Manual de Turbinas Elliot [PDF]

Zitiervorschau

AZUCARERA NACIONAL S.A. INGENIO SANTA ROSA.

MANUAL TECNICO DE REPARACION DE TURBINAS ELLIOTT TIPO 2CYR Y DYRT.

POR: GUSTAVO GOMEZ T. I. M. E.

AÑO 2003.

Contenido. Capitulo N°1.- Información General. I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII.

Introducción Carcasa de la Turbina Caja de Empaquetaduras y Anillos de Carbón Válvula Centinela Toberas y Deflectores – Guía Estacionarios Caja de Chumaceras y Soportes Gobernador Woodward TG-10 y TG-17 Chumaceras Cojinetes de Empuje Sistema de Disparo por Sobre Velocidad Rotor de la Turbina Caja de Vapor Prueba de Campo

Pag. N° 4 6 7 8 8 9 10 11 12 13 13 15 16

Capitulo N°2.- Prácticas de Desarme, Limpieza y Revisión. I. Introducción II. Procedimientos para Desarmar Turbinas Elliott CYR y DYRT 1. Limpieza del Area de Trabajo 2. Desacoplar la Turbina del Reductor de Velocidad 3. Gobernador Woodward 4. Levantar la Tapa o Cubierta Superior de la Turbina 5. Sacar las Tapas de las Chumaceras 6. Medición del Juego Axial del Rotor 7. Levantar el Rotor de la Turbina 8. Desarme de las Válvulas Manuales de Vapor 9. Desarme de la Válvula de Vapor y la Válvula Auxiliar de Disparo III. Limpieza y Revisión de las Partes 1. Limpieza y Revisión de las Chumaceras y sus Tapas 2. Limpieza y Revisión de la Carcasa Inferior 3. Limpieza y Revisión de la Tapa Superior 4. Limpieza y Revisión del Eje del Rotor 5. Limpieza y Revisión de los Anillo de Carbón 6. Limpieza y Revisión de las Válvulas Manuales

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7. Limpieza y Revisión de la Válvula de Vapor del Gobernador 8. Limpieza y Revisión de la Válvula Auxiliar de Disparo 9. Limpieza y Revisión de los Tornillos y Tuercas Usados en la Turbina

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Capitulo N°3.- Reparaciones y Armado de la Turbina I. Introducción II. Reparaciones y Ajustes 1. Reparación del Mecanismo de Disparo por Sobre Velocidad 2. Cambio de la Balinera de Empuje Axial III. Procedimiento de Armado 1. Válvulas Manuales.- Solo para Turbinas DYRT 2. Rotor de la Turbina 3. Colocación de las Tapas Superiores de las Chumaceras 4. Colocación de los Anillos de Carbón 5. Colocación de la Tapa Superior de la Turbina 6. Armado de la Válvula de Vapor 7. Armado de la Válvula Auxiliar de Disparo 8. Instalación del Gobernador Woodward 9. Ajuste del Recorrido de la Válvula de Vapor 10.Ajuste del Mecanismo de Disparo y la Palanca Manual de Disparo 11.Ajuste de la Velocidad de Disparo de la Turbina

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Capitulo N°4.- Operación, Puesta en Marcha y Problemas Comunes. I. II. III.

Introducción Puesta en Marcha de la Turbina Problemas Comunes en las Turbinas y su Solución

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Bibliografía.

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Capitulo N°1. Información General. I.-

Introducción.

Las turbinas Elliott tipo CYR y DYRT son turbinas de contra presión de una sola etapa, controladas por una válvula de entrada de vapor, con un escalonamiento de presión y dos de velocidad, que funcionan bajo el principio de Curtis. Decimos que una turbina es de contra presión cuando el vapor de escape de la máquina está en comunicación con algún tipo de aparato que utilice este vapor de baja presión para su funcionamiento (caso de los preevaporadores en nuestro ingenio). Estas turbinas son usadas en numerosas aplicaciones, bajo diferentes condiciones de vapor. En el Ingenio Santa Rosa se usan específicamente para mover las cuchillas picadoras de caña, con vapor de entrada de 250 psi, donde contamos con dos turbinas tipo CYR de 800HP en el primero y segundo juego de cuchillas fijas. El segundo juego se encuentra fuera de uso por la instalación de una turbina tipo DYRT de 1200 HP que mueve un juego de cuchillas basculantes. Las turbinas CYR y DYRT son similares en cuanto a diseño y construcción. La figura N°1 muestra una vista de la turbina Elliott del primer juego de cuchillas antes de comenzar su reparación y la figura N°2 detalla todas las partes que la conforman.

Tapa Superior Gobernador Woodward

Fig. N°1

Carcasa Inferior

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5

Soporte de la chumacera lado escape

Sellos de laberinto

Chumacera lado escape

Eje del rotor

Carcasa inferior lado escape

Anillos de Carbones Sellos de laberinto lubricación

Tapa de los carbones lado escape

Cubierta superior

Alabes estacionarios

Válvula sentinela

Fig. N°2

Carcasa inferior lado vapor Anillo de toberas

Caja de la chumacera lado vapor

Tapa de los carbones lado vapor Carbones Anillos de lubricación

Rotor

Soporte de la chumacera lado vapor

Chumacera lado vapor

Caja de vapor

Varillaje del gobernador

Válvula de vapor del gobernador

Gobernador

Coupling del Gobernador

Mecanismo de disparo

Balinera de empuje

Vista Longitudinal de las Turbinas Elliott CYR y DYRT.

II.-

Carcasa de la Turbina.

Contiene los elementos rodantes y estacionarios de la turbina. La carcasa está compuesta por la tapa superior, la cual al quitarse deja al descubierto el rotor de la turbina y los anillos de carbón. La carcasa inferior se compone de dos secciones atornilladas entre sí, que toman su nombre de acuerdo al vapor: lado de entrada o lado del escape. La parte que está ubicada en el lado de la entrada del vapor de alta presión, contiene las toberas y los álabes estacionarios, además la turbina DYRT tiene dos válvulas auxiliares de vapor. La otra sección contiene la caja de salida del vapor de la turbina. Las válvulas auxiliares en las turbinas, son usadas para controlar el flujo de vapor a través de un juego extra de toberas y cumplen tres funciones. a. Cuando están cerradas, la turbina puede trabajar en forma más eficiente a cargas reducidas, con condiciones normales de vapor, por reducir el área de toberas y controlar el flujo de vapor. b. En algunas aplicaciones, las válvulas manuales se abren para devolver a la turbina la potencia cuando hay perdida en las condiciones normales de vapor. c. Las válvulas manuales abiertas son usadas para obtener un aumento en la potencia de la turbina, con el vapor en condiciones normales de operación. Nota. Las válvulas manuales no son válvulas de estrangulamiento. Trabajan totalmente abierta o totalmente cerradas. Cuando se arranca la turbina, se aconseja abrir las válvulas hasta que toda la máquina alcance la temperatura de operación, después se pueden cerrar si así se requiere. Lado Entrada

Lado Escape

Fig. N°3

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III.-

Caja de Empaquetaduras y Anillos de Carbón.

Las turbinas son suministradas con dos secciones de anillos de carbón ubicados en la zona donde el eje motriz pasa por la carcasa. La primera sección de sellos de carbones esta ubicada en la parte de entrada del vapor y la otra, en el lado de la salida. En las turbinas de contra presión, los sellos limitan y controlan el flujo de vapor a lo largo del eje. Las turbinas CYR y DYRT tienen cuatro juegos de carbones a cada lado del eje. Cada juego de carbones consta de tres segmentos, debidamente identificados por unos puntos que vienen de fábrica para armarlos siempre igual. Los tres segmentos son unidos entre sí por un resorte que cubre toda su circunferencia y en el cual se coloca una pieza metálica que encaja en una ranura de la carcasa impidiendo que los carbones giren en el eje. La misma carcasa tiene un maquinado especial donde se alojan los carbones que evita que estos tengan un movimiento axial. En la figura N°4 pueden observarse los tres segmentos del juego de carbones, los puntos marcados para armarlos, el tope anti-giro y la ranura donde entra, así como el resorte de retención para mantener unidos los segmentos de carbón. Puntos para armar

Segmentos

Resorte de retención

Puntos p/armar

Fig. N°4

Tope anti-giro

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IV.- Válvula Centinela. Se encuentra instalada en la tapa superior de la máquina y sirve solo para indicar que hay un exceso de presión en la carcasa de la turbina. Cuando esto sucede, la válvula centinela deja escapar el vapor a la atmósfera produciendo una nube visible y cierto ruido que pone en alerta al personal. En el Ingenio Santa Rosa hemos visto abrirse estas válvulas generalmente cuando hay paradas bruscas de la molida o arranques del ingenio que requieran dejar fuera de servicio gran parte del equipo que consume vapor, sobre todo el de escape. En ese momento se produce un aumento de presión que hace que las válvulas de alivio y las centinelas abran a la atmósfera, dejando escapar el exceso de vapor. Queda claro que las válvulas centinelas no están diseñadas para funcionar como válvulas de seguridad o de alivio, ya que no tienen la capacidad para desalojar todo el vapor sobrante dentro de la cámara. En las turbinas Elliott CYR y DYRT las válvulas centinelas vienen ajustadas de fábrica a 85 psi. Puede observar la válvula en la figura N°5. Válvula Centinela

Fig. N°5

V.-

Toberas y Deflectores – Guía Estacionarios.

