análisis del funcionamiento actual y recomendaciones de...
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Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica
Análisis del Funcionamiento Actual y Recomendaciones de Modernización de los
Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa de Máquinas № 1, de la Central Hidroeléctrica
Raúl Leoni–Guri
Víctor Hugo Gallo B. Freddy Luis Ruiz B.
Tutor Industrial: Ing. Egda Calderon Tutor Académico: Frank Pietersz
Caracas, marzo 2.002
Aprobación
Considero que el Trabajo Final titulado:
Análisis del Funcionamiento Actual y Recomendaciones de
Modernización de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa
de Máquinas № 1, de la Central Hidroeléctrica Raúl Leoni–Guri
Elaborado por los ciudadanos
Víctor Hugo Gallo B.
Freddy Luis Ruiz B.
para optar al título de
Ingeniero Mecánico
reúne los requisitos exigidos por la Escuela de Ingeniería Mecánica de la
Universidad Metropolitana, y tiene méritos suficientes como para ser
sometido a la presentación y evaluación exhaustiva por parte del jurado
examinador que se designe.
En la ciudad de Caracas, a los ....... días del mes de ....... del año.......
Tutor
DERECHO DE AUTOR
Cedemos a la Universidad Metropolitana el derecho de reproducir y
difundir el presente trabajo, con las únicas limitaciones que establece la
legislación vigente en materia de derecho de autor.
En la ciudad de Caracas, a los 8 días del mes de marzo del año 2.002
____________________ _____________________
Víctor Hugo Gallo B. Freddy Luis Ruiz B.
INDICE DE CONTENIDO
LISTA DE TABLAS Y FIGURAS iv
RESUMEN vi
INTRODUCCIÓN 1
CAPÍTULO I
1. Análisis del Funcionamiento Actual y Recomendaciones de
Modernización de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa
de Máquinas № 1, de la Central Hidroeléctrica Raúl Leoni–Guri.
1.1. Planteamiento del Problema 4
1.2. Objetivos de la Investigación 6
CAPÍTULO II
2. Marco Teórico
2.1. C.V.G Electrificación del Caroní C.A. “EDELCA” 8
2.2. Descripción de la Casa de Máquinas I de Guri 14
2.3. Parámetros de Diseño de los Sistemas de Achicamiento y
Drenaje de la Casa de Máquinas I 20
2.4. Descripción Física y Operacional de los Sistemas de
Achicamiento y Drenaje 32
CAPÍTULO III
3. Marco Metodológico
3.1. Tipo de Estudio 41
3.2. Partes del Estudio 41
ii
CAPÍTULO IV
4. Resultado y Análisis
4.1. Antecedentes 49
4.2. Fallas Reportadas en los Sistemas de Achicamiento y
Drenaje de la Casa de Máquinas I 55
4.3. Fuentes de Inundación en las Estructuras de la Casa
de Máquinas 61
4.4. Drenaje de Emergencia de la Galería para el Equipo de
Abastecimiento de Agua (El. 124,50) 65
4.5. Bases para la Selección de los Materiales de Tuberías y sus
Recubrimientos 71
4.6. Resultados de las Pruebas Realizadas en el Sumidero
de Casa de Máquinas I, Realizadas los Días 29 y
30 de Noviembre de 2001 73
4.7. Análisis de los Resultados de las Pruebas 88
4.8. Plan de Mejoras a Corto Plazo 98
4.9. Plan de Mejoras a Largo Plazo 107
CAPÍTULO V
5. Conclusiones y Recomendaciones
5.1. Conclusiones 129
5.2. Recomendaciones 130
GLOSARIO DE TÉRMINOS 131
iii
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 137
ANEXOS
A. Protocolos de Prueba con los Resultados
Obtenidos los Días 29 y 30 de Noviembre del 2.001 142
B. Características de las bombas SP y UP 172
C. Corte Transversal de una Bomba Tipo Turbina de
Eje Vertical 177
D. Bocetos para la Propuesta de los Drenajes de Emergencia
de la Galería de Equipos de Abastecimiento de Agua,
El. 124,50 179
E. Planos 183
LISTA DE TABLAS Y FIGURAS
TABLAS
1. Características de las Turbinas de la Casa de
Máquinas I 15
2. Afluencia Máxima de la Estación de Sumidero 30
3. Sistema de Achicamiento de las Unidades, Sistema de
Llenado de los Tubos Aspiradores y Sistema de Bombas 35
4. Datos de los Niveles de Agua del Sumidero 40
FIGURAS
1. Cuenca del Río Caroní 9
2. Vista panorámica de la Central Hidroeléctrica Raúl Leoni 12
3. Galería de Acceso y Ventilación 16
4. Galería Para el Equipo de Abastecimiento de Agua 17
5. Corte Transversal de una Unidad Generadora Hidroeléctrica 19
6. Final de la Tubería Forzada de la Unidad 4 20
7. Sección de la Caja Espiral de la Unidad 4 20
8. Rodete de la Turbina de la Unidad 4 20
9. Entrada del Tubo Aspirador 20
10. Bombas UP 36
11. Bombas SP 37
12. Panel de Control de las Válvulas 39
v
13. Interruptor de Flotador 63FS-SU 39
14. Número de fallas por año en el sistema de achique y sumidero 56
15. Número de fallas reportadas por componente 57
16. Cantidad y tipos de fallas reportadas en las bombas 59
17. Cantidad y tipos de fallas en las válvulas y tablero
de control y señalización 60
18. Tuberías de ø 6”, utilizadas para realizar trabajos de
mantenimiento 68
19. Brida ciega de ø 24” 70
20. Estado de la pintura en gran parte de las superficies
de las tuberías 76
21. Tubería 10” SPD 76
22. Tubería de descarga de la bomba UP-1 77
23. Tubería 16” UPD 77
24. Plataforma en la El. 105,25 78
25. Estado actual del panel de control de las válvulas 79
26. Estado actual de los interruptores de límites de la válvula EU-5 81
27. Estado actual del interruptor de límite de la válvula EU-2 81
28. Estado actual del cajetín de conexiones para los
interruptores de límite 81
RESUMEN
ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO ACTUAL Y RECOMENDACIONES DE
MODERNIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ACHICAMIENTO Y DRENAJE
DE LA CASA DE MÁQUINAS № 1, DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
RAÚL LEONI – GURI
Autores: Víctor H. Gallo B. Freddy L. Ruiz B.
Tutor: Ing. Egda Judith Calderón Caracas, Marzo 2.002
En este trabajó se realizó una evaluación del funcionamiento de los
sistemas de achicamiento y drenaje de la Casa de Máquinas I de la Central
Hidroeléctrica Raúl Leoni - Guri. El objetivo del trabajo es proponer planes de
mejora para reparar, sustituir y modernizar componentes de estos sistemas,
con la finalidad de garantizar su correcto funcionamiento, además de
aumentar el rendimiento y confiabilidad, tanto en condiciones de operación
normal como de emergencia.
Para la elaboración del trabajo, fue necesario revisar los parámetros
de diseño de los sistemas, así como las fallas sucedidas en los últimos años.
Para la evaluación del funcionamiento actual, se elaboraron protocolos de
pruebas, basados en los parámetros de funcionamiento y operación de los
componentes de los sistemas, esto con la finalidad de realizar pruebas
operativas e inspecciones.
vii
Durante las pruebas, se detectaron cierta cantidad de fallas, algunas
que no influyen de manera considerable en el funcionamiento del sistema en
general, y otras que representan un alto nivel de riesgo para el correcto
funcionamiento de toda la central.
Las fallas encontradas, en su gran mayoría, se deben a problemas
relacionados con la antigüedad de los equipos, y los mismos se acentúan
debido a la dificultad para realizar trabajos de mantenimiento.
Con los resultados de las pruebas y con la información recopilada y
revisada con anterioridad, se procedió a determinar las posibles causas y sus
soluciones, para luego elaborar los planes de mejora a corto y largo plazo.
Los planes a corto plazo, consisten en la reparación y la puesta a
punto de los componentes actualmente instalados, con la finalidad de alargar
su vida útil, y solventar los problemas de funcionamiento. Dentro de este
plan, no se propone la sustitución de ningún componente, a menos que su
estado lo amerite.
En los planes a largo plazo, se propone la sustitución de todos los
componentes de los sistemas, por equipos nuevos y modernos. Dentro de
estos planes se incluyen mejoras para la recolección de datos e información,
para posteriores evaluaciones que ayuden a detectar fallas de forma más
rápida y eficaz.
INTRODUCCIÓN
La Central Hidroeléctrica Raúl Leoni – Guri, es la principal surtidora de
energía eléctrica del país y la segunda central de este tipo, con mayor
capacidad instalada, en los actuales momentos en el mundo.
En Agosto del año 2.000, una falla en el sistema de drenaje de la
Casa de Máquinas II, causó la salida de servicio de las unidades
generadoras de la misma, produciendo un corte en el suministro de energía
eléctrica a nivel nacional, que se prolongo por varias horas.
Una vez solucionado el problema y reestablecido el suministro de
energía eléctrica, la empresa procedió a precisar las causas de este
problema. Durante las inspecciones y pruebas realizadas, se encontraron
cierta cantidad de factores que disminuían la capacidad operativa y la
confiabilidad general de la planta.
Es por esto, que la empresa decide realizar una investigación
exhaustiva en todos los equipos de los sistemas auxiliares que componen
dicha Central Hidroeléctrica. Dentro de los trabajos de investigación se
determinó la existencia de fallas en los sistemas de achicamiento y drenaje
de la Casa de Máquinas II, por lo cual fue necesario realizar un plan de
mejoras para dicho sistema en esta Casa de Máquinas. Esto coincide con los
planes de modernización y repotenciación de la central Guri.
2
Igualmente, en la Casa de Máquinas I se hace necesario la revisión de
todos sus sistemas auxiliares, dentro de los cuales se encuentran los
sistemas de achicamiento y drenaje, especialmente, por la gran cantidad de
años de servicios que tienen los mismos.
Este trabajo está estructurado en cinco capítulos, de la manera
siguiente:
En el Capítulo I, se describe el tema de investigación y se hace el
Planteamiento del Problema, exponiéndose los objetivos, tanto el general
como los específicos.
En el Capítulo II, el Marco Teórico, se hace una descripción de la
empresa y una breve reseña histórica de ésta. Se describe la Casa de
Máquinas I y también una unidad generadora. Se señalan los parámetros de
diseño de los sistemas, además de la descripción física y operacional de los
mismos. Todo esto con la finalidad de englobar la información necesaria para
el pleno conocimiento de lo que se está evaluando.
En el Capítulo III, el Marco Metodológico, se señala el tipo de
investigación y se mencionan los instrumentos de recolección de información
para la elaboración del trabajo. En éste se exponen los diferentes pasos y
métodos utilizados.
3
En el Capítulo IV, Resultados y Análisis, se presentan los
antecedentes relacionados con este trabajo de investigación, análisis de las
fallas que presentaron los componentes de los sistemas en los últimos años,
las fuentes que representan un riesgo para la correcta operación de la central
y sus soluciones. Además, se señalan los resultados de las pruebas
efectuadas y sus respectivos análisis, y se proponen los planes a corto y
largo plazo, donde están contempladas las recomendaciones para solucionar
los problemas detectados y mejorar la confiabilidad de los sistemas.
En el Capítulo V, las Conclusiones, relacionadas con los resultados
del trabajo.
CAPÍTULO I
1. ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO ACTUAL Y RECOMENDACIONES
DE MODERNIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ACHICAMIENTO Y
DRENAJE DE LA CASA DE MÁQUINAS № 1, DE LA CENTRAL
HIDROELÉCTRICA RAÚL LEONI – GURI
1.1. Planteamiento del Problema
La Central Hidroeléctrica Raúl Leoni – Guri, es la principal surtidora de
energía eléctrica del país, y una de las centrales hidroeléctricas más grandes
del mundo. Esta central consta de dos Casas de Máquinas con diez
unidades generadoras cada una.
Para poder realizar las inspecciones y reparaciones en la tubería
forzada, partes sumergidas de la turbina, caja espiral y tubo de aspiración de
las unidades Turbina – Generador, de las Casas de Máquinas, cada unidad
ha sido provista de un Sistema de Achicamiento, el cual permite realizar el
desagüe de todas las partes antes mencionadas. El Sistema de
Achicamiento, ha sido diseñado para efectuar el desagüe de una o más
unidades a la vez.
Para recolectar toda el agua proveniente del techo (debido
principalmente a precipitaciones), del sistema de enfriamiento de los equipos
menores, de la limpieza de las galerías y de todas las áreas donde es
5
recolectada agua debido a filtraciones, las dos Casas de Máquinas han sido
dotadas de un Sistema de Drenaje. Este Sistema de Drenaje, ha sido
diseñado para prestar servicio a las diez unidades que conforman cada una
de las Casas de Máquinas.
Debido al tiempo que lleva en servicio la Casa de Máquinas I (más de
veinte años), se hace necesario realizar un estudio, y analizar el estado
actual de funcionamiento de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de esta
Casa de Máquinas, para así poder determinar las causas de fallas de los
sistemas existentes y dar recomendaciones para la corrección, optimización
y modernización de los sistemas. Esto con la finalidad de garantizar la
Confiabilidad de los Sistemas, tanto en condiciones de Operación Normal,
como de Emergencia.
Una falla en los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa de
Máquinas, tendría como consecuencia la salida de operación de las unidades
generadoras, produciendo un corte a nivel nacional, en el suministro de
energía eléctrica que proporciona esta importante central.
Los sistemas que actualmente se encuentran en funcionamiento,
están en servicio desde hace más de veinte años, por lo tanto, se convierten
en sistemas propensos a fallar y a sufrir desperfectos, debido a su
antigüedad.
6
La modernización y optimización de estos sistemas, asegurarían el
correcto funcionamiento de la central y el continuo suministro de energía
eléctrica, así como la prevención de accidentes.
1.2. Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Proponer, de acuerdo con los resultados obtenidos de las
evaluaciones y pruebas realizadas, un plan de acción a corto, mediano y
largo plazo para sustituir, reparar, mejorar o modernizar partes o
componentes de los sistemas, con la finalidad de garantizar el
funcionamiento, el mantenimiento y la confiabilidad de los sistemas tanto en
condiciones de operación normal como de emergencia.
Objetivos Específicos
1. Estudiar, analizar y revisar los Criterios de Diseño, Operación y
Mantenimiento de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa
de Máquinas I.
2. Estudiar y analizar el estado actual de los sistemas.
3. Elaborar los protocolos de pruebas.
7
4. Realizar las pruebas de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la
Casa de Máquinas I.
5. Detectar fallas en el funcionamiento de los Sistemas de Achicamiento
y Drenaje de la Casa de Máquinas I.
6. Elaborar planes de contingencia para casos de emergencia.
7. Estudiar la disponibilidad para realizar las correcciones.
8. Proponer Acciones Correctivas, de Modificación y/o Modernización de
los Sistemas existentes.
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. C.V.G Electrificación del Caroní C.A “EDELCA”
Descripción de la Empresa
C.V.G. Electrificación del Caroní, C.A. - EDELCA -, filial de la
Corporación Venezolana de Guayana (C.V.G.), es la empresa de generación
hidroeléctrica más importante que posee Venezuela. Forma parte del
conglomerado industrial de la C.V.G., ubicado en la región de Guayana,
conformado por las industrias del aluminio, hierro, acero, carbón, bauxita y
actividades afines.
EDELCA opera las Centrales Hidroeléctricas "Raúl Leoni" (Guri) con
una capacidad instalada de 10.000 megavatios, considerada la segunda en
importancia en el mundo, y "23 de Enero" (Macagua), con 3.080 megavatios
instalados. Además, adelanta la construcción de la Central Caruachi y las
obras preliminares de la Central Tocoma.
Su ubicación en las caudalosas aguas del Río Caroní, al Sur del país,
le permite producir electricidad en armonía con el ambiente, a un costo
razonable y un significativo ahorro de petróleo.
9
Figura 1: Cuenca del Río Caroní
Fuente: www.edelca.com.ve
Posee una extensa red de líneas de transmisión que superan los
4.000 Km, cuyo sistema a 800 kV es el quinto instalado en el mundo con
líneas de Ultra Alta Tensión en operación.
Actualmente, EDELCA aporta más del 70% a la producción nacional
de electricidad, a través de sus grandes Centrales Hidroeléctricas Macagua y
Guri.
EDELCA desempeña un papel fundamental en el desarrollo
económico y social de Venezuela.
10
Reseña Histórica.
En 1.949, la Corporación Venezolana de Fomento (C.V.F.), contrata a
la firma consultora norteamericana Burns & Roe Inc. para realizar un Plan de
Electrificación Nacional. Esta consultora presentó un informe donde
recomendaba el desarrollo hidroeléctrico del Río Caroní, el cual ofrece
excelentes condiciones para su aprovechamiento, especialmente en el sitio
correspondiente a los saltos inferiores.
En 1.953, se designó un grupo de ingenieros que conformaron la
Comisión de Estudio para la Electrificación del Caroní, dependiente del
Ministerio de Fomento.
A principios de 1.955, se definió el primer anteproyecto de
construcción de la Central Hidroeléctrica Macagua, en el salto del mismo
nombre. Esta obra comenzó a construirse en 1.956 y fue concluida en 1.961,
con una capacidad instalada de 360 Megavatios.
Entretanto, la Comisión de Estudios para la Electrificación del Caroní,
adscrita desde 1.958 a la C.V.F., había autorizado la realización de las tareas
preliminares del Proyecto Guri, para lo cual un grupo de ingenieros se instaló
en el Cañón de Necuima, aproximadamente 90 Kilómetros agua arriba de
Macagua, el lugar escogido como base de operaciones de la futura obra.
11
En 1.960 el equipo profesional que adelantaba los proyectos sobre el
Río Caroní, pasó a formar parte de la Corporación Venezolana de Guayana;
y en 1.963 se constituyó formalmente la empresa C.V.G. Electrificación del
Caroní, C.A. EDELCA.
Los estudios realizados en el Cañón de Necuima, recomendaban la
construcción de una presa para producir un embalse capaz de almacenar un
gran volumen de agua, y la construcción por etapas de una central
hidroeléctrica.
En 1.963, comienza la primera fase de construcción de la Central
Hidroeléctrica Raúl Leoni, la cual finaliza en 1.978, con el embalse a la cota
máxima de 215 metros sobre el nivel del mar y una Casa de Máquinas con
una capacidad instalada de 2.065 Megavatios en diez unidades. La etapa
final de la Represa Guri culmina en 1.986 con el realzamiento de la Presa de
Gravedad y Aliviadero hasta la cota de 272 metros sobre el nivel del mar, y la
construcción de una segunda Casa de Máquinas con una capacidad
instalada de 7.300 Megavatios en diez unidades generadoras.
En el año 1.988, se inician los trabajos de construcción de las
estructuras principales de concreto de la Central Macagua II, con dos (2)
Casas de Máquinas y una capacidad instalada de 2.540 megavatios, los
cuales culminan en 1.997.
12
En la actualidad, se adelantan los trabajos de construcción de la
Central Hidroeléctrica Caruachi, y se adelantan los trabajos preliminares de
la Central Tocoma, con 12 unidades cada una, con una capacidad instalada
de 2.160 Megavatios, concluyendo con este último proyecto el
aprovechamiento hidroeléctrico del bajo Caroní.
Central Hidroeléctrica Raúl Leoni
En el Cañón de Necuima, 100 kilómetros aguas arriba de la
desembocadura del Río Caroní en el Orinoco, se levanta la estructura de la
Central Hidroeléctrica "Raúl Leoni", con 10 millones de kilovatios en sus dos
Casas de Máquinas.
En los actuales momentos, Guri es la segunda planta hidroeléctrica de
mayor potencia instalada en el mundo, después del complejo binacional de
Itaipú: Brasil-Paraguay
Figura 2:Vista panorámica de la Central Hidroeléctrica “Raúl
Leoni” (Guri) Fuente: www.edelca.com.ve
13
Con relación al embalse, Guri se encuentra en octavo lugar entre los
diez de mayor volumen de agua represada.
