Estudio Teórico y Práctico del Fenómeno de Fouling en Turbocompresores Axiales
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Capítulo 2 Descripción del fouling
2.1 Partículas que ocasionan fouling en el compresor
En general, el emplazamiento de una turbina de gas es un entorno de tipo
industrial, desértico, marino o rural. Junto con esto, la experiencia demuestra que el
compresor se verá afectado por el fouling en la mayoría de los casos, de ahí que exista
un amplio rango de contaminantes industriales y condiciones medioambientales que
originen o favorezcan este fenómeno. Se considera que partículas de hasta 5-10 μm
causan fouling pero no llegan a erosionar los componentes. A partir de este tamaño
pueden aparecer problemas de erosión en los álabes (Minco; Meher-Homji, 2004).
Normalmente el fouling es ocasionado por:
- Agua salada: en su paso por el compresor, el aire aumenta su temperatura,
evaporándose así la humedad contenida en el mismo. Esto hace que sal y
otros elementos disueltos puedan quedar depositados en los álabes y
adherirse a ellos también por el efecto de las altas temperaturas. La presencia
de sal puede ocasionar asimismo problemas de oxidación y corrosión si no se
elimina de forma rápida. Este problema es especialmente importante en
zonas costeras y marinas. Las Figuras 2.1 y 2.2 muestran ejemplos de esta
situación.
Figura 2.1 – Depósitos de sal en rotor de compresor Figura 2.2 – Sal cristalizada en álabes de
compresor (Meher-Homji, 2009)
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- Hidrocarburos: los peores problemas de ensuciamiento son causados por
mezclas de grasas y aceites, o hidrocarburos en general, que originan una
capa oleosa al quedar depositados en los álabes. Ésta actúa como
“pegamento” y favorece la captura de otras partículas que viajen con el aire.
Esto puede ser originado por posibles pérdidas internas de aceite de la turbina
(el cojinete de empuje en el extremo delantero del motor) o la ingestión de
los propios gases de escape de la misma. Este problema se hace más
importante si se le suma la contaminación industrial, tal como cenizas, humo
de otras industrias o emisiones del tráfico de vehículos, dando lugar a un caso
severo de fouling. Se muestran ejemplos en las Figuras 2.3 y 2.4.
Figura 2.3 – Depósitos de grasa en álabes de compresor axial
(Meher-Homji, 2009)
Figura 2.4 – Fouling en álabes de compresor, mezcla de
sales y aceites (Meher-Homji, 2009)
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- Otras causas: el aire atmosférico puede estar contaminado en general por
otros sólidos o líquidos que viajen con el aire. Depósitos minerales tales como
tierra, arena o polvo causan erosión y ensuciamiento cuando se combinan con
otros vapores aceitosos. Además, la atmósfera también puede contener
productos químicos usados en cultivos, insecticidas, insectos y demás materia
orgánica.
El aire que ingiere la turbina puede tener por tanto contaminantes sólidos,
líquidos y gaseosos. La carga de contaminante en el aire se puede definir en mg/m3,
granos/1000 ft3 o ppm (masa de contaminante por unidad másica de aire). Algunas
cargas típicas en función del ambiente son:
- Rural: 0,01-0,1 ppm en peso
- Costero: 0,01-0,1 ppm en peso
- Industrial: 0,1-10 ppm en peso
- Desértico:0,1-700 ppm en peso
El grado de fouling va a depender fuertemente de factores como el ambiente, las
condiciones climatológicas (lluvia, humedad), la dirección del viento o el sistema de
filtrado, ya que éstos definirán la cantidad de partículas y el tipo de las mismas.
2.2 Fenómenos físico/químicos de fouling
A continuación se discuten los principales mecanismos de ensuciamiento que
conducen al deterioro del funcionamiento del motor (Kurz, 2001; Meher-Homji, 2009;
Omar, 2007).