La cámara de toberas es el lugar donde entra el vapor y se expansiona hasta una presión más pequeña, adquiriendo el chorro de vapor una gran velocidad y cediendo su energía cinética a los álabes del rotor de la turbina. Las toberas van montadas en unas placas atornilladas a la carcasa de la turbina.

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Las turbinas tipo CYR y DYRT cuentan con una placa de toberas que dirige el chorro de vapor hacia un primer grupo de álabes móviles, seguido de un diafragma de álabes estacionarios que guía el vapor a otro grupo de álabes móviles. Los álabes estacionarios se conocen en los manuales de la Elliott como Reversing Blade Assembly, y en ellos, tanto la presión como la velocidad del vapor se mantienen constante a su paso. En la siguiente ilustración pueden verse las toberas, las válvulas manuales, los álabes móviles y los estacionarios de una típica turbina de acción, con un escalonamiento de presión y dos de velocidad que funciona bajo el principio de Curtis. Salida del vapor

Alabes estacionarios

2da hilera de alabes 1ra hilera de alabes Placa de toberas Válvula N°2

Válvula N°1

Anillo de vapor

Vapor de entrada

Fig. N°6

VI.-

Caja de las Chumaceras y Soportes.

El soporte de la caja de la chumacera, lado vapor, está atornillado a la base de la turbina y a la carcasa. La caja o alojamiento contiene la chumacera, dos anillos de lubricación, la balinera de empuje axial, el dispositivo de disparo por sobre velocidad, el acoplamiento del eje de la turbina con el gobernador de Velocidad Woodward y los sellos de laberinto que protegen la caja de chumaceras contra la humedad, el polvo y cualquier otro tipo de cuerpo extraño.

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La caja de chumacera, lado escape, es soportada por un pedestal anclado a la carcasa de la turbina y atornillado a su base. Contiene la chumacera, dos anillos de lubricación y los sellos de laberinto. Las cajas de las chumaceras vienen de fábrica con una copilla que nos indica el nivel del aceite. En la vista vemos con claridad el soporte de la chumacera del lado del escape, ambas chumaceras con los anillos de lubricación y el eje de la turbina con sus componentes.

Chumacera lado vapor

Chumacera lado escape

Soporte lado vapor

Anillos de lubricación Soporte lado escape

Fig. N°7

VII.- Gobernador Woodward TG-10 y TG-17. Los gobernadores Woodward son mecanismos mecánico-hidráulicos usados para regular la velocidad de las turbinas, manteniéndola dentro de los límites de operación deseados. Estos Gobernadores vienen ajustados de fábrica y con el sentido de rotación del equipo al cual van a servir. Siempre es posible ajustar la velocidad de operación moviendo el tornillo indicado para ello en los instructivos suministrados por el fabricante del Gobernador. Aquí en el Ingenio solo hacemos reparaciones pequeñas a estos equipos, como cambio de

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rotación de la bomba hidráulica, cambio de retenedoras, O’rings y balineras. Cuando un equipo de estos se daña, es enviado a la fábrica para su reparación y calibración. El modelo de la foto corresponde a un TG-10 con rotación contraria a las manecillas del reloj o CCW.

Tornillo de ajuste de la velocidad.

Fig. N°8

VIII.- Chumaceras. Son dos las chumaceras, una en el lado del vapor y la otra en el lado del escape, cuya función es la de soportar el peso del eje de la turbina y sus componentes. Estas chumaceras tienen una camisa de metal Babbit fundida en una superficie de acero en forma de media caña, capaz de soportar altas cargas y resistente al impacto. Las chumaceras están divididas en dos partes para poder sacarlas o instalarlas sin sacar el eje. Las cajas de las chumaceras y las tapas están construidas con una ranura donde entra una pequeña oreja o saliente que forma parte de la misma chumacera, que evita que esta pueda girar o desplazarse axialmente en la caja o alojamiento. Ver figuras N°55 y 56 de la página 36. En las turbinas Elliott tipo CYR y DYRT las holguras entre el eje y las chumaceras son de 0.006” a 0.010” con la máquina en frío. Estas chumaceras son lubricadas por anillos que se mueven cuando la turbina entra en operación, salpicando de aceite el eje y formando una película de lubricante entre ambas superficies. A las velocidades en que se mueven estas máquinas, un daño en las chumaceras puede ocasionar serios perjuicios a la turbina y al personal responsable de su operación, de allí la importancia de una buena labor de vigilancia. La caja donde están las chumaceras lleva enfriamiento por agua. 11

Nota: El Babbit es una aleación con base de estaño y plomo, que además contiene antimonio, cobre y arsénico, donde este último componente provee un mejor funcionamiento a temperaturas altas y cargas pesadas. En la siguiente foto podemos distinguir claramente, la chumacera del lado de la entrada de vapor (1), los anillos de lubricación (2), la balinera de empuje axial (3), el mecanismo de disparo por sobre velocidad (4), el soporte del gobernador Goodward (5) y un anillo de laberinto (6).

N°5 N°3

N°2 N°6

N°4

N°1

Fig. N°9

IX.-

Cojinetes de Empuje.

El cojinete o balinera de empuje está ubicado en el extremo del eje en la parte de entrada del vapor (ver foto anterior) y su función es evitar el movimiento axial del rotor de la turbina más allá de los límites establecidos, imposibilitando el choque de las partes móviles con las estacionarias. Este cojinete viene de fábrica montado de tal forma que ubica el rotor en el punto optimo en que debe producirse el choque del chorro de vapor con los álabes. El juego axial que traen estas balineras es de 0.005” a 0.015” según su diseño y debe ser medido cada vez que se desarme la turbina para su mantenimiento, llevando una anotación que nos permita determinar cualquier desgaste. Estas turbinas tienen por diseño un ajuste mínimo de 0.042” y un máximo de 0.072” entre la placa de toberas y el rotor, por lo que una ubicación fuera de estos

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límites puede ocasionar pérdida de potencia y hasta la destrucción de la máquina si se produce el choque de partes móviles y estacionarias. Es la balinera de empuje la que debe evitar el viaje axial más allá de estos límites establecidos. X.-

Sistema de Disparo por Sobre Velocidad.

El mecanismo de disparo por sobre velocidad se encuentra ubicado en la punta del eje, lado vapor y esta diseñado para detener la turbina cuando ésta alcanza una velocidad predeterminada por el fabricante de la máquina, sea por una falla mecánica o por que estemos probando el sistema. Este mecanismo actúa separado de la acción del gobernador y según se ilustra en la figura N°10 de la siguiente página, está constituido por un peso de disparo (1), un resorte (2), dos arandelas de seguridad tipo U (3), una tuerca de ajuste (4), y un peso (6). Al aumentar la velocidad de la máquina el peso de disparo, por efecto de la fuerza gravitacional, va venciendo la resistencia del resorte, lo que hace que el peso de disparo comience a moverse hacia afuera y roce contra un émbolo metálico (7) separado por 1/16” del mecanismo de disparo. Al rozar este émbolo con el brazo de disparo manual (13) cae la palanca (14) conectada a la válvula auxiliar (15) cerrando el pase de vapor al interior de la turbina. Es de suma importancia probar los disparos de todas las turbinas antes de iniciar la zafra, igual que durante el desarrollo de la misma. XI.-

Rotor de la Turbina.