La generación de esta planta podrá alcanzar los 50.000 GWh al año,
capaces de abastecer un consumo equivalente a 300.000 barriles diarios de
petróleo, permitiendo cumplir con la política de sustitución de
termoelectricidad por hidroelectricidad, con el fin de ahorrar combustibles
líquidos que pueden ser utilizados para su exportación o su conservación
con otros fines.
El desarrollo de Guri responde no solamente al acelerado crecimiento
de la demanda energética del país, sino también a la necesidad de afirmar la
capacidad que se había instalado en Macagua, cuya generación dependía de
las temporadas de verano e invierno.
La ejecución de esta obra en su primera fase comienza en 1963 y
finaliza en 1978, con una capacidad de 2.065 Megavatios en 10 unidades,
con el embalse a la cota máxima de 215 metros sobre el nivel del mar. La
etapa final de la represa de Guri, concluida en 1986, consistió en la
realización de los siguientes trabajos:
• Realzamiento de la presa de gravedad y aliviadero hasta la cota 272
metros sobre el nivel del mar.
• Construcción de dos presas de gravedad a ambas márgenes del río.
14
• Construcción de una segunda casa de máquinas que alberga 10
unidades generadoras, de 730 MW cada una, al pie de una presa de
gravedad situada en la márgen derecha del río.
• Excavación de un segundo canal de descarga.
• Construcción de dos presas de tierra y enrocamiento a ambas
márgenes del río.
• Construcción de los diques de cierre.
Es importante señalar que, tanto EDELCA como las empresas
contratistas y de ingeniería venezolana, aumentaron progresivamente su
aporte en el proyecto y la construcción de la obra. Así fue como la ingeniería
del proyecto pasó de un alto nivel de dependencia extranjera en su primera
etapa, a un mayoritario nivel de ejecución de EDELCA, con participación de
un significativo grupo de ingenieros y asesores venezolanos incorporados al
proyecto.
2.2. Descripción de la Casa de Máquinas I de Guri
Generalidades
La Casa de Máquinas I de la Central Hidroeléctrica de Guri consta de
diez unidades generadoras, con una capacidad instalada de 2.565
Megavatios. Para la generación de la energía eléctrica, se utilizan diez
turbinas hidráulicas tipo francis acopladas a los generadores. En la Casa de
15
Máquinas I, existen cuatro modelos de turbinas con características
diferentes.
Las diferentes unidades instaladas dentro de la Casa de Máquinas I
corresponden a las diferentes etapas de construcción de la central y a los
cambios sucesivos en la altura del nivel de la presa. Las características de
las diferentes turbinas de esta Casa de Máquinas pueden observarse en la
Tabla 1.
Tabla 1 CARACTERÍSTICAS DE LAS TURBINAS DE LA CASA DE MÁQUINAS I
(VALORES MÁXIMOS)
UNIDAD CAÍDA (m)
POTENCIA (MW)
CAUDAL (m³/s)
VELOCIDAD (RPM)
1 – 3 115 218,6 208 128,6
4 – 6 128 270 227 120
7 136 340 270 128,6
8 – 10 136 400 322 128,6
Fuente: C.V.G. EDELCA C.A.
Los valores indicados en la tabla 1 para la caída, fueron obtenidos
tomando como cota máxima del embalse la El. 270,00.
La Casa de Máquinas I consta de cuatro pisos principales. En el
primer piso, en la El. 116,00, se encuentra la Galería de Acceso y
Ventilación, en donde están ubicadas las bombas de suministro de agua
tanto para el sistema de enfriamiento de las unidades como para los demás
16
servicios de la Casa de Máquinas. En esta galería se encuentran además,
los equipos de ventilación así como los accesos para la caja espiral, tubo
aspirador y foso de válvulas de achicamiento de todas las unidades.
Figura 3: Galería de Acceso y Ventilación
Fuente: Elaboración Propia
El segundo piso, en la El. 124,50, se encuentra la Galería para el
Equipo de Abastecimiento de Agua, en donde están ubicadas las válvulas y
tuberías para la distribución del agua del Sistema de Enfriamiento de las
Unidades así como los Equipos de Aire Acondicionado para la Central, la
Planta de Tratamiento para Agua de Consumo y la Planta de Tratamiento de
Aguas Residuales. En este piso también se encuentra la Sala de Turbinas,
donde están ubicados los Controles para los Gobernadores de las Turbinas.
17
Figura 4: Galería para el Equipo de Abastecimiento de Agua
Fuente: Elaboración Propia
El tercer piso, en la El. 131,00, se encuentra la Galería de Cables, en
donde están ubicados los Transformadores y el Cableado de Alimentación
para la Central. En este piso también está la Sala de Generadores, como su
nombre lo indica, es donde se encuentran los generadores de la Central,
además de los Sistemas Contra Incendio. En este piso se encuentra la
Estación de Achique y Sumidero.
El cuarto piso, en la El. 137,50, se encuentra la Galería para Equipos
de Maniobra, en donde está ubicada la Sala de Control. También se
encuentra ubicada la Nave de Generadores.
En la elevación 148,00 en la parte externa de la Casa de Máquinas se
encuentran ubicados los Transformadores.
18
Descripción de una Unidad Generadora
La energía eléctrica producida en Guri, se logra gracias a la utilización
del enorme potencial energético del agua represada en el embalse. Para
aprovechar toda esta energía del agua y transformarla en energía eléctrica,
en la Central Hidroeléctrica de Guri, se utilizan Turbinas Hidráulicas tipo
Francis, con sus ejes acoplados a los generadores.
La Turbina Hidráulica es la máquina encargada de transformar la
energía cinética de la corriente de agua, en movimiento rotatorio, el cual
transmitido al Generador, lo transforma en energía eléctrica.
Para las condiciones en las cuales se diseñó la central de Guri, el tipo
de turbina seleccionado fue la Francis, que es la que mejor se adapta a los
rangos de trabajo de Guri.
En la Turbina Francis, el agua almacenada en el embalse, cuya
elevación se encuentra por encima del rodete de la turbina, es conducida por
una tubería a alta presión, denominada tubería forzada, hasta la caja espiral,
en donde el agua es distribuida alrededor y hacia el rodete, a través de las
paletas fijas para luego pasar por las paletas móviles o directrices, ubicadas
en la periferia del rodete. La función de estas paletas es la de regular la
velocidad del rodete mediante su apertura o cierre, regulando el caudal de
agua que pasa por la turbina. El agua una vez que atraviesa las paletas
móviles, golpea los álabes del rodete, pasa a través de estos, y produce el
19
movimiento giratorio. El rodete es la pieza que transforma la energía cinética
en movimiento rotacional. Este movimiento es transmitido al Generador,
mediante un eje que acopla directamente el rodete de la turbina con el rotor
del generador, y se transforma en energía eléctrica. Una vez que el agua ha
atravesado el rodete, esta se encauza hacia el canal de descarga a través
del tubo aspirador, el cual se denomina así porque literalmente aspira el
agua que sale del rodete, esto debido a la presión menor existente en la
entrada del tubo aspirador.
Figura 5: Corte Transversal de una Unidad Generadora Hidroeléctrica
Fuente: C.V.G. EDELCA C.A.
20
2.3 P
fueron
Achica
Sistem
para C
Figura 6: Final de la Tubería Forzada de la Unidad 4
Fuente: Elaboración Propia
F
arámetros de Diseño de los Sistema
de la Casa de Máq
Los parámetros de diseño y datos q
tomados del memorando de di
miento y llenado de las Unidades, y N
a Bombas de Sumidero, elaborados p
.V.G. EDELCA C.A., bajo contrato 239
Figura 7:Sección de la Caja Espiral de la Unidad 4
Fuente: Elaboración Propia
Figura 9: Entrada del Tubo Aspirador
Fuente: Elaboración Propia
Figua 8: Rodete de la Turbina de la Unidad 4
uente: Elaboración Propia
s de Achicamiento y Drenaje
uinas I
ue se presentan a continuación,
seño Número 7, Sistema de
úmero 12, Estación de Drenaje y
or Harza Engineering Company,
-C, en abril de 1.962.
21
Sistema de Achicamiento y Llenado de las Unidades
Descripción General
Con el objeto de realizar las inspecciones y reparaciones en la tubería
forzada, partes sumergidas de la turbina, caja espiral y tubo aspirador de
cada unidad, se cuenta con un Sistema de Achicamiento diseñado para
efectuar el desagüe de una unidad a la vez, aunque dos o más unidades
podrán mantenerse vacías simultáneamente. Las bombas de achicamiento
pueden ser usadas también, cuando sea necesario, como bombas de
sumidero. Adicionalmente, existe el sistema de llenado del tubo aspirador y
de la caja espiral, el cual esta diseñado para equilibrar las cargas hidráulicas
en ambas caras de la las compuertas del tubo aspirador y permitir su
remoción.
Datos y Criterios de Diseño
a._ Elevaciones del Canal de Descarga (metros sobre el nivel del mar)
• Flujo de diseño El. 148,00
• Flujo Máximo (17.500 m≥/seg) El. 138,90
• Máxima Descarga de la Planta El. 130,00
• Bajo (mínimo flujo regulado) El. 125,50
• Mínimo (sin flujo) El. 119,00
22
b._ Diseño del Sistema de Achicamiento
El achicamiento de la unidad comienza bajando la compuerta de toma,
para permitir el drenaje por gravedad del agua contenida en la tubería
forzada y la caja espiral hasta el nivel del canal de descarga, esto a través de
las paletas móviles de la turbina y/o drenaje de la caja espiral. Una vez
alcanzado el equilibrio las compuertas del tubo aspirador se cierran y
posteriormente se activan las bombas de achicamiento. El agua remanente
en la tubería forzada y la caja espiral será drenada hacia el tubo aspirador a
través del drenaje de la caja espiral. El volumen total de agua remanente en
una unidad después de bajar la compuerta del tubo aspirador, con el canal
de descarga a la El. 130,00 es aproximadamente 4.350.000 litros (1.150.000
galones), el cual conjuntamente con las filtraciones de la compuerta deberá
ser bombeado al canal de descarga por las bombas de achicamiento. Las
filtraciones en la compuerta son de aproximadamente 3.800 l/min (1.000
gpm). El tiempo estimado para achicar una unidad es de cuatro horas. El
caudal promedio de bombeo es aproximadamente 22.700 l/min (6.000 gpm).
El achicamiento de las unidades no se inicia con el nivel del canal de
descarga por encima de la El. 130,00 (máxima descarga de la planta).
c._ Diseño del Sistema de Llenado del Tubo Aspirador
Para remover la compuerta del tubo aspirador, es necesario llenar la
unidad hasta el nivel del Canal de Descarga, para balancear las cargas.
23
Aproximadamente, 3.610.000 litros (955.000 galones) de agua son
necesarios para llenar la unidad con el Canal de Descarga a la El. 122,50. El
tiempo estimado para llenar el tubo aspirador, la caja espiral, y la parte baja
de la tubería forzada es de 80 minutos. El resto de la tubería forzada se
llenará mediante la elevación de la compuerta de toma.
Descripción de Tuberías del Sistema de Achicamiento.
a._ El sistema de achicamiento consta de un tubo colector de 24 pulgadas
(se utilizarán comillas “ para denotar las pulgadas), común para todas las
unidades, una tubería individual de 18” para el drenaje del tubo aspirador
conectado desde el punto más bajo de cada tubo aspirador hasta el tubo
colector, y un foso de válvulas ubicado entre cada par de tubos aspiradores.
El colector de 24” está conectado directamente a dos bombas tipo
turbina de eje vertical. Cada drenaje del tubo aspirador incluye una válvula
de cierre y una válvula de retención para evitar el reflujo desde el colector
hacia la unidad. Todas las válvulas de los drenajes de los tubos aspiradores,
están provistas con dispositivos de bloqueo para impedir una apertura no
autorizada. Para achicar una unidad, se requiere apertura manual de la
válvula de drenaje del tubo aspirador de la unidad a ser achicada, así como
el encendido manual de las dos bombas de achicamiento.
b._ El sistema de achicamiento también incluye el drenaje de la caja espiral,
el cual consta de una tubería de 14” con válvula de cierre, que conecta la
24
caja espiral con el tubo aspirador. Con el nivel del Canal de Descarga a la
El. 130,00 y con las paletas móviles de la turbina cerradas, en la tubería
forzada y la caja espiral permanecen aproximadamente 2.060.000 litros
(546.000 galones) de agua, los cuales deben ser drenados hacia el tubo
aspirador. El tamaño de la tubería de drenaje de la caja espiral está diseñado
para un periodo de descarga de 45 minutos.
c._ Existe un sistema de drenaje separado para los fosos de válvulas, que
permite drenar las filtraciones de estos fosos hasta el sumidero. El drenaje de
los fosos consta de una tubería de 4”, la cual se conecta a un colector de 8”
d._ Un drenaje auxiliar de 6”, dotado de válvula de cierre, permite el flujo
desde el colector de achicamiento hasta el sumidero, para permitir el drenaje
por gravedad de cualquier filtración dentro del tubo aspirador, después de
completado el proceso de achicamiento. Una línea de succión de 16”,
provista de una válvula de retención, permite el uso de emergencia de las
bombas de achicamiento para drenar el sumidero en caso de una falla de las
bombas de sumidero o flujo excesivo dentro del mismo. La válvula de
retención previene el flujo desde el colector de achicamiento hacia el
sumidero.
25
Bombas de Achicamiento
Se utilizan dos bombas en paralelo para el achicamiento. Se
seleccionaron para dar una descarga promedio por bomba de 11.300 l/min
(3.000 gpm), a la altura máxima de bombeo. Las bombas son del tipo turbina
de eje vertical, lubricadas por aceite, impulsadas por motor eléctrico de
inducción trifásico de jaula de ardilla, con una potencia aproximada de 125
Hp, para 440 V, 60 Hz. Estas bombas son de arranque manual.
Descripción de la Tubería del Sistema de Llenado del Tubo Aspirador.
Cada unidad está dotada de una tubería de 20” que conecta al Canal
de Descarga con el tubo aspirador. Esta tubería pasa a través de la Galería
de Acceso y Ventilación, El. 116,00, en donde se bifurca. Una de las líneas
se conecta con el tubo aspirador, la otra sirve de suministro de agua para la
bomba del sistema de enfriamiento de cada unidad. Cada una de estas
líneas está provista de una válvula de cierre. La válvula de la línea que va al
tubo aspirador está dotada de un dispositivo de bloqueo para prevenir el flujo
de agua de forma inadvertida hacia una unidad vacía. La toma de la línea de
llenado, en el canal de descarga, está hecha en forma de acampanado en el
concreto con una rejilla de acero en la entrada. Para el mantenimiento de las
válvulas del sistema, se coloca una tapa unida con pernos en la toma de esta
tubería justo antes de la rejilla.
26
Estación de Drenaje y Sistema de Bombas de Sumidero
Descripción General
El Sistema de Drenaje de la Casa de Máquinas, se diseñó para
recolectar toda el agua proveniente del techo de la Casa de Máquinas y de la
Plataforma de Transformadores, del Sistema de Enfriamiento de las
Unidades Menores, de la limpieza de las galerías y de todas las áreas donde
es recolectada agua por filtraciones. Las tuberías colectoras del sistema de
drenaje están diseñadas para prestar servicio a las diez unidades de la Casa
de Máquinas. Toda el agua recolectada por encima de la El. 148,00, es
drenada directamente al Canal de Descarga para reducir los requerimientos
de bombeo de las bombas de la estación de sumidero y reducir el volumen
del mismo. El drenaje del piso del cuarto de baterías, es enviado al sumidero
por una tubería individual resistente a los ácidos.
Drenajes del Techo
Los datos para determinar el diseño de la intensidad de las
precipitaciones, fueron tomados del Boletín Mensual Climatológico e
Hidrológico publicado por la Corporación Venezolana de Fomento de la
República de Venezuela para el período de Agosto de 1.958 a Diciembre de
1.959. Este reporte de la Estación de Las Babas, ubicada aproximadamente
a 20 kilómetros de Guri, dió el siguiente resultado para el mes de Agosto de
27
1.959, que fue el mes en donde se obtuvo tanto la máxima cantidad total de
precipitación, como la máxima intensidad de precipitación:
1. Máxima intensidad de lluvia: 20 mm en 10 minutos
2. Precipitación máxima en 24 horas: 66,8 mm
3. Precipitación máxima en 31 días: 366,4 mm
Utilizando la intensidad de 20 mm por 10 min, el promedio horario es
de 120 mm. En vista que los datos de máximas intensidades fueron tomados
en un periodo de tiempo muy corto, los drenajes fueron diseñados para una
intensidad de 200 mm por hora para compensar los datos limitados.
Diseño del Sumidero y Selección de las Bombas de Sumidero
a._ Arreglo: La estación consta de un sumidero, dos bombas de sumidero y
dos bombas de achicamiento. Las bombas de achicamiento pueden ser
utilizadas como bombas de sumidero en caso de emergencia.
b._ Diseño General: El agua recolectada por los drenajes de piso y del foso
de válvulas, y el agua de enfriamiento de los equipos menores ubicados en el
interior de la Casa de Máquinas, se dirigirá hacia la estación combinada de
achique y sumidero.
En el sumidero se encuentran instaladas dos bombas tipo turbina de
eje vertical, denominadas Bombas del Sumidero, designadas SP-1 y SP-2, y
28
dos bombas tipo turbina de eje vertical, para el achicamiento de las unidades
designadas UP-1 y UP-2, las cuales pueden ser operadas como bombas de
sumidero en situaciones de emergencia que así lo ameriten. La descarga de
las dos bombas del sumidero se efectúa a una tubería común, que a su vez
lo hace al canal de descarga, a un nivel por debajo de la cota mínima
esperada para el canal.
c._ Datos y Criterios de Diseño
1._ Elevaciones del Canal de Descarga (metros sobre el nivel del mar)
• Flujo de diseño El. 148,0
• Flujo Máximo (17.500 m≥/seg) El. 138,9
• Máxima Descarga de la Planta El. 130,0
• Bajo (mínimo flujo regulado) El. 125,5
• Mínimo (sin flujo) El. 119,0
2._ El flujo pico del sumidero, incluye las filtraciones de las fundaciones de la
Casa de Máquinas a la elevación del canal de descarga El. 148,00.
3._ El flujo normal del sumidero, incluye las filtraciones de las fundaciones de
la Casa de Máquinas a la elevación del canal de descarga El. 130,00.
29
4._ Las dos bombas de sumidero, cuando operan juntas, tienen suficiente
capacidad para descargar una cantidad en exceso del flujo pico hacia el
canal de descarga a la El. 148,00.
5._ La máxima altura de bombeo, 50 metros aproximadamente, ocurre con
dos bombas operando con el Canal de Descarga a la El. 148,00 y con el
nivel mínimo en el sumidero, El. 101,50. La mínima altura de bombeo, 16
metros aproximadamente, ocurre con una bomba operando con el nivel del
Canal de Descarga a la El. 119,00, con el nivel más alto en el sumidero, El.
103,70.
6._ La afluencia máxima de la estación del sumidero se estimó, sobre la base
de la información que se muestra en la Tabla 2, en 5.260 l/min, para 10
unidades, con el Canal de Descarga a la El. 148,00.
7._ Capacidad de las bombas: 5.260/2 = 2630 l/min (700 gal/min) a la altura
máxima total.
