Averias Habituales
Aunque
los fallos típicos de cada planta dependen de los modelos específicos de cada
uno de los equipos que componen la planta, es posible
generalizar una serie de fallos que pueden considerarse habituales en las
plantas de cogeneración. Cada uno de estos fallos puede estudiarse con una
profundidad muy alta, lo que excede el objeto de este capítulo, incluso de este
libro.
Por
tanto, sin pretender realizar un estudio profundo y detallado de estos fallos,
trataremos de exponer los síntomas, causas y consecuencias de cada uno de
ellos, tratando en algunos casos de exponer como corregirlos o evitarlos.
La
mayor parte de los fallos en motores de gas tienen tres orígenes:
a)
Fallos de diseño. Muchos motores no están suficientemente desarrollados o
experimentados cuando llegan al mercado. Así, la resistencia de algunos
elementos no ha sido suficientemente calculada, las condiciones de
experimentación y prueba no se corresponde con las condiciones reales de
trabajo, algunas de esas condiciones son demasiado exigentes para lo que
posteriormente se encuentra en la realidad (condiciones de refrigeración,
calidad de gas, temperatura exterior, etc.), o simplemente, no se han probado
suficientemente y no se tienen una idea exacta de la vida de determinadas
piezas.
b) La
competencia comercial entre fabricantes, que lleva a que éstos garanticen
prestaciones, como potencia, rendimiento, disponibilidad o flexibilidad para
arranques, paradas y cambios de carga, que no se corresponden con el desarrollo
de la técnica.
c)
Las duras condiciones de uso de algunos de los equipos, obligados a producir al
100% de su capacidad (en muchos casos, realmente por encima de ese 100% real)
durante larguísimos periodos de tiempo
d)
Negligencias graves de operación. La más habitual de todas estas negligencias
suele ser tratar de arrancar una y otra vez con alarmas presentes sin
solucionar el problema, confiando en que sea una falsa alarma proveniente de un
instrumento que da una medida errónea. Esta interpretación ‘a la ligera’ de las
alarmas que proporciona el sistema, incluso la eliminación de la seguridad que
evita el arranque en condiciones de riesgo para la máquina, causa en algunos
casos la destrucción completa
Fallos
en turbinas de gas:
Los fallos más
comunes son los siguientes
Fallos en la refrigeración de los álabes de turbina, por
obstrucción de orificios de refrigeración de éstos o por fallos de diseño de
dichos orificios
Daños en la cámara de combustión
Fallo en los quemadores
Daños en álabes del compresor y/o de turbina, por
desprendimiento de algún material que forma parte del rotor
Daños en álabes por entrada de material extraño proveniente
del exterior y que choca con los álabes en movimiento
Fallos o daños en cojinetes
Alto nivel de vibraciones por mal equilibrado,
desalineación, ensuciamiento del compresor, etc.
Bloqueo del rotor por curvatura de éste
Daños diversos en el eje, como golpes, pérdidas de
material o fisuras
Fallos en la instrumentación
Fallos en el sistema de control
Obstrucción o colapso de filtro de aire de entrada
Daños por escarcha o hielo formado a la entrada del
compresor
Roturas de manguitos de combustible o de aceite por
vibraciones elevadas
Destrucción de la cámara de combustión y/o
primera fila de álabes por alta temperatura, sobrealimentación de combustible o
mal ajuste de la longitud de llama.
Fallos en turbinas de vapor
La
turbina de vapor es un equipo sencillo, bien conocido y en general con un sistema
de control que tiene como objetivo evitar las averías graves.
Igual
que sucede en otras máquinas térmicas, detrás de cada avería grave suele haber
una negligencia de operación, ya que las turbinas suelen ser equipos diseñados
a prueba de operadores.
Dentro
de esas negligencias graves están: repetir el arranque de una turbina una y
otra vez a pesar de que el sistema esté indicando un problema; desconectar
seguridades o elevar los límites de disparo de éstas; entrada de agua por la
entrada de vapor, debido a fallo en el control de temperatura de vapor vivo y
del enclavamiento oportuno; y por último, no llevar un control adecuado de la
calidad del vapor.
Entre
las negligencias de mantenimiento que conducen a averías más o menos
importantes están: no analizar el aceite o no hacer caso a las recomendaciones
del analista, no analizar las vibraciones o no hacer caso de las
recomendaciones del informe realizado tras el análisis, no reparar averías
menores y esperar a que se conviertan en graves y no realizar adecuadamente
determinadas tareas, como el alineamiento o el mantenimiento de válvulas.
