EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS DE HEREDIA S.A. UEN ENERGÍA ELÉCTRICA Y ALUMBRADO PÚBLICO DEPARTAMENTO DE GENERACIÓN

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1 EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS DE HEREDIA S.A. UEN ENERGÍA ELÉCTRICA Y ALUMBRADO PÚBLICO DEPARTAMENTO DE GENERACIÓN Informe de Mantenimiento Anual 2012 Planta Hidroeléctrica Los Negros Realizado por: Ing. Adriano Jimenez Murillo Abril de 2012

2 ÍNDICE 1. ANTECEDENTES ACTIVIDADES DEL MANTENIMIENTO ANUAL Mantenimiento de turbinas... 5 Inspección de rodete y zona de alabes móviles... 5 Medición de holguras... 6 Cambio de empaque de válvula mariposa... 6 Mantenimiento de sellos de espalda de turbina... 7 Cambio de pistón del distribuidor... 7 Ajuste de alabes del grupo Cambio de tubería de aireación de turbina de ambos grupos Mantenimiento de Generadores... 9 Medición de termografía y análisis de vibraciones... 9 Mantenimiento y limpieza de Generadores... 9 Pintura de ejes de los Generadores Mantenimiento de enfriadores de ambos Generadores Mantenimiento y limpieza de filtros del sistema de enfriamiento Mantenimiento de Protecciones e Interruptores Mantenimiento de Transformadores de potencia y de servicio propio Mantenimiento de LOU de ambos grupos Cambio de flujómetros Cambio de aceite de LOU del Grupo Pruebas de RTD Mantenimiento de Codos de Aspiración Mantenimiento de fibra óptica Inspección de tubería de baja, tanque de oscilación y tubería de alta Mantenimiento de obra civil Mantenimiento de compuertas y rejillas Entrega y pruebas de Limpia rejas Cambio de reguladores de voltaje de ambos grupos Reparación de Presa en Toma Caño Negro CONCLUSIONES

3 1. ANTECEDENTES La Planta Hidroeléctrica Los Negros inició su operación comercial el 7 de abril de 2006, desde entonces se creó el, responsable de todo lo relacionado con la producción de energía de la ESPH. El mantenimiento de la planta se divide en las siguientes grandes categorías: Predictivo. Consiste en la detección y diagnóstico de averías antes que se produzcan para así programar los paros para reparaciones en los momentos oportunos. La filosofía básica de este tipo de mantenimiento se basa en que normalmente las averías no aparecen de repente, tienen una evolución en el tiempo dependiente de variables y valores de alarma previamente establecidos, evitándose así paros no programados, averías importantes y accidentes. Dentro de las tareas predictivas se encuentran las termografías, los análisis de vibraciones mecánicas de generadores y motores eléctricos, los análisis de variables eléctricas de generadores (aislamiento, índice de polarización), análisis de aceites lubricantes, hidráulicos y dieléctricos, etc. Preventivo. Similar al mantenimiento predictivo en la detección y diagnóstico de averías, se usa el tiempo como variable para la intervención de los equipos, inspeccionando su estado para toma de decisiones siempre con una frecuencia determinada (diaria, semanal, mensual, anual, quinquenal) ya sea por recomendación de los fabricantes de los equipos o por la experiencia de los encargados del proceso. Correctivo. Existen dos clases; el que se realiza una vez que la avería de un equipo o sistema se produjo y el que se programa luego de los resultados y recomendaciones de los mantenimientos preventivos y predictivos. El primero tiene implicaciones económicas fuertes sobre todo por el factor de demanda máxima. 3

