INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA
GUTIÉRREZ
PROYECTO:
“PLANEACIÓN Y CONTROL DE MANTENIMIENTO DE
LAS UNIDADES GENERADORAS (SHISPHAVAM)”
INGENIERÍA MECÁNICA
PRESENTADO POR:
CRUZ CAMACHO DIEGO IVÁN
PERIODO: AGOSTO-DICIEMBRE 2010
ÍNDICE
Introducción ... 5
CAPITULO I
Aspectos Generales. 1.1. Justificación ... 61.2. Objetivos ... 7
1.3. Caracterización el área de trabajo ... 8
1.4. Planteamiento del Problema ... 15
1.5. Alcances y limitaciones ... 16
CAPITULO II
Fundamento Teórico 2.1. Definición de mantenimiento ... 172.2. Tipos de mantenimiento ... 18
2.2.1. Mantenimiento Correctivo ... 19
2.2.2. Mantenimiento Preventivo ... 20
2.2.3. Mantenimiento Predictivo ... 21
2.3. Análisis de Criticidad ... 21
CAPITULO III
Procedimiento y descripción de las actividades realizadas 3.1. Identificar equipos y sistemas de la Central Peñitas ... 233.2. Funcionamiento ... 26
3.2.1. Sistema de regulación de velocidad ... 26
3.2.1.1. Bombas de regulación ... 27
3.2.3. Sistema de achique de agua infiltrada ... 31
3.2.4. Sistema de agua de enfriamiento ... 32
3.2.4.1. Radiadores del estator ... 33
3.2.4.2. Enfriadores de la chumacera guía superior generador ... 34
3.2.4.3. Intercambiador de calor Agua/Aceite de la chumacera combinada de la turbina. ... 35
3.2.4.4. Intercambiador de calor Agua/Aceite de la chumacera guía inferior de la turbina. ... 36
3.2.4.5. Intercambiador de calor del tanque sin presión VK-300 ... 36
3.2.5. Sistema de aeración ... 37
3.2.5.1. Válvulas de aeración... 37
3.2.6. Sistema de izaje o prelubricación ... 38
3.2.7. Chumaceras ... 39
3.2.7.1. Chumacera Guía inferior turbina ... 39
3.2.7.2. Chumacera Combinada de la turbina ... 41
3.2.7.3. Chumacera Guía del generador ... 42
3.2.8. Sistema de achique de agua ... 43
3.2.9. Compresor de servicios generales ... 46
3.2.10. Ventiladores de tiro forzado... 47
3.2.11. Tabla Comparación de equipos nuevos de la central ... 48
3.2.12. Modificación en el sistema MY-SAP ... 51
3.3.- Análisis de Criticidad. ... 53
3.3.1.- Identificación de equipos a estudiar dentro del Análisis de Criticidad ... 53
3.3.2.- Listado de equipos a estudiar dentro del Análisis de Criticidad ... 54
3.3.3.- Definición del Alcance y Objetivos. ... 55
3.3.4.- Selección del personal a entrevistar ... 55
3.3.5.- Recolección de datos... 55
CAPITULO IV
Programación de los Periodos de Mantenimiento
4.1.- Análisis de los resultados ... 64
o 4.1.1.- Análisis de criticidad o 4.1.2.- Información del manual del proveedor o 4.1.3.- Historial de fallas de los equipos o 4.1.4.- Consulta con el Jefe de Depto. y Personal mecánico 4.2.- Comparación del plan de mantenimiento ... 67
CAPITULO V
SHISPAVAM 5.1.- Ejecución de las órdenes de trabajo. ... 69CAPITULO VI
Conclusión ... 73Recomendaciones ... 74
Bibliografía ... 75
INTRODUCCIÓN
La presente edición se desarrolla para contribuir con las políticas establecidas por
Comisión Federal de Electricidad y la Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo “Peñitas”, en su Sistema de Gestión de Calidad, permitiendo proponer la
actualización de las base de datos de los equipos que se han instalado, debido a
la modernización de la central, así como también la ejecución en tiempo y forma
de las actividades de mantenimiento que se consideren convenientes.
Presentando en el Capítulo I.- La caracterización del área de trabajo (Localización,
datos técnicos, organigrama del departamento, etc.).
Capítulo II.- Definición de mantenimiento, tipos de mantenimientos y un método
para jerarquizar los equipos más críticos de la central Hidroeléctrica Ángel Albino
Corzo.
Capítulo III.- Identificación de los equipos de la Central Hidroeléctrica Ángel Albino
Corzo, descripción de funcionamiento de cada equipo, actualización de la base de
datos y un Análisis de Criticidad para determinar los equipos más críticos de la
Central.
Capítulo IV.- Programa de periodicidad de los equipos de la Central Peñitas
basado en un análisis de resultados.
Capítulo V.- Descripción y ejecución del Software para llevar a cabo las ordenes
de trabajo de la Central Peñitas y así llevar a cabo su mantenimiento rutinario.
CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES
1.1.- Justificación.
Tratando de contribuir a las políticas establecidas en la Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo “Peñitas” el presente trabajo trata de mejorar el
control de mantenimiento preventivo, que permita proporcionar un plan o una ruta
para realizar mantenimientos menores.
También poder reducir los tiempos de indisponibilidad por mantenimiento de
los equipos y unidades de la Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo
(C.H.A.A.C.)
Mejorar la documentación de referencia para el control y planeación del
mantenimiento.
Asegurar la disposición de los recursos necesarios previo al mantenimiento de los
equipos y unidades.
Todo lo anterior a través de un programa de mantenimiento llamado SHISPAVAM
(Sistema de Control y Planeación de Mantenimiento), este sistema vincula sus
ordenes de trabajo con una plataforma web que trabaja en conjunto con el sistema
institucional MY-SAP o R/3, que el sistema informático que lleva el control de
todas las operaciones, de los diferentes departamentos de la central.
Para lograr el buen funcionamiento de este software; la prioridad es actualizar su
1.2.- Objetivo.
El objetivo de este procedimiento es aplicar las mejores prácticas en la
Gestión del Mantenimiento en Unidades Generadoras con el propósito de
optimizar la utilización de recursos humanos, materiales y financieros, así como la
calidad del mantenimiento y su tiempo de ejecución.
Establecer los equipos más críticos de la central y dar a conocer al
personal técnico del departamento mecánico, para poder realizar un óptimo
mantenimiento preventivo mecánico (corrección, pruebas a las diferentes
protecciones de naturaleza mecánica), a los sistemas con que cuentan las
unidades generadoras; así como sus equipos de sistemas auxiliares.
Objetivos particulares.
Reducir los tiempos de indisponibilidad de los equipos y unidades por
mantenimiento.
Mantener actualizada y confiable el registro de la información en MY-SAP o
R/3.
Mejorar la coordinación de los equipos que se programan a mantenimiento.
Mejorar la documentación de referencia para el control y planeación del
mantenimiento.
Asegurar la disposición de los recursos necesarios previo al mantenimiento
1.3.- Caracterización del Área de Trabajo.
La Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo “Peñitas” constituye la cuarta y
última etapa del Plan Río Grijalva, Plan concebido en el año de 1948 por la
Comisión Federal de Electricidad en conjunto con la antigua Secretaria de
Recursos Hidráulicos, el cual estaba encaminado a lograr el aprovechamiento
integral de sus recursos, construida durante el período de 1979 a 1986, con una
capacidad instalada de 420 MW y con una generación media anual de 1420 GWH
y con un escurrimiento medio anual de 23 mil millones de metros cúbicos.
En la figura 1.1 se puede observar las cuatro presas que se encuentran en
el sistema Hidro-Grijalva.
La cuenca del río Grijalva se localiza en el sureste del país, y se encuentra
limitado al sur por la República de Guatemala; al oeste por la cuenca del río
Coatzacoalcos, al este por la cuenca del río Usumacinta y al norte por el Golfo de
México.
Esta comprendida entre los 14° 50’
91° 25’ y 94° 15’ de longitud Oeste, abarcando parte de los estados de Tabasco,
Veracruz, Oaxaca y Chiapas; una parte de la cuenca se encuentra en Guatemala.