8._ El volumen activo del sumidero para un tiempo de 15 minutos con las
bombas apagadas, para un flujo normal (Canal de Descarga El. 130,00), es
de:
3.790 l/min x 15 min = 57.000 litros = 57,0 m≥
30
Asumiendo una capacidad de bombeo de 7.750 l/min (2.050 gpm)
cuando se bombea contra el Canal de Descarga a la máxima descarga de la
planta (El. 130,00), el tiempo de bombeo viene dado por:
T = (57.000 + 3.790 T) / 7.750
Resolviendo la ecuación anterior queda:
T = 14,3 min
Tabla 2 Afluencia Máxima de la Estación del Sumidero
Flujo Pico (Canal de Descarga
El. 148,00) l/min
Flujo Máximo (Canal de Descarga
El. 130,00) l/min
Caudal por filtraciones de las áreas sumergidas a 1 l/min por cada 7,35 m″ de área sujeta a filtraciones (un gpm por cada
300 ft″)
3.930 2.460
Drenajes del pozo de las turbinas de 10 unidades a 57 l/min (15 gpm) cada una 570 570
Cantidad de agua asumida para el lavado de las galerías, con 4 conexiones para
mangueras a 37,8 l/min (10 gpm) cada una 152 152
Agua de enfriamiento para 2 compresores de aire y post-enfriadores a 19 l/min (5 gpm)
cada uno 38 38
Equipo de Aire Acondicionado, 30 toneladas de refrigeración, estimado a 19 l/min (5 gpm) por cada tonelada de refrigeración
570 570
Caudal Total de Aporte Estimado 5.260 3.790
Fuente: Memorando de diseño Número 12, Estación de Drenaje y Sistema Bombas de Sumidero
31
9._ Las filtraciones de las compuertas de una unidad vacía, estimada 1000
gpm, serán manejadas también por las bombas de la estación de sumidero.
Este flujo no fue incluido en los cálculos anteriores, pero puede ser manejado
normalmente por la segunda bomba de sumidero con la elevación del Canal
de Descarga a El. 130,00 o por debajo. Para el caso en el que se tengan
elevaciones superiores en el Canal de Descarga, estas filtraciones serán
manejadas por las bombas de achicamiento bajo control manual.
d._ Bombas de Sumidero
Las Bombas de Sumidero son de tipo turbina de eje vertical,
lubricadas por aceite, impulsadas por motor de inducción trifásico jaula de
ardilla para 440 V y 60 Hz. Cada bomba está dimensionada para manejar un
caudal de 2.630 l/min (700 gpm) a 50 m (164 ft) de altura total 7.750 l/min
(2.050 gpm) a 33 m (108 ft) de altura total. Estos rangos son aproximados.
Cada bomba requiere de un motor de 75 Hp.
e._ Controles
El Equipo de Control de las Bombas consta de un interruptor de
flotador combinado con un alternador automático. Un interruptor de
diafragma a presión está colocado para activar la alarma de alto nivel de
agua. Con el agua fluyendo dentro del sumidero, el flotador subirá de nivel y
cuando éste alcance el nivel alto de agua Nº 1 (El. 103,70) se activará una de
las dos bombas de sumidero seleccionadas por el alternador. Si el nivel del
32
agua continúa subiendo hasta el nivel alto de agua Nº 2 (El. 104,00), la
segunda bomba se activará automáticamente. En caso de no ser controlado
el nivel de agua el sistema consta de dos alarmas. Una primera alarma del
nivel alto del agua activada por el interruptor de flotador (El. 104,30), y la
segunda alarma de nivel alto de emergencia activada por el interruptor de
diafragma a presión (El. 106,50). En este momento, las bombas de
achicamiento pueden ser operadas manualmente durante el tiempo
necesario hasta que las bombas de sumidero sean capaces de manejar el
flujo dentro del sumidero. Las dos bombas de sumidero continuarán
operando hasta que la elevación del agua dentro del sumidero llegue al nivel
mínimo (El. 101,50). Las bombas de sumidero también están provistas de un
control manual.
2.4 Descripción Física y Operacional de los Componentes de los
Sistemas de Achicamiento y Drenaje
Sistema de achicamiento de las unidades
Tuberías
Tubería ø18” DTD (Draft Tube Drainage), drenaje del tubo aspirador ,
es la tubería que permite el vaciado del tubo aspirador, ésta conecta con la
tubería de ø 24” DTD, que es la tubería colectora del sistema de
achicamiento. Asociada a esta tubería se encuentra en el pozo sumidero una
tubería de ø 6” que permite el drenaje por gravedad de las unidades.
33
Una tubería de ø 16” que permite el achique del pozo sumidero a
través de las bombas UP.
Tubería de ø 12” UPD (Unwatering Pump Discharge), descarga de las
bombas de achicamiento, es la tubería de descarga de las bombas UP, ésta
conecta con una tubería ø 16” UPD la cual desemboca en el Canal de
Descarga. Esta tubería está dotada de una válvula de charnela en su parte
final, para evitar el flujo del agua desde el canal de descarga hacia el
sumidero.
Válvulas del Sistema
1._ Válvula de Compuerta ø 12” U9. Esta válvula se encuentra
ubicada en el foso de válvulas de la caja espiral a la El. 112,00 y es la que
permite el drenaje del agua por gravedad, desde la caja espiral hacia el tubo
aspirador. Luego de esta válvula, se encuentra ubicada una válvula check,
para evitar que el agua regrese nuevamente al tubo aspirador a través de
esta tubería.
2._ Válvula de Mariposa ø 18” U10. Se encuentra ubicada en el foso
de válvulas para el achicamiento de la unidad El. 106,00 y es la que permite
el paso del agua desde el tubo aspirador hasta la tubería colectora de 24”
DTD.
34
3._ Válvulas de Mariposa ø 16” EU-1 y EU-3. Estas válvulas de
accionamiento neumático se encuentran ubicadas en la succión de las
bombas UP-2 y UP-1 respectivamente, en una de las plataformas del
sumidero a la El. 105,75, y son las encargadas de permitir la succión del
agua por parte de las bombas para llevar a cabo el achique del tubo
aspirador a través de la tubería de 24” DTD.
4._ Válvulas de Mariposa ø 12” EU-2 y EU-4. Son válvulas de
accionamiento neumático ubicadas a la descarga de las bombas UP-1 y
UP-2 respectivamente, en una de las plataformas del sumidero a la
El. 114,78, y permiten la descarga de las bombas UP hacia la tubería 16”
UPD y posteriormente hacía el canal de descarga. Antes de cada una de
estas válvulas, se encuentra ubicada una válvula check del mismo diámetro,
que evita que en algún momento fluya agua desde el canal de descarga
hacía el sumidero.
5._ Válvula de Mariposa ø 6” EU-5. Es una válvula de accionamiento
neumático, que permite remover la filtración de la compuerta en la unidad
después de la operación de achicamiento, drenando por gravedad hacia al
sumidero. La válvula EU-5 se encuentra ubicada en el pozo sumidero en la
El. 105,75, luego de esta válvula, existe una válvula check del mismo
diámetro, que evita que el agua retorne desde el pozo sumidero hacia la
tubería colectora de 24” DTD.
35
6._ Válvula de Mariposa ø 16” EU-6. Esta válvula de accionamiento
neumático se encuentra ubicada en el pozo sumidero a la El. 105,75,
generalmente se encuentra abierta, ya que permite que en caso de
emergencia las bombas UP actúen como bombas de sumidero. Pero en el
caso del achique de una unidad, la válvula EU-6 está cerrada, aunque luego
de ésta, se encuentra una válvula check para evitar que el agua proveniente
del tubo aspirador de la unidad en achique entre hacia el pozo sumidero.
7._ Válvula de Compuerta ø 20” U11, se encuentra ubicada en la
Galería de Acceso y Ventilación El. 116,00, y permite el llenado del tubo
aspirador.
Tabla 3 Sistema de Achicamiento de las Unidades, Sistema de Llenado de los Tubos
Aspiradores y Sistema de Bombas Programa de operación de válvulas
No. Operación Abierta Cerrada
1 Normal (todas las unidades llenas)
EU-1, EU-2, EU-3, EU-4, EU-6, EU7,
EU8 U9, U10, U11, EU-5
2 Para achicamiento de la unidad
U9, U10, EU-1, EU-2, EU-3 EU-4, EU-7
EU-8 U11, EU-5, EU-6
3
Para remover la filtración de la compuerta en la unidad
después de la operación de achicamiento
EU-1, EU-2, EU-3, EU-4, EU-5, EU-6 EU-7, EU-8, U9,
U10
U11
4 Para llenar el tubo aspirador de la unidad U11 U9, U10, EU-5
Fuente: C.V.G. EDELCA C.A.
36
Bombas del Sistema
El Sistema de Achicamiento de las Unidades cuenta con dos bombas
tipo turbina de eje vertical, denominadas UP-1 y UP-2, operadas
manualmente, con una capacidad nominal de 11.300 l/min cada una, y son
las encargadas de achicar el tubo aspirador y la caja espiral de las unidades
generadoras, estas bombas se encuentran ubicadas en la estación de
sumidero en la El. 131,00.
Figura 10: Bombas UP
Fuente: Elaboración propia
Sistema de Drenaje
Tuberías
La tubería de ø 12” SPD (Sump Pump Discharge), descarga de las
bombas del sumidero, es la tubería que permite la descarga de las bombas
SP hacia el Canal de Descarga. Esta tubería está dotada en su parte
terminal con una válvula de charnela para evitar el reflujo de agua desde el
Canal de Descarga hacia el sumidero.
37
Válvulas del sistema
Válvulas de Mariposa ø 10” EU-7 y EU-8. Son válvulas de
accionamiento neumático ubicadas a la descarga de las bombas SP-1 y
SP-2 respectivamente, en una de las plataformas del sumidero a la
El. 114,78, y permiten la descarga de las bombas SP hacia la tubería 12”
SPD y posteriormente hacía el canal de descarga. Antes de cada una de
estas válvulas se encuentra ubicada una válvula check del mismo diámetro,
evitando que en algún momento fluya agua desde el canal de descarga hacía
el sumidero.
Bombas del Sistema
El sistema consta de dos bombas tipo turbina de eje vertical,
denominadas SP-1 y SP-2, con una capacidad nominal de 2.300 l/min cada
una, controladas automáticamente, encargadas de achicar el pozo sumidero.
Figura 11: Bombas SP
Fuente: Elaboración Propia
38
Dispositivos de control y señalización
Interruptor de flotador 63FS-SU, encargado de medir la elevación del
nivel del agua dentro del sumidero y accionar el contacto para el arranque
automático de las bombas SP. Al momento que el nivel del agua dentro del
sumidero alcanza la El. 103,70, se acciona la bomba en avance; cuando se
alcanza la El. 104,00, se acciona la bomba en atraso; al llegar a la
El. 104,30, se acciona la alarma de alto nivel de agua. Esta alarma da una
señal que puede escucharse tanto en la estación de sumidero, como en la
Sala de Control de la Casa de Máquinas. Cuando se alcanza la El. 101,50,
las bombas se detienen automáticamente.
En el Tablero de Control de las Bombas SP, existe un selector
automático de la bomba en avance. Este selector alterna la bomba en
avance para cada ciclo de achique del sumidero, con la finalidad de obtener
un tiempo de operación aproximadamente igual para ambas bombas.
Además, existe un interruptor para arranque manual de las bombas.
Interruptor de diafragma a presión 63PD-SUA, ubicado dentro del
sumidero, cuya función es la de activar la alarma de alto nivel de
emergencia. Esta alarma se activa cuando el nivel del agua alcanza la
El 106,50, y puede escucharse tanto en la estación de sumidero como en la
Sala de Control de la Casa de Máquinas. Cuando el agua del sumidero
alcanza este nivel, los impulsores de las bombas UP, se encuentran
39
sumergidos, por lo tanto pueden utilizarse estas bombas para achicar el
sumidero en caso de emergencia.
Panel de control de las válvulas, ubicado en la estación de sumidero.
Dentro de este panel se encuentran los dispositivos de operación de las
válvulas y la señalización de la posición de las válvulas (abierta o cerrada).
Las válvulas de accionamiento neumático del sumidero (EU-1 a la EU-8), son
accionadas mediante válvulas direccionales de dos posiciones y cuatro vías,
operadas manualmente, y se encuentran ubicadas en este panel. Las
válvulas del sumidero, poseen interruptores de límite, los cuales señalan la
posición de apertura de la válvula. El panel de control adicionalmente, está
dotado de un sistema para señalar cuáles bombas se encuentran trabajando
(tanto las UP como las SP). Además, se encuentra la alarma para los niveles
altos en el sumidero y el respectivo interruptor para silenciar dichas alarmas.
Figura 12: Panel de Control de las
Válvulas
Fuente: Elaboración Propia
Figura 13: Interruptor de Flotador 63FS-SU
Fuente: Elaboración Propia
40
El módulo de operación, tanto de las bombas SP como de las UP,
regula la operación de las bombas, en éste se miden los parámetros de
funcionamiento de las mismas, tales como: corriente, voltaje y horas de
operación.
Tabla 4 Datos de los Niveles de Agua del Sumidero
Elevación Descripción
103,70 Bomba SP-1 arranca automáticamente
104,00 Bomba SP-2 arranca automáticamente
104,30 Alarma de alto nivel de agua accionada por un interruptor de flotador
106,50
Alarma de alto nivel de agua accionada por interruptor de diafragma a presión. Los rodetes de las bombas de
achicamiento UP-1 y UP-2 están sumergidos y las bombas pueden usarse como auxiliares de sumidero.
101,50 Las bombas SP-1 y SP-2 paran automáticamente
Fuente: C.V.G. EDELCA C.A.
CAPÍTULO III
3. MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de Estudio
El trabajo es de tipo descriptivo, práctico y explicativo (Méndez,1995),
ya que propone y plantea la identificación de los elementos y componentes
de los Sistemas de Achicamiento y Drenaje; además, de la caracterización
de los problemas presentes en los mismos, para posteriormente proponer
correctivos a las diferentes situaciones encontradas en dichos sistemas, lo
cual se logra a través del método de investigación implementado.
3.2. Partes del Estudio
Parte Descriptiva.
Como punto de partida para nuestra investigación se llevó a cabo la parte
descriptiva del estudio, que es fundamental para el desarrollo del trabajo, ya
que a través de ésta se obtuvo toda la información teórica necesaria para
entender el funcionamiento del sistema y de todos los componentes
asociados al mismo.
La parte descriptiva del sistema se realizó de la siguiente forma:
42
1.- Recopilación de Fuentes Primarias:
Esta información fue recolectada en forma directa, y es la información
necesaria para comprender el funcionamiento de cada uno de los elementos
que componen los Sistemas de Achicamiento y Drenaje, dentro de estas
fuentes primarias de información se encuentran las memorandas de diseño y
los planos de licitación, entre otros.
Todos y cada uno de estos fundamentos teóricos y de diseño son de
vital importancia en la investigación, ya que cada uno de ellos aporta
información valiosa para comprender los sistemas y sus aplicaciones.
En estas memorandas de diseño se plantea principalmente el diseño
del sistema de achique de la caja espiral y el tubo aspirador y el sistema de
llenado del tubo aspirador. Además, del diseño de la estación de drenaje, el
sistema de bombas de sumidero, incluyendo una selección económica para
su instalación. En ellos se describe el funcionamiento de ambos sistemas y
las condiciones de operación a las cuales están sometidos.
Los planos de licitación señalan el diseño físico de cómo están
instalados los sistemas, así como la ubicación exacta de cada uno de sus
componentes. Éstos son de suma utilidad a la hora de realizar cualquier
estudio sobre el sistema, ya que permiten la orientación y ubicación de los
elementos, así como ciertas características operacionales descritas en los
mismos.
43
Luego de recolectar la información sobre el funcionamiento de los
sistemas y de las funciones de cada uno de sus componentes, es necesario
la recopilación de otras fuentes primarias de información que son de suma
utilidad a la hora de observar el correcto funcionamiento de los equipos
instalados en ambos sistemas. Entre estas fuentes de información
encontramos las memorias descriptivas, las especificaciones técnicas, los
catálogos de fabricantes e instructivos de operación y mantenimiento.
2.- Recopilación de Fuentes Secundarias:
Continuando en el proceso de recopilación, se procedió a buscar
información básica que permitió reforzar y comprender los aspectos descritos
en las fuentes primarias de información.
Las fuentes secundarias de información actúan como elementos de
consulta en lo que es el proceso de recopilación de información. Por medio
de las fuentes secundarias se logra el análisis completo de los sistemas en
general, ya que a través de éstas se determina si los equipos instalados
cumplen con todas las normas específicas de diseño y están acordes con los
elementos operacionales descritos en las fuentes primarias de información.
44
3.- Observación:
Mediante el método de observación se desarrolló el conocimiento
necesario para realizar la investigación, a través del estudio de la información
recopilada, la consulta con personal de experiencia en los sistemas y con la
participación directa en inspecciones y pruebas.
Para la aplicación del método de observación se realizó un trabajo en
el cual se desarrollaron aspectos de deducción, como de inducción.
Posteriormente, se desarrolló un análisis, para finalizar con la parte de
recomendaciones y conclusiones.
Deducción
Se tomo como punto de partida la información recolectada en forma
directa, tanto en Caracas como en Guri, con el objeto de verificar su
cumplimiento en los sistemas. Entre la información recopilada se encuentra:
- Memoranda de Diseño
- Planos de Licitación
- Memoria Descriptiva
- Especificaciones Técnicas
- Catálogos de Fabricantes
- Instructivos de Operación y Mantenimiento
45
Se elaboró un Marco Teórico donde se señala la descripción y
características de los sistemas, su funcionamiento y desempeño, esto
basado en los criterios de diseño y en las especificaciones técnicas
realizadas por los fabricantes de los equipos. Esta descripción detallada de
los sistemas, explica claramente el funcionamiento de los mismos, y en ella
se desarrollan los siguientes aspectos:
• Conceptual: Descripción de los criterios de diseño, tales como:
caudales esperados, origen de los aportes de flujo, capacidad de
desalojo de los sistemas, esquemas de operación y sistemas de
respaldo.
• Físico: Descripción de las características constructivas, tales como:
ubicación, dimensiones, requerimientos eléctricos y capacidad de los
equipos.
• Operativo: Descripción de las condiciones de arranque y parada,
alarmas y bloqueos de los equipos que componen los sistemas,
forma de operación y planes de mantenimiento.
Una vez realizado este Marco Teórico, se procedió a la verificación del
funcionamiento de los sistemas. Esto se logró a partir de pruebas e
inspecciones en los mismos. Para verificar el funcionamiento se cumplió con
el siguiente orden:
46
1. Preparación de los Protocolos de Pruebas: Permitieron validar los
datos de operación y funcionamiento de los sistemas y compararlos
con los datos de diseño y con los recomendados por los fabricantes.
2. Ejecución de las Pruebas de Operación y Funcionamiento de:
bombas, válvulas, tuberías, cableado de alimentación eléctrica y de
control, sistemas de control, alarma y señalización, tablero de
accionamiento de válvulas.
3. Análisis de Resultados: Se analizó de forma crítica, sí los parámetros
de diseño y la situación actual de los sistemas son los adecuados y
responden perfectamente, tanto en condiciones de operación normal,
como en condiciones de emergencia.
Inducción
Se inició esta fase teniendo en cuenta la existencia de fallas en los
sistemas, bien sea por falta de mantenimiento o antigüedad de los
componentes del mismo, para ser analizadas con el Marco Teórico
correspondiente. Adicionalmente, se realizó la evaluación del estado actual
de los sistemas, en los cuales se verificó el cumplimiento de las
especificaciones de diseño y las recomendaciones de los fabricantes de los
equipos. En esta parte se tomaron en cuenta los siguientes aspectos,
dependiendo del componente del sistema:
- Drenajes operativos: operatividad y estado actual.
47
- Sistemas de Tuberías: presiones, uniones, soportes, corrosión,
estado actual, recubrimientos y aislantes, filtraciones y materiales.
- Válvulas: funcionamiento, accionamiento, estado actual, tiempos de
apertura y cierre y filtraciones.
- Bombas de Sumidero: ubicación, caudal, operación, tiempos de
arranque y parada y estado actual.
- Bombas de Achicamiento: ubicación, caudal, operación y estado
actual.
- Cables de Alimentación Eléctrica y de Control: estado actual y
confiabilidad.
- Sistema de Control, Alarmas y Señalización: estado actual,
funcionamiento, confiabilidad y modernización de acuerdo con los
últimos avances de la tecnología.
- Tablero de Accionamiento de Válvulas: estado actual, funcionamiento,
puntos de activación, confiabilidad, indicadores y modernización.
Una vez determinado el estado de funcionamiento de los sistemas, se
procedió a realizar un informe señalando cómo trabajan en realidad estos
sistemas, y las fallas de funcionamiento encontradas.
En el mismo, se determinó la criticidad de los sistemas, y se
identificaron algunas situaciones de emergencia que se producen en la
planta, en caso de fallas o de operaciones inadecuadas de los sistemas, para
48
verificar su influencia en el grado de confiabilidad y disponibilidad de los
mismos.
