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EÓLICA: OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Cómo mejorar la fiabilidad de los sistemas de engranajes de turbinas eólicas El artículo de Shell Lubricants aborda las claves para reducir el coste total de propiedad a traves del uso de un aceite de engranaje de alto rendimiento para la turbina eólica. SHELL ELUBRICANTS l crecimiento en la demanda de energía y en el enfoque de reducir las emisiones de dióxido de carbono está incrementando el uso de fuentes de energías renovables como la energía eólica. Todas estas turbinas proporcionan aproximadamente el 3,7% del suministro total de electricidad del mundo. Los mercados de China, EE.UU., Alemania, India y España representan el 67% de la capacidad de energía eólica instalada en el mundo. Generación de energía eólica a precio competitivo Los fabricantes de las turbinas eólicas y los operadores de los parques eólicos se esfuerzan constantemente para reducir los costes generales asociados con la generación de la energía eólica. Estos costes incluyen gastos de funcionamiento y de mantenimiento, así como el gasto de capital inicial, ya que los operadores de los parques eólicos están buscando formas de mejorar la fiabilidad de las turbinas, reducir el mantenimiento no planificado y reducir los costes totales de propiedad. La energía eólica se está volviendo cada vez más competitiva en una base de gasto por MWh (megavatio hora) si la comparamos con formas competitivas de producción de energía. Shell Lubricants trabaja con clientes del sector de la energía eólica de toda la cadena de valor con el fin de ayudar a reducir el coste total de propiedad y de implementar soluciones diseñadas para optimizar la vida de los sistemas de engranajes, los rodamientos, los lubricantes y las grasas. De conformidad con un estudio internacional del sector encargado por Shell Lubricants, la oferta de lubricantes con oportunidad de ahorro está reconocida pero infravalorada. El estudio reveló que el 58% de compañías reconoce que la selección de lubricantes puede ayudar a reducir los costes en un 5% o más pero menos de uno de diez se da cuenta de que el impacto de la lubricación podría ser hasta seis veces superior. De acuerdo con ‘IEC 61400-1, Turbinas eólicas– Parte 1: Requisitos de diseño’, la vida útil de una turbina eólica debería ser de al menos 20 años para las clases I a III (clasificación de velocidad del viento). Esto también se aplica a todos los componentes y subcomponentes de la turbina. Por ende, las cajas de engranajes y los rodamientos también tienen un requisito de vida útil de 20 años. Varios estudios sobre parques eólicos en Europa y América del Norte revelan que aunque los fallos de las cajas de cambios no son tan comunes como los de componentes, como por ejemplo los sistemas eléctricos, provocan el mayor tiempo de inactividad y los mayores costes de sustitución (teniendo en cuenta los costes asociados a grúas, piezas de repuesto, mano de obra y tiempo de inactividad). Con mejoras en el diseño, la fabricación y el funcionamiento, así como en los procedimientos de mantenimiento, el tiempo de inactividad asociado a los fallos de los sistemas de engranajes/multiplicadora de la turbina eólica se ha reducido con los años, aunque el tiempo de inactividad y la fiabilidad de la turbina eólica siguen siendo preocupaciones continuas para los operadores. Soluciones a abordar Fiabilidad de los sistemas de engranajes de la turbina eólica Teniendo en cuenta los componentes lubricados de la caja de cambios de la turbina eólica, incluyendo los rodamientos en diversas aplicaciones críticas: pitch, alternador, giro, etc. ¿cómo se puede conseguir una fiabilidad mejorada e incrementar la vida útil (a menudo conocida como la vida útil L10)? La fiabilidad de los rodamientos se puede y se está mejorando de varias formas mediante el diseño (por ejemplo, mediante el uso de revestimientos de óxido negro / Black Coating), la lubricación, el control de la contaminación y las soluciones de prácticas de mantenimiento. Mediante un enfoque combinado, los operadores han sido capaces de reducir la incidencia de fallos. Aceite de alto rendimiento para el engranaje de la turbina eólica En los inicios de las multiplicadoras para las turbinas eólicas, el desgaste microscópico de los engranajes era un tipo de fallo muy común. No obstante, se ha demostrado que el diseño de ingeniería, el acabado de la superficie y las soluciones de lubricación ayudan a reducir la incidencia de dichos fallos. Los aceites para los engranajes de las turbinas eólicas como el nuevo Shell Omala S5 Wind 320 están diseñados para tener una resistencia excelente al desgaste por rozadura y un alto nivel de resistencia al ‘micropitting’ en pruebas estándar del sector. Estas pruebas incluyen las pruebas de desgaste y ‘micropitting’ de FZG y FVA que se realizan en condiciones de velocidad y temperatura variables, incluidas condiciones de baja velocidad y alto torque. Un aceite sintético del engranaje de la turbina eólica bien diseñado tendrá resultados de desgaste por rozadura bajo condiciones de velocidad única y doble, y cuando se pruebe a 60 ° C y 90 ° C con una fase de carga de fallos de 14 o más. Tal y como indica la alta incidencia de fallos en los rodamientos de las turbinas de viento, se requieren esfuerzos continuos para evitar o reducir los fallos de los rodamientos. Shell Lubricants está activamente comprometido con la investigación para desarrollar una nueva tecnología de lubricantes para las turbinas de viento, como el nuevo aceite de engranaje de turbinas eólicas Shell Omala S5 Wind 320; estudios conjuntos sobre los efectos de los distintos aditivos lubricantes en los mecanismos de fallo por fatiga y/o White Etching Cracks (WEC); e investigación sobre la utilización de técnicas de monitorización de condicio- 36 energética XXI · 177 · JUN-JUL18


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