Logrando eficiencia energética en las turbinas de gas natural actuales

Si bien los operadores pueden usar diversos métodos para mejorar la eficiencia de sus operaciones, una solución simple, pero con frecuencia dejada de lado, es abordar el problema de formación de barniz y depósitos generados por el lubricante de la turbina. Este artículo analiza:

  • Cómo la degradación del aceite de la turbina contribuye a la formación de barniz
  • Opciones para controlar el barniz del aceite de la turbina

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A medida que la demanda global de energía sigue aumentando, también lo hace la demanda de centrales eléctricas y el énfasis continuo en la eficacia energética.


Los fabricantes de equipo original (OEM) están asumiendo el desafío mediante la mejora de las maquinarias cuyo fin es superar los límites de las normas de eficacia actuales, pero estos cambios presentan diferentes desafíos para los componentes y los lubricantes de las máquinas.


Entonces, ¿qué significado tiene esto para las operaciones actuales?


Extraordinaria eficiencia energética


La mejor medición de la eficacia del ciclo combinado siempre ha sido del 60 % (cantidad de energía de combustible que se convierte en energía eléctrica), mientras algunos fabricantes de equipo original llegaban al 63 %.


GE (anteriormente Alstom) y Siemens son algunos de los líderes en el desarrollo de turbinas a este nivel o cerca de él. Estos tipos de fabricantes de equipos han logrado alcanzar estas características notables por diversos medios e, indudablemente, la turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) fue un paso en la dirección correcta.


Estos resultados fueron posibles gracias al desarrollo de los siguientes elementos:


  • aleaciones
  • cubierta de aspas
  • cámaras de combustión
  • índices de compresión más altos
  • temperaturas y presiones de entrada de turbina más altas
  • refrigeración mejorada

Mientras que los fabricantes de equipo original debaten las ventajas y desventajas de temas como la refrigeración con aire frente a la refrigeración con vapor y los distintos materiales para el sellado, también notan que la eficacia no es lo único importante.


Con más fuentes de energía renovable en el mercado, las turbinas se utilizan cada vez más para el "recorte de carga", lo que implica más arranques y paradas. Muchas otras prioridades, como la flexibilidad, los arranques rápidos, las emisiones bajas y los lubricantes para turbina sin problemas se han tornado tan importantes como lograr otro diez por ciento de eficacia.

Se calcula que la mayoría de las nuevas plantas de energía de ciclo combinado que se están instalando no alcanzarán, con frecuencia, una eficacia neta mayor al 60 % hasta el año 2020.[1]


Mientras tanto, las operaciones deberán continuar aplicando sus prácticas de mantenimiento actuales para alcanzar los beneficios que ofrece una mayor eficacia energética.


Los operadores pueden usar diversos métodos para mejorar la eficacia de sus operaciones. Sin embargo, una solución simple, aunque, con frecuencia, dejada de lado, es abordar el problema de formación de barniz y depósitos generados, en ocasiones, por el lubricante para turbina.


Elija un lubricante para turbina que proteja contra el barniz


Un primer paso importante, especialmente en las unidades de turbina que se arrancan y se detienen muchas veces al año, es asegurarse de que el aceite para turbina no favorezca la formación de barniz, lo que es común en turbinas que pasan por ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento.


La formación de barniz es un ciclo constante y se produce cuando se supera el límite de solubilidad del aceite para turbina.


Esta imagen muestra un ciclo típico de formación de barniz causado por la degradación del aceite para turbina.


Ciclo típico de formación de barniz causado por la degradación del aceite para turbina.


Los depósitos de barniz insoluble suelen producirse, en especial, cuando la temperatura del fluido es más fría, ya que la solubilidad del aceite para turbina disminuye con la temperatura.


El barniz en el lubricante, al igual que la mayoría de las partículas sólidas (por ej.: azúcar en agua) tiene una mayor solubilidad en soluciones calientes que en soluciones frías. Por lo tanto, cada vez que se apaga un equipo se presenta una oportunidad para la formación de depósitos de barniz dañinos que se producen a medida que disminuye la temperatura del aceite. Esto es preocupante, especialmente, cuando se produce en componentes del sistema con espacios libres internos pequeños, como las servoválvulas. Puede causar la adherencia, la erosión, el mal funcionamiento y, probablemente, un reemplazo costoso de la válvula.

Existe una variedad de opciones para controlar el barniz en el aceite de la turbina, entre las que se incluyen las siguientes:


  • sistemas de filtración avanzada, como ESF (filtración electroestática);
  • uso de lubricantes con estabilidad térmica y oxidativa superior, que producen menos precursores de barniz en primer lugar, como TURBOFLO™ XL.

Los productos de resolución de problemas, como TURBOFLO LV (bajo nivel de barniz), están formulados para condiciones más desafiantes, ya que prácticamente eliminan el problema y restauran la eficacia y fiabilidad de la turbina. Los fluidos como este producen muy pocos insolubles, índices bajos de Colorimetría del parche de membrana (MPC) e índices bajos de ultracentrifugado, que se consideran indicadores aceptables de posible formación de barniz.


Al usar TURBOFLO LV, los operadores pueden ser más proactivos acerca del control de la acumulación de barniz y, por lo tanto, pueden reducir el tiempo de inactividad y mejorar la eficacia.


Los productos de Lubricantes Petro-Canada, como TURBOFLO LV, cumplen o superan los requisitos de las principales especificaciones de los fabricantes de equipo original, tales como:


  • GE GEK 32568K
  • Siemens TLV 9013 04
  • GE (anteriormente Alstom) HTGD 90117
TURBOFLO LV

TURBOFLO™ LV

Para turbinas de gas, de vapor y de ciclo combinado

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