Análisis
El análisis se basó en el resultado del estudio de los procesos de
deducción-inducción determinando las causas y efectos de las fallas
existentes en los sistemas, con el objeto de plantear las posibles soluciones
y determinar cuáles son viables, dependiendo de la disponibilidad que exista
para realizar las correcciones (tiempo, espacio físico, costos, disponibilidad
de equipos y repuestos). Este análisis se realizó de forma estricta para los
parámetros de diseño y la situación actual de los sistemas, con la finalidad
de determinar si son los adecuados y responden correctamente, tanto en
condiciones de operación normal, como en condiciones de emergencia.
Conclusiones y Recomendaciones
Una vez terminado el análisis, se procedió a elaborar un informe
presentando un plan de acción a corto y largo plazo, para sustituir, reparar,
mejorar o modernizar partes o componentes de los sistemas, con la finalidad
de garantizar el funcionamiento, mantenimiento y confiabilidad de éstos,
tanto en condiciones de operación normal como de emergencia.
CAPÍTULO IV
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.1. Antecedentes
El 18 de agosto del año 2.000, una serie de fallas ocurridas en el
Sistema de Drenaje de la Casa de Máquinas II de Guri, produjo la salida de
operación de seis unidades de esta Casa de Máquinas, lo que trajo como
consecuencia una interrupción del servicio de energía eléctrica a nivel
nacional.
El Sistema de Drenaje de la Casa de Máquinas II, es idéntico en
funcionamiento al de la Casa de Máquinas I, con la diferencia que existen
cinco bombas de achicamiento, numeradas de la UP-1 a la UP-5, con sus
respectivas válvulas. Para el drenaje del sumidero se utilizan también dos
bombas denominadas SP-1 y SP-2. Las bombas de la estación de sumidero
están dimensionadas para los requerimientos de esta Casa de Máquinas.
Para el momento en el cual ocurrió el percance, sólo se encontraba
disponible una de las dos bombas de la estación de sumidero, la SP-1. La
bomba SP-2, estaba fuera de servicio.
La válvula EU-14 (válvula de la descarga de la bomba SP-2,
equivalente a la válvula EU-8 del sumidero de Casa de Máquinas I), la cual
50
había sido removida por mantenimiento, estaba siendo probada después de
su instalación. Con la bomba SP-1 en funcionamiento, la válvula EU-14 fue
abierta, detectándose en ese instante una fuerte fuga de agua a través de
esta válvula, por lo tanto, fue cerrada rápidamente y simultáneamente a este
cierre, se produjo la rotura del cabezal de descarga de la bomba SP-1. El
personal de la planta dedujo que el cierre violento de la válvula EU-14,
produjo una onda de presión (golpe de ariete) de tal magnitud que causó la
rotura del cabezal de descarga de la bomba SP-1.
Con la bomba SP-1 fuera de servicio por la rotura de su cabezal de
descarga, se procedió a utilizar las bombas de achicamiento de las unidades
para drenar el pozo sumidero. Para esto, era necesario abrir la válvula EU-1
(equivalente a la EU-6 del Sumidero de Casa de Máquinas I). Esta acción fue
satisfactoria en un primer intento, después del cual se cerró nuevamente la
válvula. Cuando se realizó el segundo intento de apertura, ésta no funcionó.
Una inspección posterior reveló que una de las mangueras de aire de
operación de la válvula estaba rota. Se presume que algún objeto presente
en el agua pudo haber causado la rotura de la manguera.
A partir de ese momento, el nivel del agua dentro del sumidero
comenzó a subir sin control. El nivel del agua dentro del pozo alcanzó un
nivel tal, que los drenajes de las cubiertas superiores de las turbinas no
pudieron seguir drenando. Cuando el agua en el pozo de las turbinas alcanzó
el nivel de protección de disparo, las máquinas comenzaron
51
automáticamente su parada. Aún con el disparo de las máquinas, el nivel del
agua dentro de los pozos de las turbinas, continuó elevándose y se introdujo
en los cojinetes guías de las turbinas de las unidades.
Dos bombas sumergibles, traídas desde Caruachi, fueron instaladas
dentro del sumidero. El agua fue bombeada desde la estación de sumidero
hasta el tubo aspirador de la unidad 14, a través del piso de la galería de la
El. 113,00. Del tubo aspirador de la unidad 14, el agua fue bombeada hacia
el canal de descarga mediante las bombas de achicamiento UP-1 a UP-5. El
agua dentro del sumidero subió por espacio de tres horas y media, hasta que
logró estabilizarse. Mediante este procedimiento, fue como finalmente se
logró sacar un gran volumen de agua del pozo sumidero y por consiguiente
el control de las aguas, hasta llevarlas a su nivel de operación normal.
Mientras tanto, el cabezal de descarga de la bomba SP-1, fue reparado
temporalmente mediante soldadura, para poder restituir su operación.
Inspecciones posteriores al accidente
El día 21 de agosto se llevó a cabo una inspección de los equipos del
sumidero y de la bomba SP-2 que se encontraba en el taller mecánico, la
cual había sido removida antes del accidente. En dicha inspección se
observó lo siguiente:
52
• El cabezal de descarga de la bomba de sumidero SP-2, estaba
fracturado a la altura de la línea central de la descarga, en el lado
opuesto del tubo vertical. La soldadura de una chapa externa de
refuerzo al cabezal estaba siendo realizada, con un avance en ese
trabajo de un 80 %. El cabezal de descarga es una pieza fabricada
con aleación de aluminio ASTM B241 6061 T6.
• Otros componentes de la bomba como carcasa y rodetes estaban
siendo ensamblados. Estos elementos estaban en buenas
condiciones, sin signos evidentes de cavitación, erosión o desgaste.
Inspección en la estación del pozo sumidero
La bomba SP-1 fue reparada en sitio y se encontraba en operación. La
rotura detectada en el cabezal de descarga de esta bomba, estaba en el
mismo lugar donde ocurrió la falla de la bomba SP-2 (en reparación en el
taller mecánico). Esta es la ubicación donde internamente está soldado el
deflector a la pared del tubo vertical. Este deflector que se encuentra ubicado
en el interior del cabezal, es el encargado de cambiar la dirección del flujo de
vertical a horizontal. El personal de planta estaba preparándose para
reinstalar la bomba SP-2 y remover la bomba SP-1 para una reparación
permanente.
53
Conclusiones preliminares de las inspecciones posteriores al accidente
Aunque los indicios preliminares indicaban que la causa de la falla de
la bomba SP-1 pudo haber sido el golpe de ariete, se determinó que ésta no
fue la verdadera razón para la falla de la bomba, aunque si pudo haber
contribuido. Se determinó que la verdadera causa de la falla de las bombas,
tanto la SP-1 como la SP-2, fue la fatiga del cabezal de descarga de
aluminio.
Esta conclusión se basó en lo siguiente:
a.- El efecto de golpe de ariete ocurrido al cerrar la válvula EU-14, mientras la
bomba SP-1 se encontraba en operación, ha debido ser muy ligero, ya que
no todo el flujo fue detenido, la bomba continuaba descargando hacia el
canal de descarga.
b.- Ambas bombas han estado en operación por más de 27.000 horas y
ambas fallaron prácticamente después del mismo tiempo de operación. Se
determinó que las bombas han experimentado alrededor de 100.000
secuencias de arranque-parada desde su puesta en servicio. Al parecer este
número de secuencias de arranque-parada es alto para estas bombas.
c.- Ambos cabezales fallaron en la misma ubicación. Esta ubicación es
susceptible a la falla por fatiga, porque es aquí donde se suelda un deflector
de flujo en el interior del cabezal de descarga. En el cabezal de la bomba
54
SP-1, la grieta reparada siguió la línea donde el deflector está soldado a la
tubería.
d.- Las columnas de las bombas se encuentran sometidas a una vibración
apreciable durante la operación, a pesar de los refuerzos existentes en los
acoplamientos de las líneas de descarga de las bombas. Estas vibraciones
pudieron acelerar el proceso de fatiga.
Acciones tomadas luego de las inspecciones posteriores al accidente
Se realizó un análisis para determinar con más precisión la causa de
la falla de las bombas del sumidero, se efectuaron estudios y se prepararon
diseños para mejorar la seguridad operacional del sistema de drenaje.
En este trabajo se plantearon diversas soluciones con la finalidad de
aumentar la confiabilidad del sistema. Se realizaron pruebas de
funcionamiento e inspecciones más detalladas para verificar el estado en el
que se encontraban los componentes del sistema. Con los resultados de
esas pruebas, se estudiaron las causas de los problemas y se determinaron
las posibles soluciones y mejoras a aplicar en los sistemas de achique y
sumidero.
Entre las recomendaciones planteadas durante esta investigación, se
encontraba la de realizar una investigación similar para mejorar el
funcionamiento para los mismos sistemas de la Casa de Máquinas I.
55
4.2. Fallas Reportadas en los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la
Casa de Máquinas I
Para realizar una evaluación del funcionamiento del Sistema de
Achique y Sumidero, se recopilaron los reportes de fallas ocurridas en el
sistema durante los últimos cinco años. Esto con la finalidad de establecer el
grado de deterioro del sistema durante este período y como ayuda para
detectar fallas recurrentes que posiblemente sean indicativas de algún
problema, cuyo origen no haya sido detectado y al cual no se le ha
conseguido solución. Estos reportes fueron tomados desde el primero de
Enero de 1.996, hasta el 2 de Agosto de 2.001.
Los informes de reparación respectivos a cada falla, para poder
determinar la causa de los problemas y las soluciones aplicadas, no fueron
encontrados. Pero la detección de problemas, especialmente si éstos se
repiten constantemente, es una información de gran importancia a la hora de
detectar fallas y poder realizar planes de mantenimiento que ayuden a
mejorar el funcionamiento.
En la figura 14, se observa un incremento a gran escala de la
cantidad de fallas reportadas con respecto a los dos primeros años de este
reporte. Este aumento en el incremento de las fallas es indicativo de un
deterioro progresivo de los componentes de los sistemas. El final de la vida
útil de estos equipos podría ser la causa del gran incremento de fallas. Otra
56
causa podría ser la dificultad para conseguir piezas de repuesto debido a la
antigüedad y obsolescencia de los equipos. El índice de fallas alcanzó su
punto más alto entre los años 1.998 y 2.000. Además, podría existir una
combinación de ambos factores, el final de la vida útil de los equipos,
acompañado de la escasez de piezas de repuesto, agravando aún más el
estado y funcionamiento de los sistemas.
Fallas Reportadas por Año en los Sistemas de Achique y Sumidero de Casa de Máquinas I, Entre el 01/01/1996
Hasta el 02/08/2001
5 5
29
18
56
9
0102030405060
Años
Núm
ero
de fa
llas
1996
19971998
19992000
2001
Estos
en las prueb
sirvieron de
dispositivos.
Fallas report
En la
Sistema de A
Figura 14: Número de fallas por año en el sistema de achique y sumidero
Fuente: Elaboración Propia
reportes de fallas, conjuntamente con los resultados obtenidos
as de funcionamiento realizadas en Noviembre del año 2.001,
base para el análisis de funcionamiento de los diferentes
adas por componente
figura 15, se enumeran las fallas reportadas por componente del
chique y Sumidero. Se observa una elevada cantidad de fallas
57
en los principales elementos funcionales del sistema, tales como las válvulas
y bombas. Estas fallas representan un porcentaje elevado de la cantidad de
fallas del sistema en general y pueden estar relacionadas con los factores
antes mencionados. En el caso de las bombas se podría relacionar el exceso
de fallas con un funcionamiento prolongado y/o continuo de las mismas; en
este caso, se recomienda observar el estado de operación de las mismas y
las condiciones en las cuales se encuentran trabajando. Otro componente
del sistema que presenta una gran cantidad de fallas es el Tablero de Control
de Válvulas (VW/S). Las causas de estas fallas podrían estar relacionadas
igualmente con la escasez de piezas de repuesto y la vida útil del equipo.
Muchas de las fallas que presenta el tablero de señalización, podrían estar
relacionadas directamente con el funcionamiento de las válvulas asociadas a
dicho tablero de control y señalización, específicamente los interruptores de
límite de posición de las válvulas.
Número de Fallas
33
4
54
111
43
21
Bombas SP-1, SP-2,UP-1, UP-2Achique y Sumidero
Indicador de Nivel63FS-SUPozo Sumidero
Tubería de Suministrode AireTalero de ControlUSPMCCTalero de ControlVálvulas (VW/S)Vávulas
Figura:15: Número de fallas reportadas por componente del sistema de achique y sumidero
Fuente: Elaboración Propia
58
Tomando en cuenta que los dispositivos con mayor cantidad de fallas
reportadas son las bombas, las válvulas y sus respectivos sistemas de
control y señalización, es sobre éstos que se ha hecho más énfasis en
describir y evaluar las fallas y sus posibles causas, claro está, sin dejar a un
lado los demás dispositivos del sistema.
Fallas Reportadas en las Bombas del Sistema de Achique y Sumidero
En la figura 16, se presentan las fallas reportadas en las bombas
SP-1, SP-2, UP-1 y UP-2. En este gráfico aparece el tipo de falla y la
cantidad de fallas reportadas en las diferentes bombas. Los problemas
enumerados en la figura 16, son los más relevantes e importantes que se
detectaron en el lapso de tiempo señalado, siendo estos problemas de
sobrecarga de los motores, baja carga e insuficiente capacidad, vibraciones
excesivas, fallas mecánicas (como ejes curvados o cojinetes con desgaste
excesivo) y fugas de aceite lubricante. Las fallas señaladas como otras, son
fallas de poca importancia o que no son causadas por problemas de las
bombas como tal, sino por causa de dispositivos de control u otros, como por
ejemplo: interruptores de las bombas averiados, flujo de agua excesivo
entrando al sumidero, etc.
59
Cantidad y tipos de fallas en las bombas del sistema de achique y sumidero
01
23
45
6
Bomba SP-1 Bomba SP-2 Bomba UP-1 Bomba UP-2
Bomba
Can
tidad
de
Falla
s Vibraciones
Sobrecarga
Baja Carga
Fuga de aceite
Fallas Mecánicas
Otras
Fuente: El
De este
relacionadas con
en la UP-2. Se d
continuos de vibr
Son tamb
sobrecarga y ba
ser repetitivos a
reportadas indica
SP-1, ésta seguí
Fallas Reportada
Como fue
se ha hecho esp
Figura 16: Cantidad y tipos de fallas reportadas en las bombas
aboración Propia
gráfico se debe tomar en cuenta, la cantidad de fallas
vibraciones excesivas en las bombas UP, específicamente
etectó que desde el año 1.998, se han reportado problemas
aciones en esta bomba.
ién considerables la cantidad de fallas reportadas por
ja carga en las bombas SP. Estos problemas comienzan a
partir del año 1.998. Cabe destacar, que una de las fallas
que, a pesar de haberse sustituido el motor de la bomba
a consumiendo mayor corriente que la nominal.
s en las Válvulas y Tablero de Control y Señalización
señalado anteriormente, los demás dispositivos en los que
ecial énfasis, son las válvulas de accionamiento neumático
60
del sumidero y sus sistemas de control y señalización. Como en el caso de
las bombas, en la figura 17, pueden observarse las cantidades y el tipo de
fallas reportadas, siendo las de mayor relevancia, los problemas de
señalización de posición y las fugas de aire.
Cantidad y tipos de Fallas reportadas en las válvulas y tablero de control y señalización del sistema de achique y
sumidero
13
49
5
0102030405060
Fugas de aire Señalización Otros
Tipo de Falla
Can
tidad
Cantidad de Fallas
Fue
Las f
equivocadas
válvulas. Es
reportadas e
momento de
Figura 17: Cantidad y tipos de fallas en las válvulas y tablero de control y señalización.
nte: Elaboración propia
allas referentes a la señalización corresponden a señales
o a la total ausencia de señalización de la posición de las
relevante destacar la gran cantidad de fallas de este tipo
n los últimos años, sin contar que algunas de éstas, para el
elaborarse este reporte, aún estaban presentes.
61
4.3. Fuentes de Inundación en las Estructuras de la Casa de Máquinas I
1. Inundación de la Casa de Máquinas I debido a la ruptura de las tuberías
conectadas al embalse aguas abajo (canal de descarga)
• Por la Tubería de llenado del tubo aspirador (20” DTF). Esta tubería
está conectada al canal de descarga, con la única posibilidad de
aislarla desde el embalse aguas abajo con la intervención de buzos.
La ruptura de alguna de estas tuberías representa el mayor riesgo de
inundación, debido a la dificultad que implica aislarlas.
• Por las tuberías drenando agua al Canal de Descarga. Estas tuberías
están dotadas de válvulas de charnela, para proteger el flujo de agua
hacia la Casa de Máquinas I. Si la válvula de charnela asociada a
cada tubería funciona correctamente, no existe un mayor riesgo de
inundación en el caso de ruptura de alguna de estas tuberías.
2. Inundación de la Casa de Máquinas I por ruptura de las tuberías
conectadas a pasajes de agua de la turbina
• Por la tubería de achicamiento del tubo aspirador (18” DTD).
• Por la tubería de drenaje de la caja espiral (12” SCD).
• Por las tuberías de suministro de agua para el antiguo sistema de
refrigeración (20” HPRW, en las unidades 1, 2 y 3, 24” AHPRW, en las
unidades 4 a 10), en la Galería de Equipos para Abastecimiento de
62
Agua El. 124,50. Esta tubería se encuentra fuera de servicio, pero
está conectada a la caja espiral de las turbinas y se encuentra sellada
con bridas ciegas.
Rupturas de gran magnitud en cualquiera de las tuberías nombradas
anteriormente, causarán un flujo de agua no controlado hacia la Casa de
Máquinas I, por la galería de acceso y ventilación y por los fosos de válvulas
de achicamiento. La magnitud de este flujo no controlado, sería mucho
mayor de la que pueden manejar los drenajes del piso de esta galería,
superando también la capacidad de las bombas instaladas actualmente en el
sumidero, haciendo colapsar el Sistema de Drenaje de la Casa de
Máquinas I, trayendo como consecuencia la inundación de la galería y el
disparo de las unidades generadoras.
Suponiendo una ruptura equivalente a un agujero de veinte
centímetros de diámetro, en una de las tuberías de drenaje de la caja espiral
(12” SCD), el flujo de agua sería de 104.000 l/min, aproximadamente.
La capacidad total de las cuatro bombas instaladas en la Estación de
Sumidero, trabajando a su máxima capacidad, sería de 37.600 l/min.
Si se asume que la totalidad del flujo que sale por la tubería 12” SCD,
drena hacia el sumidero a través de los drenajes de los fosos de válvulas y
del piso de la galería, el nivel del agua dentro del sumidero alcanzaría la cota
63
de disparo de las unidades, El. 120,00, en aproximadamente siete minutos,
con las cuatro bombas funcionando.
Las dimensiones del sumidero y la capacidad de las cuatro bombas de
la estación, no son suficientes para manejar caudales de semejantes
magnitudes, por lo tanto, no están en la capacidad de solventar los
problemas causados por contingencias de este tipo.
La instalación de mayor número de bombas no eliminaría el problema,
inclusive duplicando la capacidad, el flujo descontrolado sería tan grande
como para que el agua llegase hasta la cota de disparo de las unidades. Lo
único que se lograría con la instalación de más bombas, sería aumentar el
tiempo disponible para poder actuar, el cual sigue siendo demasiado corto
como para poder tomar medidas que puedan evitar el corte del suministro de
energía. Además, la instalación de otras bombas en la Estación de Sumidero
resulta inviable, debido a las limitaciones de espacio del sumidero.
La detección anticipada de la ruptura de cualquier tubería es el único
método para evitar la inundación de las galerías de la Casa de Máquinas I.
Por ello, la elaboración y ejecución rigurosa de programas de inspección y
mantenimiento son vitales, para evitar los daños materiales y la interrupción
de la generación de energía eléctrica causados por inundación.