Fouling
El término fouling hace referencia al ensuciamiento causado por la deposición de
partículas de diámetro <5-10 μm en los álabes del compresor (Figura 2.5). Esto origina
una variación en la rugosidad y forma del perfil aerodinámico del álabe, el cual tiende
a aumentar su espesor, alejándose así de sus valores óptimos de diseño. Como
consecuencia disminuye el gasto de aire y la relación de compresión, la temperatura
del componente aumenta y con ello las emisiones. El resultado final es un motor
menos eficiente que desarrolla una menor potencia. La mayoría de las pérdidas
ocasionadas por el fouling pueden ser recuperadas mediante el lavado del compresor
tal y como se ha indicado anteriormente.
Los fenómenos descritos a continuación son también fenómenos de
ensuciamiento pero implican una serie de alteraciones físicas o químicas y por ello se
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analizan fuera del concepto de fouling. No obstante guardan relación; por ejemplo, sal
marina que inicialmente se deposita en el álabe como partículas de suciedad puede
acabar generando corrosión en el mismo si permanece el tiempo adecuado.
Figura 2.5 – Fouling severo entrada turbina
de gas (35 MW) operada en ambiente
industrial (www.turbotec.com)
Abrasión
La abrasión se origina cuando superficies rotativas friccionan con superficies fijas.
En ocasiones se utilizan superficies abrasivas que permiten una cierta fricción durante
el funcionamiento del motor para así conseguir la tolerancia adecuada tras un periodo
de funcionamiento (periodo inicial de ajuste).
Erosión
La erosión es la eliminación abrasiva del material al incidir partículas sólidas
suspendidas en la corriente de aire sobre las superficies que definen la trayectoria que
sigue el flujo (Figuras 2.6 y 2.7). Estas partículas suelen ser mayores de 10-20 μm
aproximadamente para causar erosión por impacto. Este fenómeno también aumenta
la rugosidad de los álabes, modifica el ángulo de incidencia del álabe y con ello el perfil
en general de los mismos. El resultado son pérdidas adicionales y, por lo tanto, una
disminución del rendimiento de la turbina. En ocasiones la erosión puede dar lugar a
una reducción del espesor en la cola del perfil, lo cual es beneficioso para el
funcionamiento del compresor; sin embargo esto es inaceptable en cuanto a
consideraciones sobre integridad mecánica. Este problema es más característico de las
turbinas de tipo aeroderivado, ya que en turbinas industriales los filtros eliminan la
mayoría de partículas de gran tamaño.
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Figura 2.6 – Erosión en álabes
Figura 2.7 – Erosión en punta de álabe
Corrosión y corrosión en caliente
Determinados contaminantes que entran en el motor, tales como sales,
minerales ácidos o gases reactivos, reaccionan químicamente con los elementos de la
turbina dando lugar así a la corrosión. El resultado es la pérdida o deterioro del
material en los componentes que se encuentran en la trayectoria que sigue el flujo
(Figura 2.8), así como la posible adherencia en forma de incrustación de los productos
resultantes de la reacción en los componentes. La corrosión de los álabes puede
también ocasionar picaduras que actúan como concentradores de tensiones y
disminuyen la vida a fatiga de los mismos. En la Figura 2.9 se muestra un ejemplo de
este fenómeno junto con el fenómeno de erosión.
Oxidación
Oxidación a alta temperatura, por el contrario, es la reacción química entre los
átomos de metal de los componentes y el oxígeno del ambiente circundante de gases
calientes. La protección a través de una capa de óxido, se verá perjudicada por daños
mecánicos, tales como agrietamiento o desprendimientos, por ejemplo, durante los
ciclos térmicos.
