Averías 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.

Fallos en motores de gas

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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