El rotor de la turbina Elliott CYR esta formado por el eje con dos rodetes que tienen una hilera de álabes cada uno, separados entre sí por unos espaciadores y sujetos al eje por unas cuñas encajonadas. La función de 935estos espaciadores es solo la de ubicar correctamente los rodetes al momento de armarlos en fábrica. La turbina DYRT tiene un solo rotor con dos hileras de álabes. En el eje de la turbina, lado entrada de vapor, viene montado un anillo de laberinto, la balinera de empuje axial, el mecanismo de disparo por sobre velocidad y el acoplamiento del gobernador. 936En el lado del vapor de escape, el eje tiene dos anillos de laberinto y el acoplamiento motriz, que en nuestro caso esta conectado con un reductor de velocidad. En la foto de la página N°15 vemos una vista longitudinal del eje de la turbina con los componentes claramente visibles y fáciles de identificar. 13

Todos los rotores vienen dinámicamente balanceados de fábrica para asegurar una operación segura, libre de vibraciones. En caso que se requiera una reparación en la cual tengamos que sustituir componentes del rotor (álabes), la mejor forma de hacerlo es mandarlo a un taller especializado, con el eje completo, incluido los acoplamientos, para que una vez terminada la reparación, la unidad venga balanceada en forma integral. Mecanismo de Disparo por Sobre Velocidad Brazo de disparo manual (13)

Palanca de enganche (14) Resorte de cierre

Válvula auxiliar (15)

Entrada de vapor r

Alojamiento del disparo

Fig. N°10

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Vista del Eje de una Turbina Elliott con sus Componentes.

Rotor con los alabes

Acoplamiento del gobernador

Acoplamiento

Balinera de empuje axial

Disparo

Anillo de laberinto

Anillos de lubricación

Fig. N°11

XII.- Caja de Vapor. Llamada en los manuales como Steam Chest, se encuentra atornillada a la carcasa en el lado de entrada del vapor. Esta caja es la que recibe el chorro de vapor que viene de la línea principal y esta integrada por un colador, la válvula auxiliar de disparo y la válvula del gobernador. La figura N°12 de la página 16 muestra las partes de la caja de vapor de la turbina Elliott de las cuchillas cañeras N°1 en el momento en que se están aflojando con una palanca de fuerza, las tuercas de los espárragos de la tapa de la válvula del gobernador.

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Válvula auxiliar de disparo. En su interior está el colador de vapor

Tornillos que la unen a la carcasa inferior

Caja de la válvula del gobernador

Fig. N°12

XIII.- Prueba de Campo. Estas turbinas vienen ensambladas, probadas y ajustadas de la fábrica, donde se les hacen pruebas de vibración, velocidad, disparo, ajuste del recorrido de la válvula del gobernador y la de disparo y se monitorea la temperatura de las chumaceras. Las pruebas son rigurosas, como ejemplo podemos decir que la caja de vapor, como el de la foto anterior, se somete a presiones 3.5 veces mayor que las de operación normal durante un período de treinta minutos. Todas estas pruebas vienen actualmente documentadas en los manuales y firmadas por los responsables de realizarlas para garantizar la seguridad de las personas que operan estos equipos.

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Capitulo N°2. Prácticas de Desarme, Limpieza y Revisión. I.-

Introducción.

Las turbinas son equipos muy delicados que funcionan a grandes velocidades, según la necesidad requerida para cada trabajo y debe dárseles una constante vigilancia y un adecuado plan de mantenimiento. El periodo de mantenimiento en el Ingenio Santa Rosa se inicia una vez terminado el proceso de molienda y liquidación de la fábrica. Las actividades que se realicen durante el llamado tiempo muerto, están orientadas a garantizar el buen funcionamiento de las máquinas durante la temporada de zafra, así como la seguridad de los trabajadores de la empresa. Para valorar realmente la importancia del trabajo realizado, basta con decir que, en un período de cien días como máximo, debemos sacar toda la producción de azúcar para los siguientes doce meses con el fin de cumplir con la demanda nacional y la cuota de exportación, motivo por el cual el tiempo de paradas por daños en los equipos debe ser minimizado. Esto se logra realizando un trabajo serio, responsable y eficiente. II.-

Procedimientos para Desarmar Turbinas Elliott CYR y DYRT.

Vamos a enumerar y describir los pasos que seguimos para la reparación de estas turbinas, basados en la experiencia de nuestro personal y respetando las recomendaciones, ajustes y tolerancias que aparecen en los manuales que nos brindan los fabricantes de estos equipos. Durante muchos años hemos llevado a cabo estas prácticas de mantenimiento con mucho éxito y el presente manual tiene como finalidad preservar estas Buenas Prácticas de Mantenimiento para las futuras generaciones de trabajadores de esta Empresa. Los pasos para reparar las turbinas Elliott se detallan a continuación y serán explicados y documentados con más profundidad durante este trabajo para un mejor entendimiento.  Limpieza del área de trabajo y la parte exterior de la turbina.  Desacoplar la turbina con el reductor.  Sacar el Gobernador Woodward.  Sacar la tapa superior de la turbina.  Sacar las tapas de las chumaceras y quitar la mitad superior de estas.  Medir el juego axial del eje de la turbina.  Levantar el rotor y sacar la mitad inferior de las chumaceras. 17



1.-

Sacar la válvula de vapor y la válvula auxiliar de disparo. Limpieza del Area de Trabajo.

La reparación del equipo se inicia con una buena limpieza del área donde vamos a trabajar, para dejarla libre de materias extrañas, sólidas o líquidas, que en un momento determinado puedan convertirse en un peligro de accidente para el personal y para la futura operación de la máquina. Para ésta limpieza usaremos escobas, trapos, jabón Spum y aire comprimido, asegurándonos de no ensuciar el entorno de otras máquinas y llevando el orden siguiente. a. Recoger la basura sólida grande y depositarla en un basurero. b. Barrer con una escoba todo el polvo que contenga el piso del área de trabajo. c. Limpiar con trapo las manchas de aceite y grasa utilizando para ello jabón Spum mezclado con un poco de Diesel, dentro de un cubo. Esta mezcla se aplica con un sifón que utiliza aire comprimido como medio de arrastre. Todo mecánico debe llevar un recipiente para recoger el aceite y otro para la grasa de los couplings para evitar contaminar el medio ambiente. Es importante minimizar el derrame de aceites y grasas en las zanjas de drenajes. La meta final debe ser, cero contaminantes en los drenajes. d. Limpiar el piso usando agua para eliminar los rastros de suciedad. e. Secar el área para evitar accidentes. 2.-

Desacoplar la Turbina del Reductor de Velocidad.

Para poder levantar el eje de la turbina debemos primero desarmar el acople de engranes de la turbina con el reductor de velocidad. Es importante que al momento del desarme, el acoplamiento tenga una buena cantidad de grasa que es lo que hace que los dientes de los engranajes se mantengan en perfectas condiciones, toda vez que consideramos que la unidad está bien alineada. 3.-

Gobernador Woodward.

a. Usando una llave allen de 3/8” sacar el tapón inferior para drenar el aceite en un recipiente y depositarlo en un tanque para aceites usados. Fig. N°13. b. Desconectar el Gobernador de la barra que lo une a la válvula de vapor de la turbina. c. Utilizando una llave allen de 5/16” aflojar los cuatro tornillos que unen el Gobernador a una pieza especial que la une al componente de la turbina. 18

d. Al sacar el Gobernador este debe colocarse en un lugar seguro, libre de posibles golpes. En nuestro caso lo colocamos atornillado a una base pegada en una columna. Las figuras siguientes muestran la operación.

Varilla de conexión Tapón de drenaje

Fig. N°13

Fig. N°15

4.-

Fig. N°14

Fig. N°16

Levantar la Tapa o Cubierta Superior de la Turbina.

a. Aflojar los tornillos que unen la tapa superior a la parte inferior de la carcasa, utilizando un socket de 15/16” con una palanca, o bien, una pistola de golpe. Figura N°17 de la página 20. b. Con la ayuda de una llave allen de ½” aflojamos los tornillos que están sobre los juegos de carbón en ambos lados de la turbina. Figura N°18. c. Usando un diferencial de una tonelada colocado en una viga ubicada sobre la turbina, situamos el gancho del diferencial sobre un cáncamo que viene ubicado de fábrica en la parte superior de la tapa y procedemos a levantar 19

con sumo cuidado, para evitar que la cubierta, al estar sometida a una fuerza hacia arriba, trate de levantarse bruscamente, causando daño a los carbones, o peor aún, golpeando el rotor de la turbina. Figura N°19. d. Completada la operación de levantar la cubierta, la colocamos en un lugar donde no estorbe las siguientes labores de desarme que hace el personal. e. Inmediatamente procedemos a sacar los carbones y para ello nos ayudamos con un destornillador pequeño que sirva para levantar y desenganchar el resorte que los rodea y sacar la platina anti-rotación. Figura N°20. f. Sacamos los tres segmentos del juego de carbón girándolos alrededor del eje y luego removemos el resorte de retención, amarramos el conjunto con un hilo y una marbeta (figura N°21) donde los identificamos con un número para siempre volver a colocarlos en el mismo lugar de trabajo. La operación de sacar carbones la ejecutamos siempre comenzando del primer juego pegado a la entrada de vapor, hacia el lado del escape.