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Figura 2.8 – Corrosión en caliente en rotor de turbina
Figura 2.9 – Fenómeno corrosión-erosión en disco
Daño por ingestión de objetos extraños (FOD)
Es ocasionado por grandes objetos que golpean en los componentes que
encuentra la corriente de aire a su paso (foreing object damage). Estos objetos entran
en la turbina con el aire de aspiración o pueden ser el resultado de la ruptura de los
propios componentes internos del motor. Ejemplos de estos objetos son trozos de
hielo, acumulación de carbón que puede desprenderse de los inyectores de
combustible o herramientas dejadas en la cámara de entrada. Como resultado, en el
peor de los casos, se pueden dañar las piezas internas del motor dando lugar al fallo
catastrófico del motor. En el mejor de los casos, se producirá un deterioro del
funcionamiento no recuperable mediante lavado (Figura 2.10).
Obstrucción de conductos de refrigeración
En la corriente de refrigeración también pueden existir partículas contaminantes
que se adhieran a los conductos y los degraden, afectando así a la transferencia de
calor. El bloqueo o bloqueo parcial de los conductos de refrigeración impide el
adecuado enfriamiento de los componentes, estando éstos así sometidos a una mayor
temperatura, con lo que se acelera la fatiga térmica de los mismos. Este fenómeno en
sí mismo no tiene lugar en el turbocompresor, no obstante está directamente
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relacionado con el ya que en ocasiones el aire de refrigeración procede del sangrado
del compresor.
Figura 2.10 – Daño en álabes por FOD
En general, no es trivial separar los efectos del fouling sobre el compresor de
aquellos en el resto de la turbina, ya todos están relacionados entre sí, pues el fouling
en la turbina está condicionado en gran medida por el aire que ingiere el compresor,
de ahí que a lo largo del documento se mencionen en ocasiones que se consideren
relevantes fenómenos asociados a la turbina.
Algunos de estos efectos son posibles de contrarrestar mediante lavado del
motor, mientas que otros requieren del ajuste, reparación o reemplazamiento del
componente. Además, los fabricantes usan normalmente revestimientos protectores
en los materiales de los componentes de la turbina para protegerlos frente a estos
fenómenos de oxidación, corrosión y erosión y también como barrera térmica, siendo
en ocasiones dicha capa protectora la que determina la vida del componente.
2.3 Efectos sobre las prestaciones del compresor
El compresor axial es un componente que requiere superficies aerodinámicas
lisas y pulidas. El fouling origina cambios en la forma y perfil del álabe (aumenta la
rugosidad de las superficies), lo que reduce el gasto másico que puede circular por el
compresor, su relación de compresión total, así como el rendimiento del mismo. El
efecto observable en el conjunto del motor es una caída en el rendimiento térmico
(aumento del consumo específico de calor) y una caída también en la potencia
obtenida por el motor. Métodos para el modelado de este fenómeno se pueden
encontrar en la literatura (Aker y Saravanamuttoo, 1989; Tarabrin et al., 1998; Kurz,
2001; Kurz, 2007)
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2.3.1 Efectos aerodinámicos y termodinámicos
El aumento de rugosidad en las superficies debido al ensuciamiento del
compresor incrementa las pérdidas en el perfil de los álabes. Estas pérdidas aparecen
como un aumento de espesor de la capa límite, que se ve incrementado al aumentar la
rugosidad. Esto se traduce en un mayor trabajo específico del compresor (kW por
unidad de gasto másico).
La potencia producida por la turbina viene dada por la siguiente ecuación
(Meher-Homji, 1987):
Siendo:
ṁT=ṁaire+ṁcble=gasto másico a través de la turbina
Cp=calor específico de los gases de combustión
T3=temperatura de entrada la turbina (TIT)
RCT=p3/p4=relación de expansión de la turbina
=Cp/Cv
La presión de entrada a la turbina, p3, es la presión de descarga del compresor,
p2, menos la pérdida de presión en la cámara de combustión, Δpcc, esto es p3= p2-Δpcc.
Al disminuir el gasto que circula por el compresor, se reduce la relación de compresión
del motor porque la contrapresión impuesta por la turbina es menor (esta afirmación
supone que la sección de entrada a la turbina se encuentra bloqueada durante la
operación del motor, lo cual es muy común en motores modernos). Como
consecuencia la potencia producida por la misma es menor.
