Endesa ha conseguido implementar y diseñar con éxito un programa que permite alargar la vida útil de las turbinas de las centrales de respaldo de gas en un 60%, es decir de 5.000 arranques a 8.000 con toda la garantía de seguridad. Estas plantas son vitales como respaldo eléctrico para garantizar la continuidad de suministro en sistemas eléctricos aislados, como las islas.
El método definido por Endesa, en el que han participado empresas como Navantia, Tecnatom y Aimen (Asociación de Investigación Metalúrgica del Noroeste) permite que los usuarios de las turbinas de gas dispongan de criterios objetivos y específicos de modelo para determinar la vida útil del rotor a efectos de orientar y planificar sus decisiones de inspección y retirada.
Este sistema ha sido reconocido como uno de los nueve proyectos más innovadores en todo el mundo por el estadounidense Electric Power Research Institute (EPRI), máximo organismo internacional de certificación en el sector eléctrico, en los premios anuales Technology Transfer Award 2014.
Cómo funciona
El programa diseñado por Endesa permite la extensión de vida e inspección en campo (en la propia instalación) de los rotores de turbinas de gas.
El sistema de inspección, en el que la compañía ha trabajado durante dos años, ya se ha implantado en las 18 turbinas que operan en las seis centrales de gas de Endesa de apoyo a la red de Canarias (Jinamar, Barranco de Tirajana, Candelaria, Granadilla, Punta Grande y Salinas) y en las tres centrales en Baleares (Alcudia, Son Reus y Mahón).
En línea con este método, a partir de los estudios de vida útil realizados sobre los distintos componentes de los rotores de turbina de gas bajo diferentes condiciones de operación, se pueden determinar los mecanismos de daños que limitan su vida. Estos análisis permiten definir y desarrollar técnicas de inspección para detectar en una fase temprana el deterioro de los componentes que tengan que ser sustituidos. El método de inspección es extrapolable a otro tipo de turbinas que realicen el mismo servicio.
Este método de ensayo no destructivo, realizado en campo sin necesidad de desmontar el rotor, permite detectar grietas en zonas interiores sin enviarlos al taller del fabricante para ser desmontados e inspeccionados, actividad que dejaría indisponible la turbina de gas durante al menos seis meses y que representa un coste medio de 2,2 millones de euros por turbina. Así, el sistema implantado en las 18 turbinas ha permitido ahorros de 39,6 millones de euros.
Metodología
Para conformar el sistema se ha procedido al desmontaje de un rotor completo, al escaneado dimensional de todos sus componentes y al análisis termomecánico bajo las distintas condiciones de operación que determinan el esfuerzo a que están normalmente sometidos. Posteriormente, se identificaron las zonas críticas y modos de daño que limitan la vida de cada componente con ensayos mecánicos en laboratorio para determinar las propiedades del material en servicio frente al material nuevo. Con estudios de mecánica adicionales de la fractura ha sido posible determinar la formación y avance de las grietas y finalmente, con toda esta información, se definió y desarrolló el método de inspección.
Tradicionalmente, las turbinas de gas funcionando en operación de respaldo tienen que realizar muchos ciclos de arranque y parada que llevan a sus componentes al máximo esfuerzo. Las prácticas de inspección y retirada de turbinas, marcadas por los fabricantes, establecían hacer las revisiones a los 5.000 arranques, lo que obligaba a parar la instalación, desmontar la turbina y trasladar los rotores (el componente clave y que más se deteriora) para ser analizados por el fabricante.
Con este nuevo sistema de inspección, la revisión se realiza en la propia planta y solo se interviene en el caso de detectar fallos reales. El método de análisis proporciona una base técnica para evaluar objetivamente la situación real de los rotores y planificar intervenciones técnicas que garanticen en todo momento un funcionamiento seguro y continuo.