Fig. N°17

Fig. N°18

Fig. N°19

Fig. N°20

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Fig. N°21

5.-

Sacar las Tapas de las Chumaceras.

a. Quite las tuberías del agua de enfriamiento de las cajas de las chumaceras. b. Sacar los pines de fijación y los tornillos de las tapas. Figura N°22. c. Busque los lugares donde las tapas sobresalen de la carcasa inferior y utilice un destornillador para presionar hacia arriba y romper la unión del sellador que se usa para las juntas. En Santa Rosa usamos Permatex N°2. d. Levante la tapa aproximadamente 1” y con la ayuda de un destornillador mueva la chumacera superior por entre la ranura de la tapa y la orejita (figura N°23) para que se despegue de la tapa y caiga suavemente sobre el eje. Debemos evitar cualquier golpe que pueda distorsionar los anillos de lubricación, lo que resultaría en una mala lubricación y daño de la chumacera durante la operación de la turbina. e. Saque la tapa y remueva la chumacera superior. Figura N°24. f. Quite la pieza donde va montado el gobernador Woodward.

Pines guía

Fig. N°22

Fig. N°23

Ranura para despegar la chumacera de la tapa sup.

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Tapas de las chumaceras

Sacando la chumacera sup.

6.-

Fig. N°25

Montaje del gobernador

Medición del Juego Axial del Rotor.

a. Coloque en la bancada de la turbina un indicador de carátula con base magnética. Figura N°26. b. Desplace el rotor de la turbina hacia el lado del vapor de entrada y gradúe el indicador de carátula en “0” de tal forma que podamos medir el movimiento del rotor en ambos sentidos. c. Empuje el rotor de la turbina hacia el lado de escape de vapor y vea la lectura del indicador de carátula, la cual no debe ser mayor de 0.025”. El juego axial normal es de 0.010” a 0.018”. d. Tome nota de lo anterior para llevar un historial y prepárese para cambiar la balinera si tenemos una lectura muy cerca de las 0.025”. Desplazamiento axial

Fig. N°26

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7.-

Levantar el Rotor de la Turbina.

a. Baje el gancho del diferencial de una tonelada y coloque la herramienta indicada para esta operación, con sus dos cables en los extremos. Figura N°27. b. Pase uno de los cables por el espacio entre la balinera de empuje y el alojamiento del mecanismo de disparo por sobre velocidad y el otro, pegado al acople de la turbina con el reductor. Figura N°28. c. Levante levemente en forma nivelada y saque las chumaceras inferiores. Es importante llevar el eje en forma nivelada para evitar golpes entre las partes móviles y las fijas. Esta operación debe hacerse con mucho cuidado, debido a que los golpes pueden aflojar uno o más álabes o dañar un anillo de lubricación. d. Levante el eje del rotor fuera de la carcasa inferior y colóquelo sobre unos soportes en un sitio seguro. Figura N°30.

Fig. N°27

Fig. N°28

Fig. N°30

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8.-

Desarme de las Válvulas Manuales de Vapor.

Las válvulas manuales solo las tiene la turbina de las cuchillas cañeras N°2ª. a) Quite los seis tornillos tipo allen que unen la válvula con el cuerpo de la turbina. b) La tapa de la válvula tiene dos barrenos roscados situados a 180° en los cuales se introducen dos prisioneros cabeza cuadrada, que al girarlos en sentido de las manecillas del reloj, actúan como un extractor y nos ayudan a sacar la válvula de la carcasa inferior. 9.-

Desarme de la Válvula de Vapor y la Válvula Auxiliar de Disparo.

Para desarmar la válvula de vapor seguimos los siguientes pasos. a. Remueva el brazo que conecta el gobernador con la válvula de vapor, sacando los pines de conexión. Figura N°31. b. Mueva la válvula por medio del vástago para estar seguros que no está trancada dentro de la jaula. c. Quite las tuercas que sujetan la tapa de la válvula al cuerpo de la turbina. d. Retire con cuidado la válvula asegurándose de no doblar el vástago. Figura N°32.

Fig. N°31

Para desarmar la válvula auxiliar de disparo seguimos los siguientes pasos. a. Coloque la válvula en posición de disparo y quite los resortes N°11 y 45 de la palanca de disparo. Ver figura N°33.

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b. Remueva la tuerca N°12, la arandela superior de asiento del resorte N°36, el resorte N°37, el buje o entredós N°39 y la arandela inferior del resorte N°38 de la barra de la válvula. Ver figura N°84 de la página 42. c. Quite la palanca N°8 de disparo manual. d. Mueva la válvula para asegurarse que corre libremente y desenrosque el bloque cuadrado de conexión para sacarlo. e. Quite los tornillos allen de la cubierta o tapa de la válvula y levántela de la caja de entrada de vapor. f. Saque la válvula auxiliar de disparo fuera de la caja de vapor. Figura N°34. Arandela N°36

Tuerca N°12

Tapa de la válvula

Resorte N°37 Palanca N°8 Resortes N°11 y 45 Válvula auxiliar

Fig. N°33

III.

Fig. N°34

Limpieza y Revisión de las Partes.

El proceso de limpieza y revisión de las partes de la turbina es una de las etapas claves dentro del esquema de mantenimiento de estos equipos, puesto que nos permite observar más a fondo el estado de las piezas y nos ayuda a tomar las decisiones, de cuales partes deben seguir trabajando y cuales deben cambiarse por repuestos nuevos. No olvidemos tomar decisiones que garanticen la integridad física del personal y cuiden los mejores intereses de la Empresa para la cual laboramos. 1.-

Limpieza y Revisión de las Chumaceras y sus Tapas.

a. Lavar muy bien las chumaceras de Babbit con diesel y luego secarlas con gasolina. Hacer lo mismo con las tapas utilizando una rasqueta para remover el material usado para sellar las juntas. Rocíe con un antioxidante. b. Observar que las chumaceras no tengan rayaduras, golpes, rajaduras, escorias o cualquier otro desperfecto que impida su buen funcionamiento. 25

c. En caso de rayaduras pequeñas en las chumaceras, podemos tratar de eliminarlas con la ayuda de una escrepa o de una lija fina, especial para estos tipos de materiales. Es el caso de la chumacera de la figura N°35. d. Con la ayuda de un Mecánico Tornero, calibre la chumacera para establecer las holguras con respecto al eje de la turbina donde trabaja. En este caso estamos hablando de una tolerancia de 0.007” a 0.010” en el diámetro, cuando la turbina esta en frío (el diámetro del eje en esta sección es de 2.932”). Hecho esto, se debe tomar la decisión de dejar, o no, trabajando las chumaceras. e. Revise que las tapas de las chumaceras estén en buen estado. Estas tapas no pueden tener deformaciones más allá de 0.002” en el diámetro, contra la bancada inferior o pedestal de la turbina, sobre la cual trabajan. f. Con un cuchillo o rasqueta, un esmeril recto y un disco de alambre suave, limpiar la pieza donde va montado el gobernador. Figuras N° 36 y 37. Nota. El disco de alambre usado para la limpieza con el esmeril recto debe ser de un material suave, que no raye las superficies de contacto, pero que sea capaz de remover la escoria. El personal debe protegerse con lentes de seguridad y camisa de mangas largas. Chumacera con rayaduras

Fig N°35

2.-

Tapa lado vapor

Fig. N°36

Fig. N°37

Fig. N°38

Limpieza y Revisión de la Carcasa Inferior.

a. Sople con aire la tubería de agua de enfriamiento de las cajas de las chumaceras. El niple que entra al interior de la cámara hay que lavarlo con jabón Spum y limpiarlo con una varilla para remover la escoria. Fig. N°39. b. Sople con aire el interior de la cámara de enfriamiento. c. Circule agua y jabón Spum hasta que la mezcla salga limpia. d. Seque la cámara con aire. e. Desconectar todas las tuberías de purga que tenga la carcasa. f. Soplar con aire todas las tuberías de purga de afuera hacia adentro. g. Soplar con aire la caja de entrada de vapor, y las toberas de la turbina.