Aproximadamente 2/3 de la potencia desarrollada en la turbina es necesaria
para accionar el compresor, por lo que el 1/3 restante es lo que se obtiene en el eje de
salida. Como el rendimiento del compresor disminuye también a causa del
ensuciamiento, éste consumirá más potencia, reduciendo aún más la potencia a la
salida de la turbina. En aplicaciones de producción de potencia, esta pérdida se corrige
inmediatamente con el sistema de control del motor, el cual demandará un mayor
consumo de combustible, aumentando así la temperatura de entrada a la turbina (TIT),
la cual tiene un límite debido al efecto de dicho aumento sobre la reducción de vida
útil de las partes calientes.
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En general, son los IGVs y primeros escalonamientos del compresor son los que
mayor ensuciamiento presentan. Resultados experimentales determinan que si el
fouling se produce en los escalonamientos traseros, esto tiene un menor impacto
sobre el funcionamiento del compresor (Aker y Saravanamuttoo, 1989; Tarabrin et al.,
1998), sin embargo las altas temperaturas podrían hacer que las deposiciones se
“cocieran” sobre los álabes resultando complicada su limpieza. Este efecto de “cocido”
es más severo en compresores de alta relación de compresión, por ejemplo de 18:1 a
30:1, como es el caso de las turbinas de tipo aeroderivado, que en las turbinas de gas
industriales, cuya relación de compresión típica oscila entre 10:1 o 20:1.
2.3.2 Distorsión del flujo y margen de bombeo
Dado que el fouling reduce el gasto másico (y con ello el coeficiente de flujo) en
el primer escalonamiento, el comportamiento de los escalonamientos posteriores se
ve afectado. El punto de operación en la característica del primer escalonamiento se
desplaza hacia la izquierda sobre la línea de velocidad constante en el mapa del
compresor, aumentando el coeficiente de presión. Esto da lugar a una mayor densidad
del aire a la entrada del segundo escalonamiento, con la correspondiente reducción
adicional en el coeficiente de flujo de dicho escalonamiento. Este efecto progresa a lo
largo de los sucesivos escalonamientos hasta que tiene lugar el bombeo en los
escalonamientos posteriores. Los efectos que originan las variaciones en las
características de los escalonamientos sobre el comportamiento del compresor axial se
comentan con mayor detalle en la parte práctica del presente documento.
Mientras que el fouling hace que la línea de operación del compresor se
aproxime a la línea de bombeo, existen otros factores que condicionan también el
movimiento de la propia línea. Como ya se ha mencionado, la erosión de los álabes e
incluso el incremento de la rugosidad, afectan a la capa límite del perfil, ocasionando
un incremento de la misma y que sigue una tendencia hacia la separación con
aumentos adicionales de la rugosidad. Esto hace que el desprendimiento (que da lugar
al bombeo del compresor) pueda ocurrir para valores menores del ángulo de
incidencia que en el caso de álabes perfectamente lisos.
La consideración de los efectos del ensuciamiento sobre el margen de bombeo
del compresor se hace más relevante en el uso de turbinas de gas en ciclos
combinados, o en presencia de sistemas de control mediante IGV, ya que el cierre de
los álabes guía restringe el flujo de aire, que en presencia de fouling severo puede
contribuir al bombeo del compresor.
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2.3.3 Integridad de los álabes
El fenómeno de fouling no es la causa principal de fallo de un álabe, sin embargo
sí contribuye a la aparición de determinados problemas en los mismos (Mejer-Homji,
2009):
- Promueve el bombeo del compresor y el desprendimiento de la corriente, lo
cual tiene efectos nocivos sobre los álabes (ocasiona vibraciones sobre los
mismos).
- El incremento de masa en los álabes debido a la deposición de partículas
puede modificar la frecuencia natural de vibración de los mismos.
