Vibraciones, Análisis ODS, Alineamiento y Balanceo Dinámico en Turbogenerador

Vibraciones, Análisis ODS, Alineamiento y Balanceo Dinámico en Turbogenerador

Evaluación de un Turbo generador de 160 MW en una Central Térmica en el Oriente.

Problemática:

  • Elevada vibración en los apoyos lado libre y lado acoplado del generador eléctrico llegando a una amplitud cercana a 180 um pK-pK en el apoyo lado acoplado.

Equipos y sensores:

- 10 sensores de no contacto H-V, propios del turbogenerador, instalados en los alojamientos de la turbina y generador.
15 acelerómetros uniaxiales para evaluar el comportamiento en la superficie exterior de los apoyos de la turbina y generador instalados en las direcciones Axial, Vertical y Horizontal.
01 Tacómetro instalado en el eje externo del generador para medición de velocidad y fases.
Nuestro equipo multicanal (hasta 128 canales) sincronizado para la adquisición de datos de los sensores de no contacto, acelerómetros y tacómetro.
Analizador de Datos con software avanzado de vibraciones para análisis de espectros, formas de onda, órbitas, pruebas de arranque y parada, pruebas de impacto, diagrama bode, análisis de transitorios, entre otros.
Software MEscope para análisis ODS.
Alineador Fixture Laser NXA Pro, para ejes móviles y no móviles.
Software de balanceo para uno, dos o más planos.

Técnicas Aplicadas:

Prueba de Arranque y Parada (Run up/ Coast down)

  • Se realiza una cascada de datos durante el arranque y parada utilizando sensores de no contacto y acelerómetros en los apoyos de la turbina y el generador.

*Esta prueba nos permite detectar posibles frecuencias naturales, y así discernir que la elevada vibración no sea una resonancia generada por coincidencia de la velocidad de trabajo con una velocidad crítica.

Análisis de Vibraciones Sincronizadas

  • Medición de vibraciones sincronizadas en 10 puntos con los sensores de no contacto H-V tomados en los alojamientos lado libre y lado acoplado de la turbina y el generador.
  • Medición de vibraciones sincronizadas con 15 acelerómetros tomados en los apoyos lado libre y lado acoplado de la turbina y generador.

*Con una medición de vibración sincronizada podemos obtener datos de todos los puntos en un mismo instante, es decir podemos revisar el comportamiento de las amplitudes vibracionales de todos los apoyos, poder ir comparándolas según las etapas de arranque de la máquina o según las subidas de carga, y por último poder relacionar una subida de amplitud a una etapa, cambio de carga o algún proceso en específico.

 

Análisis de ODS

  • Se realiza un ODS con los 10 sensores de no contacto.
  • Se realiza un ODS con 12 acelerómetros, 06 por cada apoyo del generador.

*El ODS con sensores de no contacto es usado para visualizar a detalle el comportamiento vibracional del eje a las frecuencias que consideremos importantes (0.5X, 1X, 2X, 2FL, armónicas) y poder visualizar la relación del movimiento del eje entre los puntos tomados de los alojamientos.

* El ODS con acelerómetros es usado para visualizar el comportamiento vibracional de la superficie de los apoyos a las frecuencias que consideremos importantes (0.5X, 1X, 2X, 2FL, armónicas) y poder visualizar la relación del movimiento propio de cada uno y entre ellos.

Verificación del Alineamiento

  • Corrección del asentamiento de los cojinetes. Revisión del desgaste de Pads.
  • Se revisa la concentricidad, perpendicularidad y paralelismo de ejes y cubos.
  • Revisión y corrección de patas cojas.
  • Medición del alineamiento con los cabezales fijo y móvil, utilizando un accesorio extra para ejes no rotativos en lado turbina, debido a que este eje no podía girarse con máquina parada.

*Además se debe revisar el estado de los pernos y el correcto montaje de los mismos, ya que estos no deben generan sobre tensiones en las uniones como las del acoplamiento.

Balanceo del Rotor del Generador

  • Detectamos un desbalance dinámico, también llamado desbalance par. El cual debe ser corregido en dos planos.
  • Se ejecuta una primera corrida como toma base, luego se realiza una segunda corrida con pesos de prueba aproximadamente de 500 gramos por cada plano y en la tercera corrida colocamos los pesos de corrección.

*Durante el balanceo del rotor es necesario mantener fijado nuestra referencia de ángulos, como es el tacométro láser con cinta reflectiva u otro; y haber identificado correctamente la posición de nuestros sensores. No corroborar ello puede conllevar a errores en la ubicación de los pesos de corrección y elevar la vibración en vez de disminuirla.