26

h. Limpiar con trapo todo residuo de agua condensada de las diferentes secciones de la carcasa por su alto poder corrosivo, producto de la acidez. i. Limpie con una rasqueta, o con un esmeril recto, dependiendo del tamaño de la sección, toda la parte superior de la carcasa para eliminar el material utilizado como sellador de juntas. j. Limpie todos los barrenos roscados que hay en la carcasa, así como los pernos roscados fijos en ella. La fig. N°40 muestra la sección a limpiar. k. Limpie toda la carcasa con diesel y vuelva a soplar todas las partes. l. Revise las jaulas de las válvulas de vapor, las toberas, los álabes estacionarios y las cajas de las chumaceras. m. Rocíe con una pistola un anti-oxidante por todas las secciones de la carcasa.

Cámara de enfriamiento

Fig. N°39

3.-

Fig. N°40

Limpieza y Revisión de la Tapa Superior.

a. Limpiar con diesel la tapa por dentro y por fuera. b. Utilizar un esmeril recto con un disco de alambre suave para limpiar la superficie de contacto de la tapa con la carcasa inferior. c. Limpiar los barrenos donde pasan los tornillos que ajustan la tapa contra la carcasa inferior. d. Limpiar los laberintos donde van colocados los carbones. e. Soplar con aire para arrastrar todo signo de basura. f. Aplicar un anti-oxidante en la parte interna de la carcasa. g. Revisar que la tapa no tenga golpes en las superficies que hacen junta. En la figura N°41 puede verse la tapa completamente limpia y lista para ser instalada.

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Fig N°41

4.-

Limpieza y Revisión del Eje del Rotor.

a. Limpiar con diesel el eje en las partes donde trabajan los carbones, las chumaceras, la balinera de empuje, el mecanismo de disparo por sobre velocidad, el rotor y los álabes. b. Limpie los anillos de laberinto que se encuentran montados en el eje y revise que no tengan desgaste que pueda permitir la entrada de polvo, humedad, basura, o bien, salida del aceite de la caja de las chumaceras. c. Revisar los rodetes y los álabes para verificar que no halla golpes, desgaste excesivo, rajaduras o cualquier otro daño que ponga en peligro el buen funcionamiento de la unidad. En caso de daño en esta sección hay que mandar el eje para su reparación a un taller especializado en el extranjero. d. Revisar el eje en las secciones donde trabajan las chumaceras, las cuales deben estar libres de rayaduras. Limpiar con una lija especial mojada con diesel para eliminar cualquier rugosidad en el eje. e. Mida el diámetro del eje en la sección de trabajo de ambas chumaceras, el cual debe ser 2.932” f. Revisar la balinera de empuje que recoge el juego axial de la turbina, para estar seguros que no hay manchas de oxido, picaduras en la pista o los balines, ni desplazamiento axial fuera de los límites permitidos. En caso de cambio de la balinera, deben seguirse los pasos que se indican más adelante. g. Revisar el mecanismo de disparo por sobre velocidad, empujando el peso con un objeto redondeado en la punta y echándole aceite para limpiar y eliminar cualquier suciedad en las partes internas del mecanismo. En caso 28

de cambio del sistema, deben seguirse los pasos que se indican más adelante.

5.-

Limpieza y Revisión de los Anillos de Carbón.

a. Lave en forma individual cada juego de anillos de carbón, utilizando una cubeta con diesel limpio y una brocha de 2” para remover todo tipo de suciedad. Revise que las caras laterales de los carbones y la ranura donde trabaja el resorte estén limpias y la parte que entra en contacto con el eje, quede libre de rayaduras. b. Lave con diesel el resorte y la chapa anti-giro. c. Revise que la tensión del resorte sea la adecuada. d. Ponga los tres segmentos del juego de carbón, unidos por el resorte que los rodea, sobre una pieza de acero que tiene un anillo maquinado a 2.932” que es la medida del diámetro del eje sobre la que trabajan los carbones. Los segmentos deben colocarse en la misma posición en la que trabajan, respetando las marcas punteadas sobre los carbones. Figura N°44. e. Mida con un calibrador de hoja, el juego entre los anillos de carbón y la pieza metálica para comprobar la holgura existente, la cual no debe ser mayor que lo establecido por el fabricante. En frío, la claridad entre el eje y los anillos de carbón es de 0.003” a 0.004”, lo que significa que el diámetro interno de los carbones es entre 2.935” mínimo y 2.936” máximo f. Si los anillos de carbón están dentro de la tolerancia permitida, entonces vuelva a envolverlos para cuando se vaya a armar la turbina. De no ser así, ponga un juego nuevo, o ajuste según el procedimiento que se detalla más adelante. 29

Nota. Cuando la turbina está en operación durante la zafra, puede verse si los carbones tienen fuga de vapor por la tubería de drenaje, lo cual es la mejor prueba de su funcionamiento.

Fig. N°43 Fig N°44

6.-

Fig. N°45

Limpieza y Revisión de las Válvulas Manuales.- Turbinas DYRT

a. Limpie las válvulas con diesel y ajuste los empaques. Reemplace los empaques si la tuerca de ajuste aprieta demasiado. b. Limpie la carcasa en el interior y revise el asiento de la válvula. c. Pase machuelos en las roscas de la carcasa donde va la válvula y sople con aire. 7.-

Limpieza y Revisión de la Válvula de Vapor del Gobernador. a. Sople con aire comprimido el interior de la cámara de vapor para sacar residuos de humedad. Ver figura N°46. b. Limpie con diesel el interior de la cámara de vapor. c. Limpie con diesel la válvula de vapor y revise que el asiento y la barra estén en buen estado. d. Limpie y revise cuidadosamente todas las barras y pasadores que actúan con la válvula. e. Revise que el asiento de la cámara de vapor este libre de golpes y que la válvula a marca bien el asiento. f. Rocíe con anti-oxidante la válvula y la cámara de vapor.

8.-

Limpieza y Revisión de la Válvula Auxiliar de Disparo. a. Sople con aire comprimido el interior de la cámara de entrada de vapor. b. Revise el colador de vapor y verifique que está en buen estado. 30

c. Limpie la válvula auxiliar de vapor y revise que la barra y el asiento estén bien. d. Limpie y revise todos los resortes, brazos y pasadores que actúan con la válvula. e. Rocíe con anti-oxidante las partes de la válvula auxiliar y la entrada de vapor. 9.-

Limpieza y Revisión de los Tornillos, Espárragos y Tuercas.

a. Utilice una cubeta con diesel limpio y proceda a lavar los tornillos con la ayuda de un cepillo de acero. Los tornillos han sido previamente clasificados según su lugar de trabajo. b. Revise que las roscas de las tuercas, tornillos y espárragos estén en buen estado lo mismo que los hexágonos. c. Rocíe con anti-oxidante y guarde los tornillos en un lugar seguro, preferiblemente envueltos en papel manila. d. Lave todas las tuercas y los pernos que tenga la máquina. e. Rocíe con anti-oxidante y guarde las tuercas. Limpiar las tuercas, espárragos, cámara de vapor y la superficie de contacto con la tapa.

Fig. N°47

Limpie todas las superficies de contacto donde asientan las tapas de ambas válvulas

Limpie todas las barras palancas y articulaciones Válvula limpia y revisada

Fig. N°48

Fig. N°49

31

Capitulo N°3. Reparaciones y Armado de la Turbina. I.-

Introducción.

