11mantenimiento a Centrales Hidroelectricas

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    24-Oct-2015

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  • MANTENIMIENTO DE PLANTAS HIDROELCTRICAS

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    CAPTULO XI

    MANTENIMIENTO DE PLANTAS HIDROELCTRICAS

    11.1 INTRODUCCIN1

    En un sistema de potencia elctrico, ya sea pequeo, mediano o de gran

    potencia, las plantas generadores representan uno de los papeles ms

    importantes para poder mantener los valores nominales, principalmente de

    tensin y frecuencia en todo el sistema, y otros de menor importancia, que

    necesitan en todo momento el buen funcionamiento de todos sus elementos

    equipos e instalaciones que lo componen.

    Cuando se emprende cualquier programa de mantenimiento, hay que tener

    conocimiento claro de que es lo que se pretende, que funcin cumple l o los

    equipos a mantener, conocer con seguridad el equipo en cuestin, revisar

    informes de anteriores mantenimientos similares, contar con los posibles

    repuestos y materiales correspondientes y programar con la mayor certeza

    posible el lapso de interrupcin en el trabajo que desempean normalmente.

    En lo posible, salvo el mantenimiento correctivo, todos los trabajos se

    efectuarn en las horas de mnima demanda, tratando de reducir las horas de

    mantenimiento, sin que esto signifique sacrificar un buen trabajo por uno

    mediocre.

    Se entiende por MANTENIMIENTO CORRECTIVO, aquel que precisa

    un equipo o sistema que present defectos en plena operacin, por lo tanto no

    ingresa dentro del programa anual, ya que se trata de un mantenimiento

    circunstancial no previsto. Sin embargo, si un sistema recibe este tipo de

    mantenimiento, deber merecer bastante ms atencin que en su rutina, ya

    que una pieza daada no siempre significa un dao casual de la pieza, sino

    representa el resultado del mal funcionamiento de varias otras.

    Para evitar en lo posible el mantenimiento correctivo, se debe efectuar

    peridicamente un MANTENIMIENTO PREVENTIVO, de todas y cada

    1 Este texto fue preparado por el Ing. Ral Saavedra C. con motivo del seminario ofrecido por el Ing.

    Armando Lara en la FNI con el tema MANTENIMIENTO DE PLANTAS HIDROELCTRICAS en

    Julio de 1.991. Las fotografas y algunas adiciones pertenecen al autor y se han aadido algunos elementos

    que requieren trabajos de mantenimiento en otras plantas.

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    una de las partes del sistema.

    El perodo que transcurre entre mantenimientos del equipo, puede o no ser el

    mismo para otro. Existen partes que deben atenderse en forma diaria, otros en

    forma semanal, mensual, bimensual, etc. hasta inclusive algunos que deben

    ser programados con el lapso de algunos aos.

    Un mantenimiento excesivo, puede traer consigo un deterioro de otros

    elementos de la pieza con la que se trabaja (deterioro de pernos,

    desalineamiento de ejes, aumento de holguras en cojinetes, etc.) adems de

    representar un costo adicional en lubricantes que de alguna u otra manera

    reciben cuerpos extraos cuando son examinados (por ejemplo en los aceites

    y descansos de los interruptores). Por este motivo, la filosofa empleada en el

    programa de mantenimiento, debe contemplar claramente el nmero de

    mantenimientos por perodo que deben efectuar de acuerdo a la vida til de

    cada elemento, e ir revisando estos programas cada cierto tiempo, ya que de

    acuerdo a la vida remanente que aun tiene el equipo, posiblemente aumente

    el nmero de mantenimientos que requiera.

    Inmediatamente despus de efectuar cualquier tipo de mantenimiento, se

    deben efectuar las pruebas necesarias para testificar el buen funcionamiento

    del equipo. En sistemas hidrulicos y mecnicos, posiblemente bastar con

    tomar medidas, dimensiones y revisiones visuales y determinar as su buen

    funcionamiento. En cambio para sistemas elctricos deben aadirse pruebas y

    mediciones con instrumentos apropiados para cada equipo.

    Luego de efectuar la ltima revisin y de poner en servicio el equipo o

    sistema, se debe preparar el informe correspondiente, acompaado de las

    mediciones y valores dejados y, algo muy importante, una recomendacin o

    listado de piezas o partes que presentan cierto deterioro para efectuar el

    pedido correspondiente o en su defecto efectuar la fabricacin de la pieza,

    para lo cual, tambin se debern tomar las medidas exactas originales.

    No debemos olvidar, que un buen mantenimiento debe perseguir los

    siguientes objetivos:

    Mantener los equipos en condiciones satisfactorias de operacin.

    Mantener los equipos con su mxima eficiencia de operacin.

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    Prevenir al mximo las fallas durante una operacin normal.

    Reducir al mnimo los tiempos debidos a fallas imprevistas.

    Aumentar la vida til de trabajo de un sistema o equipo.

    Establecer un historial de reparacin y mantenimiento ordenado de cada unidad.

    Establecer un control ordenado de repuestos en existencia.

    Determinar los repuestos necesarios para futuros mantenimientos.