4 2. ACTIVIDADES DEL MANTENIMIENTO ANUAL 2012 En este apartado se detallan todas las actividades realizadas en el Mantenimiento Anual que inició el 31 de marzo y finalizó el lunes 09 del presente año. Imagen #1: Casa de Maquinas de Planta Hidroeléctrica Los Negros El Mantenimiento Anual tuvo trabajos simultáneos en la mayoría de los componentes de la planta. Entre los lugares o equipos que se intervinieron se encuentran: Mantenimiento de Turbinas Mantenimiento de Generadores Mantenimiento de Protecciones e Interruptores Mantenimiento de Transformadores de potencia y de servicio propio Mantenimiento de LOU de ambos grupos Pruebas de RTD Mantenimiento de Codos de Aspiración Mantenimiento de fibra óptica Inspección de tubería de baja, tanque de oscilación y tubería de alta Mantenimiento de obra civil Mantenimiento de compuertas y rejillas Entrega y pruebas de Limpia rejas Cambio de reguladores de voltaje de ambos grupos Reparación de Presa en Toma Caño Negro 4

5 2.1 Mantenimiento de turbinas Inspección de rodete y zona de alabes móviles Todos los años se desmonta el rodete de la turbina, para inspeccionar el mismo, se buscan deformaciones, golpes o desgates anormales. Antes Después Imagen #2: Montaje de rodete El asiento del rodete sufre desgaste debido a la cavitación que se provoca durante la operación, por lo tanto es necesario limpiar esta zona y aplicar pastas poliméricas que sirven como material de sacrificio y así evitar daños severos en esta parte de la turbina. Antes Después Imagen #3: Asiento de rodete y zona de alabes móviles 5

6 Medición de holguras Cabe resaltar que esta medición se contrataba cada dos años a la CNFL; para este año se adquirieron los micrómetros y se realizaron las mediciones con personal de la empresa. Durante las mediciones no se encontró nada anormal. Medición de rodete Medición de tapa Imagen #4: Medición de holguras Cambio de empaque de válvula mariposa En la válvula mariposa del grupo 1, se dañó el empaque de la misma; provocando una fuga de agua considerable lo cual podría tener implicaciones a futuro, durante este mantenimiento se cambió el empaque de la misma logrando eliminar la fuga al 100%. En este mantenimiento se utilizó el último sello de válvula mariposa por lo que se gestionara la compra de estos repuestos. Imagen #5: Cambio de empaque de válvula mariposa 6

7 Mantenimiento de sellos de espalda de turbina Durante el mantenimiento de los sellos de espalda de ambas turbina se determinó que se deben cambiar los espejos ya que presentan un desgaste considerable en la pista de los mismos, lo cual hace más difícil el sellado eficiente de estos elementos y la consecuencia son fugas indeseables en la espalda de la turbina. Antes Después Imagen #6: Cambio de empaque de válvula mariposa Cambio de pistón del distribuidor Se cambió el pistón del distribuidor del Grupo 1 debido a que este presenta fuga de aceite por los sellos del mismo, se requiere cambiar el del Grupo 2 por las mismas razones y para esto se debe comprar otro pistón. Antes Después Imagen #7: Cambio de pistón del distribuidor del grupo 1. 7

8 Ajuste de alabes del grupo 1. Se realizó el ajuste de alabes móviles del grupo 1 para mejorar la estanqueidad de la cámara espiral durante los arranques de máquina. Se detectaron dos mono bloques con fuga (4 y 14 ), por lo que se tendrá en cuenta para el próximo mantenimiento anual. Cadena del distribuidor Mono bloque Imagen #9: Ajuste de alabes móviles del grupo 1. Cambio de tubería de aireación de turbina de ambos grupos. Se cambiaron las tuberías de aireación de ambas turbinas ya que están eran de PVC y se dañaban constantemente; se sustituyeron por tubería acero inoxidable con unión por férulas. Antes Después Imagen #10: Cambio de tubería de aireación. 8

9 2.2 Mantenimiento de Generadores Medición de termografía y análisis de vibraciones Se realizaron mediciones de termografía y vibraciones mecánicas (antes/después del mantenimiento) para verificar el estado de ambos generadores. Durante las mediciones no se observó nada anormal, pero se analizaran los datos con mayor detalle y se hará un informe de los mismos. Termografía Análisis de vibraciones Imagen #11: Medición de termografía y vibraciones mecánicas Mantenimiento y limpieza de Generadores Se realizó mantenimiento y limpieza en ambos generadores, en el grupo 1 todo se encontró normal; pero en el grupo 2 se encontraron 8 aspas dañadas del rotor, y el desprendimiento de 2 de estas provocaron daños en 42 bobinas del estator. Se anexa informe del daño ocurrido. Antes Después Imagen #12: Daño en aspas de rotor. 9

