Sistema para monitorear cavitación en turbinas hidráulicas tipo Francis

Abstract

El fenómeno de cavitación es el causante de algunos de los principales problemas en la industria de generación hidroeléctrica. Estas fallas tienen que ver principalmente con un aumento en las vibraciones y ruidos de la máquina, desgaste en el rodete, reducción de la eficiencia hidráulica, aumento de los costos de mantenimiento y la disminución en la disponibilidad, confiabilidad, y mantenibilidad de la planta. Es por ello que se hace necesario el diseño y validación de un sistema que permita detectar los niveles de cavitación y el comportamiento del fenómeno dentro de la máquina, con la finalidad de determinar intervalos de funcionamiento y valores máximos y mínimos del fenómeno dentro de la máquina. El diseño del sistema se apoya en la mejora del método de detección vibratoria de cavitación, desarrollado y comercializado por Hydro-Québec, el cual contempla el análisis y procesamiento de señales de vibraciones en la estructura del cojinete guía y obtiene los niveles de energía debidos a cavitación dentro de la máquina, este método ha sido validado ampliamente en numerosas campañas de medición a nivel mundial y dentro de las fronteras venezolanas en las unidades de Planta Guri I y II y Planta Macagua I, II y III de EDELCA. Para la validación del sistema diseñado se realizan pruebas de cavitación en las unidades de Planta Guri I y II, tomando como referencia los resultados obtenidos por Hydro-Quebec en la campaña de medición de 2000. Las gráficas de cavitación que se obtienen del sistema diseñado reproducen el comportamiento que muestran los resultados de Hydro-Québec, validando de esta manera la optimización lograda, y el sistema diseñado. Posteriormente se realizarán nuevas validaciones en conjunto con la empresa canadiense a fin de aumentar la base de datos de la investigación de cavitación y desarrollar nuevas versiones del sistema que incluyan estudios de cavitación absoluta, de manera tal que se pueda estimar la velocidad de desgaste que sufre el rodete y diseñar planes de mantenimiento predictivo.