    En el presente estudio, trataremos de explicar en forma sencilla el tipo de

    mantenimiento que reciben las plantas hidroelctricas del Valle de

    Choquetanga, pertenecientes a la compaa Boliviana de Energa Elctrica.

    Para un mayor ordenamiento, dividiremos este estudio en un sistema

    primario o hidrulico, desde los reservorios de agua en diques y lagos, hasta

    el ingreso a la turbina propiamente dicha, un sistema mecnico, un sistema

    elctrico, y un sistema auxiliar o de servicios.

    SISTEMA HIDRULICO

    11.2 LAGOS

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Cada cuatro aos

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Fig. 11.1 Lago en Zongo

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    Limpieza de piedras, lodo o lama de las rejillas, que pudieran obstaculizar el

    ingreso de agua a los canales o tuberas forzadas. Aplicacin de pintura

    anticorrosiva con base asfltica a la rejilla. En lagos secundarios, los cuales

    pueden vaciar sus aguas en otros principales y quedar vacos, este

    mantenimiento se podr efectuar en forma anual, cuando su nivel de agua se

    encuentre en el punto ms bajo.

    Tambin cada cuatro aos se sacar una muestra de los sedimentos o

    depsitos minerales que pudieran existir en el fondo del lago, debido a una

    posible labor minera cercana y se analizarn los mismos para verificar si

    estos residuos echados a los lagos daan el agua y principalmente causan

    deterioro a las ruedas de las turbinas. Si es necesario se efectuar, una

    limpieza del fondo del lago con maquinaria pesada.

    11.3 DIQUES

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Anual

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Fig. 11.2 Aliviadero de mampostera en escalones

    Reparacin de posibles filtraciones que pueda tener el dique, los cuales

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    podran ser detectados durante las inspecciones diarias o semanales que se

    efectan. La forma de reparacin vara mucho segn la estructura

    constructiva del dique, pudiendo ir desde el simple taponamiento de la

    filtracin con materiales sencillos, hasta la inyeccin de hormign fluido. En

    muchos otros casos tambin se puede efectuar una plastificacin de la pared

    mojada del dique. Para todos estos trabajos, se deber llevar siempre un

    registro del comportamiento del dique en todo momento (filtraciones o

    problemas similares en poca lluviosa o de estiaje).

    11.4 REGLETAS DE NIVEL

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Anual

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Limpieza de las regletas de verificacin del nivel de agua del lago. Si es

    necesario se cambian las mismas teniendo mucho cuidado de mantener los

    niveles correctos, ya que de ellos depende el programa de produccin diaria

    en base al volumen de agua almacenada.

    Fig. 11.3 Sistema ptico para medir el nivel del agua en el reservorio (Chojlla)

    En varias plantas hidroelctricas del pas se est procediendo al reemplazo de

    las regletas de nivel por sensores pticos como el mostrado en la figura 11.2,

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    los mismos sealan el nivel de las aguas directamente al computador que

    controla toda la central.

    11.5 DESARENADORES

    INSPECCIN DE RUTINA Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO Cada tres meses

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Fig. 11.4 Desarernador en la Planta de Punutuma

    Sobre el ro Yura, se encuentra la Planta de Punutuma, que es administrada

    por la Empresa Ro Elctrico, la cantidad de arena que es arrastrada hacia el

    canal ha obligado la construccin de varios desarenadores de considerable

    tamao, varias compuertas como las que se observan en la figura 11.4

    permiten que peridicamente los residuos de arena sean arrastrados por las

    mismas aguas del canal a travs de salidas que se abren en la parte inferior de

    los desarenadores y que son accionadas por los mecanismos de apertura

    mencionados anteriormente. La frecuencia de limpieza queda declarada por

    la cantidad de residuos que arrastra el canal y que dependen de la poca del

    ao, hacindose mantenimientos ms frecuentes en la poca de lluvias.

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    11.6 COMPUERTAS

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Anual

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Limpieza general, desmontaje de engranajes, varillas etc. para verificar su

    correcto funcionamiento. Engrase y aplicacin de pintura anticorrosiva. Si es

    necesario efectuar cambio de algn descanso, varilla o cualquier otra pieza,

    se deber realizar este lo antes posible, ya que, especialmente las compuertas

    de los lagos base (los que envan agua a la central), son operados

    constantemente para regular el caudal de agua y as conseguir la potencia

    requerida.

    Fig.11.5 Compuertas (La Chojlla y Choquetqnga)

    11.7 CANALES Y TNELES

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria o semanal

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Anual

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

  • CENTRALES ELCTRICAS

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    Fig. 11.6 Rejilla de entrada al canal de aduccin (de tubera) en la Central de

    Paso de Rea-Rea.

    Fig. 11.7 Canal hacia Milluni (Zongo) Tunel Chojlla-Yanacachi

    Los canales y tneles siempre debern ser inspeccionados con mucha

    atencin, ya que la presencia de una pequea filtracin, puede ser la causa de

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    un desprendimiento del terreno, ya sea en la base o en los terrenos encima de

    canales y tneles. Estos taponamientos o derrumbes del canal muchas veces

    son reparados en varios das, dependiendo de la magnitud del problema.

