Mantenimiento de Turbomáquinas

8/19/2019 Mantenimiento de Turbomáquinas

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Mantenimiento deMantenimiento de

turbomáquinasturbomáquinasLa turbina de vapor de una planta deLa turbina de vapor de una planta de

producción de energía es un equipo sencillo,producción de energía es un equipo sencillo,

y como máquina industrial, es una máquinay como máquina industrial, es una máquinamadura. La turbina de vapor es una máquinamadura. La turbina de vapor es una máquina

muy conocida para los diseñadores,muy conocida para los diseñadores,constructores, instaladores y mantenedores.constructores, instaladores y mantenedores.

Se conoce casi todo de ella, y de hecho, másSe conoce casi todo de ella, y de hecho, másdel 7! de la energía el"ctrica generada endel 7! de la energía el"ctrica generada en

el mundo se produce diariamente conel mundo se produce diariamente conturbinas de vapor.turbinas de vapor.


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#mportancia del mantenimiento en#mportancia del mantenimiento en

turbinasturbinasLa importancia del mantenimiento radicaLa importancia del mantenimiento radica

en programar paradas deen programar paradas de

inspección$mantenimiento en los picos deinspección$mantenimiento en los picos de

ba%a demandaba%a demanda

&sí logramos economi'ar costos y reducir &sí logramos economi'ar costos y reducir

averías y paradas no programadasaverías y paradas no programadas


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La turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se operaLa turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se operainadecuadamente tiene una vida (til larguísima y e)enta de problemas.inadecuadamente tiene una vida (til larguísima y e)enta de problemas.

*ay que respetar cinco normas muy sencillas+*ay que respetar cinco normas muy sencillas+

tili'ar un vapor de las características -ísicoquímicas apropiadastili'ar un vapor de las características -ísicoquímicas apropiadas /espetar las instrucciones de operación en arranques, durante la/espetar las instrucciones de operación en arranques, durante la

marcha y durante las paradas del equipomarcha y durante las paradas del equipo 0igilar muy especialmente el aceite de lubricación. /eali'ar análisis0igilar muy especialmente el aceite de lubricación. /eali'ar análisis

periódicos y comprobar que la calidad del aceite, su presión,periódicos y comprobar que la calidad del aceite, su presión,temperatura, y presencia de contaminantes está dentro de lostemperatura, y presencia de contaminantes está dentro de los

márgenes adecuadosmárgenes adecuados

/espetar las consignas de protección del equipo 1valores de alarma y/espetar las consignas de protección del equipo 1valores de alarma ydisparo para cada uno de los parámetros controlados por el sistema dedisparo para cada uno de los parámetros controlados por el sistema decontrol2. Si la turbina da alg(n síntoma de mal -uncionamientocontrol2. Si la turbina da alg(n síntoma de mal -uncionamiento1vibraciones, temperaturas elevadas, -alta de potencia, etc2 parar y1vibraciones, temperaturas elevadas, -alta de potencia, etc2 parar yrevisar el equipo+ nunca sobrepasar los límites de determinadosrevisar el equipo+ nunca sobrepasar los límites de determinados

parámetros para poder seguir con ella en producción o incluso paraparámetros para poder seguir con ella en producción o incluso parapoder arrancarla.poder arrancarla. /eali'ar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista./eali'ar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista. Si se produce una parada por alguna causa, investigar y solucionar elSi se produce una parada por alguna causa, investigar y solucionar el

problema antes de poner el equipo en marcha nuevamenteproblema antes de poner el equipo en marcha nuevamente


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MANTENIMIENTO PREVENTIVOMANTENIMIENTO PREVENTIVO

Mantenimiento Operativo DiarioMantenimiento Operativo Diario

3omprobación de alarmas y avisos3omprobación de alarmas y avisos

0igilancia de parámetros 1niveles de vibración, revoluciones,0igilancia de parámetros 1niveles de vibración, revoluciones,temperaturas de entrada y salida del vapor, presiones de entrada ytemperaturas de entrada y salida del vapor, presiones de entrada ysalida, presión, temperatura y caudal de aceite de lubricación,salida, presión, temperatura y caudal de aceite de lubricación,presión de vacío del depósito de aceite de lubricación,presión de vacío del depósito de aceite de lubricación,comprobación de nivel de aceite, presión di-erencial de -iltros, entrecomprobación de nivel de aceite, presión di-erencial de -iltros, entreotros2otros2