- La acumulación de suciedad entre los discos o en la raíz de los álabes puede
causar que estos operen en una posición anormal, lo que añadiría un estrés
adicional soportado por los álabes.
- Corrosión de los álabes debida a la acumulación de suciedad, especialmente si
la humedad es elevada. Sales o gases agresivos (por ejemplo NOx, SOx, etc.)
en combinación con el agua pueden ocasionar picaduras (Figura 2.11) sobre
los álabes, dando lugar a picos de tensiones locales que disminuyen la vida a
fatiga de los álabes.
- La transición entre fouling y erosión se encuentra entre los 5-10 μm de
tamaño de partícula, por lo que partículas cuyo diámetro se encuentre
contenido en ese rango de tamaños puedes causar de forma adicional
erosión. Ésta perjudica la aerodinámica del álabe (aumenta la rugosidad en la
superficie) y modifica la resistencia mecánica de los mismos (disminución del
espesor del perfil en la cola).
- La deposición de partículas también sobre los conductos de refrigeración de la
turbina (el aire de refrigeración empleado procede del sangrado del
compresor) perjudica la transferencia de calor dando lugar a un peor
enfriamiento de los álabes que puede causar daño en los mismos. La
obstrucción de estos conductos es un proceso lento que puede no ser
detectado a menos que se detenga el motor para una revisión a fondo.
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Figura 2.11 – Picaduras por corrosión
sobre álabes de compresor (Meher-
Homji, 2009)
2.4 Manifestación y detección del fouling
2.4.1 Manifestación del fouling
Los fabricantes y operadores de turbinas de gas desarrollan pautas para
reconocer cuándo el deterioro ocasionado por el fouling necesita de medidas
correctivas. Generalmente éstas se basan en una combinación de potencia y
temperatura de gases de escape. Los usuarios también monitorizan la presión de
descarga del compresor e, indirectamente, el rendimiento del mismo. Se pueden
representar así gráficos que permitan comparar los resultados medidos frente a los
esperados (motor limpio). Sin embargo, la opinión de algunos operadores es que la
única forma de detectar un compresor afectado por fouling es mediante inspección
visual, lo que implica, para la mayoría de diseños de turbinas, la parada de la unidad y
la apertura de la ventanilla de entrada para poder examinar la entrada del compresor,
los IGVs y los primeros escalonamientos visibles.
Existe un cierto consenso sobre los efectos medibles que ponen de manifiesto la
existencia de fouling en el compresor:
- Disminución del gasto másico de aire circulante por el compresor (parámetro
más sensible).
- Disminución del rendimiento del compresor y de la relación de compresión (o
de la presión de descarga).
El problema real radica en detectar el fenómeno de fouling a tiempo para evitar
una caída de prestaciones relevante, y antes de incurrir en elevados costes de
combustible. Frente a esto, los usuarios adoptan diferentes filosofías. Algunos llevan a
cabo un lavado periódico del motor, mientras que otros basan la frecuencia de lavado
en determinados parámetros de funcionamiento.
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2.4.2 Detección del fouling
El parámetro ideal para monitorizar el fenómeno de fouling debería poder
proporcionar una indicación precisa de las condiciones del compresor y motor, así
como no verse afectado por cambios en las condiciones ambientales o estado de carga
de la turbina y ser un dato sencillo y rápido de adquirir. Además, sería de interés que
no requiriera conocimientos técnicos muy especializados para poder interpretar los
datos medidos.
Aker y Saravanamuttoo (1898), llevaron a cabo un estudio sobre dos motores de
diferentes características a fin de establecer qué variaciones en los parámetros de
funcionamiento fueran un indicio de presencia de fouling o qué parámetros podrían
dar una idea más precisa sobre el comportamiento que cabría esperar en un
determinado motor ante el ensuciamiento. Seddigh y Saravanamuttoo (1991),
realizaron un estudio similar sobre tres motores, también con amplia diferencia en el
funcionamiento de los mismos. Desafortunadamente, las características que debería
cumplir el parámetros ideal no se encuentran presentes, y a la misma vez, de forma
clara en ninguno de los parámetros o combinación de parámetros medidos en los
estudios realizados.
