Vibraciones, ODS y Análisis de Pulsación Hidráulica a Turbina Vertical

Vibraciones, ODS y Análisis de Pulsación Hidráulica a Turbina Vertical

Análisis realizado en una Turbina Vertical de 190 MW en una Central Hidroeléctrica en Perú.

Problemática:

  • Vibración elevada en la dirección axial del soporte de cojinete guía de la turbina.

Equipos y sensores:

- 06 Acelerómetros uniaxiales.
- 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.
01 Acelerómetro triaxial especial para ODS.
- 01 Chasís de adquisición para datos sincronizados de ODS.
Software MEscope para análisis ODS.
Sensor para lectura de pulsaciones de presión.

Técnicas Aplicadas:

Análisis de pulsaciones de presión hidráulica

  • Se realiza mediciones de pulsación en la tubería de succión y en la tubería de descarga de la turbina.
  • Se detecta pulsaciones a frecuencias menores a 5Hz (1.98Hz, 2.32Hz, 3.43Hz) con amplitudes de variación de presión bajas.

*Con el análisis de pulsaciones se puede detectar problemas por resonancias en las tuberías, y evaluar cómo está afectando las ondas de presión en la vibración de la tubería.

Análisis de vibraciones sincronizadas

  • Instalamos 06 acelerómetros uniaxiales, 03 acelerómetros el apoyo lado libre del generador y 03 acelerómetros en el cojinete guía de la turbina en las direcciones axial, vertical y horizontal.
  • Se obtiene espectros con una frecuencia predominante a 130 Hz con bandas vecinas la velocidad de giro de 5Hz y con mayor amplitud en la dirección axial del soporte del cojinete guía.

*Cuando se presenta una frecuencia con bandas vecinas, es un caso conocido como modulación, donde la frecuencia inferior es la fuente de excitación de la vibración la cual llamamos frecuencia moduladora y a la superior frecuencia modulada.

Análisis ODS

  • Se realiza un ODS en el soporte del cojinete guía utilizando un acelerómetro triaxial móvil y un acelerómetro uniaxial fijo.
  • Se adquiere un total de 120 puntos de datos en las direcciones axial, vertical y horizontal para realización del ODS.En la simulación del ODS, del soporte guía, se observa que a la frecuencia de 130 Hz este realiza un movimiento similar al tercer modo de una membrana circular vibrante.
  • Se revisó información sobre estudios de formas modales en membranas circulares para poder concluir en que la frecuencia de 130 Hz es una frecuencia natural.
  • Cruzando la data del ODS con las tomas espectrales, se puede asumir que la frecuencia natural de 130 HZ está siendo excitada por la frecuencia de giro de la turbina 5Hz, y es por ello que en los espectros esta aparece modulada y mostrando bandas vecinas.