Instrumentos para el control de la turbina a vapor

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Instrumentos para el Control de la Turbina a Vapor

PROFESOR:Ing. Msc. ANGEL ARAUJO

Objetivos de los instrumentos para el control de la turbina de vapor

Poder controlar el funcionamiento de la turbina y contar con instrumentos que indiquen el estado del vapor, del aceite y algunas partes importantes de esta unidad.Los instrumentos que podemos mencionar; manmetros, medidores de temperaturas(termmetros, sensores, pirmetros), tacmetros, Vacuo metros, sensores, juegos de vlvulas, otros.Un juego de vlvulas slo puede controlar un parmetro a la vez: velocidad/ carga, presin de admisin, presin de extraccin o presin de escape. El control de un segundo parmetro requiere el uso de un segundo juego de vlvulas, y as sucesivamente. En los sistemas modernos de control se usan sensores electrnicos para la velocidad y la presin, procesamiento digital y lgico, as como vlvulas accionadas hidrulicamente. Regulador de presion en la extraccin. El regulador de velocidad responde a los cambios en la velocidad/carga.

Manmetro de presin

Se necesita para indicarnos la condicin de vapor en los distintos puntos por donde circula este fluido. Generalmente se colocan manmetros en la vlvula estranguladora para indicar la presin de entrada, en los puntos de extraccin, as como, la presion del aceite en los cojinetes y chumaceras. En la entrada del agua de alimentacin de la caldera. A la entrada y salida de los calentadores. Entre otros puntos.

Vacuometros

Es un instrumento destinado para medir presiones inferiores a la presin atmosfrica. La medida del vacumetro no tiene ms significado que valorar la cada de presin que se produce en los colectores.

Termmetros

Se requieren de termmetros para conocer la temperatura en la vlvula estranguladora (entrada), en los puntos de extraccin (si los hay) en el condensador. Se necesita saber las temperaturas del aceite a la salida de los cojinetes y chumaceras.

Termocupla

Son lossensores de temperaturade uso industrial ms generalizado. Una termocupla est hecha de dos alambres elaborados en distinto material que se unen en un extremo usualmente por medio de soldadura. Tipo K, para altas temperaturas

Diagrama Esquemtico de un pirmetro ptico

Instrumentos para medir la torsin en el eje

G = T*L/ Ip*OG = Modulo de corte8Vista de un torsimetro de vista tipo interior

Midiendo la distancia entre las dos marcas y aplicando una constante de eje determinada por calibradores previa de este, la torsin aplicada al eje puede ser computada. Se determina a potencia en caballos, conocidas a las R.P.M.

Torsimetro exterior

La disposicin de un torsimetro exterior, el cual es operado elctricamente a travs de dos ncleos y bobinas de un transformador.

Vista del torsimetro tipo exterior

Cuando el eje es sometido a un esfuerzo de torsin se produce una vibracin en las anchuras de los entrehierros que tienen en forma de H y estn montados sobre el eje, tienen dimensiones diferentes a los que estn en el indicador.

Instrumentos para medir los desgastes en las chumaceras.

Uno de los instrumentos que se emplea para medir el desgaste en las chumaceras es el calibrador micromtrico de profundidad. El cual se usa sin necesidad de mover la tapa de la chumacera. La operacin se lleva a cabo mientras la turbina esta en reposo y no hay aceite de lubricacin a presin en la chumacera; se debe mover el tapn de la tapa de la chumacera.

Medidores de flujo de vapor y de agua condesada

Permiten verificar el consumo de vapor por kilowatt producidos. Se requieren de un tacmetro para medir las R.P.M del rotor especialmente durante su arranque.

Instrumentos para medir las R.P.M

TACOMETRO: Dispositivo que mide la velocidad de giro de un eje. Se mide en revoluciones por minutos (RPM). Actualmente se utilizan con mayor frecuencia los tacmetros digitales, por su mayor precisin.

Instrumentos para medir la redondez o excentricidad de un eje

Para comprobar la excentricidad o la redondez de un eje, se coloca este entre puntos, en un plato de garras o apoyado en cojinetes de modo que pueda girar libremente. Colocado el reloj en sentido radial respecto del eje a comprobar, se toma un punto como referencia y, girando el eje, se va comprobando la variacin del radio en toda la periferia.

Inspeccin boroscpicas.