Presión de descarga del compresor (CDP)
El estudio de Seddigh y Saravanamuttoo (1991) establece que la presión de
salida del compresor disminuye como función del número de escalonamientos
afectador por el fouling, siendo esta disminución aproximadamente lineal hasta que el
ensuciamiento ha progresado a lo largo del 25% del total de escalonamientos. A partir
de ese punto la disminución es menor.
Incremento de temperatura del escalonamiento (ΔTesc)
Este parámetro representa una medida de la carga aerodinámica del
escalonamiento. Los resultados obtenidos indican que no existe una clara relación
entre ΔTesc y la tendencia al ensuciamiento del motor. No obstante la penalización en
el funcionamiento de la turbina con menores ΔTesc es más severa en comparación con
aquellas con una carga por escalonamiento mayor.
Temperatura de entrada a la turbina (TIT)
Este parámetro no resulta ser seguro como indicador de fouling en el compresor,
pues su valor efectivamente se ve modificado pero no de manera uniforme. Los
resultados de Aker y Saravanamuttoo (1898) muestran que el valor TIT puede ser
mayor o menos que en condiciones de diseño, dependiendo significativamente de lo
afectado que se vea el rendimiento del escalonamiento. Sólo cuando éstos reducen de
manera considerable su rendimiento existe una tendencia creciente claramente
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definida en la TIT, hecho que sugiere que este parámetro podría ser un buen indicador
de daños por ingestión de objetos extraños, por ejemplo.
Potencia de salida (kW)
Los resultados de Aker y Saravanamuttoo (1898) muestran una gran variación de
la potencia producida para todo nivel de fouling. Seddigh y Saravanamuttoo (1991),
establecen dos grupos adimensionales en relación a la potencia de salida sobre los que
poder incluir características del tamaño o geometría del motor:
- kW/ṁU2, representa la relación entre la potencia específica a la salida y la
velocidad periférica de los álabes en el radio medio. Los resultados no
muestran ninguna correlación entre este valor y el fenómeno de fouling, pues
los tres motores presentan un valor similar del parámetro.
- kW/ṁCpΔTesc, representa la relación entre la potencia específica obtenida y el
incremento de entalpía del escalonamiento. De acuerdo a los resultados este
parámetro adimensional resulta ser el más representativo, pues presenta una
variación lineal y consistente con la sensibilidad al fouling, incorporando
además información sobre el tamaño del motor, a través del valor de la
potencia de salida, el gasto másico en el punto de diseño y el salto de
temperatura del escalonamiento.
Rendimiento del compresor (ηc)
La pérdida de rendimiento del compresor es un hecho innegable, sin embargo no
se puede considerar un factor ni sensible ni preciso a la hora de determinar la
presencia de fouling o el nivel alcanzado por el mismo dentro del compresor. En
concreto, los resultados de Aker y Saravanamuttoo (1989) ponen de manifiesto que la
disminución en el rendimiento de los escalonamientos (y con ello en ηc) tiene un
efecto significante sobre todos los parámetros de funcionamiento (variación en CDP,
ITT, potencia de salida o consumo específico de calor) salvo en el gasto másico, hecho
que reafirma a la disminución del gasto másico como un indicador fiable de fouling.
Como conclusión, en cuanto a manifestación y detección del fouling la reducción
del gasto másico en el punto de operación del compresor es una de las medidas más
fiables para determinar si existe ensuciamiento en el compresor. Dado que el gasto a
través del compresor no es un parámetro que se mida directamente, como alternativa
a esta medida se puede determinar la depresión a la entrada de la turbina, Δpin. Al
disminuir el gasto de aire, disminuye la velocidad y la presión estática aumenta. La
disminución de Δpin respecto al motor limpio es un excelente indicador de fouling,
pues cuando el compresor se ensucia, la reducción en el gasto másico es
aproximadamente proporcional a la raíz cuadrada de Δpin. La presión de descarga del
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compresor también es un parámetro medido frecuentemente el cual ha demostrado
ser también un buen indicador.