Esta etapa del Mantenimiento debe realizarse con mucho cuidado, de lo contrario, todo el trabajo anterior se puede echar a perder y las consecuencias pueden ser muy graves. Durante el proceso de armado debemos extremar las medidas de limpieza, para evitar contaminar con polvo, basura o aceite sucio las partes móviles de la máquina. Las piezas deben entrar en su lugar de trabajo suavemente, sin golpes que puedan aflojar, desbalancear o dañar las partes instaladas. El eje de la turbina en todo momento debe girar libremente, para ello, constantemente nos mantendremos dándole movimiento hasta que llegue la etapa de colocación de la tapa superior. II.- Reparaciones y Ajustes. En esta sección veremos algunas reparaciones y ajustes que deben llevarse a cabo, cuando, luego de revisar las partes, nos damos cuenta que las mismas no garantizan los requerimientos mínimos para un funcionamiento eficiente durante el período de zafra. El Mecánico de turbinas debe ser una persona con un alto sentido de responsabilidad, conocimientos técnicos en la materia, preciso para medir, observador y sobre todo, confiable. Cuando la máquina está en operación es aconsejable observar su funcionamiento, revisar cualquier variación en el aceite de las chumaceras, si hay vibración, movimiento irregular en el ajuste del varillaje del gobernador y la válvula de vapor, en fin, tomar nota de todo cuanto pueda ayudarnos hacer siempre una mejor labor de reparación, pues siempre será más fácil hacerla en tiempo muerto, que en zafra, cuando las condiciones de calor y altas temperaturas hacen difícil cualquier tipo de trabajo. 1.-

Reparación del Mecanismo de Disparo por Sobre Velocidad.

a. Remueva la grapa tipo U que sujeta la tuerca de ajuste del resorte. Puede ver las figuras N°50 y 55, así como la figura N°10 de la página N°14. b. Quite la tuerca de ajuste, el resorte y las arandelas (son opcionales). Anote el número de vueltas que da la tuerca para salir. c. Gire el eje de la turbina 180° y quite la grapa tipo U que sujeta el peso de disparo y sáquelo del alojamiento. 32

d. Introduzca el peso de disparo nuevo dentro del alojamiento del mecanismo. e. Coloque la grapa tipo U para sujetar el peso de disparo. f. Gire el eje 180° y coloque el resorte de disparo nuevo por el lado roscado del peso. Si el mecanismo tiene arandelas, hay que ponerlas. g. Coloque la turca de ajuste, girando la misma cantidad de vueltas que dio para salir. h. Ponga la grapa tipo U en la ranura para asegurar la tuerca y revise que ambas grapas estén bien fijas. i. Utilizando una barra con punta redondeada, empuje el peso de disparo para asegurarse que corre libremente dentro del alojamiento. Nota. Si la reparación es en zafra, esta puede hacerse sacando la tapa superior de las chumaceras. Debe probarse la velocidad de la máquina antes de dejarla operando continuamente. Tuerca de ajuste

Peso de disparo

Grapa U

Fig. N°50

2.-

Grapa U

Fig. N°51

Cambio de la Balinera de Empuje Axial.

a. Quite los prisioneros que tiene el alojamiento del mecanismo de disparo por sobre velocidad. Ver fotos de la sección anterior. b. Caliente con una antorcha aplicando calor lo más rápido posible, sobre el mecanismo de disparo, para evitar el crecimiento del eje de la turbina El mecanismo de disparo debió ser desarmado con anterioridad. c. Saque el alojamiento del mecanismo de disparo. d. Remueva el anillo de seguridad utilizando una pinzas de puntas. e. Use un extractor para sacar la balinera defectuosa.

33

f. Caliente la balinera nueva en un recipiente con aceite. Esta es una balinera con un solo sello metálico, que al momento de armarse debe ir hacia el lado del gobernador. Ver foto N°51 en la sección anterior. g. Instalar la balinera nueva en el eje, utilizando un tubo que solo permita golpear la pista interior del rodamiento, asegurándose que la balinera llegue al tope. La figura N°52 muestra la balinera en su posición. h. Reemplace el anillo de retención por uno nuevo, para evitar cualquier desgaste que halla sufrido el anillo viejo. i. Caliente el mecanismo de disparo en aceite sin exceder los 500°F y colóquelo en el eje de la turbina, teniendo cuidado de alinear el barreno del prisionero en el hoyuelo marcado en el eje. j. Apriete el prisionero en la posición correcta, una o dos vueltas y deje enfriar el mecanismo. Apriete el prisionero totalmente. k. Revise que el mecanismo este totalmente pegado al tope del eje y en caso contrario, la separación no debe ser mayor de 0.003”

Prisionero

Fig. N°52

III.- Procedimiento de Armado. 1.-

Válvulas Manuales.- Solo para Turbinas DYRT a) Asegúrese que el interior de la caja de vapor esté bien limpio y rocíe con anti-oxidante. b) Aplique grafito en el asiento de la válvula contra la carcasa. c) Aplique grafito a los tornillos, coloque la válvula y apriétela en la carcasa. 34

2.-

Rotor de la Turbina.

a. Sople con aire seco toda la carcasa inferior de la turbina y revise que no queden restos de basura, polvo o húmedad. b. Rocíe anti-oxidante en toda la carcasa inferior. c. Revise que el eje del rotor y todos sus componentes estén en posición y limpios. d. Proceda a colocar la pieza para levantar el rotor de la turbina con la ayuda del diferencial de una tonelada. Figura N°53 y N°54. e. Levante el eje muy suavemente, las veces que sea necesario, hasta ver que está a nivel. f. Coloque el eje sobre la bancada de la turbina, en una posición centrada. g. En las turbinas YR de las cuchillas cañeras N°1, introduzca la platina metálica que va en el alojamiento de la balinera de empuje. h. Comience a bajar el eje suavemente, observando que el rodete no sufra golpes contra las partes estacionarias y cuando los anillos de lubricación entran en su ranura, coloque las chumaceras inferiores, teniendo cuidado de ponerlas en su posición. Recuerde que la carcasa tiene maquinada una ranura donde debe entrar una pequeña oreja que lleva la chumacera. i. Ponga aceite en las chumaceras y baje el eje hasta que asiente en su puesto. Gire le eje y ponga más aceite. Figura N°56. j. Coloque la chumacera superior, levantando los anillos de lubricación y gire el eje. Figura N°57. k. Ponga en su sitio la pieza donde va montado el gobernador de la turbina, teniendo el cuidado de dejarla bien nivelada. Figura N°58.

Fig. N°54

35

Chumacera inf.- Oreja que entra en la carcasa.

Fig. N°57

3.-

Fig. N°55

Ranura maquinada en la carcasa Fig.

N°56

Fig. N°58

Colocación de las Tapas Superiores de las Chumaceras.

a. Con la ayuda de una cubeta limpia, vierta aceite nuevo ISO 68 sobre las cajas de las chumaceras hasta que rebose por la copilla de nivel. Fig. N°59. b. Ponga un sellador Permatex N°2 en las superficies de contacto de las tapas y la carcasa. Figura N°60. c. Verifique que la chumacera superior esté puesta correctamente de forma que la ranura maquinada en la tapa, encaje en la oreja saliente de la chumacera. d. Coloque los pines de posición o guías en las tapas y bájelas suavemente. Gire el eje de la turbina. Figura N°61 e. Apriete los tornillos de las tapas con una palanca de fuerza. Figura N°62. f. Gire el eje de la turbina y aplique anti-oxidante. Figura N°63. Nota. Como lubricante de uso común para los tornillos, los carbones y la superficie de contacto de la tapa superior, usamos una mezcla de grafito

36

fino en polvo, marca Dixon N°620, con aceite. Esta es una práctica antigua en el Ingenio Santa Rosa que ha dado muy buenos resultados.

Fig. N°59

Fig. N°60

Fig. N°63

4.-

Colocación de los Anillos de Carbón.

a. Comience a colocar los carbones en orden, de la punta del eje donde va la balinera de empuje, hacia el lado del acoplamiento. b. Aplique la mezcla de grafito en el lugar del eje donde van los carbones y en la caja de la carcasa donde van alojados. c. Introduzca el resorte en la ranura maquinada de la carcasa inferior, donde va alojado el carbón. En la fig. N°64 se observa un resorte listo para colocarle los carbones.

37

d. Ponga grafito a los carbones y colóquelos en la ranura de la carcasa girándolos alrededor del eje. Se debe tener cuidado de poner los carbones de acuerdo a los puntos marcados en los segmentos. Figura N°65. e. Introduzca el dispositivo anti-giro en el resorte y colóquelo en la ranura que tiene uno de los segmentos de carbón. Figura N°66. f. Enlace las puntas del resorte y gire los carbones hasta que el dispositivo quede ubicado dentro de la ranura maquinada en la carcasa. Figura N°67 y N°68.

Fig. N°64

Fig. N°65

Fig. N°66

Set de carbones ubicados en posición. Se observa el dispositivo anti-giro dentro de la ranura en la carcasa.

