Parâmetros críticos em uma Turbina a Vapor

Uma turbina a vapor podem ter vários fatores que podem causar danos graves, para isso é necessário olhos atentos para todos os sinais de anormalidades na máquina, vamos descrever os principais parâmetros para a segurança da máquina.

Excentricidade

Esse parâmetro mede o desvio do eixo em relação ao centro de rotação, sintoma de um eixo que pode estar arqueado, isso pode acontecer devido a não operação do giro lento após uma parada, acesse nesse link para uma explicação mais detalhada.

Operar com excentricidade fora do normal pode causar vibração e risco de contato entre partes móveis e fixas, o ideal em caso de anormalidades é aguardar a normalização desse parâmetro antes de seguir com a partida.

Deslocamento Axial

Mede o deslocamento do rotor em relação a carcaça no sentido axial (Sentido do eixo), operar com esse parâmetro fora da normalidade pode causar contato entre partes móveis e fixas.

Durante operação se for admitido vapor com temperaturas baixas a máquina poderá ter alteração nesse parâmetro levando ao trip, isso acontece devido a condensação prematura do vapor e choque das gotículas de água contra as palhetas forçando o rotor no sentido da exaustão.

Expansão Diferencial

Mede a relação de expansão entre rotor de carcaça, devido a diferença de materiais e massa entre rotor e carcaça cada um terá uma velocidade de expansão diferente. Normalmente o rotor tem menor massa em relação a carcaça, com isso terá maior facilidade de aquecimento e consequentemente sua dilatação será mais rápida.

Toda máquina tem sua curva de partida que sempre deve ser respeitada, pois contempla a expansão segura entre rotor e carcaça. Caso desrespeite a curva de partida o rotor poderá expandir mais rápido correndo o risco de choque entre parte fixa e móvel.

Temperatura do Vapor

A temperatura do vapor é um ponto muito crítico. Trabalhar com temperatura abaixo do recomendado em projeto poderá causar erosão das palhetas conforme artigo nesse link e variações em outros parâmetros como deslocamento axial.

Velocidade Crítica

Quando a frequência natural do rotor entra em ressonância com a rotação causando aumento de vibração, para melhor entender acesse esse link.

Vídeo sobre velocidade crítica

Pressão do Condensador

O aumento de pressão no condensador pode causar aumento de temperatura nos últimos estágios da turbina a vapor. Aumentando a pressão teremos o aumento da densidade do vapor e consequentemente aumento do atrito entre vapor e palhetas. O condensador também não suportaria aumento de pressão, para proteção o condensador terá disco de ruptura ou válvula de escape livre.

Vibração

A vibração pode ser fruto de desalinhamento, desbalanceamento, falhas em mancais, entre outros fatores.

Caso a vibração fique em valores elevados pode causar degaste prematuro nos mancais, desalinhamento, falha nos acoplamentos ou dano ainda mais severos.

Óleo de Lubrificação

O sistema de óleo de lubrificação tem que estar impecável, principalmente a disponibilidade das bombas de óleo.

Acima de tudo nunca deve-se partir uma turbina sem sua bomba de emergência disponível, em caso de falha das demais bombas ela que entrará e permitirá uma parada segura da unidade, caso não esteja disponível os danos podem ser irreparáveis.

Sobretudo qualidade do óleo também é fundamental para uma boa lubrificação, manter análise periódicas e tratamento do óleo quando necessário é de grande importância.

Sobrevelocidade

Quando a turbina opera em velocidade acima da velocidade recomendada em projeto, normalmente por volta dos 10%, isso coloca a integridade da turbina em risco.

Em caso de sobrevelocidade as vávulas de admissão devem fechar imediatamente cortanto fluxo de vapor para a turbina evitando o colapso da turbina. Para mais detalhes acesse esse link.

Stress Térmico

Leia um artigo específico para esse tema aqui.