10 Debido al daño ocurrido en el generador del grupo 2, se realizaron de pruebas de aislamiento y de Índice de Polarización. Durante la medición no se reportó nada anormal y se presentara un informe de estas pruebas. Imagen #13: Medición de aislamiento y de IP. Pintura de ejes de los Generadores Se pulieron las superficies de los ejes y se aplicó un barniz dieléctrico para protección de los mismos. Antes Después Imagen #14: Pintura de ejes de los generadores. 10

11 Mantenimiento de enfriadores de ambos Generadores En el grupo 1 se cambió el enfriador instalado por uno nuevo; esto para probar el repuesto nuevo y darle un mantenimiento a fondo del enfriador que se desmonto. En el grupo 2 se le dio mantenimiento al enfriador. Enfriador nuevo. Mantenimiento de enfriador. Imagen #15: Enfriadores de los Generadores. Mantenimiento y limpieza de filtros del sistema de enfriamiento Se desmontaron los filtros de ambos sistemas de enfriamiento de los generadores; se desarmaron, se revisaron bujes, roldanas y aspersores. Desarme de filtro Filtro del sistema de enfriamiento Imagen #16: Mantenimiento de filtros del sistema de enfriamiento. 11

12 2.3 Mantenimiento de Protecciones e Interruptores Se realizó mantenimiento a protecciones e interruptores de toda la planta. Durante las pruebas no se encontró nada anormal, pero se entregará un informe por parte de ISEP. Imagen #17: Mantenimiento de protecciones. Imagen #18: Mantenimiento de interruptores. 12

13 2.4 Mantenimiento de Transformadores de potencia y de servicio propio Se realizaron las siguientes pruebas: resistencia de aislamiento, rigidez dieléctrica del aceite, relación de transformación y repuesta a la frecuencia. No se encontró nada anormal durante las pruebas. Imagen #19: Mantenimiento de transformadores de potencia. Imagen #20: Inspección de bota aislada. 13

14 2.5 Mantenimiento de LOU de ambos grupos Cambio de flujómetros Los flujómetros instalados eran de un rango de medición muy bajo por lo cual siempre marcaban el máximo en su escala; por lo tanto se cambiaron por unos de mayor escala obteniendo la medición exacta del flujo de aceite que pasa por la LOU. Antes Después Imagen #21: Cambio de flujómetros. Cambio de aceite de LOU del Grupo 2 Por medio de análisis de aceite se determinó que el aceite de la LOU del Grupo 2 necesitaba cambiarse debido a su alto grado de oxidación, el aceite del Grupo 1 se conservó porque está en muy buen estado. Filtrado de aceite nuevo. Disposición adecuada del aceite usado Imagen #22: Cambio de aceite de LOU del Grupo 2. 14

15 2.6 Pruebas de RTD Se probaron todas las RTD (detector de temperatura resistivo) de los cojinetes y de las LOU (unidades de lubricación de aceite) de ambos grupos con el horno Fluke 9144 el cual hace una comparación de la medición de las RTD y la del horno. Dependiendo de esta diferencia se acepta o rechaza la RTD. En estas pruebas se detectó en mal estado la RTD que mide la temperatura del agua de salida del enfriador de la LOU del grupo1, por lo tanto se procedió a cambiarla por una nueva. Imagen #23: Horno de pruebas de RTD. Imagen #24: Instalación de RTD. 15

16 2.7 Mantenimiento de Codos de Aspiración Debido a la cavitación y erosión del agua hay ciertas zonas de los codos de aspiración que se ven afectadas. En estos casos se requiere de un material de sacrificio para que el codo no sufra desgastes severos. Primero se preparó la superficie con chorro de arena y luego se aplicó el producto polimérico Duratough de Enecon. Imagen #25: Aplicación de chorro de arena a los codos de aspiración. Imagen #26: Aplicación de polimérico en las zonas del codo afectadas. 16

