Cojinetes innovadores para enfrentar los desafíos de la industria hidroeléctrica

El funcionamiento adecuado de los componentes esenciales de una planta hidroeléctrica, como turbinas y válvulas, se basa en la calidad de los rodamientos. Después de los intercambios que GGB ha tenido con numerosos gerentes de centrales hidroeléctricas, sabemos que mantener las operaciones con interrupciones reducidas, reducir los costes operativos y prevenir la contaminación ambiental son las principales prioridades de la industria.

Los cojinetes juegan un rol crucial al asegurar que estos objetivos se cumplan y la fiabilidad de los rodamientos es de suma importancia. Tradicionalmente, los cojinetes de bronce engrasados se han utilizado en aplicaciones de energía hidroeléctrica debido a su éxito histórico y la familiaridad de la industria con ellos. A pesar de esto, se sabe que los rodamientos con lubricación a grasa incrementan el riesgo de avería de la turbina si no se mantienen adecuadamente, aumentan los costos anuales adicionales debido a la compra de lubricantes, requieren tiempo del personal para el mantenimiento y plantean un riesgo de contaminación ambiental.

De hecho, el 15% de las averías de rotores, compuertas y turbinas se atribuye a problemas de lubricación, mientras que el 7% se atribuye al desgaste de los rodamientos. Un 8% se atribuye tanto a la lubricación como al desgaste. Como se muestra, la elección de los rodamientos tiene un impacto significativo en el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas.

LOS COSTES DE LOS RODAMIENTOS ENGRASADOS

Un fallo en los rodamientos es un evento costoso para las centrales hidroeléctricas que puede requerir hasta 3 meses de inactividad para su reemplazo - una pérdida en ingresos de casi US$4 millones para una planta de 30 MW. El mantenimiento inadecuado de los rodamientos de bronce tradicionales, como la falta de una sola inyección de grasa o la aplicación de una cantidad insuficiente de lubricante, aumenta la posibilidad de una falla del rodamiento.

Además de aumentar este riesgo de fallo, el coste de lubricación de los rodamientos aumenta anualmente. La lubricación regular de los rodamientos es un proceso que consume mucho tiempo para los técnicos mecánicos, generalmente requiere dos horas de trabajo al día para mantener el equipo de engrase. Entre el tiempo del personal y el uso de la grasa, se gastan más de US$8.100 por técnico al año para asegurar el funcionamiento ininterrumpido de la planta con cojinetes metálicos lubricados.

Además, por el derrame de grasa o aceite en el medio ambiente, una planta podría enfrentar costos de limpieza de alrededor de US$120 por galón -  sin incluir los costos de otras multas.

 

VENTAJAS DE LOS COJINETES DE MATERIAL COMPUESTO

Cojinetes GGB de fibras compuestas reforzadas y filamento continuo

Los cojinetes de material compuesto que contienen PTFE proporcionan un rendimiento superior de baja fricción en aplicaciones hidroeléctricas. Estos cojinetes también presentan una mayor tolerancia a la desalineación, así como un efecto stick-slip extremadamente bajo en relación a los rodamientos de bronce tradicionales, disminuyendo el riesgo de un funcionamiento inadecuado. El rendimiento con baja fricción de estos rodamientos también provoca un incremento de la vida útil, considerablemente mayor que los rodamientos engrasados, lo que se traduce en tiempos de funcionamiento más largos entre los cambios de rodamientos.

Además de sus ventajas de rendimiento, los cojinetes de material compuesto no requieren mantenimiento regular, lo que reduce los costes operativos anuales. Eliminar la necesidad de grasa también elimina la posibilidad de contaminación ambiental, lo que evita que una planta tenga potenciales multas y costos de limpieza. A continuación, presentamos un ejemplo de cómo el equipo global de expertos en ingeniería de GGB ayudó a un cliente a recibir estos beneficios mediante el diseño personalizado de un cojinete de fibras compuestas reforzadas (FCR) para su aplicación hidroeléctrica.

CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE BOMBEO DE JIXI, CHINA

Los bujes autolubricados GGB de FCR son ideales para aplicaciones hidroeléctricas

En 2016, Dongfang Electric Company se puso en contacto con GGB para obtener una solución de rodamientos con estrechos márgenes de tolerancia para su central hidroeléctrica de acumulación por bombeo ubicada en JiXi, provincia de Anhui, China.

Mientras que las tolerancias reducidas se están convirtiendo en la norma de toda la industria, esta central en particular requería rodamientos con tolerancia para el mecanizado excéntrico del agujero del cojinete tras la instalación para redimensionar y calibrar una compensación aún por determinar.

Para suministrar un cojinete apropiado, el equipo de ingenieros de GGB realizó un exhaustivo estudio de mecanizado para investigar qué matriz de fibra proporcionaría la mejor respuesta de mecanizado sin comprometer el rendimiento tribológico.

Finalmente, se determinó que los cojinetes de alta precisión HPMB®, de fibras compuestas reforzadas, que cuenta con una capa deslizante gruesa, mecanizable y excelentes propiedades tribológicas, se ajustaba mejor a las necesidades de la central.

COJINETES GGB PARA LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Cojinetes de material compuesto de GGB para central hidroeléctrica de Xiangjiaba

Los cojinetes de fibras compuestas reforzadas no son un lujo.

Durante los últimos 20 años, han demostrado con éxito en la industria hidroeléctrica que son los sucesores de los cojinetes de bronce engrasados.

La gama de cojinetes GGB de fibras compuestas reforzadas incluye los casquillos HPM, HPMB® y los bujes de filamento continuo HPF®. Estos cojinetes de deslizamiento son particularmente adecuados para aplicaciones de energía hidroeléctrica, dado que disponen de revestimientos específicamente diseñados para minimizar el indeseado efecto stick-slip y reducir la fricción.

Los principales fabricantes de equipos originales (OEM), como Voith y GE, eligen los cojinetes de fibras compuestas reforzadas de GGB debido a que superan a los rodamientos de bronce por la forma de tolerar las desalineaciones y absorber mejor la carga en los bordes.

Además, los cojinetes de fibras compuestas reforzadas de GGB han sido sometidos a pruebas por el Cuerpo de Ingenieros de los EE.UU. para tener una vida útil superior a 30 años.

En resumen, los cojinetes de GGB para la energía hidroeléctrica reducen las interrupciones en el funcionamiento de la planta, eliminan la necesidad de lubricantes de grasa o aceite y reducen los costes gracias a su diseño libre de mantenimiento. Con nuestros cojinetes utilizados en centrales hidroeléctricas de todo el mundo, desde Xiangjiaba en China hasta Belo Monte en Brasil, GGB cuenta con soluciones de cojinetes de deslizamiento para cualquier aplicación hidroeléctrica.

Para más información, por favor vea el video de la presentación de GGB sobre cojinetes de material compuesto para la industria hidroeléctrica realizada en la Conferencia Internacional HYDRO 2017.

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