#nspección visual de la turbina y sus au)iliares 1-ugas de aceite,#nspección visual de la turbina y sus au)iliares 1-ugas de aceite,-ugas de vapor, -ugas de agua de re-rigeración, ruidos y vibraciones-ugas de vapor, -ugas de agua de re-rigeración, ruidos y vibracionesanormales, registro de indicadores visuales2anormales, registro de indicadores visuales2


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Mantenimiento QuincenalMantenimiento Quincenal

Inspección visual de la turbinaInspección visual de la turbina Inspección de fuas de aceiteInspección de fuas de aceite !impie"a de aceite #si procede$!impie"a de aceite #si procede$ %omprobación del nivel de aceite%omprobación del nivel de aceite Inspección de fuas de vaporInspección de fuas de vapor Inspección de fuas de aua de refrieraciónInspección de fuas de aua de refrieración !ectura de vibraciones #amplitud$!ectura de vibraciones #amplitud$ Inspección visual de la bancadaInspección visual de la bancada Pura de aua del aceite de lubricaciónPura de aua del aceite de lubricación Inspección visual del rupo &idr'ulico de aceite de controlInspección visual del rupo &idr'ulico de aceite de control Inspección visual del sistema de eliminación de asesInspección visual del sistema de eliminación de ases


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Tareas de mantenimiento deTareas de mantenimiento de

car'cter mensualcar'cter mensualMuestra de aceite para análisisMuestra de aceite para análisis

4urga de agua del aceite4urga de agua del aceite

3omprobación de lubricación de reductor3omprobación de lubricación de reductory de alternadory de alternador

&nálisis del espectro de vibración en &nálisis del espectro de vibración en

turbina, reductor y alternador, a velocidadturbina, reductor y alternador, a velocidadnominalnominal


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Mantenimiento &nualMantenimiento &nualSi se reali'an todas las actividades que se detallan en esta lista, en realidad se estánSi se reali'an todas las actividades que se detallan en esta lista, en realidad se estáneliminando todas las causas que provocan las averías más -recuentes.eliminando todas las causas que provocan las averías más -recuentes.

Análisis del espectro de vibración Análisis del espectro de vibración de turbina, reductor y alternador, a distintasde turbina, reductor y alternador, a distintasvelocidades y en aceleración. Se veri-ica así la posible ausencia de problemas envelocidades y en aceleración. Se veri-ica así la posible ausencia de problemas enco%inetes, el estado de la alineación y el equilibrado de los tres equipos. 5sco%inetes, el estado de la alineación y el equilibrado de los tres equipos. 5simportante tener en cuenta que es mucho más adecuado reali'ar el análisis con losimportante tener en cuenta que es mucho más adecuado reali'ar el análisis con losdetectores de posición del e%e con los van equipados las turbinas, en ve' de hacerlodetectores de posición del e%e con los van equipados las turbinas, en ve' de hacerlocon sensores tipo 6acelerómetro que se instalan en la carcasa.con sensores tipo 6acelerómetro que se instalan en la carcasa.

Inspección estroboscópica de álabesInspección estroboscópica de álabes. 3on esta tarea se comprueba el estado de los. 3on esta tarea se comprueba el estado de losálabes, las posibles incrustaciones que puedan haber aparecido en la super-icie deálabes, las posibles incrustaciones que puedan haber aparecido en la super-icie de"stos y de-ectos en algunos de ellos, por roces o impactos"stos y de-ectos en algunos de ellos, por roces o impactos

Apertura de cojinetes y comprobación del estado Apertura de cojinetes y comprobación del estado. 3ambio de co%inetes si procede. La. 3ambio de co%inetes si procede. Lamayor parte de los co%inetes pueden cambiarse o revisarse sin necesidad de abrir lamayor parte de los co%inetes pueden cambiarse o revisarse sin necesidad de abrir laturbina. 5sto garanti'a un -uncionamiento ausente de vibraciones causadas por elturbina. 5sto garanti'a un -uncionamiento ausente de vibraciones causadas por elmal estado de los co%inetes de apoyo y$o empu%emal estado de los co%inetes de apoyo y$o empu%e