Fig. 1.2.- Localización de la central Hidroeléctrica Peñitas.
La Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo “Peñitas” se localiza al Norte del
Estado de Chiapas, dentro del municipio de Ostuacán, colindando con el pueblo
Plan de Ayala muy próximo a los límites con el Estado de Tabasco. Las coordenadas geográficas corresponden a 17° 25’ 30” de latitud Norte y 93° 27’ 30”
de longitud Oeste.
Fig.1.3.-Microlocalización de la C.H. Peñitas
La Central Hidroeléctrica “Peñitas” tiene comunicación por carretera pavimentada a la Central Hidroeléctrica “Malpaso” (49 Km), a la estación Chontalpa; (31 Km) a
Huimanguillo, Tabasco; (51 Km) y Cárdenas Tabasco; (66 Km), siendo este punto
donde la carretera se intercepta con la carretera Villahermosa - Coatzacoalcos.
La Central Hidroeléctrica cuenta con cuatro turbinas principales, las cuales
representan el elemento principal de la Central, y tienen como función aprovechar
la energía cinética y potencial del agua de la tubería de conducción y al pasar por
los elementos de la turbina, ésta transforma la energía cinética y potencial del
agua en energía mecánica, para que a su vez esta energía mecánica sea
transformada posteriormente en energía eléctrica mediante el generador.
La capacidad instalada de la planta hidroeléctrica es de 420 MW distribuida en 4
turbinas tipo Kaplan de eje vertical, las cuales generan 105 MW cada una, con un
gasto máximo de 360 m3/s por unidad.
Casa de máquinas es de cámara abierta, tipo exterior, con carcasa de concreto
armado, para alojar 4 turbinas Kaplan, que están desplantadas en elevación 21
m.s.n.m., con una longitud aproximada de 106 m. y un ancho de 21 m. y una altura
máxima de 60 m., dos grúas viajeras de 30-180 toneladas cada una, el volumen
de concreto colado es de 84, 833 m3.
El desfogue tiene dos secciones. La primera sección es un túnel de forma
abocinada, con una longitud aproximada de 18.6 m. y un ancho de 17.6 m.; tiene
una pila central de 2 m. de espesor y a la salida del abocinamiento tiene
instaladas dos compuertas respectivamente en cada unidad. La segunda sección
es en forma de canal, con una longitud aproximada de 429 m., y un ancho de 102
m., con taludes recubiertos con concreto y bermas a la elevación 55 y 65 m.s.n.m.
para estabilizar el talud izquierdo del canal de desfogue, y en el talud derecho a la
elevación 59.5 m.s.n.m. El volumen de concreto es de 43, 600 m3.
La obra de contención o cortina es una estructura que permite almacenar los
volúmenes de agua de los escurrimientos generados por cuenca propia, por
descarga de presas situadas aguas arriba, por escurrimientos que provienen de
otras cuencas cuando hay interconexión y por la precipitación pluvial directa sobre
el vaso. Este almacenamiento sirve para generar energía por medio de equipos
electromagnéticos.
El embalse está formado por un enroquecimiento, con corazón impermeable de 54
m. a la altura, permitiendo un almacenamiento a los niveles: máximo de 87.4 y
mínimo de 85 m. de operación, dentro de los tratamientos que se dieron a la
cortina para asegurar su impermeabilización, podemos destacar la compactación
dinámica. Este método es la primera vez que se realizo en el país, para
El vertedor de demasías de la Central Hidroeléctrica (ver figura 1.4), se encuentra
localizado en la margen derecha del Río Grijalva. La función de este vertedor es la
de controlar la descarga de los volúmenes de agua excedentes de la capacidad
útil del vaso almacenador.
Fig.1.4.- Vertedor de Demasías
La energía eléctrica generada en la central es elevada de 13.8 kv a 230 kv, y
llegan a una subestación, de donde se distribuye para integrarse al sistema
oriental, con dos alimentadores a la subestación de Malpaso II, ubicada en la
Central Hidroeléctrica Malpaso, otras dos a la subestación kilometro 20 en
Villahermosa, Tabasco y otra más a la subestación Cárdenas II. Ubicada en el
municipio de Cárdenas, Tabasco. Cuenta además con una subestación reductora
Las tablas muestran las características de la turbinas y del generador instalados
en C.H. Peñitas.
Tipo Kaplan vertical 5K37
Número de Turbinas 4
Potencia de la turbina (P) 108.5-98.76 MW
Caída (H) 35.27-30.39 m
Caudal (Q) 334-349 m3/s
Velocidad del régimen (Nn) 112.5 rpm
Velocidad de embalamiento (Np) 291 rpm
Masa inerte (GD2) 18778 ton2
Trabajo de regulación del servomotor de la rueda
distribuidora
94824 kgm (carrera 835
mm)
Trabajo de regulación del servomotor de la rueda
distribuidora
137334 kgm (carrera 257
mm)
Crecimiento máximo calculado de la presión 36 % H
Tabla 1.1 Características generales de las turbinas
Marca ASEA
Capacidad nominal 110.465 KVA
Capacidad para diseño mecánico 108.33 KW Factor de potencia ( cos φ) .95 atrasado
Frecuencia nominal 60 Hz
Velocidad nominal 112.5 rpm
Velocidad de desboque 291 rpm
Voltaje nominal 13.8 Voltios
Corriente nominal 4.622 Amperes
Número de polos 64
Número de fases 3
Número de enfriamientos de aire 12
El departamento mecánico de la C.H. Ángel Albino Corzo tiene como misión tener
las máquinas generadoras y equipos auxiliares de la central en óptimas
condiciones de operación para poder satisfacer las necesidades que el sistema
nacional demande, el departamento cuenta con una plantilla de 12 personas:
01 Ingeniero mecánico 02 Jefe de taller mecánico 01 Técnico superior
03 Técnicos 06 Ayudantes
Los cuales se organizan de la siguiente manera:
Jefe del depto. mecánico
Encargado del taller mecánico
Técnico Superior
Ayudante
Técnico
Ayudante
Técnico
Ayudante
Técnico
1.4.- Planteamiento del Problema
La central hidroeléctrica Ángel Albino Corzo presenta problemas en el proceso de aplicación del programa; Sistema de Planeación y Control de Mantenimiento, mejor conocido como SHISPAVAM, debido a la modernización de los equipos, se requiere mantener actualizada y confiable el registro de la información de este software, así como mejorar la coordinación de los equipos que se programan a mantenimiento.
.
Fig.1.5.- Programa de mantenimiento SHISPAVAM
Dicha adecuación requiere de un programa de mantenimiento actualizado en base a los nuevos sistemas que se han venido implementando y así poder cargarlo a la base de datos; con el fin de mantener actualizado, oportuno y confiable el registro de información de la central.
1.5.- Alcances y limitaciones
Dentro de los alcances de esta investigación es dar a conocer la implementación
de una planeación de mantenimiento y ejecutarla en el software de la central, el
cual le permitirá a la Central Hidroeléctrica Peñitas determinar un mantenimiento
preventivo en base a la periodicidad de los equipos estudiados de la unidad
generadora número uno y así llevar a cabo un mejor control de mantenimiento.
La periodicidad del mantenimiento preventivo está basada en las condiciones de
trabajo actuales de los equipos.
Para el Análisis de Criticidad los equipos que se estudiaron fueron seleccionados
por el ingeniero a cargo del departamento de la central, debido a la gran cantidad
CÁPITULO II
MARCO TEÓRICO
2.1.- ¿Qué es el mantenimiento?
Se entiende por mantenimiento a la función empresarial a la que se encomienda el control del estado de las instalaciones de todo tipo, tanto las productivas como las auxiliares y de servicios. En ese sentido se puede decir que el mantenimiento es el conjunto de acciones necesarias para conservar ò restablecer un sistema en un estado que permita garantizar su funcionamiento a un coste mínimo.
Con forme con la anterior definición se deducen distintas actividades:
Prevenir y/o corregir averías.
Cuantificar y/o evaluar el estado de las instalaciones. Aspecto económico.