17 2.8 Mantenimiento de fibra óptica Se realizó limpieza y mantenimiento de puntos de fibra, conectores y distribuidores ópticos. También se realizaron mediciones de potencia y pruebas con el OTDR (reflectómetro óptico con dominio en el tiempo). Imagen #27: Mantenimiento de puntos de fibra óptica. Imagen #28: Mantenimiento de distribuidores ópticos. 17

18 2.9 Inspección de tubería de baja, tanque de oscilación y tubería de alta Se realizó una inspección visual de la tubería de baja, tanque de oscilación y tubería de alta. En la tubería de baja presión se observó una grieta de unos tres metros de largo; se pasaran las fotografías a un ingeniero civil para su análisis. En el tanque de oscilación no se observó nada anormal. En la tubería de presión se encontraron muy pocos puntos (siete) con formación de bacteria; en comparación al año pasado que eran más de mil, la tubería se encuentra en muy buenas condiciones. Imagen #29: Inspección de tubería de presión Imagen #30: Corrosión bacteriana Imagen #31: Grieta en tubería de baja presión. 18

19 2.10 Mantenimiento de obra civil En lo que corresponde al mantenimiento de obras civiles se realizaron tres trabajos: reparación de tres paños completos dañados en el canal de Caño Negro- Antecámara, se reparó el muro del lado del desarenador en la toma de Raudales y se realizaron ventanas para la medición de los caudales ecológicos en Caño Negro, Raudales y Frijoles. Imagen #32: Paños dañados (Caño Negro) Imagen #33: Muro del desarenador (Raudales) Imagen #34: Caudal ecológico (Caño Negro) 19

20 2.11 Mantenimiento de compuertas y rejillas Este tipo de trabajos se había contratado en años anteriores; pero para este año se adquirieron los equipos para aplicación de chorro de arena y el de aplicación de pintura epóxido con un alto contenido de solidos (70%). Se prepararon y pintaron las rejillas y compuertas de la toma Raudales. Imagen #35: Chorro de arena en rejillas Imagen #36: Rejillas terminadas Imagen #37: Desarme de compuertas 20

21 2.12 Entrega y pruebas de Limpia rejas Se terminó de pintar las partes pendientes del equipo, se instalaron los sensores de nivel para que el limpia rejas trabaje de forma automática. Además se realizaron las pruebas de operación del equipo. Imagen #38: Pintura de limpia rejas Imagen #39: Instalación de sensores de nivel 21

22 2.13 Cambio de reguladores de voltaje de ambos grupos Se desmontaron los regulares de voltaje marca MAI y se instaron dos regulares marca BASLER DECS-200-1C. Ver reporte de instalación en el anexo 1. Reguladores antiguos (MAI) Reguladores nuevos (Basler) Imagen #40: Instalación reguladores de voltaje. 22

23 2.14 Reparación de Presa en Toma Caño Negro Para reparar las fisuras en la represa de Caño Negro se realizó una inyección de lechada de cemento a presión. A los dos días de la reparación se llenó la presa y se pudo observar que las filtraciones de agua habían desaparecido. Imagen #41: Inyección de lechada. Imagen #42: Reparación de represa. 23

24 3. CONCLUSIONES 1. Durante el mantenimiento se detectó la necesidad de comprar varios repuestos críticos: empaques de válvula mariposa, espejos y sellos de espalda de la turbina, un pistón del distribuidor, alabes de rotor, deflectores de fibra de vidrio para generador, filtros de aceite para las LOU, válvulas de compuerta de la turbina. 2. Gracias a la inspección oportuna del mantenimiento anual se pudo encontrar y reparar un daño severo en el Generador del grupo Se recomienda realizar pruebas de variables eléctricos en los generadores cada tres meses hasta que no se normalice la condición de ambos generadores (uno quedo sin tres aspas y el otro con cinco aspas menos). 4. Se recomienda medir vibraciones por lo menos cada mes, hasta que se normalice la condición de ambos generadores. 24