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sellado eje turbina

CIERRES MECÁNICOS

Uso de cierres mecánicos partidos para mejorar el sellado del eje de la turbina

Los dispositivos de sellado para las turbinas hidroeléctricas Kaplan y Francis son componentes críticos que aseguran un funcionamiento fiable y el cumplimiento de las normas medioambientales. Quienes trabajan con estas turbinas en el sector hidroeléctrico están descubriendo que el uso de cierres mecánicos divididos para el sellado del eje principal puede suponer un avance significativo en sus operaciones.
 
En el artículo de hoy, entrevistamos a John Sousa, experto de Chesterton en el sellado de turbinas del eje principal que trabaja con centrales hidroeléctricas de todo el mundo.
 

¿Cuáles son los principales retos a los que se enfrentan los clientes con sus sistemas de sellado del eje principal?

Sellado - eje- turbina
 
Las mayores preocupaciones que vemos son la escasa fiabilidad, el funcionamiento, el gran consumo de agua y los problemas de fu

gas importantes. En el sector hidroeléctrico, a menudo se aceptan las fugas excesivas, con todos los problemas de corrosión, desgaste de los rodamientos y seguridad que conllevan. Normalmente se utilizan varias bombas de sumidero para evacuar el agua, con el consiguiente consumo de electricidad y los costes de mantenimiento que se suman a los gastos totales.  En algunas situaciones, las fugas suman miles de litros de agua cada año. El uso de sellos mecánicos partidos en su lugar revoluciona el funcionamiento y reduce en gran medida los gastos anuales. 

¿Qué tipos de sellado del eje principal se encuentran?

 
Vemos que los clientes utilizan desde empaquetaduras de compresión, sellado mediante carbones o a veces hasta retenes axiales/radiales segmentados o retenes radiales de polímero.
 
A diferencia de otras opciones, la instalación de un cierre mecánico dividido da lugar a una fuga muy baja o nula, a la reducción o eliminación del enjuague y al no desgaste de los manguitos. A diferencia de los cierres radiales, los cierres mecánicos partidos no necesitan tener fugas visibles para funcionar. Los cierres mecánicos tampoco necesitan agua filtrada fina para enfriar y lubricar, así como no es necesario un filtrado como ocurre en los rodamientos de agua por ejemplo.  Si selecciona un cierre con materiales de cara de silicio, la cara es extremadamente dura y mitiga el daño de los sólidos.
 

¿Qué ocurre con la instalación de la junta dividida?

 
El  diseño dividido permite la instalación en unas horas, no en días, con componentes que se ajustan fácilmente al eje.  No hay que desmontar la turbina, algo impensable en el entorno hidroeléctrico.  El mantenimiento es muy bajo: no hay que reajustar las empaquetaduras, por ejemplo.
 

¿Hasta qué punto está abierto el sector hidroeléctrico a la adaptación de nuevas tecnologías?

 
El cambio en la mayoría de las industrias se produce lentamente. El personal de las centrales, en su mayor parte, entiende sus sistemas actuales y sabe cómo gestionarlos, ya sean buenos o malos. Muchas veces es necesario que se produzca algún tipo de crisis para que la dirección de la planta se sienta motivada a cambiar. En otros casos, hay personas muy involucradas con su trabajo y la mejorea continua que quieren mejorar sus sistemas de trabajo y se arriesgan a avanzar en sus operaciones.
 
En general, encuentro que el personal de las centrales hidroeléctricas está muy informado e interesado en mejorar la fiabilidad de sus turbinas. Las juntas del eje principal son un componente muy crítico, por lo que a menudo existe un mayor riesgo con el mantenimiento de los sistemas heredados. Si una turbina está fuera de servicio, no se genera electricidad, que es la esencia de lo que hacen.  Tenemos un sólido historial de plantas que utilizan cierres mecánicos partidos que han funcionado durante más de 8 años sin ningún tipo de fuga.
 

¿Cuál es el impacto de las fugas de los sistemas de sellado heredados?

 
Todos los sellos heredados del eje principal de la turbina tienen fugas para funcionar. La cantidad de fugas requeridas se basa en la selección real del cierre, así como en los materiales de construcción. Dado que los equipos de las turbinas son grandes y están alejados, los diseños de los sellos deben dividirse de alguna manera para poder instalar el dispositivo de sellado sin tener que desmontar la turbina. Esto significa que los materiales de construcción tienen que estar segmentados de alguna manera o ser flexibles. Por lo tanto, los diseños de las juntas deben normalmente comprometer la selección de materiales para acomodar la instalación. Esto también compromete la fiabilidad del sellado.
 

¿Cuáles son las diferencias que hacen que los cierres partidos sean tan eficaces para controlar las fugas?

 
El diseño de los cierres mecánicos divididos es un reto de ingeniería mucho más difícil que el de los diseños estándar no divididos. Las caras de las juntas deben ser cuadradas y planas a pesar de estar divididas. Hay mucho trabajo de ingeniería en ello. Las caras  se fabrican como una cara normal no dividida y luego se lapean muy finamente para conseguir la planitud de la cara. Después de comprobar la planitud de las caras, la cara de la junta se divide en dos mitades que encajan de forma única.
 
El perfil del diseño del o-ring también está cuidadosamente diseñado para que las dos caras de la junta que se acoplan permanezcan en contacto mientras las fluctuaciones de temperatura y presión afectan a la cara de la junta. Mantener las caras en contacto impide que los sólidos pasen a través de las caras de la junta, lo que aumenta la fiabilidad de la estanqueidad.
 
 

¿Qué características de diseño deben estar presentes para que los cierres mecánicos divididos sean altamente fiables para estos grandes ejes de turbina?

 
  • Diseño dividido
  • Materiales frontales resistentes a la abrasión
  • Bajos requisitos de agua de lavado y filtración
  • No hay desgaste del eje/manguito
  • No hay que desmontar el equipo
  • Instalación sencilla
  • Se puede reparar en  campo
  • Tecnología probada
  • Fiabilidad demostrada

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