    Cualquier indicio de filtracin debe ser atacado con un mantenimiento

    correctivo en el que se emplea casi siempre aceleradores de fraguado de

    cemento, ya que la produccin de energa elctrica no puede ser interrumpida

    por mucho tiempo.

    Para cualquier trabajo en canales o tneles, se requiere siempre el vaciado de

    estos, lo que constituye una paralizacin en la produccin de la planta en

    cuestin. Sin embargo, el trabajo rutinario anual, consiste principalmente en

    la limpieza de piedras o cuerpos extraos dentro del canal o tnel, adems de

    la extraccin de carga de los desarenadores, control minucioso de puntos de

    referencia (testigos) para evaluar movimientos de terreno, especialmente en

    reas de fallas geolgicas y tomar as determinaciones de trabajos ms

    especficos. Tambin se aprovecha este vaciado del canal, para aplicar

    pintura anticorrosiva en las rejillas y compuertas de alivio, que sirven para

    vaciar el agua cuando se requiera.

    11.8 CANALES DE DRENAJE

    INSPECCIN DE RUTINA: Mensual

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Semestral

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Estos canales de drenaje son pequeos volmenes de agua que podran ser

    perjudiciales a la estructura del canal principal, ya sea encima o debajo de

    este. Cuando se trata de un canal de drenaje superior, las aguas son

    encausadas al canal principal, aprovechando tambin este pequeo caudal en

    la produccin de energa. Tambin existen canales de drenaje en los sectores

    de la tubera de presin para evitar desprendimientos o movimientos de

    terreno en las anclas de tuberas.

  • CENTRALES ELCTRICAS

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    Fig. 11.8 Torrentera para proteccin del canal en Punutuma

    El mantenimiento semestral consiste principalmente en la limpieza y retiro de

    piedras o hierbas de estos canales, que pudieran causar un desborde de las

    aguas.

    Los canales de aduccin tambin pueden protegerse con torrenteras, estas

    construcciones civiles consisten en una especie de puentes para las aguas de

    lluvia, construidos sobre los canales en los lugares que concentran las aguas

    que discurren por las laderas y son conducidas por encima del canal para

    evitar la erosin del mismo.

    La figura 11.8 muestra una torrentera construida en la planta de Punutuma,

    las caractersticas de la serrana, han obligado la construccin de varias de

    ellas, que protegen al canal de las precipitaciones pluviales, conduciendo las

    aguas y los residuos que arrastran las lluvias por encima del canal, evitando

    de esta manera que residuos caigan en el canal, dichas torrenteras tambin

    requieren trabajos de mantenimiento y de limpieza.

  • MANTENIMIENTO DE PLANTAS HIDROELCTRICAS

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    11.9 CMARAS DE CARGA

    INSPECCIN DE RUTINA: Mensual

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Anual

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Fig. 11.9 Cmara de Carga Planta Killpani (RioYura)

    En fechas coincidentales de mantenimiento de canales y tneles, se deber

    efectuar el desarenado correspondiente y reparar las posibles filtraciones. Se

    debe pintar tambin la rejilla principal, que detendr todo objeto extrao que

    no pudo ser detenido por las anteriores rejillas, ya que sta es la ltima

    barrera antes de llegar el agua a la turbina.

    11.10 INDICADORES DEL NIVEL DE AGUA

    INSPECCIN DE RUTINA: Diaria

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Trimestral

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Los indicadores de nivel de agua, marcan el nivel de la cmara de carga

    (Forebay) y deben ser calibrados constantemente con relacin a lo que

    marcan en instrumentos de la casa de mquinas y el nivel real medido.

    Trimestralmente los sistemas de medicin que cuentan con contrapesos y

    poleas, deben ser limpiados y engrasados para trabajo libre de los flotadores.

  • CENTRALES ELCTRICAS

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    11.11 VLVULAS DE CABECERA

    INSPECCIN DE RUTINA: Mensual

    MANTENIMIENTO PROGRAMADO: Cada cuatro meses

    TRABAJOS A PROGRAMAR:

    Fig. 11.8 Vlvula de cabecera

    Mensualmente se deber engrasar el gusano del sistema de apertura y cierre.

    Se deber desmontar toda la unidad para efectuar el asentamiento de la

    cortina (si es de cortina), o del desgaste del dispositivo de cierre, ya sea

    esfrica, cilndrica de mariposa etc. En la mayor de las veces, se presentan

    desgastes debido a cavitacin por la diferencia de velocidades en el flujo de

    agua por rugosidad, forma o defecto de alguna de las piezas. Si es posible, se

    rellenar cualquier defecto con soldadura apropiada y retorneo con equipo

    adecuado. Si fuera vlvula tipo cortina, se asentarn las anillas de bronce

    para poder lograr un cierre hermtico. Como parte de la vlvula de cabecera

    se encuentra tambin la vlvula by-pass, la que deber recibir atencin

    similar a la principal. Una capa de pintura anticorrosiva protege a la misma

    de las inclemencias climatolgicas y de...