La rápida detección de una fuga de agua de gran magnitud y de la
localización del sitio donde se está produciendo, así como la velocidad con
64
que se tomen las medidas correspondientes para una contingencia de este
tipo, son fundamentales para evitar graves daños colaterales, tanto a los
equipos como a las estructuras dentro de la Casa de Máquinas I.
Independientemente, de la velocidad con que se actúe, la inundación sería
casi imposible de evitar, pero si es fundamental para la inmediata
reactivación del servicio, en caso de un corte del suministro de energía, y
para solventar los problemas que se puedan suceder después de la
inundación.
En el caso de la ruptura de alguna de las tuberías que se conectan a
pasajes de agua de la turbina, la primera acción a tomar, después de
localizada la fuga, es poner fuera de servicio la unidad en la cual se presenta
la ruptura de la tubería y cerrar la compuerta de toma correspondiente a esa
unidad. El agua que continúe drenando desde la turbina, podrá ser achicada
sirviéndose de bombas sumergibles como respaldo a las bombas de la
estación de sumidero, instalándose en los fosos de válvulas o donde sea
necesario. El agua achicada por las bombas sumergibles, podrá ser enviada
al canal de descarga a través de las tuberías de los drenajes de emergencia
ubicados en la Galería de Acceso y Ventilación, a partir de la unidad 4 hasta
la 10.
La ruptura de alguna de las tuberías de llenado del tubo aspirador,
tiene un agravante. Para impedir que siga entrando agua hacia la Casa de
Máquinas I, es necesaria la intervención de buzos, que cierren la toma de la
65
tubería desde el canal de descarga. El flujo de agua que entre en la Casa de
Máquinas I, producto de la ruptura de alguna de estas tuberías podrá ser
drenado utilizando el método anteriormente descrito.
Dentro de los planes de modificaciones que está llevando a cabo la
empresa en la Casa de Máquinas I, está la instalación de un drenaje de
emergencia que conecta la Galería de Acceso y Ventilación, directamente
con el sumidero. Este drenaje consta de una tubería de 24” de diámetro,
dotada de válvula de charnela en el lado del sumidero. Esta tubería estará
ubicada en la pared del depósito de equipos. Este drenaje servirá para
solventar inundaciones de pequeñas magnitudes, impidiendo que el agua
afecte los equipos existentes dentro de esta galería.
4.4. Drenaje de Emergencia de la Galería Para el Equipo de
Abastecimiento de Agua (El. 124,50).
Antiguamente, antes de ser terminada la última etapa de la
construcción de la Central de Guri, donde se construyó la Casa de
Máquinas II y se elevó la Cresta de la Presa hasta la El. 272,00, el
abastecimiento de agua para el Sistema de Enfriamiento de las Unidades de
la Casa de Máquinas I se realizaba por gravedad, tomando agua
directamente de la caja espiral de cada unidad. El equipo para el
abastecimiento de agua de este antiguo sistema se encontraba en la Galería
para el Equipo de Abastecimiento de Agua en la El. 124,50.
66
En la última etapa de construcción, el Sistema de Enfriamiento fue
modificado. En la actualidad, el suministro de agua para este sistema se lleva
a cabo a través de bombas ubicadas en la Galería de Acceso y Ventilación,
en la El. 116,00.
La eliminación del antiguo Sistema de Enfriamiento de las Unidades,
alimentado por gravedad desde la Caja Espiral, dejó fuera de servicio cierta
cantidad de componentes (tuberías y válvulas), que en los actuales
momentos no cumplen ninguna función.
Algunos de estos componentes podrían aprovecharse para su
utilización como drenajes y tomas de agua auxiliares, los cuales podrían ser
útiles en el caso de alguna contingencia o, a la hora de realizar pruebas y
reparaciones dentro de las galerías. Esto con la finalidad de brindar mayor
seguridad y velocidad de respuesta en el caso de una emergencia dentro de
la Casa de Máquinas I.
Existen once tuberías de ø 6”, las cuales conectan el piso de la galería
con el Canal de Descarga. Estas tuberías pertenecían al drenaje de agua
para el lavado de los antiguos coladores del suministro de agua. Además,
existen tres tuberías de ø 20” (Unidades 1, 2 y 3) y siete tuberías de ø 24”
(Unidades 4 a 10), las cuales conectan la galería con la Caja Espiral de la
Turbina. Estas tuberías eran las tomas de agua para el antiguo Sistema de
67
Refrigeración. Todas estas tuberías (de 6”, de 20” y de 24”), se encuentran
fuera de servicio, y no tienen ninguna aplicación práctica.
Basado en experiencias anteriores (trabajos de mantenimiento y
pruebas), se tomó la decisión de aprovechar estas tuberías como drenajes
de emergencia o como tomas de agua auxiliares.
A continuación se presentan ciertas recomendaciones y
modificaciones de estas tuberías cuyos objetivos son los siguientes:
• Adaptar componentes del antiguo sistema de enfriamiento, para su
utilización como drenajes provisionales, tomas de agua auxiliares y
tomas de emergencia en la galería.
• Aumentar la seguridad y la capacidad de respuesta en caso de una
inundación dentro de la Casa de Máquinas I.
• Disponer de sistemas de drenaje y alimentación de agua a la galería,
en el caso de realización de futuras reparaciones, modificaciones o
pruebas en las Unidades o Galerías de la Casa de Máquinas I.
Tubería de drenaje para el lavado de los antiguos coladores 6” BW
(El. 124,50), ubicadas en la galería a El. 124,50.
Esta tubería con sus accesorios, servía de drenaje del agua para el
lavado de los antiguos coladores, en la galería ubicada a El. 124,50, donde
la tubería va hacia el canal de descarga, teniendo en su parte terminal una
68
válvula de charnela. Esta tubería se encuentra clausurada con bridas ciegas
en casi todas las unidades, únicamente en las unidades 4 y 5 aún se
encuentran segmentos y accesorios expuestos de esta tubería.
Figura 18: Tuberías de ∅ 6”, utilizadas para
realizar trabajos de mantenimiento
Fuente: Elaboración Propia
Se recomienda la instalación de un dispositivo para la rápida conexión
de una bomba, que permita el drenaje hacia el Canal de Descarga.
En las Unidades 1, 2 y 3, la tubería 6” BW, se encuentra empotrada en
la pared, pudiéndose ver la brida ciega en la El. 124,73. En las Unidades
restantes (4 a 10), la tubería 6” BW se encuentra empotrada en el piso,
pudiéndose ver la brida ciega en la El. 124,50.
Se recomienda la instalación de una válvula de compuerta y una
válvula check, con brida ciega (ver las figuras correspondientes en el
Anexo D).
69
Se recomienda la instalación de estos dispositivos en las Unidades 2,
5 y 8, además de verificar el estado y funcionamiento de la válvula de
charnela asociada a cada tubería.
Para el resto de las tuberías, se recomienda la eliminación de la
válvula de charnela y la colocación de una brida ciega, para así clausurar
definitivamente esas tuberías.
La nueva denominación podría ser 6” DE (Drenaje de Emergencia).
Tubería 20” AHPRW (Unidades 1, 2 y 3) y 24” AHPRW (Unidades 4 a 10),
tubería de suministro de agua del antiguo sistema de enfriamiento de las
Unidades.
Esta tubería suministraba agua a alta presión, requerida por el antiguo
Sistema de Enfriamiento de las Unidades. La toma de esta tubería, se
encuentra dentro de la Caja Espiral de todas las Unidades de la Casa de
Máquinas I a la El. 120,00. En la galería a la El. 124,50, se encuentra el final
de esta tubería, la cual está clausurada con una brida ciega que puede
observarse en la pared en la El. 125,68.
70
Figura 19: Brida ciega de ∅ 24”, tapón de la tubería de suministro de agua del antiguo
Sistema de Refrigeración
Fuente: Elaboración Propia
Esta tubería podría ser utilizada como drenaje de emergencia hacia la
Caja Espiral y Tubo Aspirador, o como suministro de agua a alta presión para
la realización de trabajos o pruebas.
Se recomienda la instalación de un weldolet (accesorio soldado) de
ø 20”x4”, conjuntamente con un cuello soldado y una brida ciega. Todo esto
instalado directamente en la brida ciega de 20” o 24” (dependiendo de la
unidad), que se encuentran en la galería (ver figura correspondiente en el
Anexo D).
Se recomienda la instalación de estos dispositivos en las Unidades 1, 4, 7
y 10, de tal manera que estén distribuidos equidistante a cada una de las
unidades donde no se coloque el sistema.
La nueva denominación podría ser 20” DE o 24” DE, dependiendo
también del diámetro de la tubería.
71
Por el impacto que produciría cualquier fuga en una de estas bridas, se
recomienda realizar los trabajos de modificación con el mayor cuidado y con
la calidad requerida para estos, así como la realización de inspecciones
frecuentes en las bridas ciegas de todas las Unidades.
4.5. Bases para la Selección de los Materiales de Tuberías y sus
Recubrimientos.
La siguiente información, para la selección de materiales de las
tuberías y sus respectivos recubrimientos externos e internos, fue tomada del
memorando de diseño mecánico número diecisiete “Materiales de las
Tuberías”, elaborado por la Harza Engineering Company para EDELCA, bajo
el contrato 239C en Abril de 1.962. Anexo a este memorando se encuentra
un reporte sobre la corrosión microbiológica del hierro y del acero. En éste
se realiza un análisis sobre la corrosión microbiológica de los materiales
expuestos a las aguas del Río Caroní en Macagua, y del cual se tomaron
las conclusiones, y las posibles soluciones y/o recomendaciones para este
problema de corrosión.
Corrosión del Hierro y el Acero debido a la Acción de las Bacterias
Las aguas del Río Caroní, contienen bacterias aeróbicas y
anaeróbicas reductoras de hierro y sulfatos, que pueden causar la formación
de tubérculos (protuberancias) y el taponamiento de las tuberías de hierro
fundido y acero, como sucedió en la Planta de Macagua I, aproximadamente
72
a 100 kilómetros aguas abajo de la planta de Guri. A continuación, se
presenta un plan de recomendaciones basado en la experiencia presentada
en la Planta de Macagua I.
1. El hierro y el acero expuesto a las aguas del Río Caroní, requieren
recubrimiento para prevenir la formación de los tubérculos. Los
recubrimientos más efectivos son las pinturas a base de epoxy y vinilo,
y los recubrimientos de mezcla de cemento. El galvanizado no es
efectivo para evitar la formación de tubérculos producidos por las
bacterias.
2. El agua del Río Caroní, no ataca de forma considerable los
recubrimientos de mezcla de cemento y las tuberías de asbesto
cemento.
3. El proceso de clorinación es efectivo para prevenir la tuberculación
bacterial.
4. Cobre, bronce, latón, aluminio, y las aleaciones de cobre-níquel, no
son altamente afectados por las características del agua del Río
Caroní.
5. Hierro y acero sin recubrimiento y acero galvanizado, que se
encuentren en contacto intermitente con el agua, puede presentar la
formación de tubérculos de forma no tan severa.
6. Muchos de los aceros inoxidables son atacados por la bacteria
anaeróbica. El Monel y las aleaciones Tipo 20, como el Carpenter 20 y
73
el Hastelloy F, pueden ser utilizadas para el servicio en las aguas del
Río Caroní.
7. Las Gomas Sintéticas no son afectadas por las bacterias.
4.6. Resultados de las Pruebas Realizadas en el Sumidero de Casa de
Máquinas I, Realizadas los Días 29 y 30 de Noviembre de 2001
Los días jueves 29 y viernes 30 de noviembre se realizaron pruebas
de funcionamiento en los Sistemas de Achique y Sumidero de la Casa de
Máquinas I, con la finalidad de constatar el estado actual de dichos sistemas
y sus componentes.
Para la realización de estas pruebas se elaboraron cinco protocolos,
con la finalidad de verificar los siguientes aspectos:
• Funcionamiento de las bombas SP.
• Funcionamiento de las bombas UP achicando una unidad.
• Funcionamiento de las bombas UP utilizadas como bombas de
sumidero.
• Funcionamiento de los dispositivos de control, señalización y
alarma.
• Estado de las tuberías y válvulas del sumidero.
Es de destacar, que no se pudo realizar la totalidad de las pruebas
especificadas en los protocolos, por limitaciones de tiempo, debido a la
74
apretada agenda de pruebas e inspecciones que está llevando a cabo la
empresa a todos los sistemas que componen la Casa de Máquinas I, con
miras a la modernización y optimización de esta central.
Entre las pruebas no realizadas se encuentran: la medición de
espesores de las tuberías; medición de ruido de las bombas; condiciones
internas de las válvulas; medición de presión de la descarga de las bombas
SP; elevación del nivel de agua del sumidero; desplazamiento de la tubería
de descarga de las bombas en el arranque y parada. Por las limitaciones
antes mencionadas, sólo se realizó un ciclo de operación para cada
componente.
A pesar de no haberse realizado en su totalidad, las pruebas
efectuadas arrojaron suficientes resultados y datos como para hacer una
evaluación y un reporte de las fallas detectadas.
A continuación se presentan los resultados obtenidos en las pruebas.
Inspección y Verificación del Funcionamiento de las Válvulas y Tuberías
Relacionadas con los Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa de
Máquinas I
Con esta inspección se pretendía verificar el estado de estas tuberías
y válvulas, así como su funcionamiento, con la finalidad de establecer si su
estado operacional era adecuado para las exigencias del sistema y acorde
75
con los criterios de diseño establecidos en la memoranda y los demás
documentos del contrato.
Las tuberías asociadas a estos sistemas y a las cuales se les debía
realizar las inspecciones son las siguientes:
• Tubería 20” DTF (llenado del tubo aspirador): Ubicada en la galería
de acceso y ventilación El. 116,00.
• Tubería 12” SCD (drenaje de la caja espiral): Ubicada en el foso de
válvulas de drenaje de la caja espiral El. 112,00.
• Tubería 18” DTD (drenaje del tubo aspirador): Ubicada en el foso
para válvulas de achicamiento El. 104,80.
• Tubería 24”, 16” y 6” DTD (drenaje del tubo aspirador): Ubicadas
en el sumidero en la El. 105,75.
• Tubería 12” y 16” UPD (descarga de las bombas UP): Ubicadas en
el sumidero El. 114,78.
• Tubería 10” y 12” SPD (descarga de las bombas SP): Ubicadas en
el sumidero EL. 114,78.
• Todas las válvulas asociadas a cada una de las tuberías
mencionadas.
Solo se efectuaron las inspecciones visuales, tanto de las válvulas
como de las tuberías, ubicadas en el sumidero. No se pudo verificar las
condiciones internas.
76
De acuerdo a los resultados obtenidos, se pudo observar que en
líneas generales las tuberías y válvulas sometidas a inspección presentan un
estado de deterioro similar en mayor o menor grado. El estado general de las
tuberías se presenta a continuación.
El recubrimiento externo y la pintura se encuentran deterioradas en
casi todas las tuberías, conexiones bridadas y tornillería. Para algunas de
éstas, el recubrimiento externo y la pintura prácticamente no existen, como
se observa en las figuras 20 y 21.
Figura 20: Estado de la pintura en gran parte de la superficies de las tuberías
Fuente: Elaboración Propia
Figura 21: Tubería 10” SPD, puede observarse el estado de la pintura a lo largo
de toda la tubería Fuente: Elaboración Propia
Debido al estado del recubrimiento superficial, y a las condiciones
ambientales bajo las cuales se encuentran sometidas, la corrosión se ha
extendido a lo largo de toda la superficie de las tuberías, acentuándose en
aquellas donde el recubrimiento externo no existe (ver figuras 22 y 23).
77
Figura 22: Tubería de descarga de la
bomba UP-1
Fuente: Elaboración Propia
Figura 23: Tubería 16” UPD sin ningún tipo de recubrimiento
Fuente: Elaboración Propia
Las empacaduras de las uniones de las tuberías se encuentran en
buen estado, ya que no se detectó ninguna fuga en las conexiones de las
mismas.
Inspección y Verificación de los Dispositivos de Señalización y Control de los
Sistemas de Achique y Sumidero de la Casa de Máquinas I
En esta prueba se verificó el funcionamiento de los siguientes
componentes de los sistemas de achique y sumidero:
• Interruptor de flotador 63FS-SU
• Arranque y parada automática de las bombas SP y alternador de
operación
• Alarmas de alto nivel y alto nivel de emergencia del sumidero
• Panel de control de las válvulas
• Señalización de posición de las válvulas del sumidero
• Interruptor de diafragma a presión 63PD-SUA
78
El medidor del nivel del agua del sumidero se encontraba descalibrado.
La bomba en avance arrancaba cuando el medidor marcaba la El. 103,70,
que es la elevación de arranque de la bomba en avance, pero cuando ocurría
esto, el nivel de agua en el sumidero superaba e inundaba la plataforma
ubicada dentro del mismo, en la El. 105,25; como se observa en la figura 24.
No se pudo determinar exactamente la diferencia de nivel, pero el medidor
de nivel estaba descalibrado por más de un metro.
Figura 24: Plataforma en la El. 105,25. Puede observarse como el nivel del agua comienza a inundarla
Fuente: Elaboración Propia
El arranque de las bombas, tanto la de avance como la de atraso,
ocurría exactamente cuando el medidor marcaba las elevaciones adecuadas,
pero como ya se explicó anteriormente, el medidor no marcaba el nivel real
del sumidero. La parada de la bomba ocurría cuando el medidor señalaba la
El. 101,60 y no en la El. 101,50, que es la correcta. El alternador de
funcionamiento de las bombas trabajaba adecuadamente, alternando la
bomba en avance para cada ciclo de operación.
79
La alarma de alto nivel de emergencia se activó cuando el medidor de
nivel indicó la El. 104,30, y se escuchó tanto en la estación de sumidero
como en la Sala de Control de la Casa de Máquinas I, por lo tanto, su
funcionamiento es adecuado.
En la prueba realizada el día jueves 29, se trató de verificar el
funcionamiento de la alarma de alto nivel de emergencia, la cual se activa
cuando el nivel alcanza la El. 106,50. Ese día, la alarma no funcionó, a pesar
que el nivel del agua sobrepasó el diafragma del interruptor 63PD-SUA.
Momentos después, se pudo constatar que los contactos de este interruptor
se encontraban extremadamente sucios y corroídos.
En el panel de control de las válvulas, se detectó una fuerte fuga de
aire en la válvula direccional de accionamiento de la válvula EU-6. Al
momento de accionar las válvulas direccionales de las válvulas EU-1 y EU-3,
se desprendió el pomo. Además, el estado general del panel de control, no
es el más adecuado, debido al tiempo que lleva en funcionamiento.
Figura 25 :Estado actual del panel de control de las
válvulas.
Fuente: Elaboración Propia
80
Las válvulas EU-3 y EU-6, no daban ningún tipo de señalización
(abierta o cerrada), mientras que la válvula EU-5 presentaba doble
señalización, se mantenían encendidas tanto la señal de abierta como la de
cerrada. Los problemas de señalización de las válvulas EU-3 y EU-5 fueron
corregidos en el sitio por el personal de mantenimiento eléctrico. La falla de
señalización de la válvula EU-6 no pudo ser reparada. Esta falla se debe a
que el pin de accionamiento de la señal se encontraba dañado. Dentro del
pozo sumidero, no es posible determinar la cota en la cual se encuentra
operando el personal, ya que no existen marcas en las paredes señalando la
elevación.
Los interruptores de límite de las válvulas del sumidero están
instalados de forma inadecuada, como se puede observar en las figuras 26 y
27, debido a que los cables que envían la señal se encuentran expuestos y
mal aislados. Esto es un grave problema, ya que pueden de un momento a
otro estar sumergidos y producir un corto circuito. Las tuberías de los
conductos eléctricos también se encuentran desprotegidas y algunas de ellas
están completamente llenas de agua. El cajetín para las conexiones de los
interruptores de límite (figura 28) se encuentra completamente descubierto y
en mal estado.
