague en las Posiciones de Embragado y Desembragado Operación Inadecuada del Interruptor Limitador Mordazas del Embrague Gastadas Fugas Externas de Aceite en los Sellos de Ejes, Bridas Atornilladas, Placas de Cubierta

Fugas, Desgaste, Recalentamiento, y Abrasiones Q-O

Acción Reemplazar manueras, reapretar conexiones y cambiar filtros.

Frecuencia

Estado de la Unidad

D A

O S

..

Realinear las mordazas, realizar reparación o reemplazo de las mordazas y verificar la función del interruptor de posición.

¡ SA SA A

S S S

Revisar los sellos y/o reemplzar de ser necesario.

D

O

Correir fua, verificar el sistema de

D A


I

O S 158

- ---

~


Registro MED N° R.0135.0B RIF. J-30454070.1

.. . AmbIente, c.a. c.e .

Hidráulicas

Tren de Engranajes de Accesorios

.:.

Sistema de Trinquete Fugas de Aceite Suciedad en el Conmutador Bomba Defectuosa Engranajes Picados, Rallados, Excoriados Dientes Rotos y Desgaste en Engranaje

enfriamiento y la bomba.

Verificar jueo entre dientes, inspección de taller, balanceo y otras inspecciones.

S

, A Maj

S S

Frecuencia

Estado de la Unidad

Verificar filtros de aceite, solenoides.

M

O

Revizar el interruptor, conexiones, el sello y la empacadura reemplzar si es necesario.

M M M

Protección de Sobrevelocidad (Mecanica)

Equipos Sistema Hidráulico de Desconexión

Montaje de Desconexión de Sobrevelocidad

Inspeccionar Presión Inadecuada de Aceite de Desconexión

Rápida Desconexión Positiva y Acción Suave de Reposicionado Indicación de Formación de Arco en el Interruptor Fugas en el Sello de Aceite de Control y Empaquetadura de la Brida

Acción

. J

S S S

t ¡

La Velocidad de Desconexión de la Turbina Alta! Baja no debe exceder en más del 1,0% la Desconexión Normal según las Especificaciones de Control Acción de Desconexión

,

Positiva Rápida

¡

HuelgoInadecuado Montaje del

A

entre Activador y Eje, con el

I

A A

O S


159

----

J

~

Combustión. Energla &

c"s" Ambiente.

Perno de Sobrevelocidad

.:.


c.a.

S S S

A A A

Montaje de Desconexión de Sobrevelocidad en la Posición de Reposicionado Huelgo Inadecuado entre Activador y Perno con el Montaje de Desconexión de Sobrevelocidad en la Posición de Reposicionado Deformación y Aplastamiento Grave del Extremo del Perno

1

Sistema de C02 de Protección de Fuego.

Equipos

Forro del Paquete del Sistema

Sistema de Alta Presión Cilindros de Almacenamient o de Alta Presión Detectores de Fuego

Inspeccionar Fugas en el Forro Juntas Abiertas entre Bases, Juntas de Techo Y Ajustes de Puerta Cilindros Operados por Testigo Auxiliar muestran Presiones Inadecuadas en los Calibres Amortiguadores de Ventilación Operan Libremente y no Están Obstruidos

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad .j

Correir fuas, verificar los actuadores, boquillas y detectores.

A A A

S S S

Verificar la funcionabilidad de los demas dispositivos.

A

S

Pérdida de Peso en Cilindro

Recarar

SA

S

Operación Inadecuada Daño Físico

Verificar ajuste y reemplazar.

A A

S S


160

!

~ :.'


Ambiente.


C.iI.

Solenoide de Alta Presióny Pruebasde "Soplido" Válvula Piloto

Verificación de la Operación Adecuada

Verificarfunciónde la solenoidey realizar

, I

A

S

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

Verificar conexionado de los equipos, y cualquier componente en campo.

A O

S O

O

O S

limpieza y ajuste.

4

del Sistema .:.

Control de la Turbina.

Inspeccionar

Equipos

Voltages 5, 12, 12, 28 & :1:

Alimentación

Especificaciones de Control


50 Inadecuados.Ver

las Especif. del Control de la Unidad sobre Voltajes Aprop. para cada Sistema de Unidad Tierras Ajustes y Especificaciones de Control del Sistema de Control Instrucciones y Secuencias de Operación Lazo de Control de la Puesta en Marcha FSR Inadecuada durante la Puesta en Marcha Encendido, Calentamiento, Mínimo y Máximo FSR cumplen los Límites de las Especificaciones de Control.

En esta sección debemos verificar todas las condiciones del fabricante, en lo que respecta a los setting de los controles de la turbina y cualquier parametro que influya de manera directa en la operación.

Sensores de velocidad y relés Relés de velocidad con apertura y cierre adecuados Circuitos de detección Verificar ajustes y de velocidad calibrados calibración de los


I

f

j

-

O

M 161

- -

-

~



:..' Ambiente, c.a.

Control de Temperatura



según las especificaciones de control.

relés según especifican los fabricantes.

Temperatura de Escape en la Curva de Control, según las Especificaciones de Control Desviación Excesiva entre Termopares Calibración según Especificaciones de Control Calibración del Transductor PCD (96CD) Tierras y Circuitos Abiertos del Termopar.

Verificar los ajustes del trasducer de presión descarga del compresor y reemplazar los termopares dañados.

S

W D A A A

O O S S S

i

1

Ajustes y

Verificar termopares y

Especificaciones De Control Del Sistema de Control Instrucciones y Secuencias de Operación Protección de Sobretemperatura Calibración de Alarma y Puntos de Desconexión según Especificaciones de Control Tierras y Circuitos Abiertos del Termopar. Ajustes del Sistema de Control Sistema de Protección de Vibraciones Calibración de Alarma y Ajustes de Desconexión Ajustes del Sistema de Control

conexiones y calibración de la valvula de gas.

Verificar calibración y ajuste de los sensores de vibración y chequear el cableado de conexión.


- - -- --

A

i

A A

S S

A

S

)

1

162

~



" ' Ambiente, c.a. c...


Sistema de Detección y Protección de Llamas Lente del Escáner Sucia, Dañada o Defectuosa Tensión de Entrada Alta- o Baja Terminales Flojos Operación y Secuencia Inadecuadas. Ajustes del Sistema de

Verificar alimentación y reemplazar los lentes dañados, chequear todas las terminaciones.

S S S S

CI CI CI A

-.

I cJ

Control


Protección de Sobrevelocidad (Electrónica) Velocidad de Desconexión Electrónica de la Turbina de Baja-fAlta no Excede del Valor Normal (Desconexión en más del 1,0%) Calibración del Sistema

, ,1

Verificar conexiones de los magnetic pick up y realizar los ajustes de los mismos, reemplazar cualquier componente dañado.

A A A

O S S

Frecuencia

Estado de la Unidad

1 .i

Electrónico de

Desconexión Inadecuados Ajustes de Huelgo de las Tomas Maanéticas.

.:. Equipos

Baterías

Auxiliares de la Estación y Servicio. Inspeccionar Peso Específico Inadecuado en la Celda Piloto Bajo Nivel de Electrolito en la Celda Piloto Conexiones Flojas y Sucias Contenedores y Cubiertas de Celdas Dañados

Acción

1 4

Completar niveles de electrolito yagua si es necesario, revizar los bornes y

S S S

M M M 163


l'

- -

~


c~.: AmbIente,


c.a.

Tapones de Ventilación con Sellado Defectuoso o Perdidos Peso Específico Inadecuado y Bajo Nivel de Electrolito en cualquier Celda

.:.

conexiones, chequear el cargador de baterias.

M M A

S S S

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

A

S

A A A

S S S

Centro de Control de Motores Inspeccionar

Equipos Aisladores de la Barra

Contactores Magnéticos y Arrancadores

Principal Aisladores y Barreras de la Barra Principal Sucios

Realizar limpieza y megado para determinar el nuvel de aislamiento

Contactores y Arrancadores Sucios Conexiones Flojas Ajustar conexiones y Contactos Soldados realizar limpieza con entre sí, Gastados o con dielectrico. Arco Contactores y Arrancadores Sucios Conexiones Flojas Contactos Soldados entre sí, Gastados o c/Arco

I

PROCEDIMIENTO DE INSPECCiÓN Y MANTENIMIENTO.

Cuando hablamos de

mantenimiento nos imaginamos un conjunto de

herramientas, formatos, planos, equipos y la mano de Obra, pero se olvida lo más importante que debemos tomar en cuenta como lo es el procedimiento de inspección

es

decir,

como

debo

realizar

determinada

actividad

de

mantenimiento, para ello debemos definir cuales son los pasos a seguir para poder obtener un máximo de los objetivos planteados.


164

~ ..' c.a.



En el capitulo anterior vimos que inspeccionar y la acción a tomar en los diferentes equipos, componentes y sistemas auxiliares de la turbina, en esta sección o capitulo veremos los procedimientos de inspección en cada sistema de la turbina a gas, es decir, Sección de Combustión, Apoyos ó Pedestales, Sección Turbina y Sección Compresor.

En el esquema anexo podemos ver tres fases que debemos tomar en cuenta cuando vamos a realizar una inspección.

Como podemos ver:

PLANIFICACIÓN

Planificación:

EJECUCIÓN

PRUEBAS

Fase esta que permite ver los recursos, Elaborar los procedimientos,

Estudiar las especificaciones, planos, esquemas y otros

a ser utilizados para

realizar determinada actividad del mantenimiento.

.

Eiecución: Fase esta que corresponde a la aplicación de los procedimientos y específicamente donde se desarrolla la actividad.

.

Pruebas: Fase del mantenimiento que permite verificar lo efectivo de la actividad realizada.

165


--

-

, .'

~


Registro MED N° R..Q135-08 RIF. J-30454070-1

... Ambiente. C.iI. C.8.

Visto las tres fases que podemos establecer cuando vamos a realizar una determinada actividadde mantenimiento,mostraremos como inspeccionar y que inspeccionar en cada componente de la turbina a gas. Sección de Combustión. Realizaremos un análisis completo de cómo y que inspeccionar en cada componente, pero antes volvamos a enumerar los componentes de este sistema. .- Anillo de Gas.

I

.- Tubería de Combustible Liquido o Gas. .- Quemadores de Combustible liquido o Gas. .- Camara(s) de Combustión. .- Forro(s) de la(s) Camara(s) de Combustión. .- Combustor(res). .- Tubos de Fuego Cruzados.


166

"1 r

~



:..' Ambiente, c.a.

los

a

/'

"",.,.

Gas

Junta Horizontal del 4nilln

Suministro de Gas

Esquema de un Anillo de Gas. Anillo de Gas.

Equipo o Sistema

Como Realizar la Inspección

-

Proceder a .- Verificar el el interiror de la Realizar del tubería para Bloqueo de remover cualquier sistema de impureza que alimentación Gas. bloquee el

-

Proceda

a

marcar las partes a desmontar.

Anillos de Gas

.- Para anillos de gran tamaño se debe primero colocar un soporte y luego soltar la juntas inferior y superior. Proceder a

Acción

Que Inspeccionar

.- De conseguir impureza removerla con esengrasantes o removedores líquidos, no aplique limpieza mecánica. -

suministro de

.- Si existen

combustible. .- Verificar la existencia de cualquier grieta o porosidad en las soldaduras. .- Verificar la presencia de cualquier obstrucción.

profundos en las soldaduras debe corregir aplicando soldadura, igual de existir grietas en las soldaduras, si la grieta es en el cuerpo de la tubería debe reemplazarla. - :.",

desmonatar.

.-

Colocar

sitio

en un

libre

de

polvo, no coloque


poros

Estado de la Unidd

Frecuencia

(p

<>ó-"c.-Q. <..o.. G.>

s

Vl

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¡

Parada.

Lo't '-=-<;+'" (1\. T--"!o. C1l' I.t e.-Jf

Maj Ó

.

u

'v\.

:,Jc, I

cuando hay un alto

I1

167

It :.:

ComDustlon. Energía &

I'\eglstro IVICU RIF. J-30454070-1

I'\-U I')O-UO

AmD/ente, c.a.

diferencial de temperatura en las cama ras.

trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón. .- Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantes.

Como podemos ver el anillo de gas en este esquema los puntos importantes de ','

chequear en caso de tener problemas con la combustión o diferencial de temperatura son, Las uniones del paso de gas a los quemadores y la tubería de suministro de gas, donde puede haber grietas y acumulación de impurezas u hollín, y en la junta horizontal puede haber fugas producto de daños en la empacadura.

Tuberías de Combustible liguido ó Gas.

Equipo o Sistema


-

Tubería de Combustib le Líquido o Gas.

Proceder a Realizar el Bloqueo del sistema de alimentación de Gas o Líquido. Proceda a marcar las partes a desmontar. Proceder a desmontar las Tuberías. - Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de

Que Inspeccionar Verificar el interiror de la tubería para remover cualquier impureza que bloquee el suministro de combustible. Verificar la existencia de cualquier grieta o porosidad en las soldaduras. Verificar la presencia de cualquier obstrucción.

Acción

- De conseguir impureza removerla con desengrasantes o removedores líquidos, no aplique limpieza mecánica. .- Si existen poros profundos en las soldaduras debe corregir aplicando soldadura, igual de existir grietas en las soldaduras, si la grieta es en el cuerpo de tubería

Frecuencia

Estado de la Unid~d

Maj ó cuando hay un alto diferencial de temperatura en las camaras.

Parada l.

", f Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

168

-

~



:.. AmbIente, c.a.

cartón. .- Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantes. Realizar limpieza química no realice limpieza mecánica. Quemador

Equipo o Sistema

debe reemplazarl I

I

de Combustible

líquido

ó Gas.


Que Inspeccionar

-

-

Proceder a Realizar el Bloqueo del sistema de alimentación de Gas o Líquido. Proceda a marcar las partes Quemador a desmontar. Proceder a de Combustib desmontar las Tuberías. le Líquido o Gas. - Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón. - Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantes a las soldaduras y cuerpo del quemador. Realizar limpieza química no realice limpieza

Verificar el interiror del quemador para remover cualquier impureza que bloquee el suministro de combustible. Verificar la existencia de cualquier grieta o porosidad en las soldaduras. Verificar la de presencia cualquier obstrucción. .- Verificar el torque de apriete de la tapa del quemador en los quemadores que use este tipo de arreglo.

Acción

I


- De conseguir impureza removerla con desengrasantes o removedores líquidos, no aplique limpieza mecánica. - Si existen poros profundos en las soldaduras debe corregir aplicando soldadura, igual de existir grietas en las soldaduras, si la grieta es en el cuerpo del Quemador proceda a reemplzarlo. Reemplaze todas las empacaduras.

Frecuencia

Maj - IC Ó cuando hay un alto I diferencial de temperatura en las camaras.

169

Estado de la Unidad

Parada

'¡

l¡TiI Amble-"te,

Gl

.-

. .

__ '_0"".

C.B.

11 1;:) ldIC:U

-

t::1

quemador en un banco de prueba realizar para prueba hidrostática. f

¡

Sabiendo que todos los componentes de la turbina son importante para su funcionamiento, el quemador de combustible es el primer equipo en revisar cuando se trata de un problema de combustión, será porque es el sistema o equipo asociado con el combustible. y para poder resolver cualquier problema debemos conocer su geometria y funcionamiento.

t

170


-

-

- ---

~


c~..' AmbIente,


c.a.

Quemador de Combustible Líquido y Gas

Suministro de Gas Combustible Líquido

Aire Atomizado

Camara de Combustión.

En las turbinas a gas las camaras de combustión representan el centro de la atención cuando se habla del mejoramiento o incremento de la potencia, es decir es allí donde se concentra la mayor atención debido que es donde se produce la energía térmica necesaria para obtener el trabajo requerido en el movimiento del eje y en consecuencia la carga.

171


----

---

~



:..' Ambiente. c.a.

Equipo O Sistema


Que Inspeccionar

Acci6n

-

.- Verificar el interiror de la camara para remover impurezas que puedan bloquear el proceso de combustión. .- Verificar la existencia de cualquier grieta o porosidad en las soldaduras. .- Verificar la presencia de cualquier obstrucción.

.- Las impurezas removerlas con desengrasant es o removedores líquidos, no aplique limpieza mecánica. .- Si existen poros profundos en las soldaduras debe corregir aplicando soldadura, igual de existir grietas en las soldaduras. .- Reemplaze todas las empacaduras

Proceder a Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. Proceda a Camara de marcar las partes Combustió a desmontar, es n. decir, las tapas de las camara . - Proceder

a

desmontar las Tuberías, Tapas y Quemadores. .- Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón. .- Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantes a las soldaduras existente en toda la camara de combustión.


Estado de la Unidad

Frecuencia

Maj

-

IC

Ó

cuando hay un alto diferencial de temperatura en las camaras.

Parada

172

It A'

CombustIón, Energía & AmbIente, c.a.


8.,,,-

Descarga del C'nmnrp"nr

Camara

de Combustión

Cesto Combustor ó Combustorfres..

Equipo o Sistema


-

Proceder

a

Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. .- Proceda a marcar las a partes Cesto es desmontar, Combustor decir, las tapas de ó las camaras. Combustor Proceda a desmontar las (res) Tuberías, Tapas y Quemadores. - Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón. .- Aplicar prueba no

Que Inspeccionar

-

Verificar el interiror del cesto combustor, observar si existen golpes y desprendimient o del recubrimiento. - Verificar la soldadura de los collares de los tubos de fuego cruzado, generalmente se agrietan y desgastan producto de la erosión. Verificar de presencia corrosión por


--

Acción

Frecuencia

Estado de la Unidad

.- Si

tiene desprendimie nto del recubrimiento es necesario colocarlo de nuevo. .- Realice reparación de la soldadura agrietada en un taller con experiencia. .- Los anillos que presenten más del 50% de perdida de espesores necesario reemplazarlo s.

Parada Maj - IC Ó cuando hay un alto . diferencial de temperatura en las camaras.

173

~


c".' AmbIente.

Registro MED N° R-013S-QS RIF. J-30454070-1

c.a.

alta penetrantes a las temperatura. soldaduras .- Observar si existente alrededor existe zonas del cesto ó cestos calientes que combustores. indiquen altas .- Mida las holguras temperatura. de las lumbreras de aire para enfriamiento y combustión. .-Verifique el desgaste del collar del cruza llama. .Verifique el desgaste de los orificios de ventilación. destructiva,

tintes

- Si menos del 50% de los orificios de ventilación esta fuera de medidas realice la prueba de flujo de aire.

I

Anillo del Quemador

Orificio del Cruzallama

Sello ..

r"

j

L Cesto Combustor


--

174

~ ,,'



C.8.

Topes o Anclajes.

Orificios para aire de combustión

Lumbreras para aire de enfriamiento

I

I

L Cestos Combusto res. Tubos de Fuego Cruzados. Como Realizar la Inspección .- Proceder a Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. .- Proceda a marcar las partes a desmontar, Tubos de es decir, las tapas de las Fuego Cruzados o camaras,

Equipo o Sistema

Acción

Que Inspeccionar

Estado de la Unidad

.- Realice

.- Verifique

si existen golpe. Verificar presencia de corrosión por alta temperatura. .- Observar si existe zonas calientes que indiquen altas temperatura. .- El cuerpo del cruzallama presenta

Frecuencia

reparación de la soldadura agrietada en un taller con Maj - IC Ó experiencia. .- Los anillos cuando hay un alto que diferencial presenten más del 50% de de perdida de temperatura en las espesores camaras. necesario reemplazarlo s. .- Si el


Parada

175

---

-

-

~



:." AmbIente, c.a.

Cruza llama

.

quemadores

perforaciones alta cestos por y combusto res. temperatura. .- Proceda a desmontar las Tuberías, y Tapas Quemadores. .- Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque para trapos taponear los extremos, coloque una de tapa cartón. .-Verifique el desgaste del del tope del collar cruzallama. .- Verifique el desgaste de orificios los de ventilación.

Orificios para Enfriamiento.


cruzallama esta agrietado es necesario reemplzarlo

Topes

176

~ ,,

~



:..' AmbIente. c.a.

Tubos de Fuego Cruzado ó Cruza llamas

Apoyos ó Pedestales: Cuando hablamos de pedestales estamos refiriendonos a los cojinetes de la turbina, es decir, ellos representan para este estudio los puntos de apoyo del rotor turbocompresor. Durante una inspección intermedia, es decir que involucre el desarme de la sección de los pedestales o apoyo se hace necesario y es casi una regla desmontar para inspeccionar los cojinetes, generalmente se realiza cuando la turbina es sometida a una inspección mayor, ya que desde el punto de vista de la economia no podemos estar parando y desarmando cada 8000hrs o un año, por estimar un tiempo comodo, la inspección de dichos componentes, porque los costos de la inspección penalizan la actividad. Todos los equipos rotativos tienen cojinetes y sellos con el objetivo de darle el apoyo necesario y el bloqueo del aceite para que este cumpla la función de lubricar, los cojinetes pueden ser del tipo antifricción o tipo concha y los sellos de laberintos, tipo estoperas y tipo cordon, un arreglo muy general de un pedestal de una turbina es el mostrado en la grafica anexa.

La inspección de este sistema de la turbina a gas la explicaremos mediantes razonamientos basados en la experiencia obtenidad durante años de inspección de los cojinetes antifricción y tipo conchas al igual que los sellos del tipo estopera y laberintos. Es decir estudiaremos los siguientes componentes de un pedestal de turbina con el arreglo de cojinete tipo concha, ya que los anti fricción cuando se toma la desición

de

inspeccionarlos

la

acción

más

común

recomendada

es

reemplazarlos, en la tabla anexa veremos como inspeccionar los distintos componentes: 177


- - --

-

~ "..

Combustión. Energia & AmbIente, c.a.


Sello de Laberinto

Cojinete tipo Concha

Sello de Laberinto Sello Estopera

,/ Eje de la Turbina 1---

-'-'-'-'-'

-. _. -. -. _.-.......-.

-.-.-.-

Sello Estopera

Arreglo de un pedestal típico de una Turbina con cojinete tipo concha

Antes de comenzar con la explicación aserca de las acciones, donde y como realizar una inspección en un cojinete creo que es conveniente mostrar una foto de un cojinete, tipo concha y el esquema que lo representa. Cojinetes.

"

limentación de Aceite

Material Base

Drenaie de Aceite Vista Aerea Equema de un Cojinete Tiplco del Tipo

Operacióny Mantenimientode Turbinas a Gas

178

---

~ :.

C.ombustlón, Energía &

Registro

AmbIente, c.a.