El mantenimiento empieza en el proyecto de la máquina, para poder llevar a cabo el mantenimiento de manera adecuada es imprescindible empezar a actuar en la especificación técnica (normas, tolerancias, planos y demás documentación técnica a aportar por el suministrador) y seguir con su recepción, instalación y puesta en marcha; estas actividades cuando son realizadas con la participación del personal de mantenimiento deben servir para establecer y documentar el estado de referencia. A ese estado nos referimos durante la vida de la máquina cada vez que hagamos evaluaciones de su rendimiento, funcionalidades y demás prestaciones.
Son misiones de mantenimiento:
La vigilancia permanente y/o periódica. Las acciones preventivas.
Las acciones correctivas (reparaciones). El reemplazamiento de maquinaria.
Los objetivos implícitos son:
Aumentar la disponibilidad de los equipos hasta el nivel preciso.
Reducir los costes al mínimo compatible con el nivel de disponibilidad necesario.
Mejorar la fiabilidad de máquinas e instalaciones.
Áreas de acción del mantenimiento
De lo dicho hasta aquí se deducen las tareas de las que un servicio de mantenimiento, según el contexto, puede ser responsable:
Mantenimiento de equipos. Realización de mejoras técnicas.
Colaboración en las nuevas instalaciones: especificación y puesta en marcha.
Recuperación y nacionalización de repuestos.
Ayudas a fabricación (cambio de formato, proceso, etc.)
Aprovisamiento de útiles y herramientas, repuestos y servicios (subcontratación).
Participar y promover la mejora continua y la formación del personal. Mantener la seguridad de las instalaciones a un nivel de riesgo aceptable. Mantenimientos generales.
Todo ello supone establecer:
La política de manteniendo a aplicar.
o Tipo de mantenimiento a efectuar.
o Nivel de preventivo a aplicar.
Los recursos humanos necesarios y su estructuración.
El nivel de subcontratación y tipos de trabajos a subcontratar. La política de stocks de repuestos a aplicar.
2.2.- Tipos de Mantenimientos
Los distintos tipos de mantenimiento que se presentan para este proyecto son:
Mantenimiento
2.2.1.- Mantenimiento Correctivo
Es aquel que se ocupa de la reparación una vez que se ha producido el fallo y el paro súbito de la máquina o instalación.
Ahora dentro de este tipo de mantenimiento podríamos contemplar dos tipos de enfoques:
Mantenimiento Paliativo.- Este se encarga de la reposición del funcionamiento, aunque no quede eliminada la fuente que provoco la falla. Mantenimiento Curativo.- Este se encarga de la reparación propiamente, pero eliminando las causas que produjo la falla.
La principal función de una gestión adecuada del mantenimiento consiste en rebajar el mantenimiento correctivo hasta el nivel óptimo de rentabilidad para la empresa.
El mantenimiento correctivo no se puede eliminar en su totalidad por lo tanto una gestión correcta extraerá conclusiones de cada parada de la máquina e intentará realizar la reparación de manera definitiva ya sea en el mismo momento o programando un paro, para que esta falla no se repita.
VENTAJAS
Si el equipo está preparado, la intervención del mantenimiento será rápida y la reposición de puesta en marcha será en la mayoría de los casos con el mínimo de tiempo.
No se necesita una infraestructura excesiva, un grupo de operarios competentes será suficiente, por lo tanto el costo de mano de obra será mínimo.
Es rentable en equipos o máquinas que no intervienen de manera instantánea en la producción.
DESVETAJAS
Se producen paradas y daños imprevisibles en la producción que afectan a la planificación de manera incontrolada.
2.2.2.- Mantenimiento Preventivo
Este tipo de mantenimiento surge de la necesidad de rebajar el correctivo y todo lo que representa. Pretende reducir la reparación mediante una rutina de inspecciones periódicas y la renovación de los elementos dañados.
Básicamente consiste en programar revisiones a los equipos o máquinas, apoyándose en el conocimiento de las máquinas en base a la experiencia de los ingenieros o técnicos, así también como el historial de la máquina.
VENTAJAS
Se realiza correctamente, exige un conocimiento de la máquina y del historial de la misma.
El cuidado es periódico y conlleva a un estudio óptimo de conservación con lo que es indispensable una aplicación más eficaz para contribuir a un mejor sistema de calidad y a la mejora continua.
Reduce el correctivo y con esto la reducción de costos de producción y un aumento en la disponibilidad de la máquina; esto posibilita una planificación de los trabajos de departamento, así como una previsión de los cambios de los elementos de fallas.
Se realiza el mantenimiento de mutuo acuerdo con el departamento de producción y en el mejor momento.
DESVENTAJAS
Representa una inversión inicial en infraestructura y mano de obra calificada, así también en los planes de mantenimiento.
Si no se hace un correcto análisis del nivel de mantenimiento, se puede sobrecargar el costo de este sin mejoras sustanciales en la disponibilidad de equipos.
2.2.3- Mantenimiento Predictivo
Este tipo de mantenimiento se basa en predecir la falla antes de que esta se produzca. Se trata de adelantarse a la falla o al momento en que el equipo o elemento deje de trabajar en sus condiciones óptimas. Para conseguir esto se necesitan técnicas y herramientas de monitoreo de parámetros físicos.
VENTAJAS
La intervención en el equipo o cambio en un elemento de fallas.
Nos obliga a dominar el proceso y a tener datos técnicos precisos, así como a dominar métodos científicos de trabajo riguroso.
DESVENTAJAS
La implantación de este mantenimiento requiere de una inversión inicial importante de equipos analizadores y además de personal altamente capacitado.
Este sistema se implementa donde se justifica los equipos y máquinas que puedan ocasionar paros imprevistos y donde ocasionen grandes pérdidas o paradas innecesarias de grandes costos.
2.3.- Análisis de Criticidad, una metodología para mejorar la Confiabilidad Operacional
El Análisis de Criticidad es una metodología que permite establecer la jerarquía o prioridades de procesos, sistemas y equipos, creando una estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas, direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante y/o necesario mejorar la Confiabilidad Operacional, basado en la realidad actual.
El mejoramiento de la confiabilidad operacional de cualquier instalación o de sus sistemas y componentes, está asociado con cuatro aspectos fundamentales: confiabilidad del proceso, confiabilidad humana, confiabilidad de los equipos y mantenimiento de los equipos.
¿Cómo establecer que una planta, proceso, sistema o equipo es más crítico que otro? ¿Qué criterio se debe utilizar? ¿Todos los que toman decisiones, utilizan el mismo criterio?, el Análisis de Criticidad da respuesta a estas interrogantes, dado que genera una lista ponderada desde el elemento más crítico hasta el menos crítico del total del universo analizado, diferenciando tres zonas de clasificación: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad.
Los criterios para realizar un Análisis de Criticidad están asociados con: seguridad, ambiente, producción, costos de operación y mantenimiento, rata de fallas y tiempo de reparación, principalmente.
Estos criterios se relacionan con una ecuación matemática, que genera puntuación para cada elemento evaluado. La lista generada, resultado de un trabajo de equipo, permite nivelar y homologar criterios para establecer prioridades y focalizar el esfuerzo que garantice el éxito maximizando la rentabilidad.
Criticidad = Frecuencia de falla x Consecuencia
Siendo : consecuencia = a + b
a= Costo de reparación + impacto de seguridad personal + impacto ambiental + impacto satisfacción al cliente
b = impacto en las producción x tiempo promedio para reparar MTTR
Tabla 2.1.- Ecuación de criticidad vista desde un punto matemático
La información recolectada en el estudio podrá ser utilizada para:
Priorizar órdenes de trabajo de operaciones y mantenimiento. Priorizar proyectos de inversión.
Diseñar políticas de mantenimiento.
Seleccionar una política de manejo de repuestos y materiales.
Dirigir las políticas de mantenimiento hacia las áreas o sistemas más críticos.