81
Figura 27: Estado actual del
interruptor de límite de la válvula EU-2
Fuente: Elaboración Propia Fu
Verifica
E
medicio
•
•
•
Figura 26: Estado actual de los interruptores de límite de la válvula
EU-5
ente: Elaboración Propia
Figura 28: Estado actual del cajetín de conexiones para los interruptores de
límite
Fuente: Elaboración Propia
ción del Funcionamiento de las Bombas de Sumidero SP-1 y SP-2
n las pruebas de funcionamiento de estas bombas, se tomaron
nes de los siguientes parámetros de funcionamiento:
Temperatura
Tiempo de funcionamiento
Corriente
82
• Voltaje
• Vibraciones
• Revoluciones por minuto
• Sistema de lubricación
Las mediciones de presión de descarga de las bombas no pudieron
ser realizadas, ya que éstas no cuentan con ninguna conexión para la
instalación de un manómetro. Igualmente, no se realizó la medición de las
vibraciones de la bomba SP-2, ni tampoco la de revoluciones por minuto.
Con relación a la temperatura de los motores, no se observó ningún
incremento anómalo o excesivo durante su operación, aunque los valores
correspondientes a la bomba SP-2 resultaron un poco mayores, teniendo en
cuenta que son bombas idénticas trabajando bajo las mismas condiciones.
La mayor temperatura registrada fue de 53º C, en el centro del motor de la
bomba SP-2.
El tiempo de operación para la bomba SP-1, achicando el sumidero
desde la El. 103,70 hasta la El. 101,60, con el nivel del canal de descarga a
la El. 124,40, fue aproximadamente 21 minutos, a un caudal de 5.200 l/min.
Para la bomba SP-2, bajo condiciones de operación prácticamente iguales
(cabe destacar que sólo pudo existir una pequeña variación en el flujo de
entrada al sumidero, mientras esta bomba se encontraba trabajando), el
83
tiempo de operación fue de aproximadamente 29 minutos, a un caudal de
4.450 l/min.
La diferencia en tiempo de operación y temperatura registradas entre
las bombas SP-1 y SP-2, tomando en cuenta que deberían ser bombas
idénticas trabajando bajo condiciones casi iguales, evidencian un mejor
funcionamiento de la bomba SP-1.
Cabe destacar, que no se registraron vibraciones excesivas durante la
operación de la bomba SP-1, y como se mencionó anteriormente, no se
realizó la medición de vibraciones en la bomba SP-2.
Para la bomba SP-1 se registró una velocidad de 1.140 rpm, lo cual es
significativo, ya que las bombas SP, son bombas diseñadas para operar a
1.790 rpm. No se midieron las revoluciones de la SP-2, pero tomando en
cuenta que ambas bombas trabajan bajo condiciones similares, que son
bombas idénticas y que los resultados obtenidos en la medición de otros
parámetros fueron mejores para la SP-1 que para la SP-2, se evidencia que
la bomba SP-2 se encuentra trabajando a una velocidad inferior a la de
diseño. Las bombas al trabajar a una velocidad diferente a la de diseño, ven
afectada su eficiencia, lo que resulta en un excesivo consumo de energía y
condiciones inadecuadas de operación, que a la larga podrían acarrear
daños colaterales. La diferencia de velocidad también podría traer como
84
consecuencia problemas de cavitación y vibraciones que afecten
irremediablemente los componentes de las bombas.
Bajo las condiciones de operación a las cuales estaban sometidas las
bombas, nivel del Canal de Descarga a la El. 124,40 y con una caudal de
entrada de 2.640 l/min, tenían una capacidad suficiente para achicar el
sumidero. Pero bajo otras condiciones, cota del canal de descarga a una
elevación superior o un mayor flujo de entrada al sumidero, no se puede
determinar como podrían trabajar estas bombas, ya que al trabajar a otra
velocidad, las características de funcionamiento cambian totalmente, y
posiblemente bajo estas condiciones, las bombas no puedan achicar el pozo
sumidero, aumentando el riesgo de inundación dentro de la Casa de
Máquinas I.
El voltaje de los motores resultó ser un poco mayor al voltaje nominal,
obteniéndose valores de hasta 454 V, teniendo en cuenta que la tensión
nominal es de 440 V. Como en pruebas anteriores, los valores obtenidos
para la SP-2 fueron ligeramente más altos que los de la SP-1. Los valores de
corriente se mantuvieron por debajo del valor nominal de 70 Amp, con
mediciones de hasta 64 Amp, con valores ligeramente superiores en la
bomba SP-2.
Se realizó una prueba de achicamiento del sumidero utilizando las dos
bombas, para determinar qué capacidad tienen ambas bombas trabajando
85
en paralelo para achicar el pozo en caso de emergencia. Para ello, se dejó
que la bomba SP-1 arrancara automáticamente, mientras que la bomba SP-2
se arrancó y se paró manualmente al mismo tiempo que la SP-1 lo hacía de
forma automática. El tiempo empleado por ambas bombas fue
aproximadamente de seis minutos y medio, desalojando a un caudal de
10.800 l/min.
Verificación del Funcionamiento de las Bombas de Achicamiento UP-1 y
UP-2
Para realizar esta prueba se achicó la unidad 9, y en las mismas se
tomaron mediciones de los siguientes parámetros de funcionamiento:
• Temperatura
• Tiempo de funcionamiento
• Corriente
• Voltaje
• Vibraciones
• Revoluciones por minuto
• Sistema de lubricación
Se realizó la medición de presión de descarga de una sola bomba, la
UP-2, registrándose una presión de 1,2 kg/cm². Pero esta medición no puede
ser tomada en cuenta, ya que el manómetro se instaló en la posición del
86
interruptor de flujo de la bomba, que se encuentra justo después del cabezal
de descarga en la El. 114,78, mientras que el impulsor de la bomba se
encuentra aproximadamente en la El. 106,40, casi ocho metros más abajo de
la posición del manómetro. Por lo tanto, no se puede decir que esta medición
es correcta, ya que se tienen ocho metros de pérdida en altura desde la
salida del impulsor hasta la posición del manómetro.
Al momento de comenzar la operación de achicamiento, la cota del
Canal de Descarga se encontraba en la El. 124,49. El tiempo necesario para
achicar la unidad 9 con el Canal de Descarga a esta cota fue poco más de
cuatro horas, con las bombas UP-1 y UP-2 trabajando en paralelo.
Las temperaturas de las bombas se mantuvieron dentro de los límites,
aunque si hubo diferencia considerable entre las temperaturas de una y otra
bomba. La temperatura más alta registrada en la bomba UP-1 fue de 45º C,
en el centro del motor, mientras que en la bomba UP-2, fue de 53º C en el
mismo punto y de 54º C en la parte inferior. Una gran diferencia
considerando que las dos bombas sean idénticas.
El voltaje de los motores resultó ser un poco mayor al voltaje nominal,
obteniéndose valores de hasta 450 V, teniendo en cuenta que la tensión
nominal es de 440 V. Las corrientes se mantuvieron por debajo del valor
nominal de los motores con valores máximos de 78 Amp, con un valor
nominal de 85 Amp.
87
Se registraron vibraciones con valores de hasta 10,8 mm/seg en la
UP-1, y de 9,8 mm/seg en la UP-2. Vibraciones de esta magnitud son
significativas, considerando que el valor aceptable de vibración para esas
condiciones es de aproximadamente 8 mm/seg. Para la bomba UP-1, se
registró una velocidad de giro de 1.175 rpm, mientras que para la UP-2,
1.190 rpm. Ambos valores son aceptables ya que estas bombas trabajan a
1.190 rpm.
Se realizó una prueba para achicar el pozo sumidero con el nivel alto
de emergencia utilizando las bombas UP. El nivel alto de emergencia del
sumidero es la El.106,50. Cuando el nivel del sumidero alcanza esta cota, los
impulsores de las bombas UP se encuentran sumergidos, por lo tanto, estas
bombas pueden ser utilizadas como bombas de sumidero en caso de
emergencia.
Se pusieron fuera de servicio las bombas SP para permitir que el nivel
del sumidero alcanzara el nivel alto de emergencia. No se pudo comprobar
que el nivel llegara hasta la El.106,50 ya que el medidor de nivel se
encontraba descalibrado, pero se ordenó arrancar manualmente las bombas
UP cuando el nivel de agua estuvo a punto de sobrepasar el tope del tubo
guía del flotador, que se encuentra en la El. 107,00. Las bombas arrancaron
correctamente, pero no lograron achicar el sumidero, no lograron succionar el
agua del pozo a pesar de que el agua sumergía completamente los
impulsores de las bombas UP. Dentro del pozo podía observarse claramente
88
que el nivel del agua sumergía tanto los impulsores, como al interruptor de
diafragma a presión, que da la señal para la alarma de alto nivel de
emergencia. Como se dijo anteriormente, la alarma de alto nivel de
emergencia tampoco se activó.
4.7. Análisis de los Resultados de las Pruebas
Para realizar este análisis se tomaron en cuenta, además de los
resultados de las pruebas efectuadas, los antecedentes de fallas ocurridas
en los sistemas de achique y sumidero, reflejadas en los reportes de fallas,
desde enero de 1.996 hasta agosto de 2.001, la memoranda de diseño de los
sistemas y los manuales de instalación operación y mantenimiento de las
bombas UP y SP.
Tuberías y Válvulas Asociadas a los Sistemas de Achicamiento y Drenaje
El recubrimiento externo de las tuberías no es lo suficientemente
resistente como para soportar las condiciones a las cuales están sometidas
en el interior del sumidero, tomando en cuenta el alto nivel corrosivo del
agua.
Pudo observarse que algunas de las tuberías se encontraban en peor
estado que otras. En algunas tuberías el recubrimiento externo
prácticamente no existe, mientras que en otras, el recubrimiento está casi
intacto.
89
Posiblemente, esto se deba a la ubicación de las tuberías dentro del
sumidero. Las tuberías ubicadas en la plataforma en la El. 105,25, son más
propensas a sufrir la acción corrosiva del agua, ya que estas se encuentran
continuamente en contacto directo con el agua del sumidero, llegando
inclusive a estar sumergidas en algunas ocasiones. La inmersión de las
tuberías de esta plataforma no debería ocurrir normalmente, pero como el
medidor de nivel que activa las bombas SP se encuentra descalibrado, estas
tuberías quedan sumergidas constantemente.
El mal estado de las superficies externas de las tuberías, indica que el
recubrimiento externo utilizado no soporta la agresividad del agua del
sumidero durante el período de tiempo estipulado para su duración.
Dispositivos de Señalización y Control de los Sistemas de Achique y
Sumidero
El interruptor de flotador trabajaba correctamente, al igual que el
alternador de funcionamiento para las bombas; sin embargo, desde la
estación del sumidero, a la El. 131,00 era evidente que el medidor de flotador
estaba descalibrado, ya que el nivel del agua inundaba la plataforma dentro
del sumidero, en la El. 105,25, y en condiciones de operación normal, el
agua del sumidero no debería sumergir esta plataforma.
Esto constituye un riesgo, porque en esta plataforma existen
dispositivos eléctricos, tales como los interruptores de límite de las válvulas
90
neumáticas, cuyo funcionamiento se ve afectado cuando entran en contacto
con el agua, al igual que el recubrimiento externo de las tuberías.
Igualmente, se observa dificultad para realizar trabajos de
mantenimiento o de cualquier otro tipo en esta plataforma, ya que el nivel del
agua superior al especificado, afecta al personal que está trabajando en esta
plataforma, por lo que sería aconsejable poner a trabajar las bombas SP de
forma manual, para lograr el nivel requerido.
Se observó además, que los contactos del interruptor de diafragma a
presión 63PD-SUA, se encontraban sucios y corroídos, debido al tiempo de
uso de los interruptores, combinado con la falta de mantenimiento, lo cual
indica las posibles causas de falla del interruptor.
Las señalizaciones de la posición de las válvulas podría decirse que
son los dispositivos con mayor cantidad de problemas, de todos los
componentes del sistema de achique y drenaje, posiblemente por la
inadecuada instalación de los interruptores de límite de las válvulas dentro
del sumidero.
Es evidente que las condiciones ambientales dentro del sumidero (alta
temperatura y humedad), afectan de forma considerable los dispositivos
eléctricos instalados dentro del pozo. Las protecciones y aislantes utilizados
por estos dispositivos en la actualidad, no soportan tales condiciones
ambientales de trabajo, por lo cual se recomienda su pronta sustitución.
91
Bombas
Análisis del Funcionamiento de las Bombas de Achicamiento UP-1 y UP-2
De acuerdo con los parámetros de diseño del sistema de achicamiento
de las unidades, el tiempo necesario para achicar la unidad 9,
aproximadamente cuatro horas, resulta correcto. Esto es indicativo de un
funcionamiento adecuado de estas bombas. Pero resultados obtenidos en
mediciones de otros parámetros, así como la revisión del historial de fallas de
las bombas UP, demuestran la existencia de problemas de funcionamiento,
los cuales merman la eficiencia de estas bombas.
Siendo las bombas UP-1 y UP-2 de características idénticas, los
parámetros de funcionamiento de cada una de éstas debieron ser similares,
cosa que no ocurrió.
La diferencia de temperatura entre una bomba y otra resultó ser
bastante considerable, 8º C más en la misma ubicación en la bomba UP-2
con respecto a la UP-1, aproximadamente un dieciocho por ciento más alta
en la UP-2. Tomando en cuenta que ambas bombas son idénticas, y trabajan
bajo condiciones prácticamente iguales, la mayor temperatura en la bomba
UP-2 podría ser causada por alguno de los siguientes cuatro factores, o una
combinación de ellos:
92
a) Problemas en los cojinetes del motor de la bomba UP-2. Hay que
señalar que también la temperatura en la zona de los cojinetes de esta
bomba, era más elevada que en la UP-1.
b) Funcionamiento inadecuado del sistema de lubricación del motor de la
bomba UP-2.
c) Funcionamiento inadecuado del sistema de ventilación del motor de
la bomba UP-2, que podría estar asociado a problemas de limpieza de
dicho motor.
d) Problemas con el aislamiento térmico y eléctrico del embobinado del
motor de la bomba UP-2.
Los motores de las bombas no evidencian ningún tipo de problema de
índole eléctrico, pudiéndose observar que tanto los voltajes como los
amperajes de las diferentes fases de los motores, se encuentran dentro de
los valores nominales de los motores. El consumo de energía eléctrica de las
dos bombas es casi idéntico, los valores obtenidos en voltaje y corriente no
son muy diferentes. Las revoluciones por minuto también resultaron ser las
correctas para ambas bombas.
Se registraron vibraciones relativamente altas en las dos bombas,
obteniéndose mediciones de hasta 10 mm/seg. Tomando en cuenta que en
estas bombas ya se han registrado altas vibraciones con anterioridad, esto
indica que los problemas de vibraciones persisten a pesar de las
reparaciones, indicando un problema que va más allá de una simple falla, y
93
que podría tener su origen en las condiciones a las cuales trabajan estas
bombas. Entre las posibles causas de estos problemas cabe señalar:
a) Motores desbalanceados.
b) Cojinetes desajustados o malgastados.
c) Acoples desbalanceados y desalineados.
d) Problemas de ajuste de la base del motor.
e) Cabezal de descarga desalineado.
f) Impulsores obstruidos.
g) Ajuste inapropiado de los impulsores.
h) Cavitación.
El caudal por bomba, en promedio, se estimó en 8.600 l/min, con una
altura estática variable entre cero y dieciocho metros. Revisando el
funcionamiento de la bomba, usando su curva característica, para un caudal
de esa magnitud, la altura dinámica total contra la cual la bomba podría
desalojar esa cantidad de agua, sería de veintiún metros aproximadamente.
Tomando en cuenta las pérdidas por fricción en las tuberías, válvulas y
accesorios de las tuberías, las cuales se estiman en cinco metros
aproximadamente para un caudal de esa magnitud, podría deducirse que
operacionalmente las bombas trabajan correctamente.
Durante la prueba de achicamiento del pozo sumidero, utilizando las
bombas UP, éstas no pudieron achicarlo, a pesar de haber arrancado
94
correctamente y con los impulsores por debajo del nivel del agua dentro del
sumidero. Esto constituye la falla más grave de todas las registradas durante
la ejecución de las pruebas, ya que la utilización de estas bombas como
refuerzo para achicar el sumidero, constituyen el respaldo y la seguridad en
caso de una situación inesperada.
La causa de esta falla podría estar relacionada a diversos factores.
Una de las causas más probables, y la de más fácil solución, podría ser una
obstrucción en la rejilla ubicada en la toma de la tubería de succión que va al
sumidero. Esta obstrucción podría ser causada por un trapo o por
acumulación de sedimentos.
Otra causa de la falla podría ser la acumulación de aire dentro de las
tuberías. Las bombas UP están dotadas de válvulas de purga, pero a pesar
de ello no se descarta esta causa, además las válvulas de purga de las
bombas podrían estar funcionando mal. Adicionalmente, si se asume que el
caudal de agua drenando por gravedad desde unidades vacías no es lo
suficientemente grande como para llenar la tubería de drenaje de los tubos
aspiradores, el aire podría introducirse a través de estas tuberías y
acumularse en los codos y accesorios de las tuberías de las bombas UP para
achicar el pozo sumidero.
Una altura de succión insuficiente también podría ser la causa de esta
falla. La baja altura de succión, sumado a posibles formaciones de vórtices
95
en el sumidero, impedirían el correcto funcionamiento de estas bombas. Una
altura de succión inadecuada produce, además de problemas de cavitación,
vibraciones excesivas, y tomando en cuenta el historial de problemas
vibratorios registrados en estas bombas, y habiéndose registrado un nivel de
vibraciones relativamente alto durante las pruebas, podría deducirse que
estas bombas sufren de problemas de cavitación. Solo con una inspección
del estado de los impulsores o con un análisis vibratorio exhaustivo, se
podría verificar la existencia de este problema.
Análisis del Funcionamiento de las Bombas de Achicamiento SP-1 y SP-2
A pesar que las bombas SP-1 y SP-2 son idénticas, los resultados de
las mediciones de los parámetros de funcionamiento de cada una de ellas,
fueron considerablemente diferentes.
Los valores de temperatura de la bomba SP-2, fueron mayores que los
de la SP-1. La temperatura registrada en la parte central del motor de la SP-2
fue de 53º C, mientras que la de la SP-1 fue tan solo de 45º C. Se tiene una
diferencia de casi un dieciocho por ciento mayor en la bomba SP-2 que en la
bomba SP-1. Este problema podría ser causado por los siguientes factores:
a) Problemas en los cojinetes del motor de la bomba SP-2. Hay que
señalar que también la temperatura en la zona de los cojinetes de esta
bomba, era más elevada que en la SP-1.
96
b) Funcionamiento inadecuado del sistema de lubricación del motor de la
bomba SP-2.
c) Funcionamiento inadecuado del sistema de ventilación del motor de la
bomba SP-2, que podría estar asociado a problemas de limpieza de
dicho motor.
d) Problemas con el aislamiento térmico y eléctrico del embobinado del
motor de la bomba SP-2.
Las pruebas arrojaron diferencias en los valores de las corrientes en
las diversas fases de los motores. Para la bomba SP-1 se registraron
corrientes de 65,3 Amp, 53 Amp y 54,6 Amp, mientras que para la SP-2
fueron de 64 Amp, 49,8 Amp y 63,8 Amp. Los valores de los voltajes
resultaron ser bastante parecidos en las diversas fases de los motores. Esta
diferencia en las corrientes, evidencian problemas de índole eléctrica
asociados al aislamiento térmico y a la resistencia de los embobinados de los
motores.
El tiempo utilizado por la bomba SP-1 para achicar el sumidero fue de
veintiún minutos aproximadamente, mientras que para la SP-2 fue de casi
media hora. Nuevamente, la diferencia en el valor obtenido en cada una de
las bombas es muy marcada, lo cual pone en evidencia un estado de mayor
deterioro en la SP-2. Esto también podría ser causado por obstrucciones en
los coladores de las bombas, siendo el más obstruido el de la SP-2.
97
Para las condiciones a las cuales estaban trabajando, el tiempo de
operación de las bombas ha debido ser aproximadamente de quince
minutos. El caudal desalojado por la bomba SP-1 se estimó en 5.164,4 l/min,
mientras que para la bomba SP-2 fue de 4.448,8 l/min, una diferencia de más
de setecientos litros por minuto, considerando que ambas bombas son
idénticas, ésta es una diferencia apreciable.