MED N° R-0135-08

RIF. J-30454070-1

Canales de Lubricación

Cojinete tipo concha

Equipo o Sistema

Cojinete Tipo

Concha.

Como Realizar la Inspección .- Proceder a Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido, Lubricación y Arranque de la Turbina. .- Proceda a marcar las a partes desmontar, es decir, las del tapas

Que Inspeccionar

Acción

-

Verifique si existen golpes en el material de sacrificio es en el decir babbit. Verificar desgaste excesivo del material de es sacrificio decir en el babbit. .- Verificar las medidas ó tolerancias.

-

Observar

si

Estado de la Unidad

Frecuencia

.- Realice reparación leve con materiales de limpieza, es decir con una lija 600 y aceite, limpie y elimine cualquier ralladura leve. .- Verifique las medidas y compare con el fabricante,

Ó Maj se cuando sospecha daño algún en el cojinete.

las medidas

179


--

Parada

It


Registro

MED N° R-0135-08

RIF. J-30454070-1

:..' Ambiente. c..,.

de plenum admisión y los covertores del cojinete. .- Proceda a desmontar las Tapa superior del cojinete. .- Colocar en un sitio libre de polvo, proteja las partes desmontada cl plastico y trapo.

I

existe zonas calientes que indiquen altas temperatura. .- Verificar la huella de contacto. Realizar ensayo de ultrasonido y tintes penetrantes para determinar la adherencia del babbit.

se toman en los puntos mostrado en la figura anexa, bajo esta tabla. .- Si existe mala adherencia y/o el cojinete esta fuera de medidas es necesario realizar un rababitado.

Las mediciones de los cojinetes son similares para los sellos de laberinto es decir, como tienen junta horizontal y lo ideal sería medirlos ambos en ese punto, pero no es lo más exacto, ya que daría error el indicador.

v

A

e

B

Hl ............................................................................................................

H2

Esquema de Medición de un Cojinete tipo Concha.


180

-

-

~



..' Ambiente,c.a.

c.a.

Entonces la forma de medirlos es en los puntos H1, H2, V, A, B Y C, Lo más exacto de la medición en los puntos H es fijar el punto de contacto del indicador

a %"de la junta horizontal,esto aplica también para los sellos de aluminiotipo estopay laberinto. Las mediciones no deben exceder del 10% de diferencia entre un punto y el otro, de igual forma si no existen especificaciones de la tolerancia u holgura del cojinete se puede asumir la regla que dice:

1%" a 2"milesimas de pulgadas

por cada 1" pulgada de Eje.

Sellos. Biseles o Periiles

¡ r D2

1 Material Base Sellos de Aluminio

Esquema de un Sello Tipo Laberinto. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

181

~ ",' c.a.



Sello Laberinto

Cavidad de Ar.AitA

Sello de Laberinto Los sellos de laberinto su función principal es retener mediante presión de aire el aceite que tiende a salir por los extremos del cojinete, como podemos ver en la grafica, la presión de aire de sello que proviene de las extracciones del compresor, produce una presión de estancamiento entre los laberinto, lo que hace que contrareste la presión del aceite que proviene del cojiente, veamos en la grafica. ROTOR

Suministro de Aire

. .

..

6.p Aceite de Lubricación


182

---

--

~ :.'



Ambiente, c.a.

Grafica Representativa de la Función de un Sello de Laberinto.

Equipo o Sistema

Sellos.

Como Realizar la Inspección .- Proceder a el Realizar de Bloqueo los sistemas de alimentación de Gas o Líquido, Lubricación y Arranque de la Turbina. .- Proceda a las marcar a partes desmontar, es decir, las del tapas de plenum admisión y los covertores del cojinete. .- Proceda a desmontar las Tapa superior del cojinete. .- Colocar en un sitio libre de polvo, las proteja partes desmontadas con plastico y trapos.

Que Inspeccionar - Verifique si existen golpes en el material del sello. Verificar desgaste del excesivo de sello aluminio .- Verificar las ó medidas tolerancias. - Verificar la del huella contacto.


---

-

Acción

Estado de la Unidad

Frecuencia

.- Realice reparación leve de los biseles de ser necesario, con una lima. .- Verifique las medidas y compare con el fabricante, las medidas se toman en los puntos mostrado en la figura anexa. .- Si el sello esta fuera de medidas es necesario realizar una reparación.

Ó Maj cuando se sospecha algún daño en el cojinete.

Parada

183

~ :.-


Ambiente,


c.a.

Sección de Turbina. De igual forma como hemos hecho con las otras secciones estaremos haciendo con la sección de turbina, donde presentaremos cada una de las partes que la conforman, como hacer para inspecionarla, que inspeccionar, la acción a tomar y cuando realizarla, comenzaremos entonces por nombrar los componentes de la sección de turbina: Piezas o Pieza de Transición. Tobera de Primera Etapa. Tobera de Segunda Etapa.

Piezas o Pieza de Transición. Llamada de esa forma porque es alli donde se hace la transición de los gases de combustión hacia la sección de turbina, pueden ser varias piezas como puede que sea una solamente, depende del fabricante, en la foto anexa podemos ver en que consiste esta pieza. Como Realizar la Inspección .- Proceder a Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o y Líquido Pieza de Arranque. Transición. .- Proceda a marcar las a partes desmontar, es decir, las tapas de las camarasy la tapa de la turbina. Equipo o Sistema

Que Inspeccionar - Verificar el interiror de la de pieza transición si observe existen golpes y recubrimiento dañado. - Verificar la soldadura de los los soportes, generalmente se agrietan de altas las temperaturas. Verificar de presencia

Frecuencia

Acción

Estado de la Unidad

.- Si tiene desprendimie nto del recubrimiento es necesario colocarlo de nuevo. .- Realice reparación de la soldadura agrietada en un taller con experiencia. .- Los sellos que presenten más del 50% de perdida de 184


-

----

--

---

!t



"'

Ambiente. c.a.

C.B.

.- Proceda a desmontar las Tuberías, Tapas y Quemadores. .- Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón. .Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantesa las soldaduras existente alrededor de la pieza de transición. .- Verifique el estado de los sellos.

corrosión por alta temperatura. .- Observar si existe zonas calientes que indiquen altas temperatura.


espesores necesario reemplazarlo s.

Maj

-

IC

Ó

Parada

cuando hay un alto diferencial de temperatura en las camaras.

185

--

--

ft



RIF. J-30454070-1

:.' Ambiente,c.a.

Sello

Anclajes o Soporte

Piezas de Transición

-

--

Tobera de Primera Etapa. Es la sección de la turbina que permite convertir la energia térmica en energia cinetica para que posteriormente sea convertida en energia mecánica,

al

igual que

los otros

componentes veremos

los

procedimientos para realizar inspección. Para las toberas, la medición se realiza igual que para un cojinete en lo que respecta a la medida vertical y horizontal, con la diferencia que solamente se hace en un solo punto, como se muestra en la figura anexa.


---

186

---

~



~.: Ambiente,

c.a.

v

Hl

-.

.-.-.

H2

Grafica de la Medición en una Tobera de Primera.

Nozzlle de la Tobera

Housing del Ping Excentrico

Tobera de Primera Etapa

Equipo O Sistema

Como Realizar la Inspección .- Proceder a el Realizar Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. .- Proceda a

Que Inspeccionar .- Verificar si existen golpes y recubrimientos dañado.

Estado

Acción

Frecuencia

de la Unidad

.- Si tiene desprendimie nto del recubrimiento es necesario Realizar colocarlo de en nuevo. medición una mesa .- Realice calibrada reparación de colocando la la soldadura 187


---

It ..'

Combustión. Energia & Ambiente. c.a.


C.a.

las marcar a partes desmontar, es decir, las Tobera de tapas de las Primera camarasy la tapa de la Etapa. turbina. .- Proceda a desmontar las Tuberías, Tapas y Quemadores. .- Colocar en un sitio libre de polvo, no coloque para trapos taponear los extremos, coloque una de tapa cartón. .- Proceder a desmontar la tobera como se mostrará en la sección de mantenimient o mayor. Aplicar no prueba destructiva, ti ntes penetrantes a las soldaduras existentes, alrededor de los álabes y soporte de la tobera. .- Verifique el

tobera cargada en sentido del para flujo, si verificar existe deformación, esto para las toberas que son de dos segmentos, las para segmentadas esto no se aplica. .- Verificar las soldaduras de los soportes, generalmente se agrietan de altas las temperaturas. .- Verificar los sellos del anillo soporte. Verificar de presencia corrosión por alta temperatura. .- Observar si zonas existe calientes que indiquen altas temperatura. - Verificar si existen grietas en los cuerpos de los álabes.


agrietada en un taller con experiencia. .- Los sellos que presenten más del 50% de perdida de espesores necesario reemplazarlo s. .- Si existen álabes agrietados proceda a reparar la tobera o reemplacela. .- Si la excentrisidad es mayor del 10% proceda a enderezar en un taller especializado

Ó Maj cuando hay un alto diferencial de temperatura en las camaras.

Parada

188

-

,

úd

~ V AfflOIt:IIU:,

L.cr. _ _ .._. -ti _

-1_ . _ _

sellos. .- Verifique si existe recalentamie nto.

Tobera de Seaunda

Etapa. Es la sección de la turbina que permite convertir la

energia térmica en energia cinetica remanente de la primera etapa para que posteriormente sea convertida en

energía mecánica, al igual que los otros

componentes veremos los procedimientos para realizar inspección. Para las toberas, la medición se realiza igual que para un cojinete en lo que respecta a la medida vertical y horizontal, con la diferencia que solamente se hace en un solo punto, como se muestra en la figura anexa. v

H

- .- .

H2

Grafica de Medición de la Tobera de ~"'(JnndQ

1i'.tQnQ


189

1l



" AmbIente. c.a. .

c.e

.

Guías de los Bloques

Nozzles Tobera de Orificios de Enfriamiento de los Nozzles

-' Tobera de Segunda Etapa

Equipo O Sistema

Como

Que

Realizar la

Inspección

.- Proceder

a Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. .- Proceda a marcar las a partes desmontar, es decir, las Tobera de tapas de las Segunda camaras y la Etapa. tapa de la turbina. .- Proceda a desmontar las Tuberías, Tapas y Quemadores. .- Colocar en

Acción

Frecuencia

Inspeccionar

.-

Verificar si existen golpes y recubrimientos dañado. Realizar medición en una mesa calibrada colocando la tobera cargada en sentido del flujo, para verificar si existe deformación, esto para las toberas que son de dos segmentos, las para segmentadas esto no se aplica.

.- Si

tiene desprendimie nto del recubrimiento es necesario colocarlo de nuevo. .- Realice reparación de la soldadura agrietada en un taller con experiencia. .- Los sellos que presenten más del 50% de perdida de espesores necesario reemplazarlo s. .- Si existen álabes

Ó Maj cuando hay un alto diferencial de temperatura


-

-

Estado de la Unidad

Parada

190

-

-

-

It



:.. Ambiente. c.a.

un sitio libre de polvo, no coloque trapos para taponear los extremos, coloque una tapa de cartón.

.- Proceder a desmontar la tobera como se mostrará en la sección de mantenimient o mayor. .Aplicar prueba no destructiva, tintes penetrantes a las soldaduras existentes, alrededor de los álabes y soporte de la tobera. .- Verifique el estado de los sellos. .- Verifique si existe recalentamie nto.

.- Verificar las soldaduras de los soportes, generalmente se agrietan de las altas temperaturas. .- Verificar los sellos del anillo soporte. Verificar presencia de corrosión por alta temperatura. .- Observar si existe zonas calientes que indiquen altas temperatura. .- Verificar si existen grietas en los cuerpos de los álabes.

agrietados proceda a reparar la tobera o reemplacela. .- Si la excentrisidad es mayor del 10% proceda a enderezar en un taller especializado

en las camaras.

Sección Compresor. Esta es la sección de la turbina a gas que realiza el trabajo de suministrar el aire a una presión y temperatura adecuada para la combustión, dentro de la misma tenemos para inspeccionar los álabes guias de


191

-

~

Combustión. Energia & ... Ambiente. c.a.

Registro MEDN° R-D135-DS RIF. J-30454070-1

c.s

entrada y las valvulas de sangrado o alivio, que serán los equipos que estudiaremos.

Alabes Guías.En la grafica anexa verán la geometriade un alabe guía y la forma de medir la holgura de su desplazamiento durante la operación de la turbina.

1.- Coloque el álabe en la posición full abierto.

1

."A' Dirección del Flujo

2.- Deflecte el álabe en la dirección perpendicular al flujo de aire. 3.- Anote la medición total del indicador. 3

Esquema

de Medición

de la Holgura

de los Bushing

De esta manera determinamos el desgaste de los bushing de los álabes guías, en la tabla anexa se explica la forma de inspeccionar.

Equipo o Sistema

Alabes Guías

Como Realizar la

Inspección

.- Proceder a Realizar el de Bloqueo los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Arranque. .- Proceda a

Estado

Que

Acción

Frecuencia

Inspeccionar

.- Verifique si existen golpes y dobladuras. .- Verifique la abertura de los álabes. .- Verifique si existen grietas en los

.- Si las medidas de la holgura están fuera de las tolerancias proceda a cambiar el bushing. .- Si existe un


de la Unidad

8000Hrs, 192

~


c~.' Ambiente,


c.a.

desmontar la de Tapa inspección. Realice limpieza de los álabes con desengrazant e líquido. .- Proceda a realizar de prueba ensayo no destructivo,

.....<.J 'v. - 1-1<:, 'á'" 1...lR

es

t<.Jl

decir,

de cuerpos los álabes. .- Compare la medición con las especificacion es del fabricante, esas tolerancia están entre hasta 0,025" 0,075". "O{¡ j _

álabe 16000Hrs y doblado o Maj con golpes fuertes reemplazarlo. .- Si existen álabes agrietados a proceda reemplazarlo s.

Parada

U)"""-u)

tintes penetrantes,

En las fotos anexas se muestrán los álabes guías durante una inspección.


193

~


c~... Ambiente,


c.a.

Pruebas con Tintes Penetrantes a los álabes guías

Medición de las Holguras de los álabes e:uías ....


194

~ ""

Combustión. Energla & Ambiente. c.a.


Valvulas de Alivio o de Sanarado. Son valvulas que permiten aliviar al compresor de una sobrepresión durante las etapas del arranque y cuando la turbina se para ellas descargan toda la presión del compresor. Para el estudio veremos en la foto anexa una válvula de desangrado y en la tabla anexa los procedimientos y las acciones a seguir durante la inspección.

Cuerpo de la válvula, donde esta el Pistón Actuador.

Válvula de Alivio o Desangrado

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Gu"\..l.(CJl


195

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CombustIón.

Energla


&

AmbIente. c.a.

Válvula de Alivio Tipo Compuerta

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J

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Housing del Mecánismo Actuador de la Válvula Cuerpo del Cilindro Actuador

Válvula de Alivio Tipo Compuerta Accionada con Aire.

Equipo O Sistema

Como Realizar la Inspección .- Proceder a

Realizar el Bloqueo de los sistemas de alimentación de Gas o Líquido y Valvula de Arranque. Alivio. .- Proceda a desmontar el cuerpo de la valvula. Realice de prueba estanqueidad , para

Estado

Que Inspeccionar

Acción

Frecuencia

de la Unidad

.- Verifique si -

existen golpes y dobladuras. .- Verifique la operación de la con misma, aire. - Verifique si existen fugas en el cuerpo de la valvula.


-----

Si la operación de la valvula no es la correcta a proceda desarmarla y realice limpieza y remmplazo de los anillos de compresión.

o Maj. cuando se sospecha de una mala operación.

Parada

196

~


c~.. Ambiente,


c.a.

verificar su funcionamien tO.

QUE SE DEBE INSPECCIONAR EN LOS COMPONENTES DE LA TURBINA A GAS.

Visto los capitulos anteriores donde se hizo enfasis en la forma, las acciones y el estatus de la unidad para realizar determinadas inspecciones, ahora hablaremos de que se debe inspeccionar y centraremos la atención a los componentes especificos de la turbina, sección turbocompresora, sin incluir los accesorios de la misma, en consecuencia mostraremos mediante unas tablas la interpretación de poder observar algún componente de la turbina y saber que es lo que yo debo encontrar cuando, se establece un procedimiento de inspección de mantenimiento.

Antes de continuar debemos establecer cuales serán esos componentes a los cuales hacemos referencia, pues bien, son y deben ser los más críticos dentro del proceso de generación de potencia con turbinas a gas, pero al referimos a estos por supuesto estamos hablando de las partes calientes de las cuales hablaremos en los capitulos sucesivos, pero en esta sección hablaremos de los siguientes componentes:

.:.

Alabes de la Turbina.

.:.

Alabes del Compresor.

Alabes de Turbina. La función principal de un álabe de turbina es obtener energia cinetica y convertirla en mecánica, mediante ciertas condiciones de presión, temperatura y velocidad. La energia cinetica del flujo de masa, es pasada atráves de los pasajes entre las partes moviles y fijas de la turbina.


197

-

-

~


c~..' Ambiente,

Es


c.a.

decir

mientras el flujo pasa atráves de los pasajes

de la turbina va

experimentando cambios termodinamicos, por efectos de la geometria del álabe, como lo veremosen la gráfica anexa que explicaeste fenomenoen la sección turbina. Antes de comenzar a a explicar este fenomeno debemos decir que la etapa de Turbina esta referida a dos sub-etapas, una de álabes moviles y la otra de álabes fijos, en la grafica podemos ver que desde 1 hasta 3 conforma una etapa. Fijos 1

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2

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F

Movile

¿:;p Giro

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3

~ ~ ~ ~

4

/IWG

Triangulode WL Velocidad Punto 2

Representación Gráfica de los álabes y el comportamiento del flujo atráves de la Turbina.

Explicaremos ahora que significa este grafico, con la finalidad de entender que puntos son criticos en estos componentes, para así poder determinar que tan grave es un daño que por muy leve que parezca, este pueda tener grandes repercuciones durante el funcionamiento, en consecuencia, si observamos el triangulo de velocidad y lo proyectamos sobre la etapa o punto 2, tenemos que la componente WG2 de la velocidad choca contra la cara de los alabes moviles en dirección tangencial, obteniendose una fuerza que es la que hace que los Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

198

-

--

~ :.'



Ambiente, c.a.

álabes moviles se dezplacen en la dirección de WG2 absorviendo de forma directa energía cinetica el cuerpo del álabe y de forma indirecta el cuerpo del rotor procediendo de esta menra ha comenzar a girar, por muy pequeña que sea

la componente WG2 , esta produce este cambio, la velocidad en el flujo disminuye y en el rotor aumenta la velocidad de giro, por la geometria del álabe el flujo cambia de dirección en la etapa 3, pero la velocidad no cambia de magnitud, luego ese

vector se desplaza hacia la siguiente etapa de álabes

moviles y la componente tangencial vuelve a golpear contra estos produciendo el empuje que hace que gire el rotor, de esta forma se produce el trabajo mecánico. Mostremos como es la relación de las presiones, velocidades y temperatura en la sección de turbina, veamos: Etapa 2- 3

Etapa 1- 2

Etapa 3-

P1 > P2

P2 > P3

P3 > P4

V1 > V2

V2 > V3

V3 > V4

T1 > T2

T2 > T3

T3 > T4

Es decir: P1 > P3 V1 > V3 T1 > T3 Si observamos entonces la geometria de un álabe podemos decir que las partes críticas para inspeccionar con sumo cuidado y atención, por que pudiesen ocurrir daños mayores si se obviaramos cualquier anormalidad, las podemos ver en la foto anexa. Luego de haber desmontado todas las tapas superiores de la turbina y se puede observar en la misma todos los álabes tenemos lo siguiente:


-

-

-

- --

199

- --

-

- -

-

~ ",' c.a.



Cresta Borde de Ataque Borde de Salida

Alabe de Turbina

Zona C o Borde de Salida

Zona A o Borde de Ataque

Álabe de Turbina Seccionado por Zonas

Visto las secciones del álabe y la clasificación por zonas, en las tablas mostraremosque se debe inspeccionaren cadazona del álabe.


----

200

-

---

-

--

~

Combustión. Energía & .. ' Ambiente, c.a.


C.8 .

Como Realizar la Inspección .- Proceda a realizar limpieza si es necesario. Zona A o Aplique Tinte Borde de pentrantes a todo el Ataque borde de ataque. .- Realice inspección visual. Equipo O Sistema

.- Proceda a realizar limpieza si es necesario. .Aplique Tinte pentrantes a toda la cresta ó Zona B. .- Realice inspección visual. Zona B o Cresta

.- Proceda a realizar limpieza si es necesario. .Aplique Tinte pentrantes a toda la Zona C ó Zona e o Borde de Borde de Salida. Salida .- Realice inspección visual. Alabes del Compresor.

Acción

Que Inspeccionar

.- Si el Golpe, Dobladuras y Pérdidas de Material son .- Dobladuras. excesivos, consulte al .- Perdida de fabricante de la turbina, Material. para efectos de garantia ó .- Grietas. reemplace el álabe. . Recalentamiento. ,- Si las grietas son leves .- Erosión. o excesivas proceda a reemplzar el álabe. .- Golpes. .- Si el Golpe, Dobladuras .- Dobladuras. y Perdidas de Material son .- Perdida de I excesivos, consulte al Material. fabricante de la turbina, .- Grietas. para efectos de garantia ó reemplace el álabe. Recalentamiento. .- Si las grietas son leves .- Erosión. o excesivas consulte al ,- Desgastes, leves fabricante ó reemplace el álabe. y excesivos. - Si el desgaste es excesivo verifique la tolerancia entre la parte movil y fija, con el objetivo de determinar si es necesario reemplzar el álabe. .- Dobladuras. ,- Si el Golpe, Dobladuras .- Perdida de I y Perdidasde Materialson Material. excesivos, consulte al .- Grietas. fabricante de la turbina, para efectos de garantiaó Recalentamiento. reemplaceel álabe. .- Erosión, .- Si las grietas son leves o excesivas consulte al .- Desgastes, leves y excesivos. fabricante ó reemplace el álabe.

- Golpes.

La función principal de un álabe del compresor es

aumentar la energia cinetica del flujo de masa, utilizando para ello trabajo


201

---

~ :.'