Antes de comenzar un Análisis de Criticidad, es necesario tener en cuenta dos aspectos importantes del lugar (empresa, industria, proceso) al que se le aplica el estudio:
1. Descripción técnica de los sistemas de planta o producción: 2. Detalles de la planta y descripción del sistema.
3. Requerimientos para el desarrollo del estudio. 4. Condiciones de operación.
CAPITULO III
PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS
3.1.- Identificar los equipos y sistemas de la C.H.A.A.C
Para poder realizar la actualización de información del sistema MY- SAP y así poder implementar cualquier estrategia de mantenimiento es necesario conocer las variables que lo conforman, así como el número de equipos que en la Central Hidroeléctrica Peñitas operan, sus modos de operación, las instalaciones, etc.
El listado general para llevar un orden en las Centrales Hidroeléctricas se lleva acabo de la siguiente manera; primero se designa la ubicación de la Central, después el número de unidad, luego a través de una Matriz de código de los Sistemas representado en la Tabla 3 (ANEXO), se sigue un procedimiento el cual se menciona a continuación.
Ubicación de la Central Hidroeléctrica Peñitas Número de la unidad
Código de los Sistemas
Tipo de componentes de las Centrales Hidroeléctricas. Número consecutivo
Para comprender mejor el proceso de la lista de estructura de la Central Peñitas se ejemplificará un equipo (rodete de la turbina), del sistema de Turbina:
La lista de estructura para nombrar al equipo de la C.H.A.A.C: Rodete de la turbina es: 2151-1-11-7513-001
Donde:
A.- Ubicación de la Central Hidroeléctrica Peñitas
B.- Número de la unidad
C.- Bloque de los sistemas
D.- Bloque de los sistemas
C + D.- Código de los Sistemas
E.- Frontera de los Sistemas
F.- Alcance de los Sistemas
E + F.- Tipo de componentes de las Centrales Hidroeléctricas.
G.- Número consecutivo
Para mayor facilidad, la forma de reconocer los equipos será por la ubicación de la central en este caso es 2151, el número de unidad que para nuestro ejemplo es la unidad número uno, el código de sistemas, estos códigos son preestablecidos para todas la centrales, por último, el tipo de componente acompañado de un número consecutivo de tres dígitos.
El archivo que contiene la tabla de los tipos de componentes se anexa en el disco de este proyecto (Alcances y Fronteras de las Centrales Hidroeléctricas).
Una vez hecho este reconocimiento de ruta se procede a conocer los sistemas y equipos de la Central Hidroeléctrica Peñitas, para poder comenzar con el análisis necesario para realizar las actividades que se irán desarrollando en este proyecto.
2 1 5 1 - 1 - 1 1 - 7 5 1 3 - 0 0 1
Los equipos de la central se encuentran agrupados en sistemas, estos sistemas corresponden a cada unidad en general.
CENTRAL HIDROELÉCTRICA ÁNGEL ALBINO CORZO
Listado de Equipos Ordenados por Sistemas
1.-Sistema de Regulación de Velocidad
Válvula Distribuidora 26-D Válvula Distribuidora 26-R Bomba de Regulación M-311 Bomba de Regulación M-312 Bomba de Regulación M-313 Compresor Reciprocante M-111 Compresor Reciprocante M-112 Filtro de las válvulas 26-D y 26-R Tanque sin Presión VK-300 Tanque de Presión VK-311 Tanque de Alta Presión VK-111 Tanque de Baja Presión VK-112
Filtros Dúplex M-341 Filtros Dúplex M-342
Filtros Finos del estopero F1 Filtros Finos del estopero F2
Deshumidificadores Servomotores
Dosificador químico
2..-Sistema de Bombeo de Aceite Infiltrado
Bomba de aceite infiltrado M-371 Bomba de aceite infiltrado M-372
3.-Sistema de Bombeo de Agua Infiltrada
Bomba de agua infiltrada M-361 Bomba de agua infiltrada M-362 Bomba de agua infiltrada M-363
4.-Sistema de Agua de Enfriamiento
Intercambiadores de calor agua/aire del generador
Intercambiadores de calor agua/aceite de la chumacera guía superior
generador. Intercambiadores de calor agua/aceite
de la chumacera Combinada
Intercambiadores de calor agua/aceite de la chumacera guía turbina.
Enfriamiento del prensa estopas Intercambiadores de calor agua/aceite del tanque sin presión VK-300
5.-Sistema de Aeración
Válvulas de aeración
6.-Sistema de Izaje o Prelubricación
Bomba de Izaje Bomba de Prelubricación
Gatos de frenado Pista de Frenado
7.-Chumaceras de la Unidad Generadora
Chumacera Guía Generador Chumacera Combinada o de carga
Chumacera Guía Turbina
8.-Sistema de Achicado de Agua
9.-Compresores de Servicios Generales
Compresor de servicios generales No.1 Compresor de servicios generales No.2
10.-Ventilador de Tiro Forzado.
Ventilador de tiro forzado No.1 Ventilador de tiro forzado No.2 Ventilador de tiro forzado No.3 Ventilador de tiro forzado No.4 Ventilador de tiro forzado No.5
Tabla.3.1.-Listado de equipos que operan en la C.H.A.A.C.
3.2.- Funcionamiento de los sistemas antes mencionados.
3.2.1.-Sistema de Regulación de Velocidad
El mecanismo de regulación de velocidad en una turbina hidráulica, tiene la función de mantener la velocidad constante en la unidad, ajustándola a la velocidad de diseño. Debido a las posibles fallas que causen un desbalanceo en la reacción de potencia-apertura del distribuidor, la velocidad de la turbina tiende a variar, por lo que, para evitar estas variaciones, el mecanismo de regulación de velocidad ajusta a través de dos servomotores la apertura del distribuidor y álabes del rodete, controlando así en función de las condiciones de operación la velocidad de trabajo de la turbina.
El regulador de velocidad se divide en dos: la parte eléctrica y la parte hidráulica. El esquema de regulación de velocidad de la turbinas Kaplan de la central hidroeléctrica Peñitas está concebido para soportar una unidad de procesamiento de error de velocidad de tipo Proporcional – Integral – Derivativo, con error permanente por desviación de frecuencia, así como un procesador de error en potencia activa del tipo integral y un sistema de control de apertura del rodete con corrección por volumen de gradiente hidrostático con los cuales se determina la apertura del distribuidor y apertura de rodete en una acción combinada destinada a obtener una máxima eficiencia para diferentes cargas de potencia activa así como para diferentes caídas de agua o sea diferentes valores de gradiente hidrostático. La flecha superior transmite el movimiento desde la flecha principal de la turbina hasta el rotor del generador. Está formado de acero forzado, normalizado y maquinado en toda su superficie, la parte inferior es forjada para formar una brida para conexión al eje principal.
3.2.1.1.-Bombas de Regulación.
Son las encargadas de inyectar la presión de 38 Kg/cm2 al aceite del sistema de regulación, es difícil precisar el tiempo exacto en que estas bombas entran en operación debido a que la pérdida de presión en el Tanque VK-311 no es uniforme. Las bombas de regulación siempre están trabajando las 24 horas del día, solo que trabajan a una mínima carga y en vacío por medio de la electroválvula MEX10AA001, aumentan su carga cuando la presión del tanque VK-311 disminuye y por medio de un PLC, manda al motor de la bomba a aumentar su carga o amperaje al mismo tiempo que energiza la electroválvula MEX10AA001.
Cuando la unidad generadora está en operación, una bomba entra en el modo de marcha permanente. Estando la bomba en marcha, succiona el aceite del depósito sin presión (VK-300) forzándolo a circular y abrir la válvula check para que posteriormente llegue este al depósito acumulador aire/aceite (VK-311). Estando alguna de las bombas en operación continua, es evidente que existe un desequilibrio entre la cantidad de aceite que la bomba envía (bombeo mayor que consumo). Esto se reflejaría como un incremento constante en el tanque acumulador; como medio para controlar la sobrepresión, se cuenta con una válvula denominada “regulador de presión”, la cual se encarga de permitir (abriéndose) la recirculación del aceite proveniente de la bomba hacia el tanque sin presión, cuando esta alcanza la presión de trabajo (38 Kg/cm2) y forzar a que circule (cerrándose) hacia el mismo, cuando la presión desciende hasta los 36 Kg/cm2.