Revisando la curva de operación de estas bombas, para caudales de
magnitudes aproximadas a las antes mencionadas, la altura dinámica total,
contra la cual estas bombas desalojarían el agua, está alrededor de los
cuarenta metros. La altura dinámica total máxima que se podría esperar, bajo
las cuales las bombas se encontraban trabajando, sería máximo de
veinticuatro metros, incluidas las pérdidas por fricción. Esta discrepancia
prueba un funcionamiento inadecuado de estas bombas.
Tras verificar los resultados de otras mediciones y compararlas con los
datos de operación de las bombas, se pudo detectar la causa de este
desperfecto. Las bombas SP-1 y SP-2, son bombas diseñadas y
seleccionadas para trabajar a 1.790 rpm, la medición de revoluciones por
minuto de la SP-1 (las de la SP-2 no se llevaron a cabo), dieron como
resultado 1.140 rpm, una velocidad excesivamente baja comparada con la
velocidad adecuada para estas bombas. Esta falla es grave y sus
consecuencias en el rendimiento de las bombas se pudo observar durante
las pruebas.
98
Las bombas SP han tenido constantes problemas de baja carga e
insuficiente capacidad, además de repetidos problemas de sobrecarga. El
motor de la SP-1 fue sustituido en septiembre de 1.999, posiblemente las
reparaciones efectuadas a los motores no han sido adecuadas. Los motores
no presentan bajo voltaje, por lo cual es poco probable que las causas sean
problemas de conexiones eléctricas. El problema debe ser causado por
malas reparaciones o por problemas mecánicos asociados a la bomba.
Solo se realizaron las mediciones de vibración de la bomba SP-1, en
donde no se registraron vibraciones elevadas, a pesar del funcionamiento de
la bomba fuera de sus parámetros.
4.8. Plan de Mejoras a Corto Plazo
Con la finalidad de aumentar la confiabilidad de los Sistemas de
Achique y Sumidero, a continuación se presentan las medidas necesarias
para corregir los problemas detectados durante la ejecución de las pruebas,
las cuales requieren atención inmediata debido a que representan un riesgo
para la seguridad y funcionamiento de los sistemas.
Las mejoras planteadas a continuación no representan mayor
dificultad para su ejecución, ya que no implican sustitución en los equipos
existentes ni modificaciones físicas en los mismos. Además, no implican un
alto costo para su ejecución, ya que consisten en reparaciones y trabajos de
mantenimiento.
99
Tuberías
• Tubería 20” DTF (llenado del tubo aspirador): Ubicada en la galería de
acceso y ventilación El. 116,00.
• Tubería 12” SCD (drenaje de la caja espiral): Ubicada en el foso de
válvulas de drenaje de la caja espiral El. 112,00.
• Tubería 18” DTD (drenaje del tubo aspirador): Ubicada en el foso para
válvulas de achicamiento El. 104,80.
• Tubería 24”, 16” y 6” DTD (drenaje del tubo aspirador): Ubicadas en el
sumidero en la El. 104,30.
• Tubería 12” y 16” UPD (descarga de las bombas UP): Ubicadas en el
sumidero El. 114,78.
• Tubería 10” y 12” SPD (descarga de las bombas SP): Ubicadas en el
sumidero EL. 114,78.
• Tuberías de las Columnas de las bombas SP y UP: Ubicadas en el
sumidero.
Tomando en cuenta el mal estado en el que se encuentra el
recubrimiento externo y la pintura de las tuberías que ubicadas en el
sumidero y en los fosos de válvulas, se recomienda remover el recubrimiento
existente con un proceso de chorro de arena (sandblasting), para luego
aplicar un nuevo recubrimiento epóxico.
100
Se recomienda realizar una inspección visual de la superficie interna
de estas tuberías, buscando y evaluando imperfecciones como cráteres,
grietas y puntos de corrosión, así como verificar el recubrimiento interno para
determinar si es necesario realizar un mantenimiento interno de las tuberías.
También es recomendable realizar una medición del espesor de la pared de
las tuberías, utilizando para ello equipos de ultrasonido. Si la medición
muestra que la pared de la tubería perdió el espesor especificado, se
recomienda cambiar esa sección de la tubería.
En el caso de realizarse estas inspecciones se deberá efectuar el
cambio de todas las empacaduras de cada conexión.
En las tuberías de las columnas de las bombas SP y UP, se
recomienda sustituir y mejorar los soportes existentes.
Válvulas.
• Válvulas de Compuerta ø 12” U9.
• Válvulas de Mariposa ø 18” U10.
• Válvulas de Compuerta ø 20” U11.
• Válvulas de Mariposa ø 16” EU-1 y EU-3.
• Válvulas de Mariposa ø 12” EU-2 y EU-4.
• Válvula de Mariposa ø 6” EU-5.
• Válvula de Mariposa ø 16” EU-6.
101
• Válvula de Mariposa ø12” EU-7 y EU-8.
• Válvulas de Charnela ubicadas en el sumidero.
• Válvulas de Charnela ubicadas en el Canal de Descarga.
En estas válvulas se recomienda realizar una inspección interna del
cuerpo de las válvulas, buscando y evaluando las imperfecciones de las
superficies internas tales como erosión, grietas y puntos de corrosión. En la
superficie externa se recomienda realizar trabajos en el recubrimiento
epóxico.
Se recomienda realizar una inspección de los anillos del cuerpo y de
los anillos de la cuña y cambiar las empacaduras del vástago y del cuerpo.
Tomando en cuenta la importancia de las válvulas de charnela, debido
a que estas son las que impiden el reflujo desde el sumidero hacia la casa de
máquinas o desde el canal de descarga hacia el sumidero, se recomienda
realizar una inspección para verificar el estado actual de estas válvulas, y
reparar aquellas que lo ameriten. Para la realización de esta inspección es
necesaria la intervención de buzos, por lo menos para las válvulas ubicadas
en el canal de descarga.
Señalización y Control.
• Interruptor de flotador 63FS-SU
• Tablero de control de las bombas SP
102
• Interruptor de diafragma a presión 63PD-SUA
• Panel de control de las válvulas
• Modulo de operación de bombas SP y UP
El interruptor de flotador 63FS-SU debe ser calibrado inmediatamente
para que las bombas se activen a las elevaciones correctas. Una vez
realizada la calibración, verificar el funcionamiento de las bombas y la
activación de las alarmas.
El interruptor de diafragma 63PD-SUA debe ser reparado y
posteriormente se debe verificar la activación de la alarma de alto nivel de
emergencia.
Los interruptores de límites de las válvulas deben ser colocados en
forma correcta, tal como se indica en los manuales de instalación, y los
mismos deben ser protegidos contra la humedad. Las tuberías de los
conductores eléctricos deben ser recubiertas y aisladas, para impedir que el
agua entre dentro de las mismas. El cajetín para las conexiones de los
interruptores de límites debe ser cambiado en su totalidad debido al mal
estado en el que se encuentra.
El sistema de aire comprimido para las válvulas de mariposas
instaladas en el sumidero, debe ser inspeccionado. Este trabajo deberá
consistir en la inspección de las válvulas reguladoras de flujo (presión) de
103
aire a los cilindros, tubería de aire, las válvulas de dos posiciones – cuatro
vías, ubicadas en el tablero de control de las válvulas, el filtro y el lubricador
de aire, ubicados en la tubería de suministro de aire al tanque de
almacenamiento de aire para las válvulas de sumidero. Todos los elementos
deberán ser limpiados, ajustados y si no están operables, deberán ser
reemplazados por elementos nuevos.
Después del trabajo de inspección, limpieza y reemplazo de los
elementos dañados, el ajuste del tiempo de funcionamiento de las válvulas
deberá ser repetido, intentando alargar el tiempo de apertura y cierre hasta
12 segundos, aproximadamente.
Bombas SP y UP.
Para mejorar el rendimiento y la puesta a punto de los motores, se
recomienda ejecutar un mantenimiento mayor a los mismos. En este trabajo
se revisarán y se ejecutarán los siguientes puntos:
1. Realizar una limpieza general
2. Revisar los acoplamientos
3. Revisar y reemplazar, si es necesario, los cojinetes
4. Realizar una relubricación y un reengrase de los cojinetes
5. Revisar y limpiar los bobinados del motor y sus aislantes
104
Igualmente, se recomienda desarmar los impulsores de las bombas
para verificar si presenta algún tipo de erosión provocada por cavitación o
cualquier otro agente. Si el grado de erosión es considerable se recomienda
la sustitución o reparación del impulsor. Una vez desarmado verificar si existe
algún tipo de obstrucción por parte de algún agente externo, limpiar y
remover grasa o aceite que puedan estar presentes tanto en el impulsor
como en el cabezal de descarga
Desarmar y limpiar los coladores de la tubería de succión de las
bombas SP, y la rejilla de la tubería para achicar el sumidero con las bombas
UP.
De ser necesario, revisar y corregir, el sistema de lubricación del eje
de la bomba. Verificar el correcto funcionamiento de las válvulas de purga
tanto de las bombas UP como de las SP.
Para la ejecución de estos trabajos, tanto el mantenimiento de los
motores como de los componentes de la bomba, se debe seguir el
procedimiento establecido en los manuales de mantenimiento de las bombas
SP y UP, que se encuentran en el archivo de Guri, bajo las cotas MF-88-007,
para las bombas SP, y MF-88-008, para las bombas UP.
Como parte de un plan de mantenimiento preventivo, se recomienda
realizar los trabajos antes mencionados, por lo menos una vez al año y
observar diariamente el funcionamiento en general de las bombas, teniendo
105
en cuenta principalmente la existencia de ruidos anómalos, altas
temperaturas, vibraciones evidentes y el nivel de aceite lubricante. Se
recomienda también la relubricación de los cojinetes de los motores de las
bombas cada seis meses y reengrasar los cojinetes con lubricación con
grasa, cada mil horas de operación en las bombas SP, y cada dos mil horas
de operación en las bombas UP. Estas instrucciones fueron tomadas de los
manuales nombrados anteriormente.
Mejoras en las Condiciones de Trabajo Dentro del Sumidero
Para mejorar las condiciones de trabajo y la seguridad del personal
dentro del pozo sumidero se recomienda:
• Ajustar y reparar las planchas que sirven de piso en las plataformas
dentro del pozo, ya que algunas de estas se encuentran flojas y fuera de
lugar.
• Instalación de tomacorrientes en las plataformas dentro del sumidero, los
cuales pueden servir para conectar lámparas para mejorar la iluminación
dentro del sumidero, o para la conexión de cualquier otro equipo que
requiera corriente eléctrica.
• Instalar ventiladores cada vez que se requiera realizar trabajos de larga
duración dentro del pozo sumidero, con la finalidad de mejorar la
ventilación.
106
• El personal deberá bajar al pozo sumidero obligatoriamente con todos los
implementos de seguridad necesarios, los cuales incluyen botas de
seguridad, casco, guantes y linterna.
• El personal que baje al pozo sumidero, no deberá hacerlo solo, deberán
bajar por lo menos dos personas, portando una de ellas un radio con el
cual comunicarse con el personal en la estación del sumidero o con la
sala de control en el caso de alguna eventualidad.
• Colocar cotas de elevación dentro del pozo sumidero, para facilitar la
ubicación de los equipos y la observación del nivel del agua.
Pruebas
Con la finalidad de asegurar el correcto funcionamiento y operación de
los diferentes dispositivos que forman parte del sistema de achique y
sumidero, se recomienda realizar pruebas de funcionamiento periódicas, por
lo menos una vez al año, para detectar fallas de algún dispositivo, y así
repararlo. Para realizar las pruebas de funcionamiento, se pueden basar en
los protocolos de pruebas utilizados para la elaboración de este trabajo.
107
4.8. Plan de Mejoras a Largo Plazo
Tomando en cuenta los años de servicio de los componentes de los
Sistemas de Achicamiento y Drenaje de la Casa de Maquinas I, se ve la
necesidad de realizar una modernización de todo el sistema en general.
La finalidad de realizar este proceso de modernización es la de
aumentar la confiabilidad y eficiencia de estos sistemas, para garantizar
mayor seguridad y funcionamiento de la central en general.
Estas modernizaciones consisten en la sustitución de los
componentes y dispositivos actuales, por equipos que debido a su avance
tecnológico proporcionan mayor seguridad y rendimiento, disminuyendo
también los trabajos de mantenimiento requeridos en los mismos.
Para la elaboración de este plan de mejoras, se tomaron en cuenta las
normas y especificaciones aprobadas y usadas por la empresa, esto con la
finalidad de mantener una continuidad en el diseño e instalación de equipos.
Tuberías
Dentro de los planes previstos por la empresa para la modernización y
optimización de la central de Guri, está el cambio de las tuberías de hierro
fundido del foso de válvulas de achicamiento 18” DTD, y del drenaje de la
caja espiral 12” SCD, por tuberías de acero.
108
Tomando en cuenta lo anterior, se recomienda la sustitución de todas
las tuberías de hierro fundido del pozo sumidero, 24” DTD, 6” DTD, 16” DTD,
12” UPD, 16” UPD, 10” SPD, 12” SPD y las de llenado de la caja espiral
20” DTF. Esto también ayuda a mantener el estándar de los materiales de
las tuberías, ya que en el resto de las plantas de la empresa, todas las
tuberías que forman parte de estos sistemas son de acero. Además, las
tuberías existentes llevan muchos años en servicio, y tomando en cuenta el
alto nivel corrosivo de las aguas del Río Caroní, sería prudente tomar esta
acción.
La modificación de la disposición de los equipos y tuberías dentro del
sumidero, se hace demasiado difícil, debido a que la posición de las tuberías
que aportan agua al sumidero, la tubería colectora del sistema de
achicamiento y las tuberías de descarga de las bombas, no puede ser
modificada ya que se encuentran empotradas. Por lo tanto las sustituciones
de las tuberías y accesorios se harán de acuerdo a los planos existentes,
salvo aquellas modificaciones que se planteen mas adelante.
Materiales y normas para tuberías
Todos los materiales deberán cumplir con las especificaciones de las
últimas revisiones de las normas aplicables enumeradas a continuación:
109
• ASTM-A47, “Specifications for Welded and Seamless Steel Pipe “
(Especificaciones para tubería de acero soldada y sin costura).
• API-5L, “Specifications for Line-Pipe” (Especificaciones para Líneas de
Tuberías).
• ANSI-B16.12, “Cast Iron Threaded Drainage Fittings” (Accesorios
Roscados de Hierro Fundido para Drenajes).
• ANSI-B16.3, “Malleable-Iron Threaded Fittings, Classes 150 and 300
(10,5 and 21 kg/cm²)” (Accesorios Roscados de Hierro Maleable
Clases 150 y 300).
• ANSI-B16.5, “Pipe Flanges and Flanged Fittings, Steel-Nickel Alloy
and Other Specials Alloys” (Tuberías con bridas y accesorios bridados,
aleaciones de Acero-Níquel y otras aleaciones especiales).
• ANSI-B16.9, “Factory-Made Wrought Steel Butt-Welding Fittings”
(Accesorios de Acero Forjado con Soldadura a Tope Hecho en
fábrica).
• ANSI-B16.11, “Forged Steel Fittings, Socket-Welding and Threaded”
(Accesorios de Acero Forjado Soldados con Soporte y Roscados).
• ASTM-A139, “Electric-Fusion (Arc) Welded Steel Pipe” (Tubería de
Acero Soldada por Arco Eléctrico de Fusión).
110
Pernos y Empacaduras
Todos los pernos y empacaduras deberán cumplir con las siguientes
normas, cuando sean aplicables:
• ASTM-A307, “Low-Carbon Steel Externally and Internally Threaded
Standard Fasteners” (Pernos Roscados Internos y Externos de Acero
de Bajo Carbono).
• ASTM-B21, “Alloy Steel and Stainless Steel Bolting Materials for High
Temperature Services” (Materiales para Pernos de Aleaciones de
Acero y Acero Inoxidable para Servicios de Alta Temperatura).
• ANSI-B16.21 “Non-Metallic Gaskets for Pipe Flanges” (Empacaduras
No Metálicas para Bridas de Tuberías).
Materiales Epóxicos
El epoxy deberá ser utilizado como recubrimiento para las superficies
interiores y exteriores de las tuberías y válvulas que se encuentren en
contacto con las aguas del río o en el sumidero. Las capas de epoxy,
aplicadas en fábrica deberán formar una capa de un espesor mínimo de 0,25
mm después de secas. Para las tuberías en contacto con el agua del río, el
epoxy deberá ser Coal Tar Epoxy Brea, fabricado por C.A. Venezolana de
Pinturas, Valencia, Edo. Carabobo, o similar. Este tipo de recubrimiento es el
que mejores resultados ha dado, a través de los años de experiencia de la
111
compañía, para proteger las tuberías en contra de la acción corrosiva de las
aguas de río.
Normas y especificaciones para el diseño y trabajos mecánicos
El diseño de las nuevas tuberías de acero y los trabajos mecánicos se
deberán ejecutar según las disposiciones aplicables en las últimas revisiones
de los siguientes códigos, normas o especificaciones:
• ANSI-B31.1, “Code for Pressure Piping” (Código para tubería de
Presión).
• AISC “Specifcations for the Design, Fabrication and Erection of
Structural Steel Buildings” (Especificaciones para el Diseño,
Fabricación y Montaje de Acero Estructural para Edificaciones).
• ANSI-B15.1, “Safety Code for Mechanical Transmission Apparatus”
(Código de Seguridad para Aparatos de Transmisión Mecánica).
• U.S. Department of Commerce, “Report BMS66, Plumbing Manual,
Building Materials and Structures” (Reporte BMS66, Manual de
Plomería, Materiales de Construcción y Estructuras).
• AWS, “Standard Qualification Procedure” (Procedimientos de
Calificación Estándar).
• ASME, “Boiler and Pressure Vessels Code, Section VIII, División I”
(Código para Calderas y Recipientes a Presión, Sección VIII,
División I).
112
Trabajos de instalación y mano de obra
1. Generalidades: Se deberán suministrar e instalar todas las tuberías
permanentes, incluyendo tubos y accesorios, válvulas, colgadores,
aislamiento, juntas de expansión, anclajes y guías donde se requieran
y soportes especiales, aún cuando no se encuentren indicados, pero
que sean necesarios para completar los diferentes sistemas. El trabajo
deberá cumplir con los códigos y normas aplicables enumeradas con
anterioridad, con los códigos y normas venezolanas aplicables y con
los requisitos especificados a continuación. Cuando la posición exacta
no se muestre en los planos, los tubos se deberán cortar exactamente
según las dimensiones establecidas en el sitio y colocarse en su lugar
correspondiente, sin forzarlos ni doblarlos, e instalarlos de forma tal
que ocupen un espacio mínimo. Se deberán tomar las previsiones
necesarias para permitir la expansión y contracción de los tubos, aún
cuando dichas previsiones no están indicadas en los planos.
2. Tuberías embridadas y soldadas: Las juntas con bridas se deberán
proveer con empacaduras sin defectos y todos los pernos se deberán
apretar firmemente. Las juntas soldadas se deberán ejecutar según
las secciones aplicables de la norma ANSI-B31.1 (Código para tubería
de presión). Las intersecciones deberán hacerse con accesorios
estándar adecuados para conexiones soldadas.
113
3. Revestimiento epóxico y preparación de superficies: Todas las
superficies de hierro y acero expuestas al agua del río, las superficies
de las conexiones incluyendo las caras de las bridas, deberán
recubrirse utilizando los materiales antes mencionados. En las
superficies a revestir se deberán remover todas las salpicaduras de
soldaduras, esmerilar todas las aristas agudas para hacerlas lisas y
limpiar de suciedad, grasa, humedad, brea y aceite. Las superficies se
deberán limpiar con chorro de arena a presión (sandblasting), hasta
que se vea el color natural del metal. El chorro de arena deberá
cumplir con los requisitos de la Steel Structures Painting Council
Specifications SSPC-SP5, “Blast Cleaning to White Metal” (Limpieza a
Chorro Hasta Metal Blanco).