Cambio de aceite, si procedeCambio de aceite, si procede 1seg(n análisis2.1seg(n análisis2. Si es necesario se sustituye el aceite,Si es necesario se sustituye el aceite,

pero no es habitual cambiar el aceite de -orma sistemática sin haber detectadopero no es habitual cambiar el aceite de -orma sistemática sin haber detectadosíntomas de que está en mal estado. 5sta acción evita traba%ar con un aceite en malsíntomas de que está en mal estado. 5sta acción evita traba%ar con un aceite en malestado y garanti'a la ausencia de problemas de lubricaciónestado y garanti'a la ausencia de problemas de lubricación

Cambio de filtros de aceiteCambio de filtros de aceite.. 5sto garanti'a el buen estado del aceite y la -iltración de5sto garanti'a el buen estado del aceite y la -iltración departículas e)trañaspartículas e)trañas

Inspección de la válvula de regulación de turbinaInspección de la válvula de regulación de turbina. 5sto garanti'a el buen estado de. 5sto garanti'a el buen estado delos elementos internos de la válvula, su correcto -uncionamiento, y la comprobaciónlos elementos internos de la válvula, su correcto -uncionamiento, y la comprobacióndel -iltro de vapor de la válvula, lo que hará que la regulación sea la correcta, no hayadel -iltro de vapor de la válvula, lo que hará que la regulación sea la correcta, no hayaproblemas de sincroni'ación ni de regulación y no pasen elementos e)traños a laproblemas de sincroni'ación ni de regulación y no pasen elementos e)traños a laturbina que puedan haber sido arrastrados por el vaporturbina que puedan haber sido arrastrados por el vapor


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Inspección del grupo hidráulicoInspección del grupo hidráulico.. 3ambio de -iltros y de aceite, si procede3ambio de -iltros y de aceite, si procede Inspección del sistema de eliminación de vahosInspección del sistema de eliminación de vahos . 5l -uncionamiento a vacío del. 5l -uncionamiento a vacío del

depósito de aceite garanti'a que los vapores que se produ'can, especialmente losdepósito de aceite garanti'a que los vapores que se produ'can, especialmente losrelacionados con el agua que pueda llevar me'clado el aceite, se eliminan. 5sorelacionados con el agua que pueda llevar me'clado el aceite, se eliminan. 5soayudará a que la calidad del aceite de lubricación sea la adecuadaayudará a que la calidad del aceite de lubricación sea la adecuada

Comprobación de pares de apriete de tornillosComprobación de pares de apriete de tornillos. 5l apriete de los tornillos de su%eción. 5l apriete de los tornillos de su%ecióna la bancada y los tornillos de la carcasa, entre otros, deben ser revisado. 5stoa la bancada y los tornillos de la carcasa, entre otros, deben ser revisado. 5stoevitará, entre otros, problemas de vibraciones debidos a un de-iciente ancla%eevitará, entre otros, problemas de vibraciones debidos a un de-iciente ancla%e

Comprobación de alineaciónComprobación de alineación de turbinareductor y reductoralternador de turbinareductor y reductoralternador . Se haya. Se hayadetectado o no en el análisis de vibraciones, es conveniente comprobar la alineacióndetectado o no en el análisis de vibraciones, es conveniente comprobar la alineaciónmediante láser al menos una ve' al año. 5sto evitará problemas de vibracionesmediante láser al menos una ve' al año. 5sto evitará problemas de vibraciones

Comprobación del estado de acoplamientoComprobación del estado de acoplamiento turbina reductor y reductoralternador turbina reductor y reductoralternador . La. La

comprobación visual de estos acoplamientos elásticos evitará entre otros e-ectos lacomprobación visual de estos acoplamientos elásticos evitará entre otros e-ectos laaparición de problemas de vibraciónaparición de problemas de vibración Calibración de la instrumentaciónCalibración de la instrumentación.. Muchas de las señales incorrectas y medidasMuchas de las señales incorrectas y medidas

-alsas que provocarán un mal -uncionamiento de la turbina pueden ser evitados con-alsas que provocarán un mal -uncionamiento de la turbina pueden ser evitados conuna calibración sistemática de toda la instrumentaciónuna calibración sistemática de toda la instrumentación

