Introducción. Análisis Causa Efecto ISHIKAWA 5. Análisis De Modo Y Efecto De Fallas 8. Mantenimiento De Turbinas A Gas 9

Transcripción

1 Universidad Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería en Mantenimiento mención Industrial Barcelona Edo. Anzoátegui Mantenimiento III Turbinas a Gas Prof. Ing. Sciotto María Bachiller Alvarado S, Carlos E C.I.: V Barcelona, 23 de Enero de

2 Índice Introducción Pág. II Turbinas A Gas (Descripción) 4 Análisis Funcional (Turbinas A Gas) 5 Análisis Causa Efecto ISHIKAWA 5 Diagrama Causa Efecto (Deficiencia En La Ejecución Del Mantenimiento En Turbinas A Gas) 6 Diagrama Causa Efecto (Perdida Funcional- Perdida De Potencia) 7 Análisis De Modo Y Efecto De Fallas 8 Mantenimiento De Turbinas A Gas 9 Actividades De Mantenimiento Mantenimiento Rutinario 9 Inspección 10 Mantenimiento Mayor 10 Conclusión Bibliógrafa Consultas XI XII XII 2

3 Introducción Las turbinas de gas son turbo-máquinas que, de un modo general, pertenecen al grupo de máquinas térmicas generadoras y cuya franja de operación va desde pequeñas potencias (30 KW para las micro-turbinas) hasta 500 MW para los últimos desarrollos. De esta forma, compiten tanto con los motores alternativos (ciclos termodinámicos OTTO y DIESEL) como con la instalaciones de vapor de pequeña y media potencia. Sus principales ventajas son su pequeño peso y volumen en relación a su potencia y la flexibilidad de su operación. Esto hace que sean máquinas cuyo uso para determinadas aplicaciones, especialmente las referidas a la generación de electricidad y a la propulsión de buques y aviones, esté en claro aumento. Al ser máquinas rotativas presentan una clara ventaja frente a los motores alternativos, por la ausencia de movimientos alternativos y de rozamientos entre superficies sólidas (como las que se dan entre pistón y camisa), lo que se traduce en menores problemas de equilibrado y menores consumos de aceite lubricante, que además no están en contacto con superficies calientes ni con productos de combustión. Comparadas con las turbinas de vapor, las turbinas de gas apenas tienen necesidades de refrigeración, lo que facilita enormemente su instalación. Además, su baja inercia térmica les permite alcanzar su plena carga en tiempos muy bajos, lo que las hace ideales para determinadas aplicaciones en las que se requiere variaciones de carga rápidas (regulación de red o abastecimiento de picos de demanda). 3 III

4 Una turbina de gas, es una turbo-máquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Las turbinas de gas son equipos capaces de transformar la energía química contenida en un combustible en energía mecánica, ya sea para su aprovechamiento energético o como fuerza de impulsión Turbina de gas tiene 3 partes importantes 1 Compresor donde se produce la elevación de la presión del gas, habitualmente compresor es axial, que produce la elevación de presión entre 1.10 y 1,30, por supuesto se eleva la temperatura ligeramente por el aumento de la presión 2 Cámara de Combustión, se encarga de elevar la temperatura rondando hasta los 1700º f con la elevación en el compresor y la temperatura en la cámara de combustión, acumulamos mucha energía potencial, que ahora podemos transformar en otros tipos de energía 3 Escape. Transformación de la energía potencial en energía cinética a través de las toberas para después trasladar dicha energía a los alabes que se encargaran de impulsar al rotor produciendo la energía mecánica 4

5 Presento 2 Análisis Causa efecto, El primero que refleja la deficiencia en la ejecución del mantenimiento de este tipo de maquinas Y el segundo en el que se evidencia la perdida funcional del equipo 5

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9 El mantenimiento de la turbina de gas tiene dos bases: Mantenimiento condicional, basado en observar el comportamiento de la máquina e inspeccionar regularmente sus partes internas, actuando en caso de encontrar algo anormal Mantenimiento en parada o Mantenimiento Mayor, con la organización de grandes revisiones en las que se cambian sistemáticamente gran cantidad de piezas sometidas a desgaste. - Vigilancia de parámetros (temperaturas en las cámaras de combustión, presión y temperatura del compresor de la turbina, niveles de vibración en cojinetes, presión y temperatura del aceite de lubricación, caudal y temperatura del aire de refrigeración, caída de presión en los filtros de aire de admisión y temperatura en el escape, como parámetros más importantes) - Comprobación y seguimiento de alarmas y avisos - Análisis del aceite de lubricación. Filtrado y/o sustitución cuando corresponde - Limpieza del compresor, tanto con el compresor en marcha como con el compresor parado (también llamadas limpiezas on-line y off-line). - Calibración de la instrumentación (presiones, temperaturas y caudales, fundamentalmente) - Comprobaciones del sistema contraincendios 9