Enlazando el resorte

Fig. N°67

5.-

Fig. N°68

Colocación de la Tapa Superior de la Turbina.

a. Revise que no existan materias extrañas dentro de la carcasa de la turbina. b. Gire el eje y rocíe anti- oxidante al interior de la carcasa y al rotor. c. Limpie las superficies de contacto entre la carcasa y la tapa superior y aplique la mezcla de grafito. Ver figura N°69.

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d. Ponga grafito a todos los tornillos de la tapa superior. e. Ponga los pines de posición o guías, en la tapa superior y usando el diferencial de una tonelada, baje la cubierta con cuidado hasta que asiente en la carcasa inferior. Figuras N°70 y 71. f. Apriete los tornillos de la tapa, comenzando por los de la cubierta de los carbones. Use una palanca de fuerza o una llave de impacto. Fig N°72.

6.-

Fig. N°69

Fig. N°70

Fig. N°71

Fig. N°72

Armado de la Válvula de Vapor.

a. Ponga grafito sobre los espárragos que están atornillados en la caja de entrada de vapor. b. Revise que dentro de la cámara de vapor no hallan materias extrañas y rocíe anti-oxidante. c. Levante la válvula con la tapa y con cuidado métala en la caja de vapor. Ver la figura N°73. d. Coloque las tuercas y apriete con una palanca de fuerza. Figura N°74. e. Verifique que la válvula corra suavemente dentro de la cámara. 39

Fig. N°73

7.-

Fig. N°74

Fig. N°75

Armado de la Válvula de Disparo.

Como complemento para ayudar a la comprensión de la instalación de las partes de la válvula auxiliar de disparo, mostramos la figura N°84 de la página N°42, donde se pueden observar las diferentes partes que integran esta sección. a. Limpie la superficie de contacto entre la cubierta de la válvula y el cuerpo de la caja de vapor. b. Rocíe con anti-oxidante e introduzca la válvula de disparo en la caja de vapor (fig. N°76 y 77) Coloque el empaque de cobre de 1/16” de espesor sobre la superficie limpia de la caja. c. Coloque la tapa superior de la válvula y apriete los tornillos. Recuerde usar grafito en los tornillos. Figuras N°78 y 79. d. Coloque el brazo de disparo manual (26). Figura N°80. e. Enrosque el bloque cuadrado, a través de la barra de la válvula. f. Coloque la palanca de disparo conectándola a la tapa superior de la válvula por medio del pin de conexión (5) e introduzca los dos dados (41) y arandelas (40) en las ranuras del bloque cuadrado. Figura N°81. g. Enganche la palanca de disparo (8) sobre el pestillo (10) del brazo de disparo manual (26). Gire la barra de la válvula hasta que esta suba y tope con el buje inferior de carbón de la tapa (fig N°82), entonces baje la barra 1/8” girando en sentido contrario. Esto nos asegura que cuando la turbina se dispara, podemos subir la palanca 1/8” por sobre el pestillo del brazo de disparo manual y engancharlo. h. Coloque en posición la arandela de asiento inferior (38) del resorte, el buje (39), el resorte (36), la arandela de asiento superior (36) y apriete la tuerca (12) hasta que comprima el resorte contra el buje.

40

i. Baje la palanca de disparo para colocar los resortes 11 y 45 y vuelva a enganchar la palanca. La figura N°83 muestra la válvula de disparo, armada y en posición cerrada. j. Dispare la turbina tumbando el brazo manual para verificar que el mecanismo actúa en forma adecuada. Vuelva a enganchar el sistema.

Fig. N°77

Fig. N°76

Fig. N°78

N°26

Fig. N°79

Fig. N°80

Fig. N°81

N°8

Fig. N°82

Válvula de disparo armada

Fig. N°83

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Partes de la Válvula de Vapor del Gobernador y la Auxiliar de Disparo Fig. N°84

8.-

Instalación del Gobernador Woodward.

a. Asegúrese que los prisioneros de ambas mitades del acoplamiento estén bien apretados sobre las cuñas. b. Revise que la araña de caucho del acoplamiento tenga cierta flexibilidad, de lo contrario puede causar vibración en el gobernador. Cambie la araña de ser necesario. 42

c. Ponga ambas mitades del acoplamiento en línea y proceda a colocar el gobernador en la pieza de conexión. d. Apriete los tornillos tipo allen para fijar el gobernador a la turbina. e. Proceda a llenar con aceite de turbina el interior del gobernador hasta la mirilla de inspección. f. Coloque el brazo que entra en el eje estriado de la salida del gobernador, junto con la barra de conexión que tiene la balinera articulada y atornille ésta, al brazo de la válvula de vapor. 9.-

Ajuste del Recorrido de la Válvula de Vapor.

Con la válvula de vapor y el gobernador conectado proceda según se indica. a. Con el brazo del gobernador en la posición de todo abierto, gire la barra de la válvula de vapor hasta que cierre contra el asiento. Figura N°85. b. Afloje la contra tuerca hasta que tenga una separación de 7/16” contra el conector roscado redondo de la barra de la válvula. c. Gire la barra de la válvula hasta que la contra tuerca ajuste contra el conector roscado redondo. Figura N°86. d. Apriete la contra tuerca.

Brazo del gobernador en posición de todo abierto

Conector roscado

Barra de la válvula Contra tuerca

Fig. N°86

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10.- Ajuste del Mecanismo de Disparo y la Palanca Manual de Disparo. Como referencia para esta sección puede ver la figura N°10 de la página N°14. a. Remueva el tapón de inspección que está sobre la tapa de la chumacera, lado gobernador. En la foto N°87, la turbina está desarmada por mantenimiento. b. Gire con la mano el eje de la turbina hasta colocar la tuerca de ajuste del mecanismo de disparo hacia arriba (ver fig. N°50 y 51 de la página N°34). Esto nos indica que la cabeza redondeada del peso de disparo esta hacia abajo. c. Enganche la palanca de la válvula de disparo en el brazo manual de disparo y afloje la contra tuerca (9) del tornillo de ajuste que se encuentra en este brazo. d. Empuje el embolo (7) hacia arriba hasta sentir que hace contacto sólido con la cabeza redondeada del peso de disparo. e. Ajuste el tornillo (8) hasta obtener 1/16” de separación con la parte inferior del embolo (7) y apriete la contra tuerca.

Embolo N°7

Fig. N°87

Tornillo N°8 y contra tuerca N°9

11.- Ajuste de la Velocidad de Disparo de la Turbina. a. Quite el tapón de inspección situado sobre la tapa de la chumacera, lado gobernador.

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b. Gire a mano el eje de la turbina, hasta colocar la tuerca de ajuste del resorte de disparo hacia arriba. Use como referencia las mismas figuras de la sección anterior. c. Enganche la palanca de disparo. d. Con un punzón redondeado en la punta, empuje la tuerca de ajuste del resorte de disparo hasta que toque el embolo y la turbina se dispare. e. Vuelva a enganchar la palanca de disparo. f. Ponga al mínimo la velocidad de la turbina aflojando el tornillo de ajuste en el gobernador. g. Arranque la turbina lentamente y mida la velocidad hasta que el gobernador regule la válvula de vapor. Incremente la velocidad lentamente hasta llegar a la velocidad de operación. h. Si la turbina no se ha disparado, empuje la palanca de la válvula de vapor para aumentar la velocidad de la máquina. Si dispara a muy baja velocidad o llega a la velocidad de disparo y no lo hace, entonces pare la turbina. i. Con el eje de la turbina parado, quite la tapa de la chumacera, lado vapor. j. Retire parcialmente la grapa U hasta asegurarse que pueda mover la tuerca de ajuste del resorte. k. Gire la tuerca para cambiar la velocidad de disparo. Gire la tuerca en sentido contrario de las manecillas del reloj para disminuir la velocidad, o en el sentido del reloj para aumentarla. l. Coloque en sitio la grapa U y asegúrese que el peso de disparo se mueva libremente. m. Arranque la turbina y pruebe la velocidad de disparo hasta llegar al punto deseado. Dispare la turbina tres veces para estar seguros que el mecanismo funciona bien.

