REGISTRATE EN FOROFRIO
Mejorando la eficiencia de una bomba e incrementando la capacidad de generación
A medida que la demanda mundial de
energía crece, las compañías eléctricas están trabajando para
implementar nuevas tecnologías que les permitan producir más energía en
las estaciones de generación existentes. En el ejemplo siguiente se
muestra cómo la estación internacional Power´s Hazelwood de Australia
mejoró la eficiencia de sus bombas de alimentación de motor de la
caldera para producir un mayor rendimiento en megavatios sin la quema
adicional de combustibles fósiles.
Construida entre 1964 y 1971, la
central eléctrica de Hazelwood en Latrobe Valley de Victoria se
planificó originalmente para tener seis unidades de producción de 200 MW
cada una. Sin embargo, la creciente demanda de electricidad en finales
de los 60 llevó a la aprobación de una propuesta de añadir dos unidades
de la estación para aumentar la capacidad de generación. La central de
ocho unidades estaba produciendo 1.600 MW a principios de los 70, cada
unidad genera 200 MW de potencia. En los últimos años, esta central ha
adoptado medidas para mejorar su producción a través de una mayor
eficiencia térmica y el aumento de la capacidad de cada unidad en 20 MW.
Modificaciones de ingeniería para mejorar la eficacia de la bomba
Después de haber modificado las
turbinas para utilizar menos energía, la planta necesitaba actualizar la
sección de anillo de 11 etapas pues las bombas de alimentación de la
caldera para cumplir con los requisitos de rendimiento elevado
recientemente.
Aunque las curvas de las bombas
originales implicaban que la bomba tendría suficiente altura y caudal
para manejar unas condiciones de servicio mayor, varios factores fueron
descubiertos durante la inspección que determinan el curso de acción.
Debido a las vibraciones al pasar las de paletas, las paletas del
difusor se mecanizaron para corregir un problema de paso de la paleta de
la bomba que se experimentaba desde el principio en su vida. Como
resultado, el funcionamiento hidráulico del difusor se vio comprometido,
y la bomba no se acoplaba al diseño original del fabricante. El tamaño
del motor también se limita por el uso de energía.
Como mínimo, IPRH requiere que la
bomba vuelva a las obligaciones de diseño original. Teniendo esto en
cuenta, el centro de servicio postventa propuso varias modificaciones en
la bomba que aseguraría que no sólo cumplen con los requisitos de
rendimiento, sino también demuestran una mayor eficiencia y ahorro de
energía.
Una vez que la planta aprobó las
modificaciones y mejoras propuestas, el centro de servicio evaluó el
impulsor y los datos de diseño hidráulico del difusor. Debido a una
inclinación en la paleta gruesa de salida del impulsor, el área de
salida de la turbina se podría aumentar. Los cálculos de falta de
material fueron verificados, utilizando un programa para confirmar el
aumento del flujo que se pretende realizar a través de la bomba. El
cambio de material en el impulsor alteraría la curva de la bomba para
alcanzar el nuevo punto de trabajo.
El centro de servicio reduce los
desequilibrios en A-Gap y se corrigió la superposición para mejorar el
flujo a través de la bomba y reducir la recirculación. Sin embargo,
para realizar la modificación A-gap, los impulsores necesarios deben ser
completamente re-soldado, liberado el estrés y mecanizados de nuevo.
Después de que la soldadura y mecanizado se terminó, todos los cursos de
agua sobre los difusores e impulsores fueron pulidos para reducir la
fricción y aumentar la eficiencia tantos puntos como sea posible.
El centro de servicios realizó la
centralización del rotor, lo que implica la centralización de los
componentes rotatorios hidráulicos (turbinas) dentro de los componentes
hidráulicos estacionarios (en este caso, los difusores) para optimizar
la eficiencia de la bomba. La eficiencia de la bomba se ha mejorado
debido a un rotor que se alinea con componentes hidráulicos que tienen
menos probabilidades de experimentar aumento de la turbulencia y el
calor en el líquido que sale de la turbina y entra en el difusor. Esto
también ayuda en la reducción de la vibración general. El centro de
servicio realizó un análisis dimensional detallado, utilizando un
sistema informatizado de medición de coordenadas de la máquina, para
tener en numerosas dimensiones de cada componente hidráulico en todas
las etapas y asegurar la compatibilidad central.
La sustitución de los componentes
metálicos fijos con materiales compuestos también proporcionó una
oportunidad de reducir significativamente la holgura, lo que mejora aún
más la eficiencia. Usando compuestos de polímeros o de grafito, las
holguras de funcionamiento normalmente se pueden reducir en un 50 por
ciento. Puede alcanzarse un flujo igual o menor con menos caballos de
fuerza. Utilizando menos energía se reducen los costes de operación y
se quema menos combustible. Teniendo un conocimiento profundo de los
beneficios de la utilización de materiales compuestos, se cambió el
material del anillo de desgaste de hierro fundido austenítico con una
constante de carbono-fibra de plástico compuesto.
Montaje, Instalación y Prueba de la bomba Reconstruida
Debido a la reducción significativa
en la holgura, se requiere mucho cuidado en el montaje de la bomba.
Todos los ajustes se hicieron con mecanizados más estrictos y caros para
garantizar la exactitud. Se tomaron mediciones paso a paso durante el
proceso de construcción para asegurar que las alineaciones eran
correctas.
Lecciones aprendidas
Si bien los gobiernos y la industria
de generación de energía se enfrentan al reto actual de suministro de
energía suficiente para una población mundial en auge, una de las
lecciones más importantes que podemos aprender de este ejemplo es que
una central puede reducir la cantidad de energía utilizada por sus
sistemas de bombeo. De acuerdo con el estudio LCC realizado por el
Instituto de Hidráulica y Europump, los sistemas de bombeo consumen
alrededor de 20 por ciento de la energía del mundo y de 20 – 50 % de la
energía en algunas plantas industriales. En este caso, una bomba con más
de 40 años fue capaz de ser rediseñada en un importante ahorro de
costes y una mayor capacidad de generación.
No hay comentarios:
Publicar un comentario