Cada día más plantas de generación recurren al uso de ciclos combinados para poder incrementar la potencia de generación logrando a la vez un mejor rendimiento térmico. Estos sistemas, sin embargo, resultan más complejos de operar y mantener debiendo redoblarse los esfuerzos para que todo funcione correctamente.
Es por esta razón que nuestro cliente, una empresa generadora de energía eléctrica en pleno crecimiento, nos contactó buscando asesoría respecto a un problema en su recientemente inaugurado ciclo combinado. Inicialmente, el cliente planteó su problema, confiando en la experiencia de Raien Argentina y su socio estratégico HBM para determinar la forma más adecuada de efectuar un diagnóstico y evaluación del mismo.
Esquema parcial de una planta de generación de ciclo combinado. (Fuente: IMIA Working Group Paper 91, Alyah et al., IMIA Annual Conference 2015, Merida (Yucatán), Mexico 26-30 September 2015).
El problema:
Una posible falla en la instalación de la bancada de la turbina de vapor. Se sospechaba que esto generaba un movimiento relativo de los componentes que ejercía un ciclado de cargas no esperadas sobre una junta de expansión, acelerando su deterioro.
La junta de expansión se ubica en el sistema de ductos de escape de la turbina de gas. Ésta conecta la salida de gases de la turbina de gas con el diverter, que se soporta sobre una bancada distinta. Durante la operación, se sospechaba que el movimiento relativo de las bancadas generaba esfuerzos mayores a los esperados sobre la junta.
La Solución:
La recomendación de Raien Argentina S.A. fue entonces realizar una medición de deformación mecánica en los soportes que conectan los ductos a ambos lados de la junta de expansión. Para esto se colocarían galgas extensiométricas en las varillas de refuerzo con el objeto de determinar las deformaciones longitudinales sobre las mismas en distintas condiciones de funcionamiento. Las mediciones se realizarían en forma previa y posterior a una parada de mantenimiento de la máquina en la que se reforzarían las bancadas. De esta forma, se podría cuantificar la efectividad de las tareas realizadas para analizar su efecto sobre la junta de expansión.
Ejemplo de una junta de expansión con las varillas de refuerzo. (Fuente: Dynex Expansion Joints).
La cadena de medición estaría conformada por galgas precableadas, con el objeto de minimizar las horas de trabajo en campo y facilitar la instalación. Estas estarían conectadas a un adquisidor de datos QuantumX MX1615B de HBM, que cuenta con 16 canales para adquisición de señales de galgas extensiométricas en cuarto de puente. El equipo, además, cuenta con la tecnología de alimentación con frecuencia portadora de HBM y el circuito de 4 hilos, que permiten medir con galgas extensiométricas eliminando las influencias de la temperatura y los ruidos electromagnéticos en los cables; esperables en una instalación de este tipo.
El MX1615B se combinaría con una PC industrial robusta IEI DRPC-130-AL, que se intalaría en un gabinete en campo para realizar una adquisición autónoma de datos mediante el software Catman. Los datos almacenados en sitio y transmitidos a un servidor de la empresa para su rápida visualización y análisis.
El software Catman permitiría configurar la toma de datos de forma de optimizar recursos y facilitar el posterior análisis; evitando almacenar datos innecesarios que tornaran más complejo su posterior procesamiento.
Esta cadena de medición podría ser reutilizada luego de las pruebas en la junta de expansión para diagnosticar otros problemas de mantenimiento. La verstailidad de los equipos de la línea QuantumX permite la conexión de una gran variedad de sensores (celdas de cargas, LVDTs, acelerómetros, termocuplas, potenciómetros, encoders, etc) a los mismos para ayudar en distintas tareas.
Muestra de la cadena de medición completa.
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