LA TURBINA DE VAPOR, UN EQUIPO BIEN CONOCIDO

La turbina de vapor de una planta de producción de energía es un equipo sencillo, y como

máquina industrial, es una máquina madura. La turbina de vapor es una máquina muy
conocida para los diseñadores, constructores, instaladores y mantenedores. Se conoce
casi todo de ella, y de hecho, más del 70% de la energía eléctrica generada en el mundo
se produce diariamente con turbinas de vapor. 
El funcionamiento es muy sencillo: se introduce vapor a una temperatura y presión
determinadas y este vapor hace girar unos álabes unidos a un eje rotor; a la salida de la
turbina, el vapor que se introdujo con un nivel energético determinado tiene una presión y
una temperatura inferior, es decir, ha cedido energía. Parte de la energía perdida por el
vapor se emplea en mover el rotor. Necesita también de unos equipos auxiliares muy
sencillos, como un sistema de lubricación, de refrigeración, unos cojinetes de fricción, un
sistema de regulación y control, y poco más. Así de simple. 

La turbina es un equipo tan conocido y tan robusto que si no se hacen barbaridades con él
tiene una vida útil larguísima y exenta de problemas. Eso sí, hay que respetar cinco
normas muy sencillas:

Utilizar un vapor de las características físico-químicas apropiadas

Respetar las instrucciones de operación en arranques, durante la marcha y durante las
paradas del equipo
Vigilar muy especialmente el aceite de lubricación. Realizar análisis periódicos y
comprobar que la calidad del aceite, su presión, temperatura, y presencia de
contaminantes está dentro de los márgenes adecuados
Respetar las consignas de protección del equipo (valores de alarma y disparo para cada
uno de los parámetros controlados por el sistema de control). Si la turbina da algún
síntoma de mal funcionamiento (vibraciones, temperaturas elevadas, falta de potencia, etc)
parar y revisar el equipo: nunca sobrepasar los límites de determinados parámetros para
poder seguir con ella en producción o incluso para poder arrancarla.
Realizar los mantenimientos programados con la periodicidad prevista.
Si se produce una parada por alguna causa, investigar y solucionar el problema antes de
poner el equipo en marcha nuevamente.
Son normas muy sencillas, y sin embargo, casi todos los problemas que tienen las
turbinas, grandes o pequeñas, se deben a no respetar alguna o algunas de esas cinco
sencillas normas.

PRINCIPALES AVERÍAS
Igual que sucede en otras máquinas térmicas, detrás de cada avería grave suele haber
una negligencia de operación o de mantenimiento, ya que las turbinas suelen ser equipos
diseñados a prueba de operadores.

Los principales problemas que pueden presentarse en una turbina de vapor se indican a
continuación:

 ALTO NIVEL DE VIBRACIONES (ver cuadro adjunto)

 DESPLAZAMIENTO EXCESIVO DEL ROTOR POR MAL ESTADO DEL
COJINETE DE EMPUJE O AXIAL
 FALLOS DIVERSOS DE LA INSTRUMENTACIÓN
 VIBRACIÓN EN REDUCTOR O ALTERNADOR
 FUGA DE VAPOR
 FUNCIONAMIENTO INCORRECTO DE LA VÁLVULA DE CONTROL
 DIFICULTAD O IMPOSIBILIDAD DE LA SINCRONIZACIÓN
 BLOQUEO DEL ROTOR POR CURVATURA DEL EJE
 GRIPAJE DEL ROTOR

Tareas de mantenimiento de carácter mensual 

 Muestra de aceite para análisis
 Purga de agua del aceite
 Comprobación de lubricación de reductor y de alternador
 Análisis del espectro de vibración en turbina, reductor y alternador, a velocidad
nominal
 Revisión anual
Si se realizan todas las actividades que se detallan en esta lista, en realidad se están
eliminando todas las causas que provocan las averías más frecuentes. Si se compara esta
lista de tareas con la lista de averías más frecuentes se puede comprobar que esta
revisión esta orientada a evitar todos los problemas habituales de las turbinas. La razón de
la alta disponibilidad de estos equipos cuando se realiza el mantenimiento de forma
rigurosa es que realmente se está actuando sobre las causas que provocan las principales
averías.
 Análisis del espectro de vibración de turbina, reductor y alternador, a distintas
velocidades y en aceleración. Se verifica así la posible ausencia de problemas en
cojinetes, el estado de la alineación y el equilibrado de los tres equipos. Es
importante tener en cuenta que es mucho más adecuado realizar el análisis con los
detectores de posición del eje con los van equipados las turbinas, en vez de
hacerlo con sensores tipo ‘acelerómetro’ que se instalan en la carcasa.
 Inspección boroscópica de álabes. Con esta tarea se comprueba el estado de los
álabes, las posibles incrustaciones que puedan haber aparecido en la superficie de
éstos y defectos en algunos de ellos, por roces o impactos 
 Apertura de cojinetes y comprobación del estado. Cambio de cojinetes si procede.
La mayor parte de los cojinetes pueden cambiarse o revisarse sin necesidad de
abrir la turbina. Esto garantiza un funcionamiento ausente de vibraciones causadas
por el mal estado de los cojinetes de apoyo y/o empuje. 
 Cambio de aceite, si procede (según análisis). Si es necesario se sustituye el
aceite, pero no es habitual cambiar el aceite de forma sistemática sin haber
detectado síntomas de que está en mal estado. Esta acción evita trabajar con un
aceite en mal estado y garantiza la ausencia de problemas de lubricación
 Cambio de filtros de aceite. Esto garantiza el buen estado del aceite y la filtración
de partículas extrañas
 Inspección de la válvula de regulación de turbina. Esto garantiza el buen estado de
los elementos internos de la válvula, su correcto funcionamiento, y la
comprobación del filtro de vapor de la válvula, lo que hará que la regulación sea la
correcta, no haya problemas de sincronización ni de regulación y no pasen
elementos extraños a la turbina que puedan haber sido arrastrados por el vapor
 Inspección del grupo hidráulico. Cambio de filtros y de aceite, si procede
 Inspección del sistema de eliminación de vahos. El funcionamiento a vacío del
depósito de aceite garantiza que los vapores que se produzcan, especialmente los
relacionados con el agua que pueda llevar mezclado el aceite, se eliminan. Eso
ayudará a que la calidad del aceite de lubricación sea la adecuada
 Comprobación de pares de apriete de tornillos. El apriete de los tornillos de
sujeción a la bancada y los tornillos de la carcasa, entre otros, deben ser revisado.
Esto evitará, entre otros, problemas de vibraciones debidos a un deficiente anclaje