Inspección visual de los sellos laberínticosInspección visual de los sellos laberínticos, por si se hubieran dañado desde la, por si se hubieran dañado desde la(ltima inspección(ltima inspección

Comprobación de la presión del vapor de sellosComprobación de la presión del vapor de sellos . La presión de sellos debe estar. La presión de sellos debe estar

regulada a una presión determinada, ni más ni menos. na menor presión hará queregulada a una presión determinada, ni más ni menos. na menor presión hará queel vapor escape al e)terior, se pierda energía y se puedan provocar algunos dañosel vapor escape al e)terior, se pierda energía y se puedan provocar algunos daños1en algunos casos la contaminación del aceite, al entrar ese vapor en el co%inete, que1en algunos casos la contaminación del aceite, al entrar ese vapor en el co%inete, quesuele estar muy cerca8 en otros, puede a-ectar a alg(n sensor de medida nosuele estar muy cerca8 en otros, puede a-ectar a alg(n sensor de medida nopreparado para recibir el vapor caliente2preparado para recibir el vapor caliente2

Termografía de la turbinaTermografía de la turbina.. 5sta prueba, a reali'ar con la turbina en marcha, permitirá5sta prueba, a reali'ar con la turbina en marcha, permitirásaber si se están produciendo p"rdidas de rendimiento por un de-iciente aislamientosaber si se están produciendo p"rdidas de rendimiento por un de-iciente aislamientoo por -ugas de vaporo por -ugas de vapor


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impie!a y mantenimiento del cuadro de control impie!a y mantenimiento del cuadro de control .. 3uriosamente, muchas3uriosamente, muchasaverías en sistemas el"ctricos y electrónicos están causados por laaverías en sistemas el"ctricos y electrónicos están causados por lasuciedad. Mantener los cuadros en su correcto estado de limpie'asuciedad. Mantener los cuadros en su correcto estado de limpie'agaranti'a la ausencia de estos problemasgaranti'a la ausencia de estos problemas

Inspección del virador Inspección del virador . 5l virador es un elemento importantísimo durante las. 5l virador es un elemento importantísimo durante lasparadas. n mal -uncionamiento supondrá una di-icultad o imposibilidad deparadas. n mal -uncionamiento supondrá una di-icultad o imposibilidad dearrancar la turbina. La inspección es sencilla y garanti'a el correctoarrancar la turbina. La inspección es sencilla y garanti'a el correctoarranque tras una paradaarranque tras una parada

"rueba de potencia"rueba de potencia. &l -inali'ar la inspección será conveniente comprobar. &l -inali'ar la inspección será conveniente comprobar

las prestaciones de la turbina, especialmente la potencia má)ima que eslas prestaciones de la turbina, especialmente la potencia má)ima que escapa' de alcan'arcapa' de alcan'ar impie!a de alternador impie!a de alternador .. La limpie'a interior del alternador especialmente losLa limpie'a interior del alternador especialmente los

que se re-rigeran por aire, suelen reali'arlo empresas especiali'adas, conque se re-rigeran por aire, suelen reali'arlo empresas especiali'adas, conproductos especiales.productos especiales.

#erificación el$ctrica del alternador #erificación el$ctrica del alternador . 5s necesario veri-icar tanto el. 5s necesario veri-icar tanto elalternador como sus protecciones. 5n el caso de que el personal habitualalternador como sus protecciones. 5n el caso de que el personal habitual

no tenga los conocimientos oportunos es conveniente reali'arlo conno tenga los conocimientos oportunos es conveniente reali'arlo conempresas especiali'adasempresas especiali'adas Cambio de filtros del alternador Cambio de filtros del alternador .. Los -iltros de aire del alternador,Los -iltros de aire del alternador,

especialmente en los re-rigerados con aire, tienen como misión garanti'arespecialmente en los re-rigerados con aire, tienen como misión garanti'arque aire en contacto con los bobinados está limpio. La comprobación delque aire en contacto con los bobinados está limpio. La comprobación delestado de estos -iltros y su sustitución aprovechando la parada anualestado de estos -iltros y su sustitución aprovechando la parada anualsuelen garanti'ar la ausencia de problemas en la -iltración del aire.suelen garanti'ar la ausencia de problemas en la -iltración del aire.