Esta forma de operar es la misma para las otras motobombas, con la diferencia que trabajan a diferentes rangos de presiones. En la siguiente tabla se muestran los parámetros de operación de cada motobomba:
Bomba de Regulación Arranque (Kg/cm2) Paro (Kg/cm2)
M-311 36 38
M-312 35.5 37.5
M-313 35 37
Fig. 3.2.- Bombas de regulación (M-311, M-312, M-313)
Marca: KRAL
Motobomba de tornillo, montaje vertical Caudal de
trabajo:
600 l/min
Tipo de aceite: Heavy médium
Presión: 40 kg/cm2 Frecuencia: 60 Hz
Rpm: 3400 rpm Potencia del motor: 66 KW
Voltaje 380/480 V Peso: 380 kg
Tabla. 3.3.- Datos de placa de Bombas de Regulación.
3.2.1.2.- Compresor Reciprocante de Aire.
La función de estos compresores es introducir aire presurizado a 38 Kg/cm2 al sistema de regulación de velocidad, el aire es usado luego para controlar el nivel de aceite en el tanque aire/aceite a presión (VK–300), este, a la vez, contiene el aceite de regulación para todo el sistema.
Fig. 3.3.- Compresores Reciprocantes del sistema de regulación M-111 y M.112.
Velocidad: 730 rpm Presión de
trabajo:
4 Mpa
Motor 190/380 volts. 230/460 Volts Corriente: 33/17 Amperes 39 /19
Amperes
Rpm: 1460/1760
Frecuencia: 50/60 Hz Temperatura: 40 °C
Tabla. 3.4.- Datos de placa de los Compresores
3.2.1.3.-Válvulas Distribuidoras 26-D y 26-R.
Su función es permitir el paso de aceite a presión hacia los servos que mueven los álabes del distribuidor (26-D) y del rodete (26-R); como estos servos son pistones de doble efecto, estas válvulas al dejar pasar el aceite por un conducto hacia una cámara del servo permite que por otro conducto se descargue el aceite contenido en la otra cámara del servo hacia el tanque VK-300.
válvula 26-D baja, deja pasar aceite al servo para abrir los álabes del distribuidor. Este proceso es igual para la válvula 26-R.
Cuando una unidad generadora para, se cierra una válvula que impide el paso a la válvula piloto, como consecuencia se pierde presión en la cámara superior, el pistón sube seguido del vástago del pistón de la válvula 26-D, cambia de posición y deja que el aceite regrese al tanque VK-300 cerrando los álabes del distribuidor.
Fig. 3.4.- Válvulas distribuidoras 26D y 26R.
Marca: ANDRITZ HYDRO
Tipo de fluido: Aceite hidráulico Heavy Medium Presión de
trabajo:
38 Kg/cm2
Material del cuerpo:
Acero al carbón
Tipo de válvula: 5/3 vías
Tabla. 3.5.- Datos de placa Válvulas de Distribución
3.2.2.- Sistema de Bombeo de Aceite Infiltrado.
El sistema de bombeo de aceite infiltrado tiene la finalidad de achicar el aceite infiltrado a través del sello de carbones, las varillas del pistón de los servomotores de la rueda distribuidora y del sistema de frenado y restituirlo al tanque de regulación sin presión VK-300.
3.2.2.1.- Bombas de Achique de Aceite Infiltrado M-371 y M-372.
Las motobombas succionan el aceite infiltrado del tanque colector, el cual se halla colocado en la tapa de la turbina. El tiempo de achicado depende de la cantidad de fugas de aceite, lo cual es también indicativo de las condiciones de operación de la turbina.
Fig. 3.5.- Bombas de Aceite Infiltrado M-371, M-372
Motor:
Voltaje: 460 – 250 Volts Factor de
Potencia:
0.85
Corriente: 213 Amperes
Rpm: 1710 Frecuencia :60/50 Hz
Tabla. 3.6.- Datos de placa Bombas de aceite infiltrado
3.2.3.- Sistema de Achique de Agua Infiltrada.
El sistema de bombeo de agua infiltrada tiene la función de achicar las fugas de agua que se acumulan en la tapa de la turbina proveniente del Sistema de regulación de aceite, del eje de la turbina, de los servomotores.
Las fugas de agua mencionadas anteriormente, se acumulan en el lugar más bajo del adaptador de la tapa de la turbina y de ahí mediante un interruptor flotante de conexión (S-361) el cual acciona a la motobomba (M-361) es achicada el agua descargando al desfogue. Se tiene una motobomba de reserva (M-362) para el aumento del nivel del agua infiltrada, la cual es accionada por el interruptor flotante de contactos (S-362), desconectándose al descender el nivel del agua.
Fig. 3.6.- Bombas de achique de agua infiltrada M-361 y M-362
Marca: Ready
Tipo de bomba: Sumergibles autocebantes Altura máxima de
descarga:
14 m.
Potencia: 820 W
Caudal máximo: 5.8 l
Tabla. 3.7.- Datos de placa Bombas de achique
3.2.4.- Sistema de Agua de Enfriamiento.
El sistema de agua de enfriamiento en las unidades, tiene la finalidad de mantener los rangos de temperatura permisibles en los diferentes elementos que componen la unidad, a fin de garantizar el funcionamiento correcto de estos en cuanto a fallas ocasionadas por el incremento de temperatura se refiera. Se cuenta con un flujo de agua corriente continuo tomado del agua que alimenta a la turbina, teniendo una serie de dispositivos y equipo para el control y supervisión de el correcto funcionamiento de este sistema.
La alimentación general del agua de enfriamiento, es tomada de la carcasa espiral a través de una válvula hidráulica operada por una válvula con imanes, y la presión corresponde a la caída. Los equipos a los que se les suministra agua para enfriamiento son los siguientes:
Enfriamiento guía inferior turbina.
o Enfriadores de chumacera guía turbina. Enfriamiento prensa estopas.
Enfriamiento del aceite de regulación.
o Enfriador del tanque de aceite sin presión.
3.2.4.1- Radiadores del Estator.
Su función es intercambiar calor al ambiente, y es un dispositivo sin partes móviles ni producción de calor. Cada unidad generadora, tiene 12 radiadores para enfriar el estator del generador.
Considerando como elementos para enfriamiento del generador a los enfriadores de aire (radiadores) y los enfriadores de la chumacera guía turbina, se tiene lo siguiente:
Datos para un Enfriador A carga normal A sobre carga
Flujo de aire. 5.1 m3/seg. 5.1 m3/seg. Flujo de agua. 17.75 m3/h 17.75 m3/h Temperatura aire entrada. 60.2 o C 65.7 o C Temperatura aire salida. 37.0 o C 38.7 o C Temperatura agua entrada. 27.0 o C 27.0 o C Temperatura agua salida. 33.5 o C 34.6 o C
Caída presión aire. 185 Pa 186 Pa
Caída presión agua. 101.5 KPa 101.1 KPa
Presión máxima de trabajo agua.
1 MPa 1 MPa
Material tuberías. Cu/Ni 70/30 Aletas de tubo Al. Material placas colectoras. Metal muntz ---
Capacidad de enfriamiento. 135.17 Kw 157.5 Kw
Tabla. 3.8.- Datos técnicos de los radiadores del estator.
Fig. 3.7.- Radiadores del generador.
3.2.4.2- Enfriadores de la chumacera guía superior generador.
3.2.4.3- Intercambiador de calor Agua/Aceite de la chumacera combinada de la turbina.
Del ramal de descarga de los filtros se toma el agua para el enfriamiento de la chumacera combinada, ajustando la cantidad necesaria de agua por medio de una válvula reguladora. La temperatura del agua está controlándose por la sonda del termómetro de resistencia a la entrada y a la salida. El agua está distribuida por la tubería en cuatro intercambiadores de calor horizontales, colocados sobre los brazos de la estrella de la chumacera combinada. La entrada y salida de agua desde cada refrigerador puede ser cerrada por las válvulas manuales de diámetro de 125 mm. El gasto de agua es de 57.5 l/seg.
Fig. 3.9.- Intercambiadores de Calor de la Chum. Combinada
Los enfriadores están hechos de cuproníquel, esta aleación es un buen conductor de calor y presenta buena resistencia hacia la corrosión.