Fallos en Caldera:
Los
fallos más habituales en caldera suelen ser los siguientes:
Fugas en válvulas. Las más propensas son las que soportan unas condiciones de
trabajo más difíciles, esto es, las válvulas de control de la zona de alta
presión, en caso de que la turbina tenga varios niveles de presión. Las fugas
en las válvulas de seguridad y en las de drenaje son también habituales.
Fallos
en la instrumentación (lazos de control de nivel de agua en los calderines,
lazos de presión, lazos de caudal y lazos de temperatura).
Fugas de vapor y de agua por tuberías
externas.
Roturas internas en haces tubulares
(pinchazos) y colectores. Estas roturas suelen tener su origen en corrosiones,
fatiga del material, defectos de construcción y defectos de diseño.
Obstrucción de filtros.
Fallos en los motores y las bombas de
agua de alimentación.
Desprendimiento y
deterioro del material aislante (calorifugado), que hace que los humos, con
energía térmica aprovechable, salgan al exterior por sitios inapropiados.
Fallos en el Ciclo Agua Vapor
Los
fallos habituales relacionados con el ciclo agua-vapor son los siguientes:
Fugas en
tuberías
Fallos de
válvulas motorizadas
Fallos en
válvulas manuales
Mal
funcionamiento de las válvulas de derivación (by-pass)
Obstrucción de
válvulas de atemperación
Fallos en válvulas
de purga
Suciedad en el condensador
Fallos en el Sistema de Agua de
Refrigeración
En
las plantas con un sistema de refrigeración semiabierto (con torre de
refrigeración), los principales fallos que pueden ocurrir son los siguientes:
Fallos en
las bombas de agua de reposición a la torre
Roturas y
obstrucciones en el circuito de reposición y en el de purga de la torre, y en
válvulas .
Fallos en
válvulas en el circuito de reposición y en el de purga de la torre
Fallos en
bombas de impulsión al condensador
Roturas y
obstrucciones en el circuito de impulsión al condensador, y en las válvulas de
dicho circuito
Desequilibrio
en las aspas de ventiladores
Fallos en el sistema de
transmisión de movimiento desde el motor al ventilador.
Fallos en
los variadores electrónicos que controlan los ventiladores
Fallos en
el control de nivel de la torre
Corrosiones
e incrustaciones en el circuito
En las plantas con sistema de refrigeración basado en
aerocondensadores los fallos más habituales son:
Desequilibrio
en las aspas de los ventiladores
Fallos en
el sistema de transmisión de movimiento desde el motor al ventilador
Fallos en
los variadores que controlan los ventiladores
Fallos en
la instrumentación de control de temperatura
Roturas en
tuberías de los haces tubulares
Incrustaciones
en el interior de tuberías del aerocondensador
Fallos en
válvulas del aerocondensador
Fallos en la estación de gas (ERM)
Los
fallos más comunes son los siguientes:
Válvulas que no
funcionan correctamente
Fallos en el sistema de
calentamiento de gas
Fugas de gas por
soldaduras de tubos o por válvulas. El fallo más importante que puede ocurrir
es la fuga de gas con incendio de éste.
Fallos en el alternador
Los
fallos que suelen presentarse en los alternadores de las plantas de
cogeneración suelen ser:
Fallo en el ventilador que refrigera el equipo
Vibraciones en el rotor
Alta temperatura en cojinetes
Bloqueo del eje rotor, como caso extremo del fallo anterior
Fallos en el sistema de excitación
Fallos
en Equipos de Absorción
Los
fallos típicos de estos equipos son los siguientes:
Cristalización de la disolución de bromuro de litio
Perforación de alguno de los haces tubulares de los intercambiadores
Fallo en la bomba de vacío
Fallos en sistemas eléctricos
A
continuación se exponen las averías más típicas a que están sometidos los
sistemas eléctricos, tanto de alta tensión como de baja, de una planta de
cogeneración:
Fallos en las protecciones del transformador principal, de servicio o
auxiliares
Alta temperatura en los transformadores principales, por fallo en la
ventilación
Fallo en el cambiador de carga de transformadores
Fallo mecánico en el interruptor principal o en los seccionadores
Fallo en la medida de energía importada/exportada
Fallo en las protecciones de la línea
Rotura o derivación de la línea de alta tensión desde el interruptor principal
hasta la subestación de la red eléctrica
Fallos
en el sistema de control
El
sistema de control de la planta suele ser un elemento robusto y fiable. No
obstante, pueden producirse algunos fallos achacables a este sistema:
Fallo en la alimentación eléctrica de los sistemas de control
Fallos provocados por unas condiciones ambientales de la sala de control
inadecuadas, como son temperatura, humedad, suciedad, vibración.
Bloqueo del sistema de control por causas informáticas
Deficiente calibración de lazos de control
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