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3omo plani-icar las paradas de3omo plani-icar las paradas de

mantenimientomantenimiento


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3omo plani-icar las paradas de3omo plani-icar las paradas de

mantenimientomantenimiento


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Secuencias de arranque y paradaSecuencias de arranque y parada


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9allas típicas en turbomáquinas9allas típicas en turbomáquinas

9isuración de álabes9isuración de álabes

9isuración de cámaras de combustión9isuración de cámaras de combustión


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/otura de álabes/otura de álabes


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&umento de rugosidad en álabes $ toberas &umento de rugosidad en álabes $ toberas


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&reas 3ríticas en la &reas 3ríticas en la

turbina de gasturbina de gas


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3aso de estudio de -alla de3aso de estudio de -alla de

turbinaturbina 9&3:;/5S hich occurs in gas turbine blades and no''les a-ter a service period, canbe divided into ?@A7B+be divided into ?@A7B+

5)ternal and internal sur-ace damages 1corrosion, o)idation, cracC -ormation, erosion,5)ternal and internal sur-ace damages 1corrosion, o)idation, cracC -ormation, erosion,

-oreign ob%ect damage and -retting2.-oreign ob%ect damage and -retting2.

#nternal damage o- microstructure, such as c?=iD1&l,:i2B phase aging 1ra-ting2, grain gro>th,#nternal damage o- microstructure, such as c?=iD1&l,:i2B phase aging 1ra-ting2, grain gro>th,

creep and grain boundary void -ormation, carbides precipitation and brittle phases -ormation.creep and grain boundary void -ormation, carbides precipitation and brittle phases -ormation.

:otal service time and operation history 1number o- startups, shutdo>ns and trips2.:otal service time and operation history 1number o- startups, shutdo>ns and trips2.

5ngine operational conditions 1temperature, rotational speed, mode o- operation 1base load,5ngine operational conditions 1temperature, rotational speed, mode o- operation 1base load,

cyclic duty22.cyclic duty22.

Manu-acturing di--erences 1grain si'e, porosity, alloy composition, heat treatment2.Manu-acturing di--erences 1grain si'e, porosity, alloy composition, heat treatment2.


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#nspección#nspección

visualvisual4osition o- the -ailed blade and the

damages >ere caused due to -ailure. 1a2

pper vie> o- the -ailed blade and

surroundings.1b2 Leading edge damage in some blades.


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Eeneral vie> o- the blade number D

sho>ing corroded regions. 1a2 3oncavesur-ace. 1b2 3onve) sur-ace

:he distance o- the -racture sur-ace -rom

the plat-orm at blade edges.


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Eeneral vie> o- the -racture sur-ace.

9atigue striations in the vicinity o- the ellips

in 9ig. F -rom di--erent regions. 1a2 @.1b2 G.


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&erodynamic -orces &erodynamic -orces

Eraph o- tensile stress distributed along

the blade

Scheme -or deriving the equation o-

momentum -or a turbine stage.


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-inite element calculations-inite element calculations

/esult o- static analysis sho>s

the stress values due to

centri-ugal load, >hich is reduced

-rom, root to tip o- bucCet. #n

addition, a-igure o- -ractured blade is

presented -or comparing >ith the

simulated 95 model.


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&nálisis de vibraciones &nálisis de vibraciones

:he harmonic

analysis sho>s the

value o- dynamic

stresses distributed

along the bucCet.:he labeled points

>ere selected to

sho>

the value o- stresses

corresponding to the

-ractured sample.:he yello> arro>s

demonstrate

precession o-

breaCing edge.


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3onclusiones3onclusiones


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5nsayos de turbomáquinas5nsayos de turbomáquinas

5n el diseño de las turbomáquinas los ensayos de certi-icación en5n el diseño de las turbomáquinas los ensayos de certi-icación encuanto a empu%e, potencia, consumo emisiones, -iabilidad etc. soncuanto a empu%e, potencia, consumo emisiones, -iabilidad etc. sonde e)tremada importancia.de e)tremada importancia.

5n el caso de turbinas a"reas se reali'an asimismo ensayos de5n el caso de turbinas a"reas se reali'an asimismo ensayos de-alla controlada a -in de evaluar la respuesta de la máquina en caso-alla controlada a -in de evaluar la respuesta de la máquina en caso

de -allade -alla


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