Referencia del plano: 0 VTU 8412 – 096
Cantidad por unidad: 4 intercambiadores Caudal de trabajo:
Capacidad : 300 lts
Gasto de agua: 57.5 lts / seg Haz de tubos: 414 Peso neto: 1440 Longitud del tubo: 2085 Material del tubo: 70% Cu y 30 % Ni Espesor del tubo: 3 mm
3.2.4.4.- Intercambiador de calor Agua/Aceite de la chumacera guía inferior de la turbina
Desde el ramal hacia los refrigeradores de la chumacera combinada va un ramal de diámetro de 50mm. Hacia la chumacera guía turbina. La chumacera cuenta con 6 enfriadores, teniendo una interconexión circular común. Cada enfriador puede ser puesto fuera de servicio. En el conducto común se tiene instalado un diafragma de regulación, sondas termométricas de resistencia a la entrada y salida, flujómetro de contactos y una válvula corrediza manual.
La cantidad de agua necesaria para estos enfriadores es de 150 L/min una carga de 11-12 m.
Fig. 3.10.- Mantenimiento a enfriador de la chum. Guía turbina.
Haz de tubos :
Cantidad de agua por enfriadores: 150 lts /min
Presión de prueba: 8.4 kg/cm2
Número de intercambiadores 6 pza.
Tabla. 3.10.- Datos de placa Intercambiadores Guía Turbina
3.2.4.5.- Intercambiador de calor del tanque sin presión VK-300
la cual cuenta con una válvula corrediza manual y desemboca en el canal de desfogue.
Fig. 3.11.- Enfriador de Aceite/agua del Tanque de aceite sin presión VK-300.
3.2.5.- Sistema de aeración
Con el objeto de disminuir o evitar que se presente en el interior de la turbina el efecto de “cavitación”, se efectúa la inyección de aire al tubo de aspiración.
3.2.5.1.-Válvulas de aeración.
El sistema de aeración cuenta con 4 válvulas colocadas sobre la tapa de la turbina, con el perfil de paso de 4 X 400 cm2, las cuales bajo ciertos estados de funcionamiento, conducen forzadamente el aire atmosférico de la tapa de la turbina.
La válvula de retroceso se abre automáticamente por influencia de la depresión debajo de la tapa de la turbina y cierra por ayuda del resorte. El cilindro interno es llenado de aceite y proviene de un diafragma de aguja para dirigir la velocidad de cierre, el cual es dado por el resorte. Al movimiento súbito del anillo de regulación en el cierre del distribuidor, la palanca de la válvula aprieta el pistón contra el resorte del plano principal abriendo la válvula y por acción de la depresión debajo de la tapa va a abrirse también el plato de la válvula de retroceso. El tiempo de cierre es determinado por la fuerza del resorte y la dimensión del orificio estrangulado por la aguja.
Durante los cambios lentos de la regulación, la compresión del pistón es lenta y facilita que el aceite en el cilindro se desborde a través del orificio con el diafragma de aguja, sin causar el movimiento del cilindro. La aeración en el espacio de la turbina, termina en el momento que el plato principal de la válvula ajusta sobre el asiento, regresando el pistón a su posición inicial de trabajo.
Fig. 3.12.- Válvula de aeración.
La carrera del plato principal de válvula: 60 mm Fuerza máxima del resorte: 430 kg
Tabla. 3.11.- Datos de operación de la válvula de operación
3.2.6.- Sistema de Izaje o Prelubricación
Para izar el rotor del generador y rodete de la turbina, se usan los gatos de frenado, siendo operadas mediante una bomba manual o una bomba con motor eléctrico, para esto la turbina del sistema de frenado debe estar completamente llena de aceite.
Fig. 3.13.- Bomba de Izaje.
Caudal: 4 l/min
Presión: 150 bar
Capacidad del depósito de aceite: 35 l Motor:
Tensión: 480 V
Frecuencia: 60 Hz
Potencia : 2.2 Kw
Tabla. 3.12.- Datos de placa bomba de izaje
3.2.7.- Chumaceras
3.2.7.1.- Chumacera Guía Inferior Turbina.
La turbina está equipada con una chumacera de guía inferior y una chumacera de guía superior. La chumacera de guía superior está combinada con la chumacera de carga. Como otro lugar de apoyo, hay una chumacera guía en la parte superior del generador denominada chumacera guía generador. La chumacera consta de 12 segmentos radiales con dimensión de 300 x 300 mm los cuales guían el eje sobre el diámetro de 1500 mm teniendo una tolerancia de 0.2-0.3 mm.
La lubricación de los segmentos de la chumacera es mediante aceite, siendo refrigerado este mediante enfriadores de agua. El volumen de aceite es de 700 L.
Las temperaturas permisibles son:
Temperatura máxima del metal 75 oC Temperatura máxima del aceite 65 oC
Tabla. 3.13.- Datos de operación Chum. Guía. Inf.
Fig. 3.14.- Chumacera Guía Turbina
Referencia plano: 0 vtu 8360-162.
No. De segmentos: 12 segmentos radiales. Dimensión de los segmentos: 300 x 300 mm.
Holgura entre segmentos: 0.25 mm ( 0.20-0.30 mm)
Diámetro : 1500mm.
Capacidad en litros de la cuba: 600 lts.
Tipo de aceite: Heavy médium.
Intercambiador de calor: 6 (agua aceite). Temperatura.
Temperatura máxima del metal: 75°c Temperatura máxima del aceite: 65°c
Caudal de alimentación de agua: 75-80 lts/min
3.2.7.2- Chumacera Combinada de la turbina.
La chumacera combinada está compuesta por segmentos axiales y radiales, funcionando guía superior turbina respectivamente. Sobre la chumacera de carga se transmiten todas las cargas desde el rotor, las cuales son transmitidas a su vez a la tapa de la turbina y los álabes del antedistribuidor y de ahí a la cimentación de la obra. La capacidad de carga de la chumacera axial es de 1800 ton. Estando formada por 12 segmentos de acero forjado con revestimiento de metal blanco. Los segmentos están colocados sobre un inter-anillo elástico de acero, el cual está colocado sobre el cuerpo de la chumacera.
La chumacera radial soporta las fuerzas radiales de la turbina y está formada por 24 segmentos radiales de acero forjado con revestimiento de metal blanco. Tiene una capacidad de carga radial máxima de 126 ton. Teniendo un volumen en el recipiente de 6000 L durante el arranque y después del paro la lubricación está asegurada por una bomba de alta presión con 12 salidas, hacia cada segmento directamente en la superficie de antifricción. El funcionamiento de la bomba está conectado en el proceso automático de arranque y paro de la unidad.
La chumacera guía está lubricado por orificios radiales sesgados, taladrados parcialmente en el cabezal portador y parcialmente en la planta. El nivel de aceite se eleva durante la rotación y los segmentos son inundados por el aceite. El aceite excedente corre por los orificios de vertedero en el cuerpo de la chumacera guía hacia atrás en el tanque principal. Durante la marcha todo el aceite está en movimiento. El nivel de aceite en el tanque está mantenido por una válvula de aceite alrededor del eje. El aceite es refrigerado por 4 intercambiadores de calor horizontales, cada uno con una superficie refrigeradora de 40 m2.
No. de Segmentos: 12 Segmentos Axiales Capacidad en litros de la cuba: 8000 lts
Tipo de aceite: heavy médium
Capacidad de carga radial: 1800 tons Capacidad de carga axial: 128 tons Chumacera par registro de las temperaturas. Temperatura máxima del metal es de: 75°c Temperatura máxima del aceite es de: 65°c Chumacera guía intermedia:
No. de segmentos: 24 segmentos radial
Holgura entre segmentos: 0.33 mm ( +- 0.40 mm) Intercambiador de calor: 4 ( agua / aceite )
Tabla. 3.15.- Datos de placa Chum. Guía. Comb.
