Noticias 2007Múnich 27 febrero 2007 Aire comprimido: clave para las centrales hidroeléctricasEn principio sería bastante comprensible hacerse la pregunta: "¿Para qué se necesita el aire comprimido de alta presión en las centrales hidroeléctricas?" Por todos es sabido que en ese tipo de centrales la energía eléctrica se general a través de energía hidráulica, disponible con facilidad por medio de motores con generadores, y que estas máquinas se operan con aceites hidráulicos. El siguiente artículo trata de explicar a todos los interesados en la técnica por qué y cómo se aplica la alta presión en este contexto. BAUER KOMPRESSOREN GmbH es desde hace más de 50 años líder mundial en tecnología aplicada a los sistemas de alta presión para aire y gases nobles y líder mundial de mercado en los sectores del buceo deportivo y aire industrial. Desde hace décadas provee a la empresa Voith AG con compresores de calidad diseñados a medida, que tienen como fin su utilización exclusivamente en centrales hidroeléctricas. Historia de VoithLa empresa J.M. Voith comenzó su andadura en 1867 con maquinaria para los campos de la técnica del papel y el tratamiento de tejidos y se fue expandiendo, con el transcurso del tiempo, a las áreas de la energía hidroeléctrica y los sistemas hidrodinámicos de transmisión de potencia, acoplamientos y frenado, sectores donde Voith disfruta de fama mundial. El comienzo se produjo en 1825 en una cerrajería de Württemberg, al sur de Alemania, cuando J.M. Voith tomó posesión del taller de su padre en Heidenheim, con cinco trabajadores. La sede central de la agrupación empresarial Voith sigue hoy en día situada en esta ciudad. El consorcio holding Voith AG se sustenta hoy en día de tres pilares principalmente: Voith Paper Tchnology, Voith Turbo y Voith Siemens Hydro Power Generation, y dispone de más de 24.000 empleados en todo el mundo, de los que cerca de 2.400 trabajan para Voith Siemens Hydro. Las ventas de la agrupación alcanzaron en 2002 los 652 millones de euros. El receptor de aireLas centrales hidroeléctricas utilizan varios tipos de turbinas, según la potencia y la altura del salto de agua:
Es necesario regular las ruedas de las turbinas para ajustar la potencia de salida del generador y la turbina, debido al cambio en las condiciones de la corriente del agua como medio. Estos aparatos de ajuste se activan generalmente con aceites hidráulicos. Por motivos de seguridad, la potencia efectiva necesaria para un aparato regulador de turbina hidráulica se acumula en un "receptor de aire". Este receptor se llena aproximadamente de un tercio de aceite hidráulico y dos tercios de aire, y se considera, por lo tanto, el almacén de energía del sistema. Por razones físicas, la sobrepresión máxima permitida para estos receptores es de 64 bar, y su volumen geométrico dependerá del tamaño de la turbina. Los receptores construido por Voith tiene un volumen de agua de 2.000 a 15.000 litros. Ya que estos receptores no tienen elementos separadores entre los medios aire y aceite, el aire se disuelve en el aceite, y por ello, cada vez que se extrae aceite del sistema, se extrae aire igualmente. Un compresor de alta presión proporciona en un corto plazo de tiempo ese aire no disponible ya. Según los requisitos y las condiciones de la central, el suministro de aire comprimido se puede llevar a cabo de dos formas diferentes:
Selección del compresor de alta presión
Voith Siemens Hydro Power Generation lleva más de 20 años utilizando unidades de alta presión de BAUER KOMPRESSOREN, con caudales que varían desde 85 y 350 l/min. A lo largo de los años, la capacidad de corriente se ha ido ajustando a la mayor eficacia de las turbinas, de forma que el aire de alta presión que se pierde en el receptor se puede reemplazar en un tiempo de 15 a 20 minutos. Después de los trabajos de mantenimiento, sin embargo, el receptor debe llenarse por encima del nivel de aceite. Durante este proceso es necesario que los compresores refrigerados por aire y aquellos equipados con suministro de aceite a presión operen sin interrupción por un periodo de tiempo que varía de 2 ó 3 días, dependiendo del tamaño del receptor y el número de contenedores. Otra opción sería utilizar compresores industriales más potentes cuando se tenga que llenar muy rápidamente todo el volumen de aire de todos los receptores después del mantenimiento. Sin embargo, esta alternativa conlleva desventajas y no es recomendable, pues el compresor que rellenaría el receptor de aire sólo estaría en funcionamiento unos minutos y su vida operativa se reduciría considerablemente, resultando poco rentable. Evidentemente, una excepción sería si el compresor también se pudiera utilizar con otras instalaciones neumáticas en la central. A lo largo de los años, los modelos que Voith ha estado utilizando han variado desde la pequeña versión industrial K13 con bastidor portátil, pasando por el Vertikus I y III, hasta la versión actual Verticus 5, fuerte, compacta y más grande. Esta nueva línea cubre todo el rango de suministro desde 85 l/min hasta 610 l/min de aire libre. El compresor está monitorizado por la unidad electrónica programable BAUER B-CONTROL con pantalla LCD. En estos modelos se vigila de manera de forma estándar la presión del aceite y la presión final, y de forma opcional se pueden también controlar la temperatura y la presión de cada etapa. Las ventajas seguras del aire comprimido
En la unidad de suministro hidráulico de algunas centrales eléctricas todavía hay instalados sistemas de aire comprimido que operan con presiones de, por ejemplo, 40 bar. Aquí el inevitable agua residual que entra al circuito de control por el aire comprimido podría causar corrosión con el paso del tiempo en las válvulas y el receptor de aire, por lo que el aire comprimido debe contener un índice de humedad tan bajo como sea posible. Con un elevado coste económico se podría utilizar un secador frigorífico con el que, a través de un proceso de secado final, la presión del aire alcanza un punto de rocío de 5-7 ºC, equivalente a un punto de rocío atmosférico de unos -35 ºC. El mismo efecto de secado se puede conseguir, sin embargo, con un compresor de 3 ó 4 etapas sin secador frigorífico, donde la válvula de retención antirretorno del compresor debe configurarse a una presión más elevada que la presión de suministro del receptor de aire (aprox. 80 bar). Configurando la válvula a unos 150 bar se consiguen drenar todas las etapas del bloque, con un máx. de 150 bar en la última etapa. Estas consideraciones llevaron a Voith hace mucho tiempo a incorporar en sus planos para nuevas centrales eléctricas, o para la modernización de las existentes, los compresores de alta presión con 4 etapas de la compañía BAUER KOMPRESSOREN. La práctica ha demostrado que los compresores de 4 etapas son los más adecuados en este campo. ¿Cuál es la tendencia?La tendencia actual en todo el mundo es el aumento de la construcción de hidroeléctricas para abastecer a la población y sus industrias de energía eléctrica. Este efecto es especialmente palpable en países asiáticos como China e India, y algo menos en Sudamérica. En Europa se tiende a modernizar cada vez más las plantas ya existentes, lo que no es tan habitual en los países anteriormente mencionados. ConclusiónBAUER KOMPRESSOREN, su aliado de calidad en el sector de la alta presión, proporciona su saber hacer y su experiencia para conseguir su mayor prioridad: productos de la máxima calidad. Esta distinción de calidad ha sido el elemento crucial para mantener la excelente relación comercial con la compañía Voith Siemens Hydro Power. Autor:
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