Ambiente,


C.iI.

mecánico obtenido de la turbina, es decir incrementa la presión, velocida y temperatura, para luego ser ser utilizado en las camaras de combustión. Es decir mientras el flujo pasa atráves de los pasajes del compresor

va

experimentando cambios termodinamicos, por efectos de la geometria del álabe, como lo veremos en la gráfica anexa que explica este fenomeno en la sección del compresor. Antes de comenzar a a explicar este fenomeno debemos decir que la etapa del compresor al igual que en la Turbina esta referida a dos sub-etapas, una de

álabes movilesy la otra de álabes fijos,en la grafica podemosver que desde 1 hasta3 conformauna etapa. Moviles

Fijos

Moviles

1

4 WG

WL Giro Triangulo de Velocidad Punto 2

Representación Gráfica de los álabes y el Comportamiento del flujo atráves del compresor.

Explicaremos ahora que significa este grafico, con la finalidad de entender que puntos son criticos en estos componentes, para así poder determinar que tan

Operación

y Mantenimiento de Turbinas a Gas

202

-

-

--

~



:..' AmbIente, c.a.

grave es un daño que por muy leve que parezca, este pueda tener grandes repercuciones durante el funcionamiento, en consecuencia, si observamos el triangulo de velocidad y lo proyectamos sobre la etapa o punto 2, tenemos que la componente WG2 de la velocidad choca contra la cara de los álabes fijos en dirección tangencial, pero como podemos ver esa componente es la demor magnitud de las dos, obteniendose una fuerza de fricción entre el aire y el álabe fijo esa fricción hace que la velocidad en esa componente disminuya y aumente la temperatura del aire, por otro lado la cavidad entre álabes fijos hace que la presión a medida que pasa entre los álabes y sus cavidades, producto de la otra componente de la velocidad hace que la presión se incremente, es decir, el álabe moville infringe movimiento al aire, o sea, flujo de masa; en conclusión en el compresor a diferencia de la turbina se ejerce trabajo sobre el flujo mediante los álabes del compresor y no como en la turbina que es el flujo quién ejerce trabajo sobre los álabes. Mostremos como es la relación de las presiones, velocidades y temperatura en la sección de compresor, veamos: Etapa 1- 2

Etapa 2- 3

Etapa 3- 4

P1 < P2

P2 < P3

V1 < V2

V2 < V3

V3 > V4

T1 < T2

T2 < T3

T3 < T4

P3 < P4

Es decir: P1 < P3 V1
Si observamos entonces la geometria de un álabe podemos decir que las partes críticas para inspeccionar con sumo cuidado y atención, por que pudiesen ocurrir


203

----



ffi

c~.: AmbIente. c.a.

daños mayores si obviaramos cualquier anormalidad, las podemos ver en la grafica anexa. Al igual que los álabes de la turbina estos del compresor tienen igualmente varias zonas críticas y que veremos en el cuadro sobre actividades, inspecciones y acciones a seguir cuando se realiza una actividad de mantenimiento en estos componentes.

Recuerden que lo importante para poder determinar, si el componente, sistema o equipoa inspeccionar puede o no seguir operando bajo determinadas condiciones de operación es importante que conozcan donde y como funciona. Con las graficas y las explicaciones anteriormente descritas tratamos de explicarles esto, pero no es sino hasta la parctica misma la que los hará obtener un sentido más critico de la materia en estudio.

..........................

Borde Posterior Borde Anterior

Raíz

Alabe o Paleta del Compresor


204

~



:.' Ambiente,c.a.

Equipo O Sistema

Como Realizar .. Ia Ins ecclon

-

Borde Anterior

.

.- Golpes. realizar limpieza .- Dobladuras. si es necesario. .- Perdida de .- Aplique Tinte Material. pentrantes a.- Grietas. todo el borde de .ataque. Recalentamiento. .Realice .- Erosión. inspección visual. Proceda

Acción

Que Inspeccionar

a

.- Si el Golpe, Dobladuras y Perdidas de Material son excesivos, consulte al fabricante de la turbina, para efectos de garantia ó reemplace el álabe. De ser necesario enderece el álabe pero con un procedimiento en frio "NUNCA EN CALIENTE"

.- Si

Cresta

- Proceda a realizar limpieza si es necesario. .- Aplique Tinte pentrantes a toda la cresta. Realice

las grietas son leves

o excesivas proceda a reemplzar el álabe. .- Si el Golpe, Dobladuras y Perdidas de Material son

.- Golpes. .- Dobladuras. .- Perdida de I excesivos, consulte al Material. fabricante de la turbina, .- Grietas. para efectos de garantia ó

-

Recalentamiento.


reemplace el álabe. .- Si las grietas son leves 205

-

---

-

~



:..' Ambiente, c.a.

inspección visual.

Borde Posterior

~

sí' ~

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realizar limpieza si es necesario. .- Aplique Tinte pentrantes a todo el borde

pr e

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.- Perdida Material. .- Grietas.

de I y Perdidas de Material son

excesivos, consulte al fabricante de la turbina, para efectos de garantia ó Recalentamiento. reemplace el álabe. .Realice .- Erosión. .- Si las grietas son leves .- Desgastes, leves o excesivas consulte al inspección visual. y excesivos. fabricante ó reemplace el álabe.

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Proceda

.- Erosión. o excesivas consulte al .- Desgastes, leves fabricante ó reemplace el álabe. I y excesivos. - Si el desgaste es excesivo verifique la tolerancia entre la parte movil y fija, con el objetivo de determinar si es necesario reemplazar el álabe. a .- Dobladuras. .- Si el Golpe, Dobladuras

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1 JCÁ.-

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206

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" ' Ambiente. c.a.


C.B.

MANTENIMIENTOS PROGRAMADOS

DE LA TURBINA.

INSPECCIONES DE FUNCIONAMIENTO.

Las inspecciones de funcionamiento consisten en observaciones hechas mientras la unidad está en servicio, la turbina debe ser observada según un programa que debe ser establecido como parte de un programa de mantenimiento de la unidad consistente con los requisitos del operador. En esta sección estamos haciendo referencia a los operadores integrales, es decir en una planta cualquiera sea su producto o proceso productivo existen los Operadores Integrales, Los Operadores y Los Operadores de Operadores, y los definimos de la siguiente manera, para poder entender lo que veremos más adelante:

.:.

Operadores Intearales: Son los conocidos también como mantenedores de la primera fase del mantenimiento, es decir están en la capacidad de poder interpretar cualquier parametro de la turbina y realizar cualquier actividad de mantenimiento, tales como; Limpieza de Residuos de Aceite, Cambio de filtros de aire y Lubricación, Mantenimiento de los niveles de combustible líquido y lubricantes así como reposición de los niveles de las baterias, cambio de escobillas, etc.

.:.

Operadores: Son los dedicados a tomar las lecturas y reportar cuando es evidente una anormalidad, no existe sentido de colaboración e interpretación de los datos o datas que se recolectan, durante la operación de la turbina.

.:.

Operadores de Operadores: Esta definición se le hace a los operadores que no son capaces de poder interpretar y mucho menos de interactuar con las actividades del mantenimiento de la primera fase, muy conocidos por copiar y no Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

207

----

~


c~,' AmbIente,


c.a.

entender lo que copia, Llamar por cualquier "eventualidad", es decir cumplen unicamente un horario establecido. En la grafica anexa veremos como podemos representar graficamente estas tres fases de la operación o del mantenimiento en la fase funcional de la turbina a gas, esto nos permitirá entender, la fase del mantenimiento en funcionamiento, porque debemos aclarar cuales son las tareas que por muy simple que parezcan permitiran a los mantenedores obtener resultados altamente positivos durante la ejecución de una actividad de mantenimiento.

Alto Rendimiento

t

Operador Integral

Operador

MANTENIMIENTO

Operador de Operador

Bajo Rendimiento Grafica Comparativa Operación Mantenimiento

Visto en la grafica la importancia de tener Operadores integrales que cumplan la primera fase de las actividades de inspección de funcionamiento obtendremos buenos resultados en la programación del mantenimiento de la turbina y de cualquier proceso productivo.

Antes de continuar quiero acotar que generalmente en las plantas con turbinas a gas existe una relación 20%,

50% Y 30% la existencia de los tres tipos de

operadores. Conocido

esto,

podremos

detallar

entonces

los

procedimientos

del

mantenimiento que se indican a continuación, debemos contar con operadores Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

208

- --

~


c~..' AmbIente,


c.a.

integrales para obtener una buena observación diaria de la operación y el aspecto de la turbina de gas.

La siguiente lista de control proporciona ayuda para establecer los programas de mantenimiento de rutina de las turbinas de gas. .:. Revise la condición del panel de control del generador de la turbina y las lámparas del centro de control de motores. Nota: El reemplazo

de bombillas,

resultar en una parada inadvertida

mientras

la unidad está operando

puede

de la unidad

.:. Observe que todos los instrumentos son funcionales y leíbles; limpie los frentes de los vidrios cuando estén sucios y reemplace los vidrios rotos. .:. Revise periódicamente el elemento del filtro en el aire acondicionado del compartimento límpielo cuando sea necesario. .:. Inspeccione si hay cables flojos o calientes y programe acciones correctivas si es necesario. .:. Limpie el suelo .:. Anote el nivel de salida del cargador de baterías. .:. Revise los sistemas de iluminación CA y CC del compartimento. .:. Reemplace las bombillas fundidas. .:. Inspecciones los siguientes elementos por fugas de aire, escape, aceite de lubricación, combustible o agua: a. Tuberías de aceite combustible. b. Tuberías de aire de atomización. c. Juntas de cuatro vías. d. Patas de la turbina. e. Juntas horizontales. f. Juntas verticales. g. Cámaras de combustión. h. Sellados flexibles del escape. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

-

209


!f;.

c~..' Ambiente,


c.a.

.:. Inspeccione la limpieza del compartimento retire la suciedad, trapos u otros restos; seque los derrames de aceite, combustible yagua. .:. Anote cualquier adaptador tubería o componente de accesorios suelto o que vibre, y programe acciones correctivas si son necesarias. .:. Inspeccione los siguientes elementos por fugas: a. Tuberías de aceite combustible b. Filtros de aceite combustible c. Bomba de aceite combustible d. Convertidor de par e. Filtro de aceite de lubricación f. Caja de engranajes de accesorios g. Panel del calibrador h. Distribuidor del hidráulico i. Filtros del hidráulico .:. Anote la condición del panel del calibrador; limpie los instrumentos sucios, programe la reparación de calibres dañados, revise la calibración si los calibres no muestran valores razonables para el paro. .:. Limpie el suelo de suciedad, agua, aceite y otros restos localice la fuente de derrames. .:. Anote las tuberías conduits u otros accesorios que estén flojos o vibren y programe las reparaciones si son necesarias. .:. Revise la limpieza o posible daño de las caras del embrague. Limpie o programe mantenimiento como proceda. .:. Inspeccione el posible sobrecalentamiento de componentes de accesorios (tales como decoloración de pintura) y programe mantenimiento, inspección o pruebas de los componentes sospechosos. .:. Verifique las condiciones de los filtros y prefiltros de aire de entrada a la turbina y generador. .:. Realice inspección visual de las condiciones de las escobillas. .:. Realice inspección predictiva a los motores y la turbina periodicamente. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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-

210

-

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~

Combustión. Energla & .oi' Ambiente, c.a. C.B.


+:+Registre y monitoree las condiciones de operatividad de la turbina, es decir, temperaturas, presiones, consumo de corrientes, etc. +:+Los datos de operación deben ser registrados para permitir una evaluación del rendimiento del equipo y los requisitos de mantenimiento los datos típicos incluyen carga, temperatura de escape, vibración, caudal y presión de combustible, control y variación de la temperatura de escape, y tiempo de arranque. +:+El nivel de vibración de la unidad debe ser observado y registrado, cambios pequeños en el nivel de vibración ocurrirán con los cambios de las condiciones de operación. Sin embargo, grandes cambios en el nivel de vibración o una tendencia continua al aumento justifican una acción correctiva. +:+El sistema de combustible debe ser observado en la relación caudal general de combustible/carga deben observarse las presiones del combustible a lo largo del sistema. +:+Cambios en la presión del combustible pueden indicar que los conductos de la tobera de combustible están taponados (sucios) o que los elementos de medida del combustible están dañados o descalibrados debe medirse la variación en la temperatura de escape de la turbina. +:+Un incremento en la desviación de temperatura indica deterioro del sistema de combustión o problemas de distribución de combustible si esto no se corrige, es de esperar una reducción en la vida de las partes caudal abajo. +:+Una de las funciones de control más importantes a observar es el sistema de control de temperatura de escape y sus circuitos de reserva de desconexión por sobretemperatura una verificación de rutina de la operación y calibración minimizará el desgaste en las partes de la trayectoria del gas caliente. +:+El tiempo de arranque (cuando la turbina de gas es nueva) es una referencia excelente respecto a la cual se pueden comparar y evaluar subsiguientes parámetros de operación una curva de los parámetros en el arranque, de velocidad, señal VCE de combustible, temperatura de escape y referencias críticas de secuencia, con relación al tiempo desde la señal inicial de arranque Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

---

211

---

~ :.:


Registro MED N° R-0135-08 RIF. J.30454070.1

AmbIente, c.a.

proporcionan una buena indicación

de la precisión del sistema de control,

sistema de combustible, toberas de combustible, sistema de encendido y combustión.

Estos son las principales inspecciones de funcionamiento de una turbina a gas, en la grafica anexa podemos ver un tipo de planilla para el registro de los datos durante una inspección de este tipo. ¿_CÓMOREGISTRAR LOS DATOS? En esta seccion del modulo nos detendremos a hablar de lo importante que es para el mantenedor de turbinas a gas el llevar acorde un reporte que le permita observar el historial del equipo, componente o sistema a intervenir, esto con el objeto de planificar una actividad coherente con la realidad. 1. ¿Qué es un reporte? Lo podemos definir como la recoleccion o el conjunto de datos obtenidos y plasmados

en

formatos,

sobre

un

analisis,

inspeccion,

actividad

de

mantenimiento u operación realizada a un equipo, sistema o componente en particular. La importancia de un reporte para el mantenedor radica en la buena ejecucion de su programa de mantenimiento y la disminucion de sus costos por mantener un equipo, componente o sistema, tan importante es; que una mala ejecucion de una determinada accion durante una intervencion de una turbina a gas depende de un mal reporte de campo realizado en inspecciones pasadas. Visto la importancia del reporte hablaremos como realizarlo y para ello nombraremos y explicaremos cuales deben ser sus secciones basicas. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

212

il

C.ombustlón, Energíil &


:..' Ambiente, C.iI.

2. Secciones de un Reporte. Como bien lo decimos en el parrafo anterior se trata de las secciones basicas de un reporte que permitiran establecer y llevar con claridad los historiales de los equipos a mantener.

Seccion A.

.

Objetivos.

En esta seccion se debe especificar el porque y para que de la actividad a realizar, esto nos permite tener una idea mas clara del alcance del trabajo.

. Alcance. Se refiere a los trabajos a realizar para completar la inspeccion o el mantenimiento, en el se debe de forma detallada enumerar cada paso a seguir, cada herramienta y la mano de obra a ser utilizada.

.

Antecedentes.

En esta seccion se nombran las condiciones del equipo, sistema o componente antes de la intervencion o inspeccion, con la finalidad de obtener informacion importante para la ejecucion y la posterior operación.

B. . Desarrollo. Seccion

213


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--

- -

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~ :..'


Ambiente,


C.iI.

Dentro de este punto se describetodo lo relacionadocon los trabajosa realizar en la inspeccion, los procedimientos, los formatos a llenar, las pruebas que se realizan, otros.

.

Resultados.

Se presentan los resultados de los trabajos de inspeccion realizados, al igual que las conclusiones, las mismas se comparan con las especificaciones dadas por el fabricante del equipo, sistema o componente, se anexan resulatados de ensayos, fotos, etc.

.

Recomendaciones.

Es donde se establece cual es el proximo paso a seguir luego de realizado el trabajo o la inspecciono

Para detallar mas nuestro estudio del que reportar y como reportarlo veamos la siguiente tabla. Item 1

Descripcion Objetivos

2

Antecedentes.

3

Desarrollo.

4

Resultados.

Accion En esta seccion se establece el porque y para que realizar la actividad del mantenimiento, es decir, la inspecciono En esta seccion se describe el historial del equipo, componente o sistema al igual que las horas de operación y sus parametros de operación, es decir las causas de la inspeccion o mantenimiento a realizar. Seccion donde se apunta o describe todas las actividades que se realizaran durante la inspeccion o el mantenimiento, llenar los formatos de inspeccion, fotos, valores, otros. Donde se determina y analizan los datos obtenidos durante la inspeccion o el


214

~ :.'

5



AmbIente, c.a.

mantenimiento realizado a los componentes, sistemas o equipos de la turbina a gas, se debe comparar con las especificaciones del fabricante del equipo. En esta seccion es de suma importancia colocar la descripcion del equipo, sistema o componente a inspeccionar, es decir debe llevar toda hoja de reporte bien clara y detallada la informacion de: Numero de partes suministrado por el fabricante y si tiene cualquier descripcion dada por los mantenedores, el fabricante, año de instalacion, datos de placa, y otros. Donde se determina la operación o parada del equipo, componente o sistema, basados en los resultados analizados y comparados con las especificaciones del fabricante.

Recomendaciones.

El esquema de un reporte de operación esta definido por las siguientes secciones:

Reporte de Inspeccion

/'

Seccion A

Seccion B

!

Desarrollo: Datos, ensayos, pruebas y otros.

Objetivos: Paraque y porque de la inspecciono

Alcance: Que realizar. Antecedentes: Historial del equipo, componente o sistema.

Resultados: Analisis de los datos y obtenidos de la inspecciono Recomendaciones: Se determina la operación o parada del equipo, componente o sistema inspeccionado.


---

215

~



:... AmbIente, c.a.

En la grafica siguiente vemos un

modelo de hoja de reporte técnico para

diferentes partes a inspeccionar de una turbina a gas. Fecha:

Reporte de Inspección Serial de la Turbina: Horas de Operación: Numero de Partes: Tipo de Combustible:

Parte a Inspeccionar.

Anexos

o O

Descripción del Componente

o O

Linuidn

Gas

Sistema:

Descripción del Daño

Acción

Diagramas Fotos

Inspeccionado Por:

INSPECCIONES DE ORIFICIOS.

La turbina de gas incorpora dispositivos, en las carcazas de la turbina y el compresor, para las inspecciones visuales de una o varias etapas intermedias del rotor del compresor, álabes de la primera y segunda etapa de la turbina y divisiones de la tobera por medio de un fibroscopio óptico. Estos dispositivos, que consisten en orificios alineados radialmente perforados en las carcazas y bloques térmicos estacionarios internos de la turbina, están diseñados para permitir la introducción de un fibroscopio óptico en las regiones de la trayectoria del caudal de gas o aire de una turbina de gas no operativa. Los fibroscopios ópticos se utilizan para proporcionar una inspección visual de las


216

~ ~' c.a.

MED N° R-0135-08 Registro RIF. J-30454070-1


partes giratorias y estacionarias sin retirar las carcazas superiores del compresor y la turbina.

Áreas de inspección. En manos de personal

calificado, es decir que conozca lo que se va a

inspeccionar, de modo que pueda interpretar lo observado através del fibroscopio, el cual

permite la inspección rápida de las siguientes áreas con

unos mínimos de tiempo de salida de servicio, personal, y pérdida de producción. Sección de la turbina Compresor de flujo axial Sistema de combustión

En la Tabla anexa relaciona los criterios de inspección para estas áreas de inspección, y la otra Tabla relaciona la situación de los orificios de acceso y el número de orificios en cada situación.

Como podemos ver en la grafica anexa donde se muestrán los puntos por donde se debe realizar la inspección con fibroscopio, observe

que son cuatro los,

puntos pero de poder obtener el acceso por otor orificio, debe aprovechar para realizar la inspección, pero de igual forma se debe estar claro de lo que se inspeccionará, para poder tener criterio y establecer las acciones futuras.

217


- --

- - -

-

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:..' AmbIente, c.a.

,. ETAPA BotClol pO;¡IC"ic.

2. ETAPA Bon:r.,""'Mor I

t. ETAPA Borde-po_nor

.

Puntos de Inspección con Fibroscopio.

Lugar de Inspección Sección Compresor Carcaza de Turbina

Carcaza de Turbina.

Toberas Combustible

Numero de Orificios Que Inspeccionar del 01 1era Etapa Rotor compresor, y Estator. 04 1era Etapa Posterior Tobera. 01 1era Etapa Posterior álabes. 2da Posterior 04 Etapa Tobera. Posterior 2da Etapa álabes. de Partes de la Camara de Depende del numero de Combustión. quemadores. 1era Etapa tobera borde anterior. Piezas de transcición.


218

~



:..' Ambiente, c.a. Tabla Criterios de Inspección.

Quemador de Combustible

Parte Interna del Cesto

Tubo Cruza llamas

Entrada a Tobera de 1era

Entrada a Tobera de 1era

Equipo necesario

El equipo básico necesario para la inspección visual de la turbina y el compresor es un fibroscopio rígido con un sistema de lentes rígidas de alta calidad mas un rollo de fibra flexible para introducir luz en la punta del fibroscopio desde un proyector de luz externo. El sistema de combustión, incluyendo las piezas de transición, sólo puede ser inspeccionado utilizando un fibroscopio de fibra óptica flexible.


219

~



:..' Ambiente, c.a.

Programación de las inspecciones

con el fibroscopio.

El programar las inspecciones con fibroscopio del compresor y la turbina permite abrir la unidad de la turbina solamente cuando es necesaria su reparación o el reemplazo de partes. A continuación se incluye un intervalo recomendado de inspecciones tras las inspecciones iniciales de nivel base,

debe tenerse en cuenta que estos

intervalos de inspecciones están basados en modos de operación de una unidad promedio. El ajuste de estos intervalos se puede hacer en base a la experiencia y al modo de operación de cada unidad individual y a los combustibles utilizados, como se puede ver en la tabla anexa.

Combustible

Frecuencia

Turbinas a Gas de Servicio Ciclico. (Horas

de

Encendido,

Arranques

8.000hrs 3.000hrs

encendido<100) Gas I Destilado. Crudo I Residual Turbinas a Gas de Servicio Ciclico. (Horas

de

Encendido,

Arranques

encendido>100) Gas I Destilado.

12.000hrs 6.000hrs

Crudo I Residual


220

~



:,..' Ambiente, c.a.

Mantenimientos

de Sistemas.

Lavados de Compresores. Las turbinas de gas pueden experimentar una pérdida de rendimiento durante su funcionamiento como resultado de la acumulación de partículas contaminantes en sus componentes internos, esta pérdida se traducirá en una disminución de la potencia de salida y un aumento del consumo de calor. La acumulación de contaminantes atmosféricos en las piezas del compresor se produce con la entrada de aire atravéz de la admisión se puede arrastrar suciedad, polvo, insectos y vapores de hidrocarburo. Una gran parte de ellos puede eliminarse antes de su llegada al compresor por el filtrado del aire realizado en la caseta de filtros.