3.2.7.3- Chumacera Guía del Generador
La chumacera guía superior soporta las fuerzas radiales del rotor está construida de una sola unidad con excepción del cubo, el cual se monta por contracción. La chumacera se compone de las siguientes partes:
Carcasa Segmentos Cubo
Pozo de aceite Cubierta superior
Fig. 3.16.- Chumacera Guía del Generador
Se incluyeron para mantenimiento equipos para usos generales de la Planta:
3.2.8.- Sistema de Achique de Agua.
La finalidad del sistema de drenaje y achique es la de captar las filtraciones y escurrimientos de agua, tanto de las máquinas como de la construcción misma y canalizarlas hacia el cárcamo de bombeo, de manera tal, que se evite los daños que pueda causar el agua en los diferentes equipos y las posibles inundaciones, ya sea por cuestiones climatológicas (lluvia) o por fugas mayores en los elementos de conducción de agua de las unidades.
El cárcamo de bombeo tiene una capacidad de diseño calculada de tal manera, que se tenga la seguridad en cuanto a la capacidad de almacenamiento de agua y la capacidad de bombeo de la misma, descargando esta agua hacia el canal de desfogue, tomando en cuenta también el desagüe (vaciado) de la conducción principal de agua como es la carcasa espiral y la toma de agua cuando sea necesario realizar esta actividad.
Una vez canalizada el agua de escurrimientos, filtraciones y descarga de la carcasa espiral hacia el cárcamo de bombeo a través de la galería de drenaje, el agua es expulsada hacia desfogue mediante 6 motobombas acopladas a una tubería de descarga común.
Las 6 motobombas están acopladas a un ángulo de 45O respecto al cabezal de descarga, siendo 3 motobombas chicas con una tubería de descarga de 153 mm. De diámetro y 203 mm. A la succión, las 3 bombas grandes tienen un diámetro de 355 mm. En la tubería de descarga y lo mismo en la succión, descargando en el cabezal común con un diámetro de 610 mm.
El cabezal tiene a la descarga una válvula Check y una derivación hacia el cárcamo de bombeo para el vaciado en una tubería de 305 mm. De diámetro con una válvula de compuerta y una de alivio.
Tanto las bombas de 50 HP como las de 300 HP tienen a la descarga una junta dresser, una válvula eliminadora de aire y de vacío, válvula de control de bombas, válvula de compuerta y una válvula de alivio de presión.
Entrada en operación:
Elevación 22.90; arranca una de las bombas de 50 HP Elevación 23.00; arranca otra de las bombas de 50 HP Elevación 23.15; arranca una de las bombas de 300 HP Elevación 23.30; arranca otra de las bombas de 300HP
Paro:
Elevación 22.00; paran las bombas de 300HP Elevación 21.50; paran las bombas de 50 HP
Fig. 3.17.- Bombas de Achique de Agua de 50 HP
Bomba:
Marca: Fairbanks Morse S.A. Gasto: 62 lts/seg Eficiencia total: 70% Potencia: 50hp Carga dinámica total: 41.2mno Velocidad: 1770 rpm Tipo: centrifuga vertical Temperatura: 40 °C
Lubricación: por goteo. Tipo de aceite: heavy médium Gotas por minuto:
Flujo de diseño: 360lts/seg Carga de diseño: 4 m.c.a. Carga de gasto: 79.2 m.c.a. N° de pasos: 2
Peso: 2440kg
Motor:
Potencia: 37.3 kw Tipo de armazón: APG Amperes por línea: 224/62 Velocidad: 1770rpm
Fases: 3 Frecuencia: 60hz
Fig. 3.18.- Bombas de Achique de 300 HP
Bomba:
Marca : Fairbanks Morse S.A. Gasto: 360lts/seg Eficiencia total: 74% Potencia: 300 hp Carga dinámica total: 43 m. Velocidad: 1170 rpm Tipo: centrifuga vertical Temperatura: 60 °C
Lubricación: Por goteo. Tipo de aceite: heavy médium Gotas por minuto:
Flujo de diseño: 660lts/seg Carga de diseño: 43 m.c.a. Carga de gasto: 79.2 m.c.a. N° de pasos: 2
Peso: 9370 kg
Motor:
Potencia: 223.8kw Tipo de armazón: A.P.G. Amperes por línea: 342 AMP Velocidad: 1170 rpm
Fases: 3 Frecuencia: 60hz
Peso 1315 kg
3.2.9.- Compresor de Servicios Generales.
Compresor de servicios generales.
Fig. 3.19.- Compresor de servicios generales.
Marca ATLAS COPCO
Tablero digital: ELEKTRONIKON
ATLAS COPCO GA 75
Capacidad:
Frecuencia: 60 hz Velocidad: 3580r.p.m
Temperatura: 40°c Tensión: 440/220 votls
Corriente: 122/244 amperes Cfm: 469
Hp : 100 Psi: 107
3.2.10.- Ventiladores de tiro forzado.
Ventiladores de tiro forzado.
Fig. 3.20.- Ventiladores de tiro forzado
Marca: FLAHT
Velocidad máxima: 825 rpm. Motor:
Marca: ASEA
Voltaje: 440/220 volts
Corriente: 21/42 amperes
Temperatura: 40°C Rpm: 1740
Tabla. 3.20.- Datos de placa ventilador tiro Forzado
Una vez identificados los equipos y haber detallado su funcionamiento es necesario comparar los equipos que se han instalado recientemente con los que estaban; esta comparación servirá para actualizar los datos del sistema MY-SAP ya que debido a la modernización de las unidades generadoras de la Central Hidroeléctrica Peñitas es necesario replantear la planeación de mantenimiento de los sistemas que se instalaron hace más de 23 años y que ahora fueron sustituidos por otros con mayor eficiencia.
3.2.11.- Tabla de comparación de equipos de la Central Peñitas
En la siguiente tabla se comparan los equipos que ahora se encuentran actualmente en uso, con los que anteriormente se utilizaban en esta central, este reconocimiento de los equipos nuevos nos va a servir como referencia para programar una nueva periodicidad de los equipos y para reconocer que equipos fueron cambiados y actualizar la base de datos de la Central Peñitas.
COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD
CENTRAL HIDROELÉCTRICA ÁNGEL ALBINO CORZO
SISTEMA DE REGULACIÓN DE VELOCIDAD
Componente:Bombas de regulación de velocidad M-311, M-312, M-313.
Equipo Instalado Actualmente
3 Motobombas de tornillo de montaje vertical, con un caudal de trabajo: Q= 600 l/min
Equipo Instalado Anteriormente
4 motobombas, 2 de tipo helicoidal con un Q= 660 l/min y 2 bombas de avería con un Q= 2 520 l/min.
*Observaciones.- Las bombas que estaban instaladas anteriormente
presentaban problemas con el sistema ya que no contaban con una válvula para controlar su arranque en vacio, otro tipo de problemas era con la válvula de regulación de presión, también presentaban fugas de aceite por la parte superior de la bomba.
Las bombas actuales son fácilmente desmontables, y de menor peso; el mantenimiento que requiere se logra con mayor facilidad.
Componente: Válvulas de distribución 26-D y 26-R.
Equipo Instalado Actualmente
2 válvulas tipo 5/3 vías de la marca Andritz Hydro hechas de acero al carbón para una presión de trabajo de 38 kg/cm2
Equipo Instalado Anteriormente
2 válvulas fabricadas de fundición gris de fabricación checoslovaka
*Observaciones.- El funcionamiento de las válvulas anteriores era más
complicado, puesto que contaba con más tuberías para la entrada y salida de aceite y por lo tanto el control implicaba más complejidad.
El equipo nuevo cuenta con un funcionamiento más sencillo y un control moderno mejorando así las condiciones de operación.
Depósito de aceite sin presión equipado con un intercambiador de calor dentro de este, con una capacidad de 13 000 lts.
*Observaciones.-El tanque anterior se mantenía abierto a la atmosfera, con
flotadores mecánicos que con el tiempo dejaron de ser confiables y contaba con un intercambiador de calor agua/aceite dentro del mismo que era eficiente pero implicaba periodos largos de mantenimiento debido a su ubicación.
El tanque instalado actualmente es totalmente hermético, cuenta con un flotador electrónico y una mirilla para poder visualizar el nivel de aceite dentro de este.