2.5 Pérdidas del compresor
Como ya se ha comentado, el deterioro en el funcionamiento del motor debido a
fouling, erosión, corrosión, etc., es un hecho presente incluso bajo condiciones
normales de operación, usando un combustible limpio y un sistema de filtrado
adecuado. Como resultado, este deterioro empeorará progresivamente con el tiempo
de operación.
Los tipos de pérdidas en el compresor se pueden englobar en las categorías
descritas a continuación (Diakunchak , 1992).
2.5.1 Recuperables mediante lavado
Durante el normal funcionamiento del compresor, suciedad, polvo, etc., se
adhieren a las superficies del compresor. Estas partículas, además del hollín producido
en la cámara de combustión, pueden acumularse también en los álabes de la turbina.
El resultado del fenómeno fouling es el deterioro en el funcionamiento de los distintos
componentes.
Los métodos empleados para la limpieza de los componentes sin necesidad de
desmontaje del motor son los siguientes:
- Lavado on-line en seco, mediante el empleo de cáscaras o algún otro material
abrasivo.
- Lavado on-line (en carga base o potencia parcial) con agua, agua mezclada con
detergente o algún otro fluido adecuado, preferiblemente no tóxico, no
inflamable y biodegradable.
- Lavado off-line (con el motor fuera de servicio aunque no necesariamente
parado) mediante un fluido adecuado. Este método es probablemente el más
eficaz para limpiar el compresor, en especial los componentes de la sección de
mayor temperatura, sin necesidad de abrir el motor. Sin embargo, no todos
los motores pueden permitirse una parada completa o, en caso de poder ser
así, los periodos entre paradas deben ser elevados.
El uso de un sistema de filtrado adecuado atenúa la tasa de fouling del
compresor, pero no la eliminará. Asimismo, si la superficie de los álabes no presenta
un incremento de la rugosidad y son suficientemente lisas, o tienen algún tipo de
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recubrimiento, éstas serán menos susceptibles al fouling y mostrarán una mejor
respuesta ante el lavado.
2.5.2 No recuperables mediante lavado
Incluso con un lavado regular, parte de los depósitos permanecerán en las
superficies de los componentes, reduciendo por tanto sus prestaciones. Cualquier
imperfecto en las superficies, corrosión o erosión, aumento del juego entre
componentes, etc., no se recuperará mediante la limpieza del compresor, dando lugar
a un deterioro que podrá incluso empeorar con el tiempo. Para eliminarlas se hace
necesario el desmontaje del motor y la reparación o sustitución de la pieza afectada.
2.5.3 Deterioro permanente
Durante la parada y puesta a punto del motor, los conductos de paso del aire se
limpian exhaustivamente, las partes dañadas se sustituyen y las holguras y juntas se
restauran al estado “inicial”. Si existían fugas, éstas son selladas, los álabes recubiertos
de nuevo si es necesario, etc. Es de esperar estas acciones devuelvan la turbina a las
condiciones iniciales, como si de un motor nuevo se tratara, esperándose que su
funcionamiento sea, en teoría, el mismo.
Sin embargo, el funcionamiento de la turbina no puede recuperarse
completamente hasta las condiciones de diseño, ya que existen factores que no son
posibles de restaurar, como es el aumento de la rugosidad en las superficies que sigue
la corriente, excentricidades en los huecos, doblado de los álabes, etc.
Afortunadamente, bajo circunstancias normales, este tipo de pérdida es leve.
Figura 2.12 Pérdidas estimadas a la salida frente a horas de operación
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