El procedimiento de lavado del compresor consiste en cumplir

una serie de

lineamientos ó pasos, de manera de poder recuperar la eficiencia del compresor axial, perdida por el ensuciamiento de los componentes, es decir de las paletas del mismo.

Una vez limpio el compresor el resultado final debe ser un incremento en la potencia de salida de la turbina y por ende un aumento entre el 10% Y 12% en la generación de eléctricidad, en turbinas usadas en generación. Sin embargo, tanto los contaminantes secos capaces de atravesar los filtros como los contaminantes húmedos, del estilo de los vapores de hidrocarburo, habrán de eliminarse del compresor mediante el lavado con solución de agua y detergente seguido de aclarado con agua.

Existen tres formas de realizar la limpieza del compresor, pero dos metodos para realizar el lavado: Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

221

U m

Energlil

c5c

RIF. J-30454070-1

11mb/ente, C.iI.

Con el Eauipo montado en la unidad. Los componentes del equipo del sistema de lavado montados en la unidad son: .:.

Las tuberías de conexión de la unidad con las tomas.

.:.

Las válvulas de inyección de agua accionadas por aire y los distribuidores de rociado apropiados.

.:.

También van incluidos en el equipo los drenajes del pleno de admisión, de la zona de combustión, de la coraza de la turbina, del bastidor de escape y del

.:.

pleno de escape. Conexiones a las tuberías del cliente.

Con el Eauipo externo. La parte del sistema de agua de lavado de montaje externo, conocida como bastidor de lavado, incluye:

.:.

Un tanque de agua y un tanque de detergente.

.:.

El tanque de agua está equipado con calentadores eléctricos y sensores de temperatura para mantener el agua a la temperatura apropiada. El bastidor está equipado con un motor de bomba centrífuga de agua (88TW-1) Y un venturi que se utiliza con la bomba de agua para mezclar la solución de detergente. En el bastidor también se incluyen los diversos paneles de control para iniciar el lavado y para arrancar o parar los dispositivos correspondientes, como se muestra en la foto anexa.


222

~ :.-


AmbIente.


C.iJ.

Manometros

Sistemas de Tanques

Compartimientos de Bombas y Conexiones

Controles Tanque de Detergente

k .

...

.. ...

..

.

IT ..


223

---

fl :..'

CombustIón, Energía & AmbIente,


c.a.

Todo el equipo está fabricado con materiales resistentes

a la corrosión y los

dispositivos están regulados para proporcionar la temperatura, presión y flujo apropiados, al sistema correspondiente.

En las fotos anexas se muestran las

conexiones y los rociadores dentro de la turbina.

r- -

-

-,

Válvulade Conexión

Boquillas para Rociado

Descripción funcional del eauipo fuera de la turbina. Durante la operación de lavado, el agua o la solución de lavado se descarga desde la tubería a la turbina de gas en la proporción de mezcla adecuada, la solución de agua de lavado entra en la unidad a la presión, temperatura y caudal apropiados para lavar el compresor de la turbina de gas. Cada fabricante establece estos parametros. 1.

Requisitos del sistema. El agua

empleada

para

lavar las piezas

de

la turbina

deberá

estar

razonablemente limpia, para que ella misma no ocasione ensuciamiento o corrosión, se recomienda agua destilada o desionizada. Los requisitos de la calidad de agua puede y debe estar en maximo 10micrones la conductividad.


224

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&

Combustión. e


'.c.

:.. Am'b1éñt!.l:.a.

Los depósitos de grasa y las impregnaciones de las partes internas de la turbina de gas requieren la utilización de una solución de detergente durante la operación de limpieza. 2. Frecuencia de lavado del compresor. La frecuencia de lavado del compresor dependerá de la cantidad y el tipo de contaminación atmosférica que ensucia el compresor reduciendo su rendimiento. El método recomendado para determinar la frecuencia es el control del rendimiento de la turbina de gas, comparando el rendimiento rutinario con el rendimiento de base de referencia, para observar las tendencias de rendimiento.

Si el rendimiento ha disminuido significativamente y hay sospechas de que el compresor pueda estar sucio, se deberá realizar una inspección visual. Esta inspección deberá incluir la admisión del compresor, el abocinamiento de entrada, los álabes guía de admisión y la primera etapa y posiblemente también la segunda etapa de los álabes del compresor.


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-

225

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,,- Ambiente, c.a. Gráfica Relación de Compresión Vs Potencia :15 ,o o

2O'" o{-

I Zona

Cñtica

Realizar

donde

el

se

Lavado

debe

del

COmnrAI'IOr 15,00

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Relación de Compresión

Existe una relación presión de la descarga del compresor Vs Potencia de la turbina, como podemos ver en la grafica anexa, al nosotros ubicamos con la descarga del compresor sobre la gráfica podemos determinar en que punto estamos, comparamos con la curva inicialy no debe existir una variación mayor de 5%, si la desviación es mayor indica que debemos realizar el lavado del compresor. Funcionamiento del sistema de lavado.

El lavado con agua fuera de línea deberá programarse, en la medida de lo posible, durante una parada normal. Con ello se conseguirá el tiempo necesario para que la temperatura de la máquina descienda hasta los niveles requeridos para la limpieza. El tiempo que se requiere para enfriar la máquina puede acortarse manteniendo la unidad en giro de ventilación, o realizando un crank a la misma.


226

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~


Aa.' Ambiente,


c.a.

El periodo entre lavados fuera de línea se puede prolongar mediante la ejecución de frecuentes lavados en línea, cuando se sospeche que el compresor está muy sucio, se podrá llevar a cabo un lavado fuera de línea. El sistema de lavado en línea permite al operador lavar el compresor sin tener que parar la turbina. El método de limpieza es similar en muchos aspectos al sistema fuera de Línea ambos sistemas utilizan la misma bomba, 88TW-1, y las tuberías para suministrar la solución de limpieza de alta calidad al compresor. Cuando la tubería de suministro llega a las inmediaciones de la base de la turbina, se divide en dos ramificaciones, una se dirige al sistema fuera de línea y otra al sistema en línea. Cada ramificación dispone de una válvula de parada, un orificio de control del flujo, distribuidores y toberas de rociado. Sin embargo, existen diferencias significativas entre estos dos sistemas. Algunos fabricantes o en general todos recomiendan no utilizar detergentes para el lavado en línea, mientras que encarece el uso de los mismos durante la limpieza fuera de línea. Los requisitos del agua de lavado en línea difieren de los de la solución de lavado fuera de línea y deberán cumplir las especificaciones.

Finalmente, el sistema en línea actúa automáticamente tras el inicio manual, mientras que el sistema fuera de línea requiere la intervención del operador antes y después del lavado. Precauciones Que cumplir.

Antes de que comience el lavado con agua del compresor, la temperatura de los álabes de la turbina ha de ser lo suficientemente baja para que el agua no provoque un choque térmico, la diferencia de temperatura entre el agua de lavado y la temperatura entre etapas del espacio del rodete no deberá


--

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-

~

CombustIón, Energia &

~.. AmbIente,


c.a.

sobrepasar los 120° F (67° C) para prevenir el choque térmico en las piezas de gas caliente. La temperatura máxima en el espacio del rodete no ha de ser superior a 150° F (65,6° C) medidos por el sistema de lectura del termopar digital situado en el panel de control de la turbina, para evitar esta situación se puede realizar lo siguiente: .:.

Calentar el agua de lavado.

.:.

Mantener la turbina en giro de ventilación hasta que las temperaturas en el

espacio del rodete desciendan a un nivel aceptable. .:. Para desender la temperatura de los intersticios de las ruedas, se recomienda realizar un cranck. Las temperaturas de

del espacio del rodete pueden leerse en el compartimiento

control, si durante

el funcionamiento

temperatura de escape por encima

de

se produjese

los valores

un aumento

normales

de la

entre 15° F Y

30° F (8,3° C a 16,6° C), se deberán examinar los termopares del pleno de escape, estos pueden estar: .:.

Recubiertos de ceniza, se deberán limpiar.

.:.

También habrá que comprobar las pantallas contra radiaciones, pueden que no esten orientadas en sentido radial con respecto a la turbina, habrá que volver a colocarlas según el plano correspondiente. Antes del lavado con agua del compresor, inspeccionar si existen grandes acumulaciones de contaminantes atmosféricas en el pleno de admisión y en el abocinamiento de entrada de la turbina que puedan ser arrastrados al interior del compresor, estos depósitos se pueden eliminar mediante el lavado con una manguera, de forma manual.


---

228

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Ambiente,


c.a.

Antes de concluir este punto debemos aclarar que para realizar el lavado fuera de línea se deben cumplir ciertos procedimientos, que podemos estandarizar como minimo cuando queramos realizar esta actividad, antes podemos ver un diagrama esquematico de las tuberias de extracciones de una turbina a gas:

.:.

Desconectar todas las extracciones de aire, para instrumentos, drenajes y otras.

.:.

Desconectar y desmontar las bujias para encendido.

.:.

Desmontar o bloquear los detectores de llama.

.:.

Colocar para bloquear la entrada de aire para enfriamiento, flanches ciegos en cada extracción. Aire Enfriamiento Aire Instrumentos

Aire Sello

Diagrama Esquematfco Aire de

Realizar los arreglos del control.


- ---

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--

~ :..'


Ambiente,


c.a.

Sistemas de Caias de Enaranaies. Dentro de esta sección veremos en primer término que tipos de engranes son los más utilizados y las cajas de engranes más comunes dentro de los arreglos de las turbinas a gas.

Las cajas de engranes conocidas como trenes de engranajes, son un conjunto de ruedas dentadas acopladas o montadas sobre ejes que se utilizan para variar la velocidad de un eje con respecto al otro y a su ves transmitir movimiento a otros equipos, como todo equipo mecánico esta formada, por:

. ·

Carcaza o covertor.

. .

Cojinetes o conchas.

Conjunto de ejes con sus respectivas ruedas dentadas. Sistema de lubricación,

Estos son los componentes básicos de una caja de engrane y está representada generalmente por el siguiente esquema: DIAGRAMA SENCillO

DE UNA CAJA DE ENGRANAJES. Piñon de Alta Velocidad

Bearing Housing

Carcaza o Covertor

Alimentación de Aceite

Baja velocidad


--

230

- -

It


c~..' Ambiente,


c.a.

Estas cajas generalmente contienen engranajes de dientes rectos ó engranajes helicoidales, con cojinetes del tipo bolas o tipo concha y la alimentación de aceite es forzada, la carcaza es normalmente de fundición, pero actualmente las hay ensambladas, pueden contar con un solo tren de engranajes de dos, tres, cuatro o los ejes que sean necesario de acuerdo a la función que debe cumplir la caja.

-

Caja de Engranajes

En referencia a la función de las cajas de engranajes podemos decir que las mismas pueden ser de reducción y/o amplificadoras y de accesorios. Caja de Accesorios.

Llamadas de esa forma porque los equipos acoplados a ellas representan el tren de accesorios necesarios para que el equipo motriz o principal funcione, por ejemplo en las turbinas a gas la caja de accesorio tiene acoplado las bombas de aceite principal o mecánica, la bomba de aceite hidráulico, compresor de aire para la atomización, bomba de gasoil o combustible líquido, bomba de agua y el sistema de trinquete hidráulico, en oportunidades están instalados algunos controles tales como disparo de sobrevelocidad mecánico o sistema de drain o válvula VR1, de los IGV'S.


---

231

~



:.. Ambiente, c.a.

En el esquema anexo podemos ver una caja de engranajes de accesorio.

Cojinetes o Conchas

Cojinetes o Conchas

Carcaza Inferior

Housing de los Cojinetes o Conchas

Despiece de una Caja de Engranajes de Dos Ejes.


-

232

--

--

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eJ...' Ambiente,


c.a.

Cojinetes o Conchas l' I

¡; Diagrama esquematico de una caja de engranajes de accesorios

La caja de engranaje de accesorio también es conocida como la Caja impulsora de accesorio, esto en turbinas a gas de la serie MS5001, porque a través de ella se le da movimiento inicial a la maquina, pero en las turbinas ASB generalmente utilizan la caja de accesorio para dar movimiento a los equipos acoplados que permiten tener servicios tales como aceite de lubricación, de fuerza, hidráulico y aire de enfriamiento.

Siendo la característica fundamental de una caja de engranaje, dar movimiento a determinados equipos a determinadas velocidades, podemos observar que la caja mostrada en en las graficas su eje principal gira a 5100rpm, el resto de los ejes a 3600, 1800rpm respectivamente.


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--

~



:..' Ambiente, c.a.

En las fotos anexas podemos ver una caja de engranaje de accesorio, para una maquina MS5001P y MS6000.

Bomba de Suministro Principal de Aceite

Caja de engranaje de accesorio impulsara unidad

Carcazas del Eje Numero 1 Impulsor

Bomba Mecánica de Aceite

Caja de engranaje de accesorio impulsara unidad MS5000.

Caia Reductora

O Amplificadora

de Velocidad.

Las cajas de engranajes de reducción ó amplificación son instaladas para obtener la velocidad requeridad para mover un determinado equipo, por ejemplo,


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~


c"..' Ambiente,


C.iI.

un generador; normalmente las turbinas pequeñas que giran a muy altas velocidades necesitan reducir la velocidad para poder mover la carga que esta acoplada a ellas, si la turbina gira a 5100rpm, para poder mover< un generador a 1800rpm, se debe reducir la velocidad de salida de la turbina. Las cajas reductoras o amplificadoras de velocidad son generalmente fabricadas con dos ejes con ruedas dentadas, dientes rectos ó helicoidales, con cojinetes del tipo sleeve radiales y/o cojinetes de empuje, dichas cajas están diseñadas parta soportar los movimientos axiales generados por los equipos acopladaos a los extremos, que pueden ser la turbina, el generador y/o el compresor. Los componentes principales de una caja reductora o amplificadora de velocidad son los siguientes:

·

Piñon de alta velocidad, este puede ser de engranajes rectos a helicoidales, con cojinetes de concha y/o uno de empuje, utilizado normalmente en los engranajes del tipo helicoidal ya que le permite adsorver movimientos axiales.

·

Engranaje de baja velocidad,

el cual tiene normalmente

dos cojinetes de

concha, y puede ser de dientes rectos o helicoidales, en oportunidades tiene otro componente, el acople del equipo a mover, en los casos de generadores estos tienen un fusible mecánico, llamado quill shaft, el cual tiene su cojinete y su acople.

·

Carcaza o covertor de fundición y/o ensamblada.

.

Sistema de lubricación forzada.

En los esquemas podemos ver una caja reductora, la principal función de estas cajas es la de transmitir y absorver cualquier movimiento axial que la turbina o el generador transmitan.


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:..' Ambiente. c.a.

Engranajes

Cojinetes de Conchas

Eje de Sacrificio ó Quill Shaft

Caja de Engranajes de Reducción de Velocidad

Las fotos anexas muestran dos tipos de cajas de engranajes de reducción, la foto 1 muestra una caja modelo S-624 marca Grahfestaden y la otra modelo S624, Marca Philadelphia. La primera es de engranajes rectos y usa cojinete de empuje y la otra usa engranajes helicoidales y no usa cojinete de empuje.


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c"..' AmbIente. c.a.

Juntas de Ensamble

Compuerta de Inspección

Tuberia de Aire para Sello

Caja de Engranajes de Reducción Ensamblada

Cojinete de Empuje

Compuerta de Inspección Juntas de Ensamble Caja Reductora de Velocidad con 05 cojinetes de Concha y 1 de Empuje.


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~ :..'


Ambiente.


c.a.

Lugar donde se colocan los instrumentos para verificar el alineamiento

I Cojinete del BullGear o Piñon de Baja

Acople del Quill Shaft y el piñon de Baja

Arreglo de cojinete tipo concha en una caja reductora de turbina MS5000

Cojinete del Quill Shaft o Eje de Sacrificio

Sello

Cojinete del Bull Gear o Piñon de Baja


Arreglo de Cojinete del Piñon de Baja y eje de sacrificio de una caja de engranajes de turbina MS5000.

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:..' Ambiente, c.a.

Acumulación de Impurezas en el Lubricante, Daños en el Cojinete

Cojinete Tipo Concha, Caja Reductora.

Area de Recalentamiento por problemas de Lubricación.

Cojinete Tipo Concha con daños de Recalentamiento.

Operacióny Mantenimiento de Turbinas a Gas

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fl;

c~..' Ambiente.


c.a.

La caja reductora mostrada, dientes rectos, posee cojinete de empuje debido a la configuración de los dientes del engrane, estos no absorven movimientos axiales, por tal razón es necesario instalarle ese tipo de cojinete. También podemos decir que el

proceso de fabricación de la carcaza es por piezas

moldeadasy fundidas, luego armada,otra característicade estas cajas es que tienencompuertasde inspeccióno mejorconocidascomo bocasde visitas. La caja de dientes helicoidales por la configuración de sus dientes no requiere cojinete de empuje, ya que los mismos absorven movimientos axiales, podemos ver también que la caja es ensamblada no de fundición, tiene adémas compuertas de inspección o bocas de visita.

Existen turbinas que no poseen este tipo de cajas de engranajes de reducción o amplificadora de velocidad, el equipo de carga, compresor, bomba o generador eléctrico están acoplado directamente a la turbina, por un acople mecánico, esto en turbinas de gran potencia, de la serie MS7000, MS9000, GT24, GT26, WE501D al igual que turbinas aeroderivativas que el acople es un acople termodinamico.

La lubricación es forzada al igual que las cajas de engranaje de accesorio y el tipo de aceite es normalmente el mismo utilizado por la turbina esto para aprovechar el espacio, la alimentación hacia los engranes es a tráves de rociadores que producen una atomización que garantiza una buena y completa lubricación, la atomización la realizan con unas toberas instaladas en la multiple de alimentación de aceite.


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~ ~.'


AmbIente,


c.a.

Generadores

El generador para turbinas a gas puede ser enfriado por aire o por hidrogeno dependiendo de la capacidad del mismo, cuando es enfriado por aire con ventilación abierta está diseñado para funcionar en el exterior con aire del entorno como medio de enfriamiento, mediante un sistema abierto, de igual forma

algunos arreglos utilizan agua para enfriar el aire y este a su vez el

debanado del generador. El aire de ventilación lo proporcionan los ventiladores ubicados en los extremos del rotor del generador, el campo de rotación excitado independientemente, accionado por una turbina, gira dentro de la armadura fija.

Está soportado, generalmente por un cojinete de pedestal en el extremo del colector y por un cojinete de engranaje en el extremo del acoplamiento, o en su defecto doble cojinete de pedestal, caso de algunas marcas de turbinas.

El generador está diseñado para funcionar continuamente, entregando potencia desde los terminales de la armadura, habiéndose previsto el suministro de aceite de lubricación los detectores de temperatura están montados en el generador para permitir la medición de las temperaturas del devanado de la armadura y del aire de admisión,

está construido para soportar, sin daño alguno, todas las

condiciones normales de funcionamiento, incluyendo cortocircuitos trifásicos y cargas aplicadas repentinamente.

El aire entra en el generador por el extremo del colector a través de una abertura protegida en el techo, este aire se filtra al pasar por

filtros, con densidad

progresiva, alta eficiencia, bajo rendimiento y baja resistencia.


241

ft

C.ombustlón, Energía &

c~.' Ambiente,

Registro MED N° R.0135-08 RIF. J-30454070-1

c.a.

Generalmente está previsto de un presostato que hace sonar una alarma cuando es necesario sustituir el filtro, en entornos extremadamente polvorientos, hay disponible un separador inercial externo para su montaje sobre el techo del generador. Aire para enfriamiento Silenciadores

Excitatriz

. Tapa de Inspección

Estator

j

. l.

Cojinete de Pedestal

Generador

El aire filtrado, flechas verdes del esquema anterior, es hecho pasar por una cámara del plenum en la base y llevado a los ventiladores del generador, el aire es forzado por los ventiladores a entrar en el espacio vacío de aire y también alrededor de la parte posterior del núcleo del estátor, el estátor está dividido axialmente en secciones por las placas de alma y por el envoltorio exterior de forma tal que en la sección central, el aire frío sea forzado desde el exterior del núcleo hacia el espacio vacío a través de ductos de aire radiales, y en las secciones de los extremos pasa desde el espacio vacío de aire al exterior del núcleo a través de los ductos radiales. Esta disposición se traduce en una Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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:..' AmbIente. c.a.

refrigeración sustancialmente uniforme de los devanados y el núcleo. (En la foto siguiente podemos observar a un generador) El rotar es enfriado externamente por el aire que fluye a lo largo del espacio vacío, sobre la superficie del rotar e internamente por el aire que pasa por encima de los devanados finales del rotar, a través de las ranuras de ventilación del rotar y radialmente hacia fuera al espacio vacío a través de los orificios en las cuñas de las ranuras de ventilación.

Enrrollado del Estator de un Generador de 20MW

Generador de 20MW

Después de que el aire haya pasado por el generador, recoge calor adicional de la carcasa del engranaje reductor y del pleno de escape de gases de la turbina de gas, en las disposiciones donde no exista engrane reductor, esto no es completado, seguidamente se descarga del conjunto generador a través de las rejillas de escape que lo dirigen hacia arriba a 45 grados de la vertical. Esta dirección ascendente del aire de escape en una ubicación lo más alejada posible del aire de admisión sirve para minimizar la recirculación exterior, como Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~ :..



Ambiente, c.a.

precaución adicional, se han hecho provisiones para fijar ductos de aire externos a las aberturas de escape en el conjunto del generador. Los anillos del colector están

sobredimensionados

para posibilitar el

funcionamiento en autoenfriado sin emplear un ventilador independiente del colector o extraer aire de los ventiladores del generador.

El sistema de protección contra incendios de la turbina de gas se extiende aparte del conjunto generador, cuando se activa este sistema

un cerrojo

accionado a presión libera una puerta para interrumpir el flujo del aire del generador dentro de las zonas próximas del engranaje reductor, el cierre de esta puerta libera también otras dos puertas que cierran las aberturas de descarga de aire. Dado que estas puertas se abaten cerca de la parte superior del engranaje reductor, se ha previsto una pantalla de seguridad para protección del personal. Se incluye un interruptor limitador para indicar el cierre accidental de las puertas de protección contra incendios que cerrarían el flujo del aire de enfriamiento en el generador, como características opcionales, se dispone de detectores de fuego para el generador o para el pedestal. del cojinete. Se toman precauciones especiales cuando si diseña la base, cabina y circuito de ventilación para proporcionar una amortiguación de ruidos eficaz en el conjunto generador, la base está sólidamente atornillada a la cimentación a lo largo de ambos lados, bajo el engranaje reductor y bajo el pedestal del cojinete. Está también enchavetada a la cimentación en dos puntos a lo largo de la línea central axial para mantener la alineación transversal

con el conjunto de la

turbina de gas. Se han montado almohadillas isomode, que consisten en láminas de goma de neopreno con las superficies superiores e inferiores estriadas en direcciones Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~ ... c.s.