Es una inspeccin visual que utiliza un instrumento ptico, el baroscopio. Se busca observar los labes: roces, incrustaciones, daos por objetos extraos (FOD), daos por objetos propios de la turbina (DOD), grietas en labes, etc los problemas. til como complemento de otras tcnicas: sirve para descartar o reafirmar problemas detectados

Una de las dificultades principales es buscar por donde introducir el baroscopio.

BOROSCOPIO PARA INSPECCION EN TURBINAS A VAPOR

El boroscopio rgido Rotary Scan de GE permite una visin rotativa de 360 sin mover el cuerpo del radio de accin.17SISTEMA DE REGULACIN O GOBIERNO La funcin de los reguladores en las turbinas es la de mantener constante la velocidad de rotacin de la misma al variar la carga. Es decir mantener la condicin de operacin. Para el caso de los generadores de corriente alterna se exige una frecuencia constante para lo cual debe mantenerse con mucha exactitud la velocidad de giro de la turbina. En general existen dos tipos de reguladores: Regulador centrfugo o de bolas Regulador hidrulico REGULADOR CENTRFUGO O DE BOLAS Como su nombre lo indica, el regulador centrfugo est compuesto por unos contrapesos adheridos a la flecha, que se mueven hacia adentro o hacia fuera dependiendo de la velocidad de la turbina. Este movimiento de balanceo se aprovecha para que, por medio de un mecanismo, se abra o se cierre la vlvula de admisin a la turbina manteniendo la velocidad constante. REGULADOR HIDRULICO Los reguladores hidrulicos operan regularmente mediante bombas centrfugas o de engranes montados directamente sobre la flecha de la turbina. Esta bombas trabajan con el aceite lubricante de la propia mquina, y tienen dos funciones que desempear, lubricar las chumaceras de la mquina y sirven como gobierno de la misma. El sistema de lubricacin a presin est constituido por una bomba, la cual impulsa el aceite lubricante hasta las chumaceras de la mquina. Previamente el lubricante pasa por un enfriador para mantener la temperatura deseada y por un filtro para evitar que las impurezas lleguen a las chumaceras. De las chumaceras regresa el aceite caliente por gravedad al tanque de aceite. SISTEMA DE LUBRICACIN ACAEITES PARA TURBINASLos productos Shell Turbo T han sido reconocidos por mucho tiempo como el aceite estndar para turbinas.

Aceite de grado de viscosidad ISO VG 32;46;68 ISO VG 100.

Formulados a partir de aceites altamente hidrotratados y una combinacin de aditivos libres de zinc, confieren alos aceites una excelente estabilidad oxidativa, proteccin contra la herrumbre y la corrosin, baja formacin de espuma y excelente demulsibilidad.Aplicaciones

20DURACION:T.Vapor puede durar 15 aos o mas, y en T.gas el aceite mineral puede durar de 1 a 2 aos, y el sinttico de buena calidad dura hasta 5 aos.La duracin entre uno y otro, se fundamenta en condiciones de trabajo y la temperatura de cojinetes ( T.V = 55C a 70C, T.Gas = 120C). Y la temperatura de enfriamiento debe estar entre 44C y 45 C, no debe bajar de 38C ya que aumenta viscosidad.

ANALISIS DE VISCOSIDAD (ASTM D445)1 A 3 Meses en turbinas de vapor y c/500 Hrs en turbinas a gas.

Anlisis de aceites

Es sin duda la ms til y sencilla de todas las tcnicas de diagnstico Los parmetros ms importantes son: - Presencia de agua (p.p.m)- Presencia de metales, sobre todo de cojinetes o del eje (Anlisis espectro mtrico)- Presencia de lodos (Herrumbre)Acidez Espuma. Viscosidad cinemtica.

Fallos diversos de la instrumentacin

Un fallo errneo de la instrumentacin suele estar detrs de uno de cada tres problemas detectados por el sistema de control. Entre los fallos habituales detectados errneamente por la turbina de vapor estn los siguientes:Alto nivel de vibracionesDesplazamiento del eje superior al lmite.Temperaturas y/o presiones del vapor fuera de lmitesTemperaturas y/o presiones del aceite de lubricacin fuera de lmites.Indicacin incorrecta de la velocidad de la turbina.El fallo de la seal puede provenir del elemento sensor o del acondicionador de seal (transmisor de seal). Tanto uno como otro tienen una probabilidad de fallo similar