Componente: Filtros de las válvulas de distribución 26-D y 26-R
Equipo Instalado Actualmente
Equipo que impide el paso de partículas con filtros que son desechables
Equipo Instalado Anteriormente
2 Filtros metálicos por cada válvula del sistema de regulación
*Observaciones.-Los filtros anteriores tenían una malla metálica la cual no
impedía el paso de partículas muy pequeñas por lo que el aceite a través de las válvulas se encontraba contaminado, estos filtros eran desmontados y lavados con máquina en vivo o muerta y tenían un promedio de mantenimiento de 1 hora. Los filtros actuales son solo 2 para las 2 válvulas de regulación, son de tipo desechable y tienen un promedio de mantenimiento de aproximadamente 15 min.
SISTEMA DE AGUA DE ENFRIAMIENTO
Componente: Sistema de agua de enfriamiento de la chumacera guía turbina.
Equipo Instalado Actualmente
Tubería de acero inoxidable con 6 intercambiadores de calor con una interconexión circular en común
Equipo Instalado Anteriormente
Tubería de hierro colado
*Observaciones.- La tubería instalada actualmente tiene la principal ventaja de
no corroerse al contacto con el agua, dando así una seguridad en los equipos que dependen de ella.
Componente: Intercambiador de calor del tanque sin presión VK-300.
Equipo Instalado Actualmente
Intercambiador de calor agua-aceite de acero al carbono marca Funke-Freydig
Equipo Instalado Anteriormente
Haz de tubos de cobre sumergidos dentro del tanque sin presión
*Observaciones.-Al sistema de enfriamiento anterior se realizaba su
mantenimiento solo cuando se presentaban mantenimientos menores, ya que se encontraba dentro del tanque de aceite, además era de difícil acceso, este sistema dependía de los tiempos de trabajo de las bombas M-311,M-312, y la eficiencia era poca.
embargo presenta una desventaja que es, que para la toma de entrada de agua para el enfriador la válvula es de aguja por lo que se reduce el flujo y la eficiencia es menor. Sugerencia cambiar la válvula por una de globo.
SISTEMA DE AGUA INFILTRADA
Componente: 3 bombas de agua infiltrada M-361, M-362, M-363.
Equipo Instalado Actualmente
2 bombas sumergibles autocebantes con una potencia 820 W y un caudal máximo de 5.8 l/seg con una altura de descarga de 14 m y 1 bomba marca KSB con un gasto de 1.3-3.3 l/seg
Equipo Instalado Anteriormente
3 bombas marca KSB con un gasto de 1.3-3.3 l/seg con una potencia de 4 KW y una descarga de 10-27 m
*Observaciones.-El equipo anterior presentaba varias desventajas entre ellos era
problemas con el cebado, los acoplamientos, la alineación y también con las válvulas check este último hacia que la bombas rodaran en vacio, además que tenían problemas de control en el paro y el arranque debido a los microcontroladores.
El equipo nuevo elimino todos estos problemas al ser bombas de tipo sumergibles y por lo tanto autocebantes.
SISTEMA DE REGULACIÓN DE AIRE
Componente: Deshumidificadores
Equipo Instalado Actualmente
Deshumidificadores marca Hankison 45 SCFM @725 psi & 400 F
Equipo Instalado Anteriormente
No se contaba con este sistema
*Observaciones. Equipo instalado para eliminar el exceso de humedad en el
sistema de aire presión. La aire húmedo es el aire con alta densidad de agua lo que puede ocasionar problemas con las tuberías y con los demás sistemas con los que se relaciona principalmente el aceite.
Tabla.3.21.- Comparación de equipos nuevos de la central PEA
3.2.12.- Modificación y Actualización de los Equipos en My-Sap
Las actividades que se realizaron para cumplir con la actualización de datos de la Central, después de haber identificado los equipos se describen a continuación y se representan en una tabla que identifica las acciones hechas en el software.
Se realizaron las modificaciones de las características de operación de los equipos nuevos que cumplen con la misma función que los anteriores, pero que son más eficientes y con un mayor rendimiento; estos fueron implementados en el registro del sistema R/3, que es el que lleva el control de la Central Hidroeléctrica Ángel Albino Corzo.
Los equipos nuevos que se incluyeron generaron sus hojas de ruta para su respectiva identificación dentro del sistema de la central para poder llevar un control, y programar un mantenimiento en tiempo y forma.
Se eliminaron los equipos que ya no se encuentran instalados en la central Peñitas, como parte de la actualización del sistema.
El siguiente cuadro muestra las actividades realizadas en el sistema R/3, para llevar a cabo las modificaciones de las actualizaciones de los equipos de la central Peñitas.
COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD CENTRAL HIDROELÉCTRICA ÁNGEL ALBINO CORZO
Hoja de Ruta Actividad
UNIDAD 1
2151-1-18-7320-003 Crear enfriador de aceite de la Chumacera Guía Turbina 2151-1-13-7600-001 Cambiar filtros 26-D y 26-R a filtros de aceite de control 2151-1-13-8700-001 Crear material de la válvula 26-R
2151-1-13-8700-001 Crear material de la válvula 26-D
2151-1-17-7020-001 Modificar equipo a Bomba de agua infiltrada M-361 2151-1-17-7020-001 Crear equipo Bomba de agua infiltrada M-362 2151-1-13-7010-001 Eliminar bomba de regulación M-314
UNIDAD 2 2151-2-13-7600-001 Crear equipo filtros Dúplex
2151-2-13-7600-001 Eliminar equipo Filtros 26-D y 26-R
2151-2-13-7600-001 Modificar filtros 26-D y 26-R a filtros de aceite de control
2151-2-18-7320-003 Modificar equipo a enfriador de aceite Chumacera Guía combinada 2151-2-18-7320-003 Crear equipo enfriador de aceite Chumacera Guía Turbina
2151-2-17-7020-001 Modificar equipo a Bomba de agua infiltrada M-361 2151-2-17-7020-001 Crear equipo Bomba de agua infiltrada M-362 2151-2-13-7010-001 Eliminar bomba de regulación M-314
UNIDAD 3
2151-3-18-7320-003 Modificar equipo a enfriador de aceite Chumacera Combinada 2151-3-18-7320-003 Crear equipo enfriador de aceite Chumacera Guía Turbina 2151-3-13-7600-001 Crear equipos Filtros Dúplex
2151-3-13-7600-001 Eliminar equipo Filtros 26-D y 26-R
2151-3-13-7600-001 Modificar filtros 26-D y 26-R a filtros de aceite de control 2151-3-13-7010-001 Eliminar bomba de regulación M-314
2151-3-17-7020-001 Modificar equipo a Bomba de agua infiltrada M-361 2151-3-17-7020-001 Crear equipo Bomba de agua infiltrada M-362
UNIDAD 4 2151-4-13-7600-001 Crear equipos Filtros Dúplex 2151-4-13-7600-001 Eliminar equipo Filtros 26-D y 26-R
2151-4-13-7600-001 Modificar filtros 26-D y 26-R a filtros de aceite de control 2151-4-13-7010-001 Eliminar bomba de regulación M-314
3.3.- ANÁLISIS DE CRITICIDAD
3.3.1.- Identificación de equipos a estudiar en este análisis
La mayoría de las metodologías o sistemas de mantenimiento exigen una base detallada de los sistemas, instalaciones o equipos para comenzar a desarrollarse. .
La Central Hidroeléctrica Peñitas cuenta con casi más de 217 equipos principales actualmente en uso, debido a que estos son demasiados para ser analizados, el trabajo se enfocará a los equipos que son más importantes para la producción.
Los equipos a los que se harán mención en el estudio fueron seleccionados por el ingeniero a cargo del Departamento Mecánico de la central.
Los equipos seleccionados forman parte de las unidades que componen la planta de la Central.
En la figura 3.21 se puede observar todos los equipos de la unidad No.1 de la Central Peñitas, cabe notar que la mayoría de los sistemas no se encuentran desplegados en sus subsistemas demostrando así la gran cantidad de equipos en la central.
Aun así se hacen énfasis en los sistemas principales y se detallan a continuación una reseña de estos para poder continuar con el análisis.