Combustión. Energíil & Ambiente, C.iI.


opuestas, entre los pies del generador y la base para impedir que la vibración de 120 hertzios, debida a las fuerzas magnéticas del interior del generador, se transmita a la base. Las paredes laterales de la cabina, así como también los laterales de la base, están forrados con material acústico, todas las aberturas de la ventilación del generador están

protegidas

por silenciadores. Además,

hay montados

silenciadores en la descarga de aire de la cabina para atenuar el sonido que se origina en el engranaje reductor.

ductos de Ventilación

Chavetasde las Barras

Conjunto de Estructura del Estator.

En los esquemas anexos se pueden observar las estructuras del estator y los ductos de ventilación y las de chavetas.

La construcción de la estructura del generador y el montaje de las barras de chaveta se muestran en las figuras siguientes, la estructura del estátor consiste en una carcasa de construcción de placa soldada reforzada internamente por


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placas de alma en dirección radial y por refuerzos, barras de chaveta y ductos

de ventilación (tuberías de aire) en la dirección axial. Las barras de chaveta que soportan el núcleo del estátor están soldadas directamente a placas de alma fijas, la vibración del núcleo se transmite a la estructura pero está aislada de la base por medio del almohadillas isomodo de neopreno entre los pies del generador y la base.

Montaje del Nucleo del Estator

Perforaciones del estátor.

El núcleo del estátor está formado por perforaciones segmentales, revenidas y aisladas de acero al silicio de alta calidad con orientación predominante del grano para conseguir una mínima pérdida eléctrica.


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Estas perforaciones están montadas de forma interlaminada sobre chavetas mecanizadasintegradascon las barrasde chavetay separadasen paquetespor bloquesdistanciadorespara proporcionarductosde ventilación. Las perforaciones están estampadas en chapas finas de acero y contienen ranuras con el extremo abierto para las barras de armadura con ranuras de cola de milano para que las cuñas sujeten a las barras de armadura en posición. Las ranuras en cola de milano en la parte posterior de las perforaciones se usan para el montaje y bloqueo de los segmentos en las barras de chaveta, las perforaciones montadas están sujetas dentro del núcleo cilíndrico rígido por la presión aplicada a través de las bridas de hierro fundido dúctil,

que están

atornilladas sobre los extremos de las barras de chaveta del estátor.

La presión se aplica a los dientes por medio de los bloques o lengüetas de espacio de acero no magnético que están por debajo de las bridas del extremo. A fin de reducir el calor en el extremo del núcleo del estátor y las pérdidas eléctricas correspondientes debidas al flujo de fugas, los paquetes del extremo o de las perforaciones se retraen para incrementar el espacio libre entre las perforaciones y el rotor.

El aislamiento de las perforaciones es un barniz termofraguado que contiene "Santocel", que mantiene su valor de aislamiento a temperaturas superiores al nivel normal de funcionamiento. El devanado del estátor consiste en semibobinas situadas en ranuras en el núcleo de estátor

y conectadas por

soldadura platasoldada para formar cinturones de seis fases. Las conexiones entre los cinturones de fase y de éstos a las barras del bus salientes se realizan por medio de cables aislados con Dacron extraflexible. Cada semibobina, o barra, consiste en múltiples hiladas de cobre aisladas con fibra de cristal dacron, transpuestas dentro de la ranura por el método Roebel. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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1t

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c.s.

En esta transposición, cada hilada está formada y emparejada con el resto de forma que en la longitud de cada ranura ocupará la misma distancia que todas las posiciones verticales del conductor. El resultado es reducir las corrientes de circulación en las hiladas producidas por una distribución desigual del flujo de la parte superior a la inferior debida a la corriente del devanado del estátor.

Las barras están aisladas con múltiples capas de cinta de mica e impregnadas con un compuesto asfáltico en diferentes fases durante el proceso de encintado. Se impregnan sometiéndolas primero a calor y aspiración en un depósito grande y después introduciendo el compuesto en el depósito y forzándole dentro del aislamiento a presión, este proceso elimina la humedad y cualquier hoquedad en el aislamiento. La cinta de amianto se aplica a la parte de la ranura para protegerla contra la abrasión de las perforaciones de acero. Para minimizar el efecto de corona se aplica una pintura conductora a la parte de ranura, extendiéndose una corta distancia pasada la corona en cada extremo, después de su montaje, las espiras finales se pulverizan con una pintura alquídica oleoresistente.

Las espiras finales del devanado de la armadura están firmemente enlazadas a las bandas de sujeción, estas bandas consisten en anillos de fibra de cristal moldeados fijados a las bridas del extremo del estátor por soportes Permali, que están hechos impregnando contrachapado con una resina fenólica. La longitud de frotamiento eléctrico desde las conexiones platasoldadas a tierra está alargada considerablemente para constituir la estructura de soporte de las espiras finales de material no conductor. Se utiliza material conformable para distribuir la presión en la superf. de las espiras finales, Las ligaduras de fibra de vidrio, bloques de espacio y material conformable están recubiertos de resina termofraguada. Las bobinas de la armadura están retenidas en las ranuras por cuñas Textolite metidas en las ranuras de cola de milano. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Núcleo del estátor para generador bipolar.

Cables de Conexión Final

Devanado o Cabezas de Bobinas

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. .. .. Espiras y conexiones finales de 105devanados del estátor.

Ubicados entre las bobinas de cada fase del devanado de la armadura, hay detectores de temperatura de resistencia que miden la temperatura de los devanados en el punto de temperatura normal más elevada.


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c":..' Ambiente.


c.a.

Los cables de todos los detectores están conectados a los tableros de terminales.La ubicaciónde los detectores de temperatura de resistencia.

Separador Vertical

Cinta de Amianto, Blindaje Cuña Cinta de Fricción Conjunto Armadura Estator

Los cables principales de la armadura se tienden por la parte superior de la estructura del generador en el extremo del colector pasando por las placas aislantes de terminales.

Los cables están preparados para conexiones a la

barra del bus. Se traen hacia fuera ambosextremosde cadafase para acogerel equipode proteccióndiferencial,las placasaislantesde terminalesque sujetany soportanlos cablesde la armaduraestánatornilladasa la estructura. El rotor está mecanizado en forjado de aleación de acero simple, esto depende del fabricante que ha pasado pruebas extensivas para garantizar que el forjado cumple las propiedades físicas y metalúrgicas requeridas.

Las ranuras longitudinales, mecanizadas radialmente en el cuerpo, contienen las bobinas de campo,

Ranuras adicionales, mecanizadas en los dientes,

proporcionan la ventilación al cuerpo del rotor, las bobinas de campo están retenidas en las ranuras por la fuerza centrífuga de las cuñas de acero. Estas cuñas están fijadas, individualmente e introducidas en acanaladuras de cola de milano mecanizadas en las ranuras del rotor, los ventiladores del rotor, Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente,


c.a.

provistos para la ventilación del generador, están montados cerca de los extremos del rotor.

El devanado de campo consiste en conductores de cobre rectangulares formados en espiras doblándoles de canto en las esquinas, que más tarde son revenidos, varias espiras en un par de ranuras alrededor de un polo forman una bobina, varias bobinas se montan alrededor de cada polo para formar el devanado.

Las espiras están aisladas y las bobinas tambien

de la pared de la ranura

aislando los forros de la ranura, solamente se aíslan las espiras alternadas en la parte principal de la bobina para proporcionar una eliminación máxima del calor del conductor desnudo en las partes del extremo del rotor.

Se proporciona aislamiento del anillo moldeado entre las bobinas y los anillos de sujeción, y hay provisto un bloque de textolite en el extremo de los devanados para separar y soportar las bobinas y restringir sus movimientos bajo las tensiones de las temperaturas y de las fuerzas rotatorias.

Las espiras finales están sujetas en posición contra la fuerza centrífuga por anillos de retención pesados mecanizados en forjados de acero de aleación ligera tratado térmicamente de alta resistencia que se contraen y se inmovilizan en los anillos de centrado.


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~..' AmbIente.


c.a.

Platos de Los Ventiladores de Enfriamiento y Balanceo

Nucleo del Rotor

Platos de Los Ventiladores de Enfriamiento y Balance

Muñon de Cojinete de Rotor mecanizado para un generador bipolar.

Platos de los_ Ventiladores

Anillos Retenedores

Rotor completamente montado para un generador bipolar.


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:..' AmbIente. c.a.

Ventilador de Aire para Enfriamiento

Conjunto de Rotor de Generador mostrando el lugar de Acople con la Caja de Engranajes. Acople

Pedestal del Cojinete del Rotor de Generador

Lugar donde se coloca generalmente el aislamiento.


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.



Ambiente, c.a.

c.a .

Anillo Retenedor

Rotor de Generador, Mostrando el anillo Retenedor , Canal de Balanceo y canales de Vnetilación.

Cabezas de Bobina del Estator

Canal de Balanceo

Los anillos de centrado están forjados integralmente con el eje. Se alimenta corriente a los devanados de campo a través de los anillos del colector que forman parte del conjunto colector, una envoltura de mica moldeada aísla los anillos entre si y de la envoltura de acero forjado que está contraída en el eje. Los cables trenzados se conectan en los diámetros interiores de cada uno de los anillos forjados y salen del conjunto en dirección axial por un extremo del conjunto.

El colector está en el lado exterior de la chumacera y el extremo del cable del conjunto colector se encara alejado del cuerpo del rotor, se realizan conexiones a los cables que están instalados en el orificio del diámetro interior y pasan desde el extremo del eje a dos orificios radiales que están por debajo de la primera espira del devanado del rotor.

El equipo de escobillas de este generador utiliza portaescobillas del tipo de presión constante. Por medio de un resorte en espiral se mantiene una presión uniforme en la parte alta de la escobilla a medida que se va desgastando. El Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~ :..

Combustión, Energ/tI &

Ambiente,


c.tI.

resorte en espiral está unido permanentemente

a una placa de soporte,

formando un conjunto de placa soporte y resorte. También unida a la placa soporte hay una horquilla de desconexión que sujeta el terminal del conductor flexible de la escobilla y una placa de conexión que se inserta en la horquilla de contacto del soporte del portaescobillas. Ver figura anexa. ..... (."J ¡

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Horquilla de Desconexión

Marca de Conexión Horquilla de Contacto

Conjunto de Placa Soporte y Resorte Soporte de Porta Escobilla

Rodillo Horquilla Escobilla

Soporte de Escobilla Superficie de Anillo Ciolector

Arreglo de Porta Escobillas

Instalación de Una escobilla. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente, c.a.

c.e .

El rotor del generador está diseñado con una o doble chumacera de cojinete en el extremo del colector del rotor y cuando es doble la otra en el extremo lado turbina.

Vibración In/Seg

Tiempo

Como podemos ver, es que a mayor vibraciones la vida de los carbones es menor, esto por los efectos del roce. Si el rotor es de doble soporte o pedestal posee doble chumacera

extremo opuesto a la chuamcera esta acoplado firmemente

si no

el

al rotor de la

turbina y soportado por un cojinete de engranaje de carga, (Cojinete del Quill Shaft). La chumacera del extremo del colector está soportada en un cojinete de pedestal fuera de la estructura del generador.

El forro del cojinete en el extremo del colector está aislado de tierra para evitar el flujo de las corrientes del eje, o en su defecto se aisla en pedestal completo como se muestra en la foto anterior.


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:.' Ambiente,c.a.

INSPECCiÓN DE COMBUSTiÓN

Antes de comenzar la inspección de combustión asegúrese de que el suministro eléctrico de la turbina de gas está desconectado; el sistema de C02 está desactivado, el sistema de combustible líquido está purgado, desactivado o el suministro de combustible cerrado.

Procedimentos para desmontaie para sistemas de combustión. ; Cómo Retirar las Conexiones de Combustible?

1. Identifique y etiquete todas las conexiones de combustible para que se puedan reinstalar en las carcasas de combustión originales. 2. Antes de aflojar y/o retirar los soportes de las conexiones, márquelas de forma no destructiva así como los soportes. Estas marcas deben ser diferentes de otras que se hayan utilizado antes para estos componentes. 3. Desconecte las conexiones de combustible de las válvulas de retención y de los dispositivos de suministro de combustible, mantenga los accesorios seguros con una llave de reserva para evitar que los accesorios se retuerzan en la conducción. Consulte la figura sistema de combustión tipico. No utilice llaves de tubos o conducciones.

llaves ajustables que pueden dañar las

a. Utilice siempre llaves fijas o llave tubular b. Tape el extremo abierto de las conducciones de combustible para evitar la entrada de polvo. Insectos u otros contaminantes No utilice tapas de tamaño inadecuado o trapos para tapar los tubos abiertos, se pueden introducir en el tubo accidentalmente.

Operacióny Mantenimientode Turbinas a Gas

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Ambiente,


c.a.

4. Si es de aplicación, se tienen que retirar las tuberías de purgado de combustible y las de inyección de agua, siga el mismo procedimiento anterior. 5. Desconecte la conducción de drenaje del falso arranque de la carcasa de combustión número cinco. Aire de Refrigeración

Generador Turbulenci jnre de Descarga del Compresor

Tubo de Fuego

Sistema de Combustión Típico

; Cómo Retirar las Conexiones de Aire de Atomización? 1. Identifique, etiquete y marque de forma no destructiva todas las conexiones flexibles con el número de la carcasa de combustión antes de retirarlas.

Precaución. Aguante el colector de aire de atomización toberas de combustible.

hasta que se desconecten las

2. Desconecte la brida en el montaje de la tobera de combustible. 3. Desconecte la brida en el colector de aire de atomización y retire la tubería. 4. Desconecte y retire el aro del colector de aire de atomización.


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c~.. Ambiente,


c.a.

5. Limpie las superfivies de la brida y cubra las aberturas de los tubos, limpie todas las tuercas y pernos y deseche las empaquetaduras antiguas, guarde en una bolsa los pernos y tuercas e identifíquelos con vistas al rearme. Precaución. No utilice tapas de tamaño inadecuado o trapos para tapar las aberturas de los tubos, se pueden empujar accidentalmente al interior.

Orificio para Detección o Bujía Tobera de Combustible Valvula de Retención de Combustible Carcasa de Combustión

Tuberia de Combustible Liquido Aro de Retención

Conector con Aro de Retención

Conector sin Aro de Retención

Arreglo de Tubería y Conectores del Sistema de Combustible Líquido


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c~..' Ambiente.


c.a.

; Cómo retirar las conducciones de combustible? 1. Identifique, etiquete y marque por medios no destructivos las conexiones flexibles con el número de la carcasa de combustóm antes de retirarlas. 2. Desconecte las bridas en los asentamientos de las toberas de combustible. Precaución.

Aguante el colector de combustible hasta que se desconecten las toberas de combustible, para que el peso del colector no llegue a estar sobre la última tobera en retirarse.

3. Desconecte las bridas en el colector de combustible y retire las conexiones flexibles de la tubería. 4. Desmonte el aro colector de combustible y retirelo. 5. Limpie las superficies de la brida y cubra las aberturas d elos tubos. Limpie las tuercas, pernos y deseche las enpaquetaduras antiguas. Guarde en una bolsa pernos y tuercas e identifíquelos para el rearmado.


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It


c~..' AmbIente,

Registro MED N° R-0135-08 RIF, J-30454070-1

c.a.

Empacadura

Pared Frontal de la Salida

- .- .

.- .O'ring

Valvula de Rtención de Combustible

Carcasa de Combustión

de Combustible Como Retirar la Tobera de Combustible

;_Cómo Retirar las válvulas de retención del combustible líQuido? 1. Identifique y etiquete las válvulas de retención para su posterior reinstalación en la tobera original. 2. Retire la válvula de retención poniendo una llave en los planos hexagonales más próximos a la tobera de combustible mantenga con seguridad el accesorio de montaje de la tobera de combustible para evitar que se aplaste la conducción al retirar la válvula de retención. 3. Tape los extremos abiertos de la válvula de retención y de las toberas de combustible para evitar la entrada de cuerpos extraños. Precaución. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ll


.. ' Ambiente, c.a.

c.o .

No utilice tapas de tamaño inadecuado o trapos para tapar las aberturas de la tubería, se pueden introducir accidentalmente por las aberturas. ; Cómo retirar las toberas de combustible?

1.

Desemperne los montajes de la tobera de combustible de la cubierta de la carcasa de combustión deseche las empaquetaduras antiguas.

2.

Identifique y etiquete las toberas para poder reinstalarlas en la cubierta de carcasa de combustión original. 3. Retire el compuesto antibloqueo antiguo de los pernos y limpie las superficies de la brida que surjan. Guarde en una bolsa los pernos e identifíquelos con vista a su reinstalación. 4. Tenga cuidado de que las toberas de combustión no se dañen al manipularlas. Ponga los montajes sobre madera o cartón duro y envuélvalas con bolsas de plástico para resguardarlas de la suciedad. Este procedimiento se observa en la gráfica anterior. ; Cómo retirar los detectores de llamas v bujías?

1. Cierre el suministro eléctrico de las bujías y derectores de llamas, esto evitará cualquier

posibilidad de energización de los detectores de llamas o de las

bujías. 2. Retire las pantallas de los detectores de llamas. 3. Desconecte los cables de los detectores de llamas. 4. Desemperne el aro alrededor del vástago del detector de llamas que impide que el aire del compartimento de la turbina entre en el compartimento del detector de llamas. 5. Desemperne la brida del detector de llamas y retire la sonda de la cámara. 6. Desconecte los contactos de las bujías.


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~

Combustión. Energia & ~. Ambiente. c.a. c.s.

7. Desemperne el montaje de las combustión.


bujías de la brida de la carcasa de

8. Saque las bujías. Precaución. Manipule con cuidado para evitar la rotura de las partes internas de cerámica. 9. Retire el compuesto antibloqueo de los pernos, guárdelos en una bolsa e identifíquelos para la reinstalación, limpie las superficies de coincidencia y deseche las empaquetaduras antiguas.


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Ambiente, c.a.

Detector de Empacadura

Retiro de Detector de Llama

/perno Montaje de Bujia Empacadura

Retiro de Bujia

.

; Cómo retirar las cubiertas de la carcasa de combustión? 1. Identifique las cubiertas de la carcasa de combustión por su localización. 2. Retire los pernos que sujetan la cubierta. 3. Retire las cubiertas de las carcasas de combustión. 4. Retire y deseche la empaquetadura flexible NO SE DEBE REUTILlZAR.


264

~ :.'



Ambiente. c.a.

5. Retire el compuesto antibloqueo antiguo de los pernos y limpie las superficies de coincidencia de la brida. Guarde en

una bolsa los pernos y tuercas e

identifíquelos con vista a la reinstalación.

. Cómo

retirar las retenidas del tubo de fueao cruzado

forros de

combustión?

1. Retire y etiquete las retenidas del tubo de fuego cruzado de acuerdo con la posición de las carcasas de combustión. 2. Retire un forro de combustión empuje ambos tubos de fuego cruzado en la carcasa contigua hasta que queden libres del forro de combustión. 3. Tire del forro hacia fuera, ponga los forros sobre una base de madera para evitar daños y protéjalos de cuerpos extraños. Precaución. Tenga cuidado al retirar los forros de combustión y asegure que los resortes de los sellados posteriores no rozan los topes de los forros en la carcasa de combustión.


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~ ",' c.a.



Bujia Forro

Carcasa de Combustión

Tubo de Fuego Cruzado

Falso Arranque

Numeración de ComDonentes de Combustión

4. Etiquete e identifique cada forro de acuerdo con la localización de la carcasa de combustión. 5. Retire los dos tubos de fuego cruzado a través de la carcasa vacía. Etiquete e identifique cada tubo de fuego cruzado respecto de la localización y orientación de su carcasa de combustión. 6. Retire el resto de os forros de combustión y tubos de fuego cruzado de la misma manera, etiquetando e identificando cada uno por la localización de las carcasas de combustión. Precaución. Es obligatorio que todas las operaciones de desmontaje, reinstalación,

limpieza, inspección,

prueba en la unidad se realice de acuerdo con los siguientes

procedimientos


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It


e"..' Ambiente,


c.a.

Generalidades

Este

procedimiento

detalla

las

herramientas,

accesorios,

desmontaje,

inspección, reinstalación y los requisitos para probar las toberas de combustible reinstaladas antes de reiniciar el servicio.

Realice la prueba de presión de la tobera de combustible antes de desmontarla. Compruebe las empaquetaduras de aceite por si tienen fugas y/o grietas. Se recomienda

la prueba de presión antes del desmontaje porque una

inspección visual puede no mostrar fallos en estos componentes. Procedimiento de prueba de presión

1. Instale la tobera de combustible en el dispositivo de prueba. . 2. Presurice el paso de aceite de la tobera a la presión de pérdida de 300 psi (20.68 bar). 3. Cierre la válvula de cierre y sumerja el montaje de la tobera de combustible en un tanque de agua. 4. Compruebe las pérdidas en la zona sindicadas en la figura. 5. Registre las observaciones en el Formulario de Inspección.


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:.' Ambiente,c.a.

Problemas A. Fuga en empacadura B. Tubo de Combustión roto C. Perdida en la rosca.

....

Bombona de Nitrogeno

Desmontaie de la Tobera de Combustible.

1. Retire el alambre de seguridad que asegura la punta de turbulencia de gases de la salida al cuerpo de la tobera de combustible, en toberas de inyección de agua retirar también el alambre de seguridad de cada uno de toberas de pulverización de agua (si es aplicable). 2. Marque la punta de turbulencia de gases exterior de forma no destructiva para cada cuerpo de tobera para evitar que se mezclen componentes similares en la reinstalación. Precaución La retirada de componentes del cuerpo de la tobera de combustible se debe hacer con mucho cuidado. . Pequeñas muescas, arañazos u oros daños a las superficies y orificios de circulación pueden modificar el caudal de la tobera y producir una combustión defectuosa. Los componentes se deben poner en contenedores limpios y no sobre bancos de trabajo o superficies en las que se puedan dañar los componentes (los cestos de alambre son contenedores adecuados). 3. Con una llave exagonal o de casquillo, retire la punta de turbulencia de gas externa del cuerpo de la tobera. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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~ :.'