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Capitulo N°4. Operación.- Puesta en Marcha y Problemas Comunes en Turbinas. I.-

Introducción

La puesta en marcha y operación de una turbina es un proceso que requiere de mucho cuidado y en el cual debemos establecer un patrón o protocolo que nos garantice el fiel cumplimiento de ciertas normas de seguridad, tendientes a eliminar posibles fallos. En el proceso de mantenimiento, hemos garantizado que la turbina está en perfecto estado mecánico para operar, pero hasta que no entre en funcionamiento, no podremos darnos cuenta de posibles fallos comunes, que suelen afectar la buena marcha de una turbina y que muchas veces no depende del personal que hace la reparación, pero que si requiere de su experiencia y conocimientos para reaccionar en forma inmediata e impedir que se puedan dar fallas que afecten la instalación y el personal que labora en ellas. En este sentido, debemos mencionar que la calidad del vapor que se suministra es fundamental para la buena marcha de una turbina por lo que debe estar libre de humedad, pedazos de varilla de soldadura, escoria y materiales contaminantes que puedan destruir los álabes y toberas. En el Ingenio Santa Rosa se lleva un estricto plan de Control de la Calidad del Agua de Alimentación de las Calderas y un adecuado sistema de operación de las mismas, que garantiza entregar un vapor de buena calidad, eliminando la posibilidad de tener golpes de agua y residuos contaminantes, sin embargo, siempre hay que estar preparados para enfrentar cualquier eventualidad y tomar las decisiones correctas. II.- Puesta en Marcha de la Turbina. Antes del inicio del periodo de zafra, se hace una prueba general de todo el equipo movido por vapor para comprobar el estado de las máquinas y asegurar un arranque sin problemas en el área de las turbinas y los equipos que ellas mueven, como reductores, bombas, molinos y cuchillas cañeras. Se trata de dar el visto bueno al equipo después del mantenimiento que se les dio y de corregir con tiempo alguna falla, ya que generalmente esta prueba se hace diez días antes del comienzo de la molienda.

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Para la prueba de las turbinas Elliott, que mueven las cuchillas cañeras seguimos los siguientes pasos durante la prueba de vapor. a. Verifique que la válvula de vapor de escape de la turbina esté abierta. b. Asegúrese que la válvula auxiliar de disparo funcione libremente. c. Revise el nivel de aceite de las chumaceras, el gobernador y del equipo que va hacer movido por la turbina. d. Revise que el agua de enfriamiento de las chumaceras esté abierta. e. Si la turbina tiene válvulas manuales de vapor, entonces hay que abrirlas. f. Abra las válvulas de drenaje de la línea principal de vapor, de escape y todas las purgas que hay en el cuerpo de la turbina. También abrimos un poco las válvulas de purga de las trampas de vapor. g. Abra lentamente la válvula de vapor hasta alcanzar 500 RPM y dispare la turbina, revisando que ésta pare. Cierre la válvula de vapor. h. Enganche la palanca del mecanismo de disparo y vuelva a abrir la válvula hasta que la turbina alcance unas 1000 RPM. i. Verifique que los anillos de lubricación están funcionando y que la bomba de lubricación del reductor de velocidad tenga presión. j. Abra la válvula de vapor hasta que el gobernador Woodward regule la velocidad de operación de la turbina. Como esta trabajando sin carga la velocidad debe mantenerse constante. k. Abra la válvula de vapor manualmente y pruebe la velocidad de disparo. Si la velocidad es correcta y la turbina se dispara sin problemas, vuelva a enganchar la palanca y pruebe dos veces más. El procedimiento de puesta en marcha que se describe a continuación, es para una turbina que esta operando en zafra y se para los lunes de mantenimiento. a. Verifique que la válvula de vapor de escape de la turbina esté abierta. b. Asegúrese que la válvula auxiliar de disparo funcione libremente. c. Revise el nivel de aceite de las chumaceras, el gobernador y del equipo que va hacer movido por la turbina. d. Revise que el agua de enfriamiento de las chumaceras esté abierta. e. Si la turbina tiene válvulas manuales de vapor, entonces hay que abrirlas. f. Abra las válvulas de drenaje de la línea principal de vapor y todas las purgas que hay en el cuerpo de la turbina y en la línea de escape. g. Abra suavemente la válvula principal de vapor y vaya incrementando la velocidad de la turbina hasta que regule el gobernador. Observe que no halla vibración en la máquina, ni en la línea de vapor. h. Cierre las purgas de vapor cuando esté seguro que no hay agua en la línea.

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i. Deje abiertas solo las válvulas manuales que requiere la turbina para su operación. j. Revise la temperatura de las chumaceras y del agua de enfriamiento. k. Manténgase revisando el equipo periódicamente. III.- Problemas Comunes en las Turbinas y su Solución. Problema Vibración excesiva

Causa Desalineación entre los ejes Juego excesivo en las chumaceras Chumaceras dañadas por falta de aceite Eje deformado

Falta de Potencia

Consumo vapor.

excesivo

Rotor desbalanceado Acoplamientos sin grasa o defectuosos Juego excesivo en la balinera de empuje Válvulas auxiliares abiertas en forma inadecuada Toberas obstruidas Recorrido de la válvula mal ajustado Baja presión de vapor de entrada. Alta presión de vapor de escape La carga excede la capacidad de la turbina de Demasiadas válvulas manuales abiertas Baja presión de vapor de entrada. Toberas y alabes desgastados Juego excesivo en la balinera de empuje

Chumaceras desgastadas

calientes

y Superficie rayada de las chumaceras Agua en el aceite Desalineación entre los ejes Uso de aceite inadecuado Agua de enfriamiento demasiado caliente

La velocidad aumenta Válvula del gobernador con fugas demasiado cuando baja la carga y puede dispararse Gobernador responde lentamente

Inestabilidad

Solución Alinear los ejes siguiendo las recomendaciones de los fabricantes de la turbina y del acoplamiento. Cambie las chumaceras Cambie las chumaceras, revise que el eje no tenga rayaduras y repare el daño de mala lubricación. Puede ser resultado de las chumaceras muy calientes. Repare, mande el eje a un taller especializado. Limpiar las incrustaciones en los alabes Lubrique el acoplamiento o cámbielos por nuevos Cambie la balinera que ajusta el juego axial Utilizar las válvulas auxiliares según la carga requerida. La turbina Elliott DYRT trabaja con las dos válvulas abiertas. Saque el rotor y verifique con un pedazo de alambre. Calibrar a 7/16” como indica el manual Verificar la presión en las calderas. Verificar que las válvulas automáticas abran a la atmósfera. Si no se puede reducir la carga, consulte con el fabricante para cambiar el anillo de toberas y aumentar la potencia. Cerrar las válvulas manuales que estén abiertas sin ser necesario. Mantener la presión correcta en las calderas. Cuando la presión baja los gobernadores abren la válvula de entrada. Reparar en un taller especializado La turbina para mantener la potencia de operación, abre su válvula de vapor. Cambie la balinera de empuje axial Si las chumaceras tienen buen ajuste, pase una escrepa para pulir la superficie de trabajo. Ajustar los anillos de carbón y los sellos de laberinto. Cambie el aceite regularmente si no se hace la reparación. Causa un desgaste excesivo que puede ocasionar rajaduras. Alinear según el fabricante. Usar siempre el aceite recomendado por el fabricante Esto puede causar que el aceite se descomponga y podemos notarlo por un cambio en el color del aceite y la chumacera. Reparar o reemplazar la válvula del gobernador. Para reparar usamos pasta de esmeril para pulir las fallas en el asiento de la válvula. Cambiar bloques de conexión y pasadores desgastado. Aplicar grasa de alta temperatura en las articulaciones Ajustar el recorrido de la válvula a 7/16” o un poco menos.

El gobernador no cierra completamente la válvula de vapor El gobernador, la válvula o la barra de Limpie o cambie los bloques de conexión y mantenga bien ésta se pegan lubricado el varillaje.

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El disparo no funciona Mecanismo de disparo mal ajustado y la adecuadamente turbina no dispara a la velocidad indicada Mecanismo de disparo dañado Válvula auxiliar de disparo Mal ajuste del mecanismo de disparo de no cierra adecuadamente emergencia , resortes o gatillos.

Ajuste el mecanismo según se indica en este Manual a la velocidad de disparo del fabricante de la turbina Cambie las partes dañadas y ajuste el disparo Repare el mecanismo y dispare la turbina manualmente. Asegúrese que la máquina se detiene.

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Bibliografía Technical Manual Elliott Company. Instruction Book N° 100-J Type YR Turbines. Elliott Company Manual de Instrucciones para Instalación, Manejo y Mantenimiento de Turbinas de Vapor Marca Turbodyne. Mcgraw - Edison Energía Mediante Vapor, Aire o Gas. W.H. Severns – H.E. Degler – J.C. Miles. Edit. Reverté S.A. - 1976

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