10 - Inspecciones boroscópicas para comprobar el estado de las partes internas de la turbina. - Alineamiento de la turbina, si es necesario - Las grandes revisiones suponen la apertura de la turbina y la sustitución de piezas de desgaste. Entre los trabajos que se realizan en estas grandes revisiones están los siguientes: - Sustitución de álabes. Suele ser la parte principal del trabajo, y lo realiza personal muy especializado. Se sustituyen tanto los álabes fijos como los móviles de la turbina (no del compresor). Los álabes que se retiran se envían al fabricante para su reacondicionamiento, lo que abarata el coste de la revisión sin afectar considerablemente el resultado de ésta. - Sustitución completa de la cámara de combustión. Se cambian tanto los quemadores como las paredes de la propia cámara. - Limpieza manual de los álabes del compresor. - Revisión y reacondicionamiento completo de toda la instrumentación, incluidos sensores, transmisores y cableado. - Revisión y reacondicionamiento en su caso de los cojinetes de apoyo - Revisión completa de todo el sistema de lubricación, con cambio o filtrado de aceite, revisión de bombas, cambio de filtros, limpieza del depósito - Equilibrado del conjunto rotor - Alineamiento de la turbina Como el tiempo necesario para llevar a cabo estas grandes revisiones suele ser alto (entre 10 y 30 días), se realizan en este momento muchos otros trabajos en la planta, por lo que la cantidad de personal que se ve implicado en una de estas grandes revisiones suele ser grande. 10

11 Conclusión Esta simplicidad comparada con turbinas de vapor y con motores alternativos otorga a las turbinas de gas dos ventajas adicionales: un mantenimiento sencillo comparado con otras máquinas térmicas y una elevada fiabilidad. En efecto, la reducción de las necesidades de lubricación y refrigeración, la continuidad del proceso de combustión y la ausencia de movimientos alternativos hace que la probabilidad de fallo disminuya. Una instalación de generación eléctrica basada en una turbina de gas puede alcanzar con facilidad valores de disponibilidad superiores al 95% y valores de fiabilidad cercanos al 99% si la instalación está bien diseñada, bien construida, bien operada y con un adecuado nivel de mantenimiento. No obstante, también tienen algunos inconvenientes importantes, entre los que hay que destacar dos: La alta velocidad de rotación y su bajo rendimiento (30-35%) comparado con los motores alternativos diesel (algunos desarrollos ya alcanzan el 50% de rendimiento) o con las turbinas de vapor (valores del 40% son muy normales). Sus aplicaciones son muy variadas, siendo su campo de aplicación el más amplio entre los motores térmicos. Inicialmente se utilizaron para la realización de trabajo mecánico. Posteriormente se trasladaron al campo de la aeronáutica como elemento propulsor, sobre todo a partir de la segunda guerra mundial. Más tarde se utilizaron como elemento motor para la generación de energía eléctrica, aplicación para la que se han desarrollado modelos específicos que han tratado de adaptarse a las exigencias de ese mercado. La posibilidad de aprovechar el calor de los gases de escape para producir vapor aprovechable en la industria como energía térmica o para producir más energía eléctrica (en los denominados ciclos combinados gas-vapor) han provocado una auténtica revolución en el mercado de la generación eléctrica, donde la turbina de vapor ha sido la reina indiscutible durante muchos años. XI 11

12 Bibliografía - Tesis UCV- ESTUDIO PARA LA INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y TRATAMIENTO DE COMBUSTIBLE EN LAS TURBINAS A GAS DE LA PLANTA PUNTO FIJO C.A.D.A.F.E - Disponibilidad y Confiabilidad de Sistemas Industriales Genaro Mosquera-José Rivero- Antonio Torres entre otros - Apoyo logístico Para la administración del mantenimiento Industrial Genaro Mosquera UCV Consultas. -Lic. Barbara Kauders Inspector de seguros para empresas del ramo petrolero y gasífero -Seguros Mapfre (GUIA DE SEGURIDAD) Turbinas: Tipos, mantenimiento, deterioro, Inspecciones -Ing. Carlos Mazzone (UCAB) Superintendente de Mantenimiento -Informes de Mtto Predictivo PDVSA Fraccionamiento Anónimo XII 12