CombustIón, EnergliJ &


AmbIente, C.iJ.

4. Con unan llave de pata adecuada

o casquillo, retire la tapa de al tobera del

cuerpo de la tobera. 5. Con una llave especial de casquillo, retire el montaje de la pieza de transición del cuerpo de la tobera. 6. Retire y deseche

la empaquetadura

que sellan entre el cuerpo de la tobera y

el montaje de la pieza de transición. Tenga cuidado al retirar la empaquetadura para no mellar ni arañar la superficie de sellado. 7. Registre cualquier anormalidad o defectos observados durante el desmontaje en el Formulario de Inspección. 8. Retire el retén de la pieza de transición utilizando una llave exagonal recta. No golpee las superficies finales de la punta exterior para liberar el piloto porque puede modificar las dimensiones críticas de las ranuras de turbulencia en las superficies finales del piloto. 9. Con un pasador de madera o una varilla de latón suficientemente pequeño pata pasar a través del orificio del aceite, golpee el piloto con cuidado para evitar dañar las ranuras de turbulencia del piloto o el orificio de la punta interior. 10. Registre las anormalidades o defectos observados durante el desmontaje de la pieza de transición en los Formulario de Inspección.


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Registro MED N° R.013S-08 RIF. J-30454070-1

c.s.

INSPECCiÓN DE LA TRAYECTORIADE GASES CALIENTES

Ins

de la tobera de combustible

del

desmontaie). 1. Inspeccione

los componentes

por si hubieran desarrollado

depósitos

de

carbón y ranuras tapadas antes de limpiar, si hubiera habido una fuga de aceite en los pasajes del aire de atomización, se debe eliminar el aceite los depósitos de carbón. La situación se debe corregir antes de poner en funcionamiento turbina, registre las observaciones

la

en el Formulario de Inspección.

2. Los trozos grandes de carbón que se puedas sacar con los dedos se deben sacar. Esto acortará el tiempo necesario para la limpieza. 3. Sumerja el componente en una solución limpia como las sugeridas en la Tabla IC-1 y permita calentar elevar la solución a al temperatura que recomiende el proveedor. Siga las instrucciones del fabricante para su uso, la temperatura necesaria y las normas de precaución que se deben observar. 4. Retire los componentes de la solución de lavado y riegue con agua y vapor para ablandar el carbón. 5. Enjuague los componentes y recúbralos con aceite o grasa

limpios de al

máquina. 6. Inspeccione visualmente lo componentes, teniendo en cuenta que las superficies de contacto de la tobera de combustible están maquinadas a un terminado muy fino para que las tasas de flujo de gasoil, agua de inyección y aire de atomización a través del montaje de la tobera estén dentro de los límites especificados, al inspeccionar los componentes asegúrese de que no tienen dientes, rebabas, mellas en ninguna superficie lo que retrasaría el ensamblado o afectaría al caudal de combustible o aire. Se debe tener mucho cuidado con al estado de las ranuras de turbulencia en el piloto de la tobera de combustible y con las superficies con las que tiene contacto el aro de la tobera. Si las ranuras de turbulencia muestran algún indicio de aplastamiento, rozadura o erosión, o si Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente. c.a.

las superficies con las que está en contacto no son lisas y suaves, los componentes se deben sustituir. La inspección anterior también se aplica a las toberas de inyección con agua. 7. Inspeccione la punta de turbulencia de gas externa y la tapa de al tobera de combustible interior por si hubiera mellas, rañazos, dientes y desgaste anormal. Registre las observaciones en el Formulario de Inspección. 8. Complete los datos solicitados en los Formularios de Inspección. Reinstalación de la tobera de combustible.

1. Los nuevos componentes suelen estar recubiertos de plástico; asegúrese de que se elimina todo el material plástico antes de la reinstalación de al tobera. Asegúrese de que ningún material de plástico permanece depositado en las superficies interiores. 2. No utilice cinta de teflon o sellante líquido en parte alguna del montaje de la tobera de combustible. 3. Asegúrese de que todas las

empaquetaduras son nuevas. NUNCA

REUTILlCE LAS EMPACADURAS USADAS. 4. Utilice compuesto antibloqueo Fel-Pro C-102 en todas las roscas. 5. Durante la reinstalación de la tobera de combustible, utilice los valores de torsión especificados en el plano del Volumen de Planos y Listas de Repuestos de este manual de servicio. 6. Utilice una llave de torsión con una escala desde O hasta aproximadamente el 20% por encima de la máxima torsión necesaria para el montaje. 7. Mantenga la pieza de transición en una prensa de banco ligera pero firmemente, utilizando dos bloques blandos de suficiente anchura y profundidad para sujetar la exagonal del alojamiento de la pieza de transición en la prensa. 8. Inserte la cámara de la punta y el piloto en el cuerpo de la pieza de transición, asegurando que todos los componentes están bien asentados en sus emplazamientos. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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..' Ambiente, C,a.

C.s.

9. Recubra ligeramente las roscas de la pieza de transición y las roscas de la pieza de retención con compuesto antibloqueo Fel-Pro C-103. 10. Atornilleel retén en la pieza de transición, con una llave exagonal recta, de casquillo y llave de torsión, apriete el retén al valor especificado en el plano del montaje de la tobera. 11. Con un accesorio de apoyo adecuado, asegure el cuerpo de la tobera de combustible en posición vertical (orificiohacia arriba). 12. Recubra ligeramente con compuesto antibloqueo las roscas externas del montaje de la pieza de transición y las correspondientes roscasen el cuerpo de la tobera de combustible. 13. Instale con cuida una nueva empaquetadura en el cuerpo de la tobera de combustible, asegurando que está asentada en el asiento del retén en el cuerpo de la tobera. 14. Atornille el montaje de la pieza de transición en el cuerpo de la tobera de combustible apretado a mano. 15. Compruebe la integridad de la instalación del montaje de la pieza de transición con la prueba de presión a la presión especificada en el plano correspondiente. Las fugas en el montaje de la pieza de transición indican una empaquetadura defectuosa. 16. Reinstale el cuerpo de la tobera de combustible en el accesorio de sujeción; esta vez en posición vertical con el orificiohacia arriba. 17. Recubra ligeramente con compuesto antibloqueo las roscas de la tapa de la tobera de combustible y en las roscas correspondientes en el cuerpo de la tobera. 18. Atornillela tapa de la tobera interna en el cuerpo de la tobera. Utilizandouna

llavede sujeción o de casquilloadecuaday una llavede torsión, apriete la tapa interioral valor especificadoen el planodel montajede la toberade combustible. 19. Aplique ligeramente compuestoantibloqueoen las roscas de la punta de turbulenciade gas externa y en las correspondientesroscas del cuerpo de la toberade combustible.Instaleuna nuevaplacade sujeción. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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c~.: Ambiente,


c.a.

20. Atornille la otra punta de turbulencia de gas en el cuerpo de la tobera de combustible. Utilizando una llave de sujeción o de casquillo adecuada y una llave de torsión, apriete la placa de turbulencia externa y la unta al valor especificado en el plano de montaje de la tobera. La placa de fijación de la

tobera se debe aseguraren el cuerpode la tobera punta de turbulenciaexterior un mínimode .150 pulg. (0.38cm). Bloqueela placade fijación. Prueba de la Tobera de Combustible. 1. Prueba de flujo de aire de atomización de la tobera de combustible. a. El flujo de aire a través de la tobera no se puede ajustar. Las quemaduras, mellas o dientes en las superficies coincidentes

la sobretorsión de la punta

exterior y pasajes taponados afectarán gravemente al flujo de aire. b. Instale el montaje de la tobera de combustible en el accesorio de prueba. c. La prueba de flujo de aire se deba hacer de acuerdo con los requisitos del plano de montaje. d. Un flujo de aire bajo indica orificios de turbulencia taponados. El exceso de flujo de aire indica fugas de aire causadas por rebabas o suciedad entre las superficies coincidentes o erosión superior a los límites aceptable de los componentes instalados. 2. Comprobación del flujo de combustible líquido de la tobera de combustible y del modelo de pulverización. a. Instale el montaje de la tobera de combustible en el accesorio de prueba. b. Compruebe la pulverización combustible.

simétrica del montaje de la tobera de

c. Compruebe el flujo de combustible a través de la tobera de acuerdo con los requisitos especificados en el plano del montaje de la tobera del Volumen de Planos y Repuestos de este manual de servicio. d. El exceso de flujo indica que el orificio de salida y/o las ranuras del piloto y los orificios pueden ser demasiado grandes, o el piloto estar mal, permitiendo el Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente,


c.a.

paso de un caudal excesivo.

Un flujo de combustible bajo indica

que los

orificios y las ranuras de la tobera pueden estar taponados o contener restos que restringen el flujo. 3. Comprobación del flujo de gas de la tobera de combustible. a. Instale cada montaje de tobera de combustible en el accesorio de prueba. b. Haga fluir aire a dos tasas de presión absoluta diferentes a través de cada tobera del equipo de la turbina. c. A partir de los datos, calcule un área efectiva de la tobera de gas para cada tobera a ambas tasas de presión. d. Un conjunto de toberas aceptable debe tener áreas efectivas de flujo que no varíen mas del 5% entre el área de flujo mayor y la menor. e. Las toberas pueden tener áreas de efectividad reducida debido la presencia de cuerpos extraños en los pasos una instalación defectuosa que bloquea un paso. f.

Las toberas

pueden tener áreas de efectividad aumentadas como

consecuencia de la erosión, redondeo de los bordes afilados de entrada de los orificios de la punta de gas o fugas. g. Si un juego de toberas de gas de una turbina no cumple los valores del área efectiva. h. Se debe tener en cuenta que el procedimiento de campo de comprobación del flujo solo da valores relativos. Después de que una o más toberas se han desmontado y reinstalado, se debe comprobar sus flujos determinar si se cumple el criterio de área. Almacenamiento de la tobera de combustible.

1. Las toberas de combustible útiles se deben almacenar como conjuntos completos en contenedores aparte diseñados para evitar que se dañen las toberas durante el almacenamiento. Si hay que almacenarlas por tiempo


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:.. Ambiente, c.a.

indefinido se recomienda que se almacenen en una atmósfera libre

de

corrosión.

Cómo inspeccionar los forros o Cestos de combustión. 1. Inspeccione los forros con rejilla refrigerados. a. La decisión sobre la reutilización o la reposición de forros de combustión refrigerados con rejilla, depende de los daños observados. b. Las comprobaciones e intentos de redimensionar las rejillas no se puede hacer en los forros con TBC porque el revestimiento interfiere con las mediciones y la reconstrucción daña el revestimiento. c. Los sombreretes del forro pueden estar flojos,

en la medida en que los

remaches están intactos. La holgura final entre el sombrerete y el forro no es crítica. d. Los aros de los tubos de fuego cruzado usados se pueden sustituir si se ha perdido el 50% del grosor del metal original. Se recomienda que esto se haga en una instalación autorizada debido a los requisitos de los accesorios para esta operación. e. Compruebe la existencia de grietas en el cuerpo utilizando una luz brillante gafas de 10 aumentos. PRECAUCiÓN No utilice tinte rojo o penetrante fluorescente (Zyglo) en las zonas de rejilla se pueden producir resultados erróneos debido a las técnicas de fabricación.

f. Inspeccione los topes del forro, costuras de soldadura y soldaduras de punto de sellado de muelle por si hubiera grietas. Estas zonas se pueden inspeccionar con penetrante fluorescente (se prefiere Zyglo). g. Inspeccione los sellados de muelle midiendo el diámetro del aro del sellado de muelle con una cinta. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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CombustIón, Energfa &

AmbIente,


c,a.

h. Inspeccione los sellados del muelle por si hubiera hojas curvadas.

Enfriamiento

i. Si algunas hojas se dañan durante la extracción del forro se pueden enderezar manteniendo la altura de la curvatura similar a la de las hojas contiguas y las dimensiones.

j. Si algún sellado de

muelle está deformado se debe inspeccionar con líquido

penetrante para asegurar que no hay grietas. k. Inspeccione las hojas del sellado del muelle por si estuvieran desgastadas. Fíjese en el tamaño de los parches de desgaste triangulares donde el punto alto del sellado está en contacto con el interior de la pieza de transición.

Cómo inspeccionar v probar las Buiías. 1. Inspeccione la

instalación de las bujías por si hubiera agarrotamiento,

excoriación, arco eléctrico, grietas en soldadura en pico/pistón, grietas, grietas en aislante cerámico y roscas dañadas en conexiones eléctricas.


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:..' Ambiente, c.a.

2. Compruebe el movimiento del pistón de las bujías tirando del extremo del cable del pistón. Precaución No tire del cable de la bujía en ningún momento, si existe agarrotamiento se debe desmontar el cilindro y eliminar las acumulaciones que producen el agarrotamiento. Tenga cuidado de no perder o dañar los aros de sellado de níquel en la parte alta del cilindro y en el fondo del mismo, retire el muelle y extraiga el montaje del pistón. Quite todos los materiales extraños, como suciedad, rebabas de los montajes del pistón y cilindro, elimine restos de oxidación y excoriación y corrija las causas de la excoriación. Los componentes de una bujía típica se muestran en la figura. 3. Desmonte la instalación del pistón de las bujías retirando los puntos de soldadura de la coraza de la bujía y sección exagonal de la varilla del pistón y destornille la coraza de la bujía. El núcleo cerámico y la varilla cerámica

(extensiónterminal)se deben desmontarpara inspeccionarcompletamente los componenteseléctricos. Precaución Se debe tener cuidado al retirar la extensión terminal (varilla cerámica) del asentamiento del núcleo para evitar la rotura de la coraza cerámica de la instalación del núcleo.


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:..' AmbIente. c.a.

Tuerca Reten Cubierta

Aislantes

Extensión Terminal

Piston

Cilindro

Reten de la Bujia

Modelo Típico de una Bujia

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CombustIón. Energ;i1 &

AmbIente.


C.i1.

4. Reinstale la bujía como sigue: a. Instale nuevas arandelas

de níquel en los lados del núcleo cerámico, la

arandela de níquel del extremo del núcleo cerámico puede permanecer. De igual modo la arandela de níquel del lado de la varilla cerámica del núcleo puede permanecer en el saliente dispuesto para ello en la varilla. b. Compruebe y asegure que las arandelas de níquel están montadas de conformidad con la configuración del núcleo cerámico. c. Monte la varilla cerámica (extensión terminal) en la varilla del pistón. d. Instale el núcleo cerámico en la coraza y atornille la coraza en la varilla a mano con fuerza, centre el electrodo del núcleo y ajuste. e. Apriete la coraza a una torsión de 55

-

56 pie-libra (74,5 - 88,1 N-m) y

compruebe el huelgo entre la sección exagonal de la coraza y la sección exagonal de la varilla del pistón. f. Compruebe las empaquetaduras de los sellados del cilindro para asegurar que no hay puntos flojos. Monte una empaquetada en la brida de fondo del cilindro e instale el cilindro, montaje del pistón y muelle. Monte una empaquetadura en la brida superior del cilindro e instale la brida sobre cuatro varillas de sujeción, Monte las arandelas y tuercas en las varillas.

Precaución.

Tenga cuidado al hacer esta comprobación:no permitaque la varilla del pistón se salgade la posiciónde montaje. 5. Antes de instalar el montaje de la bujía en la unidad, pruebe la bujía. 6. Active el circuito de ignición y compruebe la chispa de la bujía durante unos dos minutos.


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Ambiente,

Instalación


c.a.

de los forros de combustión

v tubos de fueao cruzado.

1. Monte en primer teremino un forro de combustión en la carcasa exterior de combustión, asegurando que el sello del muelle encaja en la pieza de transición adecuadamente y que el forro encaja con los topes de la carcasa dentro de la carcasa de combustión. 2. Instale los tubos de fuego cruzado, correspondiente a ese forro. 3. Monte el forro de combustión siguiente en a carcasa exterior de combustión. 4. Deslice el tubo de fuego cruzado en su posición

entre los forros de

combustión ya instalados, vea la figura anexa, y deslice los retenes del tubo de fuego cruzado sobre las guías del retén del tubo de fuego cruzado sobre la pared anterior interna de la carcasa de combustión hasta y bajo el aro del tubo de fuego cruzado.

Precaución Los tubos de fuego cruzado no se deben unir en los aros sobre los manguitos del forro de combustión. 5. Continúe la reinstalación de los demás forros de combustión, tubos de fuego cruzado y sus retenes siguiendo los pasos anteriores.

Como instalar detectores

de llama v buiías.

1. Instale nuevas empaquetaduras, monte los cuerpos de los detectores de llamas con los mangos de las válvulas en posición alta en las carcasas de combustión originales. 2. Recubra ligeramente los pernos con compuesto antibloqueo Fel-Pro C-102 y emperne los cuerpos de los detectores de llama a las bridas de las carcasas externas de combustión.


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:..' AmbIente.


C.iJ.

3. Reinstale los cuerpos de los detectores de llama y conecte el cableado de los detectores. 4. Sustituya las cubiertas de rejillaen los detectores de llama. 5. Conecte la alimentación eléctrica de los detectores de llama. 6. Instale nuevas empaquetaduras

y monte las bujías y sellos en las carcasas

exteriores de combustión originales. 7. Recubra ligeramente los pernos con compuesto antibloqueo y emperne las bujías. 8. Compruebe el montaje del electrodo por si hubiera restos y corrija si fuera necesario. 9. Conecte los cables de las bujías. Precaución No permita que el montaje del pistón/electrodo se golpee con la unidad cuando haga la comprobación anterior. Cómo instalar las cubiertas de las carcasas de combustión exteriores. 1. Instale nueva exterior.

empaquetadura

de la cubierta de la carcasa

de combustión

2. Cubra ligeramente los pernos con compuesto antibloqueo.

3. Inspeccione el interior de la carcasa de combustión o si hubiera cuerpos extraños y por la seguridad de todos los componentes. 4. Monte la cubierta de la carcasa de combustión con dos pernos y tuercas para posicionamiento y luego instale el resto de los pernos. 5. Monte las demás cubiertas siguiendo los pasos anteriores.


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..' Ambiente, c.a.

c.a.

Cómo instalar toberas de combustible.

1. Instale nueva empaquetadura en el montaje de la tobera de combustible y colocar la tobera de combustible sobre la cubierta de la carcasa de combustión de la que fue retirada. Precaución Impida que la tobera de combustible impacte con el forro durante esta operación, Asegúrese de que la tobera entra por la abertura en el sombrerete. 2. Recubra ligeramente los pernos con compuesto antibloqueo. 3. Posicione la tobera de combustible en la cubierta y empérnelo. 4. Mantenga el aire de atomización de la tobera de combustible y la conexión a la tobera de la conducción de combustibles cubiertos hasta que se conecten el aire de atomización o las conducciones de combustible. Cómo instalar válvulas de retención de combustible.

1. Recubra ligeramente la rosca macho de los tubos de los extremos de salida de las válvulas de retención con sellante de forma que el primer hilo de rosca quede libre de sellante. Precaución Es muy importante que el sellante no rebase el final de la rosca.

2. Monte las válvulas de retención para los accesorios de entrada de combustible líquido de los montajes de las toberas de combustible, cada válvula se debe instalar en la tobera original. 3. Apriete las válvula de retención aplicando la llave al plano más próximo a la tobera de combustible, sostenga el accesorio de la tobera de combustible con Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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C~8. Ambiente,


c.a.

seguridad pata evitar que se aplaste la conducción de combustible cuando se instale la válvula de retención. Cómo instalar el colector de aire de atomización. cara turbinas con este sistema. 1. Retire las cubiertas de protección de la tubería del colector de aire de atomización y asegúrese

de que no han entrado en los tubos suciedad o

cuerpos extraños. 2. Instale el colector de aire de atomización utilizando nuevas empaquetaduras. durante el arranaue. lueao de la inscección de combustión. 1. Limpietodos los derrames de combustible, lubricante yagua. 2. Haga una inspección visual de la unidad, como sigue: a. Compruebe que se han reinstalado todas las tuberías que se habían desmontado.

b. Compruebe que se han vuelto a colocar todos los conduit que se habían desmontado, y que están hechas las conexiones eléctricas, confirme que funcionan todos los dispositivos reinstalados. c. Corrija cualquier fuga de lubricante, combustible o agua observada. d. Inspeccione boca de visita.

los plenos de admisión y escape, y haga firme el cierre de la

3. Vuelva a conectar eléctricamente todos los sistemas

que se habían

desactivado al comenzar los trabajos, y vuelvaa a armar el sistema de C02. 4. Realice como sigue las siguientes operaciones previas al virado: Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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c~..' Ambiente.


c.a.

a. Registre todas las lecturas de los contadores del panel. b. Compruebe el buen funcionamiento de la bomba de combustible de parada y emergencia. c. Haga una inspección visual para ver si sale aceite por los drenajes de los cojinetes. d. Compruebe el buen funcionamiento de la bomba hidráulica auxiliar. e. Bloquee el equipo interruptor de excitación y del generador. f. Aplique el trinquete a la unidad y observe si hay fugas, rozamiento o deficiencias de control.

g. Compruebe que está cebada la bomba del combustible. h. Compruebe el compresor del aire atomizado (si es de aplicación). 5. Vire la unidad y realice las comprobaciones

siguientes:

a. Observe la toma de velocidad según sensores, en revoluciones por minuto, en función del tiempo.

b. Inspeccione la carcasa por si hubiera fugas de aire. c. Observe y registre las entradas en el canal de vibración. d. Observe y registre la velocidad de virado. e. Compruebe que funcionan bien los medios de arranque. f. Escuche por si hubiera ruido de rozamiento. g. Compruebe la temperatura del lubricante en los drenajes del cojinete, o en la cabecera de éste o en el tanque. h. Observe las lecturas en los manómetros de todos los paneles, por si hubiera anomalías. i. Desconecte la unidad por medio de la desconexión de emergencia, y escuche por si hubiera ruidos anómalos en la turbina de gas o en el equipo auxiliar durante la deceleración.

j.

Observe que la velocidad según sensores, durante la desconexión, es la

adecuada.


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li ~

Energía

RIF. J-30454070-1

&

~mblente. c.a.

6. Inicie un arranque y haga las siguientes comprobaciones,

con la velocidad de

nula a plena, y sin carga: a. Observe los parámetros

de comprobación relativos al encendido,

las bujías,

detectores de llama, secuencias de los relés, temperatura de exhaustación, vibración y velocidad. b. Observe y registre las tasas de aceleración. c. Registre un juego completo de lecturas de vibraciones. d. Observe y registre el punto de ajuste para la amortiguación de la temperatura. e. Observe y registre el tiempo de toma

de velocidad en todos los relés

eléctricos de velocidad que sean de aplicación. f. Ajuste a las especificaciones las revoluciones por minuto de plena velocidad, sin carga. g. Compruebe el punto de ajuste digital. h. Tome un juego completo de datos de funcionamiento. i. Compruebe la existencia de fugas de aire, aceite, combustible líquido, gas o agua. 7. Realice las comprobaciones de carga (si es de aplicación). a. Tome un juego completo de datos de carga. b. Compruebe la existencia de fugas de aire, aceite, combustible líquido, gas o agua. 8. Observe si es normal la descarga y parada, como sigue: a. Observe y registre el tiempo de deceleración. b. Escuche posibles ruidos anómalos en la turbina de gas o equipo auxiliar, durante la deceleración. c. Observe las lecturas de vibraciones de la unidad, durante la deceleración. d. Realice

enteramente la preparación de todos los informes de datos de

inspección, arranque y funcionamiento.


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__ ..u

~

...

..h..h.

0

_ __..____._.__


c~.. Ambiente.


c.a.

9. Afloje las mordazas en los manguitos de fuelle de la válvula de extracción de la décima etapa. 10. Destornille y retire de las carcasas del compresor y la turbina los conductos del aire de refrigeración y sellado. 11. Identifique la localización de todos los orificiosy conducciones retirados. 12. Destornille de la carcasa del compresor el conducto de extracción de la décima etapa. 13. Retire las secciones superior e inferior de las tuberías de extracción de la décima etapa, deslizándolas hacia fuera por la junta de expansión e izándolas hasta que libren el compartimento de la turbina. 14. Identifique la localización de todos los orificios y conducciones retirados, y póngales etiquetas. 15. Selle con cinta todos los extremos abiertos de las conducciones y tape las aperturas de las carcasas del compresor y de la turbina. Cómo retirar los precintos flexibles del escape anterior. 1. Aplique sobre los pernos un líquido penetrante (Plus-Gas fórmula A o equivalente). 2. Identifique y/o etiquete la localización de los precintos flexibles y de las grapas de la mitad superior. 3. Retire los pernos de las grapas; retire las grapas y los precintos flexibles de la mitad superior.


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:..' Ambiente.

Registro MED N° R-0135-08 RiF. J-30454070-1

C.iI.

5. Los huelgos en la primera etapa de la turbina se deben tomar con galgas, a través de la tobera de la primera etapa, y habiendo retirado las piezas de transición de la combustión. 6. Los huelgos en la segunda etapa de la turbina se deben tomar con galgas. Acceda al lado posterior de los álabes de la segunda etapa, cortando para ello

un agujero ovalado en la pared exterior del difusor de escape. Haga seis comprobacionespuntualesy anótelasen el Formulariode Inspección.

Adaptado

J

-LC y

=

Longitud del Adaptador. X =Grosor de la Carcasa. Z = Lectura del Micrometro de Profundida. C = Huelgo de la Punta Z (X+Y)

=

-

Medición de la Posición del Rotor


-

-

-

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~ :.



AmbIente, c.a.

¿Cómo desconectar

los cables y el conduit en la zona del compartimento

de la turbina (sólo se debe retirar si molesta en los trabajos de la zona de la turbina)? 1. Desconecte los cables eléctricos de iluminación de corriente continua o alterna, en la clavija de conexión situada por encima de la carcasa de la turbina. 2. Tire del cableado, sacándolo del conduit, y etiquételo para que quede identificado. 3. Etiquete y retire las secciones del conduit, según haga falta para que se tenga acceso a trabajar en la turbina.

¿Cómo establecer

una cimentación sólida y colocar gatos mecánicos de

apoyo debajo de la carcasa de la turbina? Precaución No utilice gatos hidráulicos. 1. Instale el gato mecánico de apoyo en la parte inferior de la línea centro, entre la carcasa de descarga del compresor y las bridas verticales de la carcasa delantera de la turbina. 2. Instale el gato mecánico de apoyo en la parte inferior de la línea centro, entre la carcasa posterior de la turbina y las bridas verticales de la carcasa delantera de escape.


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c~.. Ambiente. c.a.

Posición CorréCta'Cfel Gato Tipo Tornillo en la carcasa de la Turbina

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3. Coloque dos indicadores de disco grabado, uno a cada lado de la turbina, desde unos puntos fijos (por ejemplo, la viga de la cubierta de la turbina) a la carcasa de la turbina, con objeto de medir la flexión de la carcasa hacia arriba. 4. Haciendo uso de los gatos mecánicos de apoyo, haga que la flexión de la carcasa hacia arriba, medida por los indicadores de disco grabado los tubos de apoyo de los gatos deben contar con puntales laterales, por si las cargas cambian. Precaución Bajo ninguna circunstancia se deben retirar los gatos mecánicos de apoyo, hasta que se haya reinstalado y empernado la carcasa de la mitad superior, si por cualquier razón, durante la inspección de la trayectoria de los gases calientes, hay que retirar las carcasas del compresor, hay Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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que asegurarse de forma 290

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Ambiente,

Registro MED N° R..Q135-08 RIF. J-30454070-1

c.a.

terminante que se han instalado gatos mecánicos de apoyo debajo de la campana de admisión y de las bridas de las carcasas del compresor, y de que soportan el anillo de los álabes guía de entrada variable. ¿Cómo

retirar los pernos de la carcasa de la turbina y el pasador

excéntrico de la tobera de la primera etapa, mitad superior?

1. Desemperne la tornillería en círculo en la mitad superior, entre la carcasa de la turbina y el marco de escape. 2. Desemperne la tornillería en círculo en la mitad superior, entre la carcasa de la turbina y la carcasa de descarga del compresor. 3. Retire la tornillería de la junta horizontal y los pernos prisioneros (Los pernos prisioneros de la junta horizontal se retiran lIevándolos hacia arriba). 4. Marque los pernos prisioneros para volver a colocarlos en sus mismos agujeros. 5. Retire el pasador excéntrico de la tobera de la primera etapa, mitad superior, situado en la parte superior de la línea centro vertical de la carcasa de la turbina, en la conexión del aire de enfriamiento de la cuarta etapa. Haga una marca en el pasador para identificarlo como el pasador excéntrico superior. 6. Retire los tapones de los orificios de inspección visual de las zonas de toberas de la primera y segunda etapas, antes de retirar la carcasa de la turbina. Hay cuatro tapones en la tobera de la primera etapa y cinco en la de la segunda. 7. Identifique y etiquete los tapones. 8. Limpie, en todos los pernos retirados, los restos de compuesto antibloqueo. 9. Como podemos ver en la grafica anexa es importante mantener la ubicación de las guías ya que, están son las que permiten orientar el rearmado, de colocarse una guía en una posición inadecuada podemos perder un rearmado de cualquier pieza o carcasa.


291

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Carcasa de Admisión

Carcasa del Compresor

Plenum de Escape

Carcasa de La Turbina

Carcasa de Descarga 1

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Cojinete Número 2 Carcasa de la Turbina Mitad Inferior Pasador Gula

Pasador Gula

Tapa Superior del Cojinete

Carcasa Mitad Superior Carcasa Mitad Inferior

Tapa Inferior del Cojinete

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Registro MED N° R-0135-OS RIF. J-30454070-1

AmbIente, c.a.

C.8 .

NOTAS:Los Pasadores Gulas se usan en los agujeros redondos hechos en el cuerpo principal de las carcasas y en los agujeros de clavjas de los agujeros de los cojinetes.

1 3 4 5 6 7 S 9

Carcasa del Compresor. Carcasa de la Turbina. Tapa del Cojinete Numero 1. Tapa del Cojinete Numero 2. Carcasa de la Turbina. Carcasa de Descarga. Carcasa de Admisión. Plenum de Escape.

Cómo retirar la carcasa de la turbina, parte superior.

1. Retire de la pared delantera del conducto de transición de escape, la puerta de acceso y el marco. 2. Utilice un cable de sujeción unido a una polea o argolla, y lIévelo hasta la abrazadera de izadoque está soldada al conducto de transición. 3. Vaya tensando y cargando poco a poco con una cadena de sostén, al tiempo que sujeta axialmente el cable de elevación hacia el pleno de escape. Siga midiendo la separación en la junta durante esta operación. Si las mediciones indican que la carcasa de la turbina está rozando, deje de izar, determine y corrija la causa del rozamiento e iguale las separaciones en la junta. 4. Siga izando y sujetando la carcasa de la turbina con la cadena de sostén y con el cable de sujeción, hasta que la carcasa se libre de los álabes, juntas de estanqueidad, etc., de la turbina. Precaución Actúe con cuidado extremo cuando esté izando la carcasa de la turbina. No permita que la carcasa de la turbina se balancee y golpee en los álabes de la turbina.

5. Asegúrese de que la carcasa de la turbina está libre, y poco a poco, aflojando el cable de sujeción y tensando la cadena de sostén, deje que la carcasa de la turbina avance por encima de los álabes de la primera etapa. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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6.

Haga firme una cuerdaguía

en la carcasa

de la turbina y siga izando la

carcasa por medio de la cadena de sostén, hasta que la carcasa se libere de la brida vertical de la carcasa de descarga. Una vez que la carcasa esté centrada debajo del gancho de la grúa, suelte todas las sujeciones y, poco a poco, vaya haciendo subir la carcasa de la turbina a mano y con el cable, al tiempo que la hace girar para que se libere de los extremos de los conduits, de los apoyos del revestimiento, de las tuberías, etc. 7. Gire cuidadosamente la carcasa de la turbina para que se libere de la unidad, y colóquela de forma que quede adecuadamente bloqueada sobre su brida vertical delantera, para facilitar su limpieza e inspección. 8. Limpie toda la tornillería y las bridas del material antibloqueo y de sellado.

¿Cómo

desempernar

y retirar las piezas de transición

de la mitad

superior? 1. Retire los tornillos de sellado lateral, los sellos de estanqueidad laterales, los pernos y placas de cierre de las abrazaderas delanteras de las piezas de transición y del anillo de retención de la tobera de la primera etapa, mitad superior. Deseche todas las placas de cierre y los pernos. 2. Empuje cada una de las piezas de transición, hasta que se liberen de la tobera de la primera etapa, y retírela a través de la apertura existente en la carcasa del compresor; ícela hasta que se libere de la unidad y colóquela sobre madera o cartón fuerte en una zona reservada para depósito.

3. Identifique la posición en la carcasa de combustión de cada una de las piezas de transición, según las vaya retirando.


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294

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AmbIente,


C.iI.

Junta Flotante

Pieza de Transición

IODera de Primera Etapa

¿Cómo retirar la tobera de la primera etapa, mitad superior.? 1. Desatornille y retire el anillo retenedor del sello de estanqueidad en L, desechando las placas de sujeción. 2. Retire los pernos, placas de sujeción y mordazas, todo ello en la junta horizontal, de la tobera de la primera etapa, deseche las placas de sujeción e identifique y etiquete las citadas mordazas y pernos. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Ambiente, c.a.

3. Enganche los cables y la cadena de sostén, para subir el nivel de la tobera de la primera etapa. 4. Afloje las tiras de empaquetadura horizontal.

superpuestas, en las zonas de la junta

4. Haciendo uso de la cadena de sostén y de la grúa, vaya izando cuidadosamente el conjunto de la tobera, primera mitad, hasta que se libere de

la unidad,y colóquelosobre un asientoadecuado. Precaución Cuando esté izando la tobera de la mitad superior, preste mucha atención a los sellos de estanqueidad en L de las juntas horizontales, para asegurarse de que dichos sellos se deslizan y salen de los anillos de apoyo. Cuando esté izando las toberas de la primera etapa, mitad superior., los segmentos de los sellos en L pueden deslizarse y salirse de su ranura. Deben emprenderse las acciones necesarias para asegurar los sellos en su posición, o retirarlos al ir izando la tobera.

6. Limpie todos los pernos, limpie la zona de los sellos de estanqueidad en L; inspeccione, y en su caso retire, posibles rebabas en los extremos del machihembrado.


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296

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Ambiente, c.a.

Grapas para Montaje de la Tobera de Primera Etapa

¿Cómo

retirar el anillo de apoyo de la tobera de la primera etapa, mitad

superior? 1.

Aplique líquido penetrante (Plus-Gas fórmula A o equivalente) en la junta horizontal del anillo de apoyo de la tobera, y en los pernos de la junta horizontal. Esto debe hacerse, si es posible, bastante antes del rearmado. 2. Retire las clavijas de la junta horizontal.


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A . Ambiente, c.e .


c.a.

Alabes de Turbina Primera

Conjunto del Anillo de Soporte de la Tobera de Primera Etapa

3. Haga el enganche, para izar la mitad superior del anillo de retención, utilizando una eslinga, un enganche de seguridad, un perno de ojo y una cadena de sostén. Instale el perno de ojo en la parte superior central, instale la eslinga y el enganche de seguridad y monte la cadena de sostén. 4. Utilizandouna llave de impacto y un prolongador, afloje y retire los dos pernos de la junta horizontal. 5. Utilice cuñas metálicas en las juntas horizontales para separar las mitades superior e inferior.


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Precaución. Cuando se esté izando, debe controlarse el anillo de apoyo, para evitar que se meta en los álabes de la primera etapa. 6. Por medio de la cadena de sostén y de la grúa, ice el anillo de apoyo hasta que se libere de la unidad, y colóquelo sobre un bloque de madera adecuado, para su limpieza e inspección. Limpie todas las superficies

que han estado

unidas por las juntas y limpie todos los pernos y pasadores. ¿Cómo desempernar

y retirar las piezas de transición de la mitad inferior?

1. Retire los tornillos de sellado lateral, las juntas de estanqueidad laterales, los pernos y placas de cierre de las abrazaderas delanteras, del anillo de retención de la tobera de la primera etapa, mitad inferior. Deseche todas las placas de cierre y los pernos. 2. Empuje cada una de las piezas de transición, hasta que se libren de la tobera de la primera etapa, y retírela a través de la apertura existente en la carcasa del compresor; ícela hasta que se libere de la unidad y colóquela sobre madera o cartón fuerte en una zona reservada para depósito. 3. Identifique la posición en la carcasa de combustión de cada una de las piezas de transición, según las vaya retirando.

Medición del iueao axial. 1. El máximo movimiento total adelante y átrás del rotor, que no deforma ni al rotor ni a los montajes de los cojinetes, es normalmente de 14 a 20 milésimas de pulgada.


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Ambiente. c.a.

Nota: El rotor de la turbina debería estar apoyado contra el cojinete de empuje activo, pero sin ejercer carga que flexione el cojinete o las carcasas, cuando se está leyendo el indicador. 2. El huelgo axial del rotor se mide montando en el alojamiento del cojinete número uno un indicador de disco grabado, que pueda leer el movimiento axial del rotor de la turbina. 3. Utilice un gato hidráulico tipo cuña, con bomba de acción remota. Coloque la cuña entre el diafragma de la segunda etapa y la cara del volante de turbina de la segunda etapa. 4. Aplique el gato cuidadosamente contra el rotor hacia atrás, hacia el engranaje de carga, y al mismo tiempo tome nota del movimiento del rotor, por medio del indicador de disco grabado, situado en el alojamiento del cojinete número 1. El rotor se moverá de pronto, acompañado de una fuerte sacudida; esto no es inusual. Afloje la fuerza del gato y lea el indicador de disco. 5. Vuelva a poner a cero la lectura del indicador de disco grabado, y ponga de nuevo la cuña del gato hidráulico entre el diafragma de la seg. etapa y la cara del volante de turbina de la primera etapa. Aplique el gato cuidadosamente al rotor hacia delante. De nuevo, el rotor se moverá de pronto con una sacudida. Afloje la carga del gato y lea el indicador de disco grabado. Repita los pasos 3, 4 Y 5 tres veces para asegurar que la repetición es correcta. ¿Cómo tomar los huelgos de la turbina? 1. La necesidad de hacer un estrecho seguimiento de los huelgos internos de la turbina de gas es crítica. Cada vez que se retire la carcasa de la turbina, se deben determinar los huelgos internos. Cuando hablamos de huelgos internos nos referimos a las claridades entre las partes moviles y fijas. Los huelgos que estén fuera de especificaciones deben ser reportados al fabricante de la turbina, de ser necesario hacer "segundas comprobaciones", Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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CombustIón. Energia &


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Puntos para realizar la medición de las claridades entre las toberas y los alabes, al igual que la holgura de los sellos

Nota: Un factor importante para conseguir unas lecturas correctas es el uso de las herramientas adecuadas a la toma de mediciones de los huelgos igual que la posición del rotor. Precaución Átese con cuerdasa la muñecatodas las herramientasde mano,para evitarque se le pierdandentrode la turbina. 2. Tome las lecturas lado izquierdo y lado derecho, esto en turbinas GE en el caso de las turbinas ABB se debe tomar en un lado y luego girar el rotar y proceder a tomar las lecturas. 3. Como tomar los Huelgas del rotar de la turbina.


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c.a

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Ambiente, c.a.

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a. El rotor debe situarse aguas arriba contra el cojinete de empuje activo, pero sin ejercer carga. Toda presión que se hubiera aplicado a mover el rotor hacia delante para comprobar el huelgo axial, deberá ser eliminada en este momento. Desmontaie de Toberas de la Sección Turbina.

Desmontaje

de la Tobera

1. Retire las dos mordazas de apoyo externas, una a cada uno de los lados de la turbina, que mantienen el conjunto de la tobera unido al conjunto de la corona del volante de la turbina de la primera etapa. La mordaza de apoyo está sujeta por un espárrago con tuerca, instalado en un segmento de la corona. 2. Retire el anillo de retención con sello de estanqueidad en L, parte inferior, del conjunto del anillo de apoyo de la tobera de la primera etapa. Deseche todas las placas de sujeción.


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3. Instale pernos de ojo en las bridas horizontales del conjunto de la tobera, uno a cada lado, y enganche eslingas de cable y cadenas de sostén en los pernos de ojo.

Desmontaje de las Toberas de la Sección Turbina

Precaución Estas mordazas han sido rectificadas durante el montaje de la turbina en fábrica, al objeto de conseguir una alineación correcta de la tobera con las piezas asociadas. Asegúrese demarcar adecuadamente en la turbina.

las

mordazas

para

reensamblarlas

4. Comience a girar hacia fuera el conjunto de la mitad inferior de la tobera y el conjunto del anillo de retención, tirando hacia arriba de uno de los cables y dejando el otro que vaya hacia fuera, y moviendo la grúa lo necesario para llevar el conjunto de la tobera (inferior)alrededor del rotor. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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:..' Ambiente, C.iI.

5. Retire los segmentos del sello de estanqueidad en L, a medida que la mitad inferiorde la tobera va saliendo hacia fuera. ¿Cómo retirar los pasadores radiales de retención de la tobera de la segunda etapa, mitad inferior? Nota: Los pasadores radiales de retención de la tobera de la segunda están sujetos en su posición por medio de unas placas que, a su vez, están fijas a la carcasa de la turbina por unos pernos hexagonales con placas de sujeción. 1. Retire las placas que sujetan y posicionan los pasadores radiales de retención de la tobera de la segunda etapa Retire los pasadores de r7tención; si los pasadores no tienen marcada su posición, márquelos según los va retirando.

¿Cómo retirar los segmentos de la tobera de la segunda, mitad inferior.?

1. Se puede retirar cada segmento de tobera de la carcasa de la turbina, girándolo uno a uno hacia fuera, sobre sus enganches anterior y posterior, en la pared lateral externa. Se retira cada segmento de diafragma, así como su segmento de turbina adyacente, como una única pieza. Marque cada uno de los segmentos siguiendo la secuencia de numeración de los Formularios de


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Combustión, Energla & ~ . Ambiente, c.a. c.o.


Precaución

En todos aquellos puntos en los que el segmento y el cable de tracción entren en contacto, debería haber un amplio almohadillado que distribuyera la carga y protegiera las superficies de las particiones. Se pueden utilizar placas de madera, goma o acero forrado. Deberían evitarse los golpes o vibraciones excesivos, una unos cables a la partición central de la tobera, si es posible. Compruebe de nuevo que se han retirado todos los instrumentos de inspección visual y todos los accesorios de los termopares. 3. Las herramientas para la retirada del segmento de tobera son un conjunto de polea, un tensor de


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Desmontaje de Toberas 3. Una un cable al segmento de tobera. 4. Una un cable al segmento de tobera 13 y retírelo. 5. Instale el conjunto de polea en el agujero del pasador de retención, pase el cable a través de la polea y únalo al segmento de tobera. Tire del segmento de tobera hasta lIevarlo a la posición que dejó el segmento

de tobera. Retire el

conjunto de polea y retire el segmento de tobera como más arriba se dijo. 6. Instale el conjunto de polea en el agujero del pasador de retención pase el cable a través de la polea y únalo al segmento de tobera. Tire del segmento de tobera hasta lIevarlo a la posición que dejó el segmento de tobera anterior. Cambie la polea al agujero del pasador y retire el segmento de tobera como más arriba se dijo.


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INSPECCiÓN MAVOR

DESMONTAJE DE PART-ESy PIEZAS ¿Cómo Retirar las Guardas del Acoplamiento Accesorio?

Para retirar la guarda del acoplamiento accesorio de la junta de expansión, configuración de la línea de ruptura horizontal: 1. Retire los pernos de la junta horizontal de la guarda de acoplamiento. 2. Retire los pernos de la mitad superior de la junta vertical del extremo de la turbina de la guarda. 3. Retire los pernos de la junta de expansión vertical de la junta de expansión. 4. Preparar pernos para el gato y colocarlos en las juntas de expansión. 5. Retire los pernos verticales anteriores de la junta de expansión. 6. Apriete los pernos de gato igualmente para desacoplar la junta de expansión solo lo suficiente para retirar la mitad superior de la guarda del acoplamiento. 7. Ice la mitad superior de la guarda del acoplamiento. 8. Desconecte la alimentación de aceite y drene las conducciones a las toberas de pulverización de aceite. Tape o cubra todas las conducciones de aceite abiertas. 9. Retire los pernos de la mitad inferiorde la guarda del acoplamiento vertical en el extremo de la turbina y retire la mitad inferior de la guarda del acoplamiento. La junta de expansión se debe sostener hasta que la mitad inferiorde la guarda del acoplamiento esté quitada. 10. Mueva la junta de expansión hacia atrás para descubrir los pernos del acoplamiento de accesorio suavemente apoye el montaje de la junta de expansión sobre el eje del acoplamiento accesorio.

11. Limpie todas las superficiesde la junta de la brida y elimine el compuesto antibloqueo antiguode los pernos. 12. Eliminetodas las empaquetadurasusadas. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Para retirar las guardas de los acoplamientos accesorios, excepto los configurados como junta de expansión de línea partida horizontal, proceda como sigue: 1. Etiquete y/o marque ambos extremos de la guarda del acoplamiento y las mitades superior e inferior, si es de aplicación. 2. Retire los pernos horizontales y verticales. 3. Proteja y guarde el acoplamiento con cuidado par no dañar las superficies de la brida. 4. Limpie el compuesto antibloqueo antiguo de los pernos y de las superficies de la brida.

¿Cómo retirar la Guarda del Acoplamiento

de Carga en Turbinas que

utilizan este dispositivo? Para retirar la guarda del acoplamiento de Carga, proceda como sigue: 1. Retire los pernos de la junta horizontal de la guarda del acoplamiento. 2. Retire los pernos de la mitad superior de la junta vertical del extremo del mecanismo de carga de la guarda del acoplamiento. 3. Prepara pernos para el gato. para colapsar la junta de expansión. 4. Ice la mitad superior de la guarda del acoplamiento. 5. Retire los demás pernos de la mitad inferior de la guarda del acoplamiento para retirar la mitad inferior de la guarda del acoplamiento. 6. Retire los pernos de la mitad posterior del alojamiento del cojinete número dos, bridas vertical y horizontal. 7. Sostenga la junta de expansión y mueva el montaje posterior y suavemente apoye el montaje en el eje del acoplamiento de carga. 8. Limpie todas las superficies de la junta de la brida y elimine el compuesto antibloqueo antiguo de los pernos. 9. Elimine todas las empaquetaduras usadas.


308

~ c.l


Ambiente,


c.a.

Para retirar las guardas del acoplamiento de carga sin línea partida horizontal, proceda como sigue: 1. Retire los pernos la mitad

superior del alojamiento posterior del cojinete

número dos, bridas vertical y horizontal. Retire la mitad superior del alojamiento del cojinete posterior. 2. Retire los pernos de las bridas del acoplamiento del mecanismo de carga. \ Retire la mitad superior del alojamiento del acoplamiento del mecanismo de carga. 3. Retire y tape las conducciones de aceite y toberas de pulverización. 4. Amarre la guarda del acoplamiento con una eslinga de nylon y los aparejos necesarios para deslizar e izar con cuidado la guarda del acoplamiento fuera del alojamiento del cojinete. Nota: La guarda del acoplamiento debe permanecer alrededor del eje del acoplamiento, se retirará de la turbina junto con el eje del acoplamiento de carga. 5. Limpie todos los pernos y superficies de la brida de acoplamiento. Desmontaje del Acoplamiento de Carga, Inspección y Comprobación de la Alineación.

1. Marque con precisión el eje de la turbina para el manguito de acoplamiento, ambos manguitos de acoplamiento para los bujes de acoplamiento y el eje del mecanismo de carga para el manguito de acoplamiento. 2. Establezca indicadores de disco grabado para medir axialmente desde el eje del acoplamiento a los manguitos de acoplamiento. Mueva el eje axialmente y anote el huelgo final,

este debe ser comparado con

las toleranicas que

establece el fabricante de la turbina consulte los manuales. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Combustión, EnergliJ &

Ambiente,


C.iJ.

3. Establezca dos indicadores de disco grabado para medir radialmente desde la línea central superior del eje del acoplamiento hasta ambos manguitos de los acoplamientos, levante el eje del acoplamiento dentro de los manguitos y 'anote el movimiento radial. Compare este valor con las tolerancias dadas por el fabricante de la turbina, cada uno de ellos establecesegúnsea el regimende operaciónde la turbinasus parametrosde alineamiento. En la grafica anexa se muestra una un esquema típico de alineamiento y la forma donde medir con los comparadores de dial para realizar las mediciones radiales de alineamiento entre un eje y otro.

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8

Medición de La altura.

-18

Medición de las Caras.

4. Amarre el acoplamiento para sostener la carga del acoplamiento utilizando eslingas de nylon, y los aparejos necesarios, tense la amarra para sostener el peso del eje del acoplamiento antes de retirar los pernos. 5. Retire los pernos y separe las mitades de las bridas de acoplamiento con pernos gato los manguitos del acoplamiento se pueden controlar mientras estén separados por el gato dejando dos de los pernos del acoplamiento, distanciados 180°, con las tuercas flojas pero en su sitio en cada brida de acoplamiento.


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Registro MED N° R-013S-08 RIF. J-,30454070-1

:.' Ambiente.c.a.

6. Tense la eslinga para sostener todo el peso del acoplamiento y retire los

cuatro últimos pernos y proceda como sigue: a. Levante el extremo del mecanismo de carga del acoplamiento mediante el aparejo, deslice el acoplamiento fuera del túnel. b. Cuando el eje del acoplamiento esté suficientemente alejado, vuelva a amarrar una sola eslinga de nylon alrededor de la parte media del acoplamiento y engánchelo a la grúa mediante un aparejo. Retire las dos eslingas de nylon originales, tire del aparejo y tense. c. Levante con cuidado el acoplamiento de carga sin tocar la unidad de forma que no se dañen las superficies de la brida, coloquelo en una zona adecuada sobre una base de madera o cartón fuerte. 7. Limpie todas las tuercas, pernos y superficies de la brida, meta en una bolsa las tuercas y pernos y almacénelos con el acoplamiento de carga. 8. Inspeccione el

acoplamiento de carga y anote lo que observe en el

Formulario de Inspección. 9. Conecte el dispositivo de alineación y los indicadores de disco grabado al eje de la turbina y verifique la turbina para la alineación del mecanismo de carga.

Desmontaie de los componentes de combustión. Para esta sección del mantenimiento mayor se debe proceder de igual forma que una inspección de combustión, es decir se debe repetir los pasos que se enumerán en la sección Inspección de Combustión de este manual.

Desmontaie de la carcasa de combustión exterior.


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Registro MED N° R.0135.08 RIF. J-30454070.1

Ambiente. c.a.

1. Identifique la posición de cada una de las carcasas de combustión a retirar, en el caso que sea una sola carcasa por favor identifique los puntos de anclaje para el rearmado. 2. Empezando en la carcasa de combustión más elevada, enganche la carcasa al mecanismo de izado, para que éste soporte su peso, destornille la carcasa del mamparo de la carcasa de descarga del compresor, donde se cumple este tipo de arreglo. 3. Cuidadosamente, y haciendo uso del sistema de enganche, desplace la carcasa de combustión hacia fuera. Ice la carcasa hasta que se libre de la unidad. 4. Coloque y afirme la carcasa exterior sobre madera o cartón fuerte, para que no se dañe. 5. Repita los pasos 2, 3 Y4 en las turbinas con arreglo de camaras de combustión del tipo anular. 6. Retire y deseche todas las empaquetaduras usadas. 7. Limpie todos

los materiales y las superficies de brida que estuvieran en

contacto, guarde la tornillería en bolsas, identificándolas para el rearmado.

Comprobaciones

Iniciales, posición del Rotor.

Nota: En la fase del mantenimiento mayor de cualquier turbina es importante este capitulo, ya que de él depende el posterior buen funcionamiento de la turbina, han ocurrido grnades daños posteriores a mantenimientos mayores por haber realizado un mal posicionamiento del rotor debido a una mala toma de lecturas durante el desmontaje. Por eso es muy importante hacer las comprobaciones iniciales del rotor con precisión pues las comprobaciones constituyen un dato base para la relación rotor - estator. Las comprobaciones del posicionamiento inicial del rotor se deben hacer con todas las carcasas empernadas en su sitio y la unidad apoyada Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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Registro MED N° R-0135-08 RIF. J-~0454070-1

~.. Ambiente. c.a.

e sus propios soportes, se recomienda también

como referencia el mismo

alabe para verificar las holguras, es decir rotar el rotor de ser necesario, como se detalla a continuación.

Recuerde que el posicionamiento es del rotor

turbocompresor, (compresor - Turbina). 1. Retire la cubierta de acceso para alcanzar el pleno de entrada, Marque una cuchilla del rotor del compresor de la etapa O del compresor y, utilizando la cuchilla marcada, gire el rotor para hacer las comprobaciones del huelgo en seis puntos. Es importante regsitrar estos datos y rechequearlos de no estar seguro con la lectura.

Nota: Un medio utilizado para girar la unidad para pruebas de posicionamiento consiste en una llave de correa de cuero, enrollada en la brida del eje del acoplamiento accesorio, esto para turbinas que no cuentan con el sistema de aceite de fuerza, ya que estas turbinas, con sistema de fuerza, permiten que con un simple giro realizado con la mano el rotor se mueva.

2. En las turbinas que disponen de orificios para inspeccionar en las etapas 7a, 11a y 15a se debe realizar, pero se da el caso que no es posible tener acceso a estos orifico, se debe entonces

tomar

el

mayor

número

de puntos

posibles para hacer la medición lo mas correcta a la realidad.


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~ ". c.e

Combustión. Energía & Ambiente. C.iJ.


Adaptador

z

r y X

C

=Longitud del Adaptador. =Grosor

de la Carcasa.

Z = Lectura del Micrometro de Profundida. C Huelgo de la Punta = Z (X+Y)

=

-

Medición de la Posición del Rotar 3. Los huelgos en punta del compresor en las etapas 7a, 11a y 1Sa se toman retirando los tapones situados 10 grados fuera de la parte superior e inferior de la línea central y 10 grados por encima de cada junta horizontal. Un número estampado próximo a los escariados de los tapones indica el grosor de la carcasa desde el fondo del escariado al diámetro interior de la carcasa, como se muestra en la figura anexa. Operación y Mantenimiento de Turbinas a Gas

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314

~ :.'



Ambiente. c.a.

a. Retire el tapón y ponga un adaptador en el escariado de máquina de la carcasa.

El adaptador

proporcionará la base

para que micrómetro de

profundidad se apoye equilibradamente en la carcasa. b. Tome el micrómetro de profundidad y mida hasta el pico de la hoja, la medida debe ser la distancia desde el pico de la hoja a la parte alta del adaptador. Añada la longitud del adaptador al espesor

estampado sobre la carcasa del

compresor. Reste esta medida de la lectura del micrómetro de profundidad el resultado es el huelgo en punta. Todas

estas medidas son en el rotor del

compresor. 4. Las pruebas de posicionamiento del rotor de la turbina se realizan tomando la lectura de la posición de los álabes a la posición de las coronas dentadas de los álabes de la rueda de segunda etapa o en

el caso de mayor numero de

estapas, se debe realizar la medición en la ultima etapa. Las lecturas se toman en la parte alta y en la baja de la línea central. 45 grados por encima y por debajo de

las juntas horizontales en los lados izquierdo y derecho y justo

encima y debajo de cada junta horizontal. Para realizar esto debemos instalar el

dispositivomostrado en la figura anexa, de la siguiente forma; Entre en la zona del pleno de escapey marquedos álabesen la parte alta de la línea centralde la unidad e instale firmemente el dispositivo indicador de discos entre dos álabes.


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It


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Ambiente,


c.a.

Álabes de Ultima Etapa de Turbina

Comparador

ispositivo del Comparador

Medición de la Posición del Rotor en los Álabes de la Ultima Etapa de Turbina

Después de montar el dispositivo entre los álabes, compruebe que se ha eliminado todo el movimiento de los álabes, es decir si los álabes se mueven durante las comprobaciones de posicionamiento se pueden cometer errores en las lecturas. 2. Monte un indicador de discos en el dispositivo para indicar el centro de la corona dentada.

Desmontajes de Acoplamientos e Inspección de Alineación. 1. Marque con precisión el eje del mecanismo accesorio contra el manguito de acoplamiento, ambos manguitos de acoplamiento contra

los bujes de

acoplamiento y el eje de la turbina contra el manguito de acoplamiento, esto en


316

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~ :..


Ambiente,


c.a.

los casos que la turbina tenga acoplamiento de accesorios, generalmente las turbinas de gran potencia no poseen este dispositivo. 2. Disponga el indicador de discos para medir axialmente desde el eje del

acoplamientoa un manguitode acoplamiento.Muevael eje axialmentea manoy anote el huelgo axial final. 3. Disponga dos indicadores de discos para medir radialmente desde la parte alta de la línea central del eje del acoplamiento a ambos manguitos de acoplamiento.

Nota: No es necesaria mucha fuerza para levantar el acoplamiento con sus manguitos. 4. Sujete el eje del acoplamiento con una eslinga de nylon y engánchelo a la grúa con un aparejo, retire los pernos y las tuercas y separe las mitades de las bridas del acoplamiento. 5. Levante con cuidado el acoplamiento accesorio y ponga el acoplamiento en una zona limpia. 6. Limpietodos los pernos y tuercas y las superficies de la brida. Guarde en una bolsa los pernos y las tuercas y almacénelos con el acoplamiento.


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-4--

~::

Combustión. Energiil &


Ambiente. C.iI.

_

Indicadores de Dial

l. .xl- eX

Marcas para el AcoDlamiento

7. Conecte el dispositivo de alineación y el indicador de discos al eje del mecanismo accesorio y compruebe el mecanismo accesorio con la alineación de la turbina. 8. Realice lecturas de medición de alineamiento en las posiciones radial y cara de los flanches o bridas, comparelas con las especificaciones del fabricante. 9. Realice el montaje del dispositivo en el lado de carga, para turbina que no utilizan acople de carga simplemente se toma la medición de alineamiento siguiendo las instrucciones del fabricante, es decir, radiales

- fase to fase, con

paralelas o con comparadores.


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~ :.:


Registro MED N° R.0135-08 RIF. J-30454070-1

Ambiente. c.a.

J I

Dispositivos para Verificaralineación

10. Luego de verificado el alineamiento se puede empesar a desmontar los pernos de las tuberías, carcasas, ductos, etc. Se recomienda realizar las mediciones de alineamiento con toda la turbina en condición normal de peso y emsamble, es decir desmontar lo necesario para realizar la medición, con la finalidad de que las lecturas sean lo más parecido a la realidad.

Luego de desmontadas todas las carcasas se comienza a desmontar las parates internas de la turbina.

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:." Ambiente. c.a.

Desmontaie de las toberas.

1. Destornille y retire los seguros de retención de los sellos de estanqueidad, para turbinas con este arreglo, en el caso de otras turbinas unicamente desmontar los seguros de los segmentos. 2. Retire los pernos y/o placas de sujeción en la junta horizontal, de las toberas. 3. En las toberas de forma de media luna o anillos se debe enganchar con cables y/o cadena de sostén, para subir el nivel de las toberas. 4. Afloje las tiras de empaquetadura superpuestas, en las zonas de la junta horizontal. 5. Haciendo uso de la cadena de sostén y de la grúa, vaya izando cuidadosamente el conjunto de la tobera, primera mitad, hasta que se libere de la unidad, y colóquelo sobre un asiento adecuado; esta operación es solamente en toberas del tipo anillo, donde la media luna,

cuando es izada la parte

superiorde la carcasa, queda sobre el rotor turbocompresor,pero en toberas del tipo segmentadas,se debe desmontar segmento por segmento quitando seguro por seguro,y esta parte superiorquedamontadaen la carcasasuperior cuandoesta se desmonta. Nota: Cuando esté izando la tobera de la mitad superior, (Tobera tipo anillo) preste mucha atención a los sellos de estanqueidad en L de las juntas horizontales, para asegurarse de que dichos sellos se deslizan y salen de los anillos de apoyo.

Cuando esté izando las toberas de la primera etapa, mitad superior, los segmentos de los sellos en L pueden deslizarse y salirse de su ranura, deben emprenderse las acciones necesarias para asegurar los sellos en su posición, o retirarlos al ir izando la tobera.


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". Ambiente. c.a. ..

Cuando son toberas del tipo segmentadas, estas están fijas a las carcasas, sujetadas por unos pasadores y al momento de realizar el desmontaje se debe tener cuidado con el tipo y el uso de las herramientas utilizadas. 6. Limpie todos los pernos, limpie la zona de los sellos de estanqueidad en L; inspeccione, y en su caso retire, posibles rebabas en los extremos del machihembrado.

Desmontaie de Carcasas. 1. Retire los pernos de la junta vertical y horizontal e instale los pasadores guía, en las turbinas donde es posible no hace falt retirar los pernos de la junta vertical, si no, unicamente los de la junta horizontal debido a que la carcasa superior se puede desmostar completa. 2. Limpie el compuesto antibloqueo de todos los pernos e identifíquelos para el rearmado. 3. Desmonte los pernos colocando una enumeración para cuando se realice el rearme no exista problemas. 4. Coloque las elingas adecuadamente en los puntos de izamiento para evitar que la carcasa sufra deformación. 5. Coloque pernos gatos para despegar las carcasas por las juntas horizontales y de esta forma facilitar el izamiento. 6. Desmonte las carcasas siguiendo una secuencia de izamiento con suma precaución para evitar causar daños en las partes del rotor. 7. El equipo de izamiento debe tener demasiada presición, debido a que los movimientos deben ser muy exactos para evitar que cuando se este desmonatndo la carcasa esta roce con cualquier parte fija. 8. En las turbinas donde se debe desmontar la carcasa en secciones esta se debe realizar siguiendo

la secuencia

de acuerdo

con los bordes de cada

carcasa.


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~ :..



Ambiente, c.a.

9. Después de levantar la carcasa con el gato, ice con la señorita o aparejo para salvar las cuchillas del rotor turbocompresor.

10. Cuando la carcasa haya salvado el rotor, utilice la grúa para que la carcasa salve la unidad. Precaución. No permita que la carcasa se golpee contra las superficies la brida vertical ni contra las cuchillas del rotor.


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...

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TROUBLESHOOTING

Cuando hablamos de troubleshooting nos referimos a las múltiples respuestas que podemos obtener para darle solución a los problemas que se presentan en determinados sistemas, componentes o equipos en nuestro caso la turbina a gas. Para comprender lo que significa troubleshooting debemos saber su Finalidad y el Objetivo. Finalidad: Corregir determinada situación de problema dentro de los sistemas de una turbina a gas. Objetivos: Contar con procedimientos y metodologias a la hora de resolver cualquier problema en los sistemas de una turbina a gas. Los mantenedores y operadores de una turbina a gas deben conocer esta filosofía para poder resolver cualquier problema dentro de los sistemas, componentes o equipos de la turbina

a gas. Como es de saber el

troubleshooting tiene una finalidad y un objetivo debemos entonces conocer cada, parámetro, función, condición y estado de los componentes y sistemas como premisa para poder resolver cualquier problema.

Ahora en adelante podemos ver varios cuadros donde podemos representar un troubleshooting.


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~

CombuStión. Enerl1;a &


~: Ambiente. c.a.

Descripción de la Alarma.

Causa Probable

Efectos y/o Acción Requerida

Acción Protectora

Bajo Nivel del Agua de Enfriamiento

Posible Fuga o Evaporación del Agua en el Tanque de agua de enfriamiento.

Agregue agua e investigue la causa, fugas en el sistema, repare la avería.

Unidad Parada

Bajo o Alto nivel de aceite Lubricante.

Baja Presión del Suministro Hidráulico o Bomba Hidráulica auxiliar en servicio.

Problemas en el Virador o en el de Embrague Arranque.

Examinar el tanque para verificar si el nivel es alto o bajo. El alto nivel puede ser causado El nivel se mueve hasta los por un excesivo llenado o por límites de la gama de que el indicador esta trancado, Unidad parada alarma, fugas por las juntas esto puede causar daños a la o no parada. de tuberías, sellos, etc. turbina. Un bajo nivel puede ser indicativo de fugas en el sistema y la turbina necesita recarga periódica, realice corrección de las fugas. a.- Precarga Incorrecta en el a.- Verifique la precarga del acumulador hidráulico. acumulador. b.- Calibración Incorrecta de las válvulas de alivio del b.- Verifique la calibración de Unidad sistema. las válvulas de alivio. Parada. C.- Falla de la Bomba C.- Inspeccione la bomba Hidráulica. principal. d.- Ruptura en la línea d.- Determine si hay líneas hidráulica. rotas. El motor del virador no esta Si la turbina no se mantiene funcionando después de que bajo el virador por un periodo Unidad Parada se ha enganchado el relé de suficiente, la turbina puede o no Parada velocidad cero, ó el presentar problemas al volver a embrague de arranque se ha arrancar debido al arqueo del rotar. desenganchado.

Alta Temperatura del Estator del Generador.


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D c.a.



Glosarios de Términos. Accidentes

de Trabajo:

Según la Ley Orgánica de Prevención, Condiciones y Medio ambiente de Trabajo, "Son todas las lesiones funcionales o corporales permanentes o temporales, inmediatas o posteriores, o la muerte, resultantes de la acción violenta de una fuerza exterior que pueda ser determinada o sobrevenida en el curso del trabajo por el hecho o con ocasión de trabajo, toda lesión interna determinada

por

un

esfuerzo

violento,

sobrevenida

en

las

mismas

circunstancias." Cabe destacar que los mismos pudieran también generar daños materiales.

Acto Inseguro: Es toda actividad voluntaria, por acción u omisión, que conlleva a la violación de un procedimiento, norma, reglamento o práctica segura, establecida tanto por el Estado como por la Empresa, que puede producir un accidente de trabajo o una enfermedad profesional. Asfixia: Imposibilidad o privación de la respiración debido al paso inadecuado del aire a los pulmones y de oxígeno a la sangre. Comité de Higiene y Seguridad Industrial: Es un Ente Paritario encargado de vigilar las condiciones y medio ambiente de trabajo, asistir y asesorar al empleador y a los trabajadores, en la ejecución del programa de Higiene y Seguridad Industrial. Condición Insegura: Es cualquier situación o característica física o ambiental, previsibles, que se desvíe de aquella que es aceptable, normal o correcto y que sea capaz de producir un accidente de trabajo, enfermedad profesional o fatiga al trabajador. 325


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Combustión, Energía& ". Ambiente, c.a. c.s.

ft;


Condición resultante de un daño sufrido capaz, de provocar pérdida

del

conocimiento. Se manifiesta con mareos, palidez, frialdad de la piel, sudoración excesiva, pulso acelerado y disminución de la presión arterial. Subcomités o Delegados de Higiene y Seguridad Industrial: Son entes auxiliares del Comité de Higiene y Seguridad Industrial encargados de

llevara cabo las funciones de vigilancia,asistencia y asesoría, asignadas por el Comité de Higiene y Seguridad Industrial.


329

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Curso Om de Turbinas a Gas (Ven)

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