Válvulas
Siguiendo con el plan de mejoras, se recomienda la sustitución de
todas las válvulas asociadas a los Sistemas de Achicamiento y Drenaje,
actualmente en servicio, por válvulas nuevas, esto tomando en cuenta el
largo periodo de tiempo que llevan estas válvulas en servicio.
Igual que en el caso de las tuberías, se mantienen las mismas
características y dimensiones que aparecen en los planos, salvo por algunas
modificaciones que se mencionarán más adelante.
114
A continuación se especifican las válvulas a ser sustituidas y sus
modificaciones respectivas, en el caso de ser necesario.
• Válvulas de llenado del tubo aspirador de las unidades, 1U11 a la
10U11, válvulas de compuerta de ø 20”, con cuerpo de hierro fundido,
elementos de bronce o acero inoxidable, estándar con bridas.
• Válvulas de drenaje de la caja espiral de las unidades, 1U9 a la 10U9,
válvulas de compuerta de ø 12”, con cuerpo de hierro fundido,
elementos de bronce o acero inoxidable, estándar con bridas.
• Válvulas de achicamiento de las unidades, 1U10 a la 10U10, válvulas
de mariposa de ø 18”, cuerpo de cierre hermético contra goteo,
asiento de caucho resistente al aceite, tipo wafer (delgada) para
instalación entre bridas, disco de bronce o acero inoxidable, vástago
de acero inoxidable de diámetro constante, de accionamiento manual.
• Válvulas del sumidero, EU1 a la EU8, válvulas de mariposa, de ø 16”
las EU1, EU3 y EU6, de ø 12” las EU2 y EU4, de ø 10” las EU7 y EU8,
de ø 6” la EU5, cuerpo de cierre hermético contra goteo, asiento de
caucho resistente al aceite, tipo wafer (delgada) para instalación entre
bridas, disco de bronce o acero inoxidable, vástago de acero
inoxidable de diámetro constante, de accionamiento neumático.
• Válvulas de retención (check), tanto las del sumidero como la de los
fosos de válvulas de achicamiento, cuerpo de hierro fundido,
elementos de bronce o acero inoxidable, con camisas de bronce para
115
la guía del husillo, resorte de acero inoxidable con bridas, del tipo
globo.
• Válvulas de Charnela, tanto las ubicadas en el Canal de Descarga
como las del sumidero, para dos tipos de servicio, drenaje por
gravedad y descarga de las bombas del sumidero, de cuerpo y
elementos de acero inoxidable.
Todas las válvulas con componentes de hierro fundido o acero
deberán ser recubiertas con epoxy, tanto en sus superficies internas como
las externas. Se utilizará el mismo recubrimiento epóxico especificado en la
sección de las tuberías o similar en el caso de aplicación en fábrica por parte
del fabricante.
Todas las válvulas U9, U10 y U11, deberán estar dotadas de un
dispositivo de enclavamiento (básicamente una correa con candado), que
impida la apertura accidental sin autorización de alguna de estas válvulas. Se
recomienda la instalación de interruptores de límite para indicar la posición,
abierta o cerrada, para estas válvulas, con una señal que pueda ser
observada en la Sala de Control de la casa de máquinas.
Como una opción para facilitar la operación de las válvulas de
achicamiento U10, se recomienda que estas válvulas sean de accionamiento
neumático, similar a las válvulas instaladas en el sumidero. Cada válvula
116
deberá estar dotada de dos interruptores de límite para cada una de las
posiciones, abierto o cerrado.
Sistemas de control y señalización
Un sistema de control confiable, que sus señales sean las correctas y
que no falle en momentos críticos, es indispensable para el buen
funcionamiento y la seguridad de la planta.
Los sistemas de control y señalización actualmente instalados
presentan problemas continuamente, lo cual representa mayores costos y
tiempos de mantenimiento, y a su vez reduce la confiabilidad del sistema.
Se recomienda la sustitución de todo el sistema de control del
sumidero y sus componentes, por dispositivos más modernos y confiables,
que a su vez requieran menor mantenimiento y que provean mayor
información a la hora de realizar pruebas o en caso de emergencia.
Con los dispositivos de control existentes hoy en día, sería inadecuado
y obsoleto sustituir los actuales dispositivos por unos que sean iguales o de
características similares. Dispositivos electrónicos existentes en el mercado
podrían sustituir los componentes de forma más eficiente y confiable,
reduciendo el número de dispositivos y los trabajos de mantenimiento. Con
dispositivos electrónicos se podría inclusive automatizar completamente las
117
operaciones de achicamiento de las unidades y del sumidero, controlando
todo desde la Sala de Control de la Casa de Máquinas.
A continuación se presentan diversos opciones para la modernización
de los sistemas de control y señalización de los sistemas de achicamiento y
drenaje, separados por componente.
Dispositivos de arranque automático de las bombas SP y activación de las
alarmas de alto nivel y alto nivel de emergencia.
El interruptor de flotador, el interruptor de diafragma a presión, y el
dispositivo para alternar la bombas SP en cada ciclo de achicamiento del
pozo sumidero, podrían ser sustituidos por un solo dispositivo electrónico que
sea capaz de realizar todas estas funciones, reduciéndose el número de
componentes y el espacio que ocupan. Al tener menos aparatos, también se
reducen los trabajos de manutención e inspección.
Se recomienda que este dispositivo sea capaz de registrar la cantidad
de ciclos de operación de las bombas, esto con la finalidad de poder tener
una base para posibles análisis estadísticos y estudios futuros, que ayuden
no solo a seguir mejorando el funcionamiento de este sistema en Guri, sino
en el resto de las centrales de la empresa. Además, estos datos también son
importantes a la hora de presentarse cualquier eventualidad, para detectar
fallas, y poder tener mayor información para poder corregirlas y evitar que
vuelvan a suceder.
118
Con un dispositivo electrónico también podría automatizarse el
arranque de las bombas UP, al llegar el agua al alto nivel de emergencia en
el sumidero, enviando la señal para la apertura y cierre de las válvulas
respectivas y el arranque automático de las bombas UP. Con un sistema
funcionando de esta manera, se reduce considerablemente el tiempo de
respuesta a la hora de una contingencia, al evitar que un operador tenga que
llegar hasta la estación de sumidero para activar las bombas. Por supuesto,
para poder aplicar esto, sería necesario cambiar también los sistemas de
apertura de las válvulas del sumidero.
Un relé programable sería capaz de realizar todas estas funciones. Un
dispositivo de este tipo, como los fabricados por Telemechanique o Siemens,
compañías que tienen representantes y servicio técnico a nivel nacional,
podría sustituir los actuales dispositivos instalados. Estos dispositivos tienen
una alta confiabilidad, prácticamente no requieren mantenimiento y tienen
una elevada vida útil, además su costo no es excesivamente alto. Además,
las condiciones ambientales del sitio donde se instalaría este dispositivo (en
la estación de achique y sumidero en la El. 131,00), no son particularmente
agresivas contra este tipo de aparatos, ya que la temperatura y la humedad
no son altas, así como tampoco existe gran cantidad de polvo ni partículas
en suspensión que afecten al funcionamiento.
Podrían instalarse sondas dentro del sumidero, a las diferentes
elevaciones de arranque y parada de las bombas y de activación de las
119
alarmas, para enviar la señal de cierre del circuito para el relé. Estas sondas
al entrar en contacto con el agua cierran el circuito correspondiente,
enviando la señal para la activación del componente respectivo, ya sea una
bomba o una alarma. Con las sondas se elimina el problema de la
calibración, ya que éstas se instalan directamente en la elevación
correspondiente dentro del sumidero.
Se recomienda la instalación de un dispositivo de medición de nivel,
que sea más preciso y confiable que el medidor del flotador ya que da una
lectura más precisa de la elevación del nivel del agua dentro del sumidero.
Un dispositivo de sonar es extremadamente preciso para este tipo de
funciones. A su vez, un dispositivo de este tipo serviría como otra opción a
las sondas para enviar la señal de cierre de los circuitos del relé. El
inconveniente de la instalación de un dispositivo de este tipo es su elevado
costo. Por lo tanto podría ser factible la instalación de un sistema de
medición mucho más económico conjuntamente con las sondas para la
activación del relé.
Es recomendable que en la Sala de Control pueda observarse el
estado de funcionamiento del sistema de achique y sumidero. Que pueda
observarse el momento en el que arranca una bomba, cuál bomba está
trabajando en determinado momento, el nivel del agua dentro del sumidero,
cuáles válvulas se encuentran abiertas y cuales cerradas, además, de tener
la señal de alarma cuando sea el caso. Esto con la finalidad de tener un
120
mayor control del funcionamiento de los sistemas. Se podría dotar las
bombas UP con un dispositivo de arranque remoto, ubicado también en la
Sala de Control, que permita el arranque de las bombas para el achicamiento
de las unidades sin la necesidad de tener personal en la estación de
sumidero, por supuesto, para poder realizar esto, sería necesario dotar las
válvulas del sumidero con sistemas de accionamiento a distancia, a esto se
hace referencia en la parte de accionamiento y señalización de válvulas.
Accionamiento y señalización de válvulas
Al igual que en el caso de los dispositivos de arranque de las bombas
y de alarma, las válvulas, sus accionamientos y señal de posición, también
es recomendable sustituirlos por dispositivos más modernos.
Se recomienda como primera opción la sustitución del tablero de
control existente, por uno completamente nuevo, que cuente con las mismas
características operacionales y físicas.
Otra opción para la sustitución del tablero de control, podría ser el
cambio de las válvulas direccionales, de dos posiciones y cuatro vías, de
accionamiento manual, por unas de iguales características pero con
accionamiento por solenoide eléctrico. Con esta modificación se podría hacer
el accionamiento remoto de estas válvulas desde la Sala de Control de la
Casa de Máquinas, así como desde la estación de sumidero.
121
Se recomienda que las válvulas de achicamiento de las unidades,
1U10 a la 10U10, sean sustituidas por válvulas de accionamiento neumático,
para facilitar su operación y tomando en cuenta la existencia de tuberías de
aire comprimido en los fosos de las válvulas es factible realizar este cambio.
Para realizar la instalación de los sistemas de accionamiento
neumático se deberá proveer de un tablero de control ubicado en cada foso
de válvula para controlar la posición de estas válvulas y para proveer la
indicación de la posición de las mismas. El funcionamiento de este tablero
deberá ser similar al del ubicado en el pozo sumidero, bien sea por válvulas
direccionales de accionamiento manual o por válvulas direccionales de
accionamiento por solenoide eléctrico y control remoto desde la Sala de
Control.
Propuesta para accionamiento remoto del sistema de achicamiento de las
unidades
Continuando con las propuestas para la modernización del sistema de
achicamiento, y tomando en cuenta recomendaciones expuestas con
anterioridad, se podría automatizar el sistema de achicamiento de las
unidades, con la utilización de controles remotos desde la Sala de Control,
para la apertura y cierre de válvulas y arranque de las bombas UP, todo esto
sin la necesidad de tener desplegado personal en diferentes zonas de la
122
Casa de Maquinas. La instalación de interruptores de flujo se hace
indispensable en este caso para la parada automática de las bombas.
Claro está todo esto implica mayor cantidad de dispositivos y aparatos
a los cuales se le deberá realizar mantenimiento, por lo tanto los planes de
mantenimiento deberán ser más rigurosos y continuos para asegurar el
correcto funcionamiento de los sistemas.
Propuesta para la automatización del arranque de las bombas UP en el caso
de nivel alto de emergencia en el sumidero
Con la adopción de dispositivos electrónicos para controlar el
funcionamiento del Sistema de Drenaje del Sumidero, se podría incluso
automatizar el arranque de las bombas UP en el caso de nivel alto de
emergencia en el sumidero.
Cuando el agua llegue a la elevación de alto nivel de emergencia, el
dispositivo electrónico enviaría la señal que activaría la alarma, en ese
mismo instante cerraría la válvula EU-5, luego abriría la EU-6, para
finalmente arrancar las bombas UP. Una vez se alcance el nivel mínimo en el
sumidero, entonces en ese punto se produciría el proceso inverso, pararían
las bombas, se cerraría la válvula EU-6 y se abriría la EU-5, volviendo todo a
un estado de funcionamiento normal del Sistema de Drenaje.
123
Claro está, esto no descarta la instalación de dispositivos de arranque
manual para las bombas, tanto las UP como las SP, y que el dispositivo de
control electrónico pueda ser desactivado para una manejo manual de toda
la operación.
Alarmas
Se deberán instalar alarmas tanto en la estación del sumidero como
en la Sala de Control. Estas alarmas deberán tener una señal audible y
visible.
Las alarmas se activarán la primera, cuando el agua en el sumidero
alcance la elevación de alto nivel. En este punto la alarma sonará y se
encenderá una luz de color amarillo indicando que el agua alcanzó el alto
nivel. La segunda alarma sonará cuando el agua en el sumidero alcance el
nivel alto de emergencia. En este punto sonará nuevamente la alarma, la luz
amarilla se apagará y se encenderá una de color rojo, indicando que el agua
alcanzó el alto nivel de emergencia. Las alarmas sonoras deberán dotarse de
un interruptor para apagarlas, no así con las luminosas, las cuales se
apagarán automáticamente cuando en el sumidero se recuperen los valores
normales de trabajo.
124
Detección de inundaciones dentro de la Casa de Máquinas
La rápida detección de inundaciones dentro de la Casa de Máquinas
es fundamental para evitar graves daños a los equipos y un corte en el
suministro de energía eléctrica.
Se recomienda la instalación de interruptores de diafragma a presión
en los fosos de válvulas de achicamiento o dispositivos similares para
activación de alarmas. En la Sala de Control se instalaría un panel con
señales luminosas y alarmas sonoras que indiquen alto nivel de agua dentro
de los fosos. Este panel deberá indicar con una luz roja cual es el foso de
válvulas donde se está produciendo la inundación.
Igualmente se recomienda la instalación de cámaras de video dentro
de las galerías de la Casa de Máquinas, para poder visualizar en la Sala de
Control las situaciones que se puedan presentar dentro de las galerías.
Además de facilitar la detección de problemas dentro de la Casa de
Máquinas, esto ayudaría a tener una mayor vigilancia de las instalaciones.
Bombas
Tomando en cuenta el largo tiempo que llevan funcionando, tanto las
bombas UP como las SP, además de los problemas detectados durante las
pruebas y con la finalidad de aumentar la confiabilidad, eficiencia y solventar
problemas que se podrían presentar debido al mal funcionamiento de estas
125
bombas, se recomienda la sustitución de las cuatro bombas instaladas en la
estación de sumidero y achique.
Para la selección de las nuevas bombas se utilizarán los mismos
parámetros bajo los cuales fueron seleccionadas las bombas actuales,
abriéndose la posibilidad de incorporar mejoras tecnológicas que puedan
ofrecer los diferentes fabricantes de bombas para mejorar el funcionamiento
de estas.
Los requerimientos para la selección y construcción para las bombas
tipo turbina de eje vertical, que deberán sustituir a las actuales SP-1, SP-2,
UP-1 y UP-2, se encuentran especificados, salvo contadas excepciones que
se presentarán a continuación, en el Contrato Nº 6, Parte IX Especificaciones
Técnicas, Sección 9.2, Bombas de Turbina de Eje Vertical, elaborado por
EDELCA en 1.964, y que fue usado como base para la selección de las
bombas para la Casa de Máquinas II de Guri y para las otras plantas de la
empresa.
Las capacidades y condiciones de succión y descarga de las bombas
deberán ser según se indica en los planos 239S273 “Bombas tipo turbina de
eje vertical UP-1 y UP-2”, y 238S274 “Bombas tipo turbina de eje vertical
SP-1 y SP-2” (Ver Anexo E).
Tomando en cuenta los problemas acaecidos en la Casa de
Máquinas II por la fatiga de los cabezales da descarga de las bombas SP,
126
fabricados de aluminio, se descarta este material como posible opción para
las tuberías de las columnas de las bombas y los cabezales de descarga,
prefiriéndose el acero y el acero inoxidable, los cuales son los materiales
actualmente instalados en la Casa de Máquinas I, que no han dado mayores
problemas a lo largo de todos sus años de servicio.
Se recomienda la instalación de manómetros en la succión de las
bombas UP, justo antes de la campana de succión, así como a la descarga
de las bombas SP y UP, justo después del impulsor, no después del cabezal
de descarga. Esto con la finalidad de obtener datos para análisis de
funcionamiento futuros y solución de problemas que puedan presentarse. Se
deberán instalar interruptores de flujo en todas las bombas, para impedir que
accidentalmente estas trabajen en vacío.
Las bombas deberán ser suministradas con un contador de horas de
operación, y de ser posible, con un contador de ciclos de arranque y parada.
Esto ayudaría a establecer mejores planes de mantenimiento y serviría como
dato para futuros estudios.
Mejoras en las Condiciones de Trabajo Dentro del Sumidero
Además de las mejoras propuestas en este mismo renglón, en los
Planes de Mejora a Corto Plazo, se recomienda lo siguiente:
127
• Revisar la escalera de acceso al pozo sumidero, buscando peldaños
desprendidos, corrosión excesiva y cualquier problema que ponga en
riesgo la seguridad del personal. Reparar todos los desperfectos que
se consigan. Recubrir con epoxy también la escalera, agregando
también una capa de pintura que dé un acabado superficial áspero, de
forma tal de reducir la posibilidad de resbalamiento de algún operario.
• Se recomienda ampliar el acceso para los equipos al sumidero por lo
menos hasta una longitud de dos metros, manteniéndose el mismo
ancho. Esto facilitaría las maniobras de acceso de equipos de grandes
dimensiones dentro del sumidero. Además facilitaría la extracción de
personas lesionadas en caso de suceder algún accidente.
• Se recomienda dotar a la estación de sumidero, con una grúa portátil,
para facilitar la introducción de equipos y componentes dentro del
pozo sumidero. Esta grúa deberá ser capaz de soportar un peso de
2.000 Kilogramos, con lo cual se podría hacer bajar o subir casi
cualquier componente existente dentro del pozo. Deberá ser capaz de
hacer descender o ascender una carga hasta una profundidad de
treinta metros. Preferiblemente con polipasto de accionamiento
manual.
128
Pruebas y Planes de Mantenimiento
La instalación de equipos nuevos implica un cambio en los planes de
mantenimiento. Los equipos nuevos tienen mayor probabilidad de sufrir fallas
que aquellos equipos con cierta cantidad de años de servicio. Por ello se
recomienda seguir estrictamente las recomendaciones y planes de
mantenimiento de los fabricantes de los equipos.
Se recomienda la elaboración de planes de mantenimiento basados
en datos estadísticos aplicando métodos largamente reconocidos y
utilizados, y seguirlos a cabalidad.
A pesar de la instalación de equipos nuevos, se recomienda la
realización de pruebas de funcionamiento rutinarias y analizar los resultados,
detectando posibles fallas que puedan presentarse y aplicar las medidas
correctivas necesarias.
CAPÍTULO V
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
Las pruebas de funcionamiento realizadas en los Sistemas de
Achicamiento y Drenaje, arrojaron resultados delicados que disminuyen la
confiabilidad y eficiencia esperada para estos sistemas. Con el análisis de
estos resultados, se determino que el estado operacional no es el adecuado
para las exigencias requeridas en esta Central Hidroeléctrica.
Los equipos que conforman los Sistemas de Achicamiento y Drenaje,
presentan un tiempo de servicio muy elevado, que sumado a su
obsolescencia y la dificultad para conseguir piezas de repuesto, aumentan de
forma considerable el riesgo de una falla y dificultan las labores de
mantenimiento.
El medidor de nivel descalibrado, la diferencia operacional de las
bombas, la señalización incorrecta en los indicadores de posición de la
válvulas, la falta de señalización dentro del sumidero, el estado del
recubrimiento externo de las tuberías, entre otras fallas, demuestran que el
seguimiento y los planes de mantenimiento utilizados hasta ahora, no son los
más adecuados.
130
5.2 Recomendaciones
El funcionamiento correcto de los sistemas auxiliares que conforman
una Central Hidroeléctrica contribuyen y aseguran la continua generación y
suministro de energía eléctrica.
Con respecto a los Sistemas de Achicamiento y Drenaje, se ha
demostrado con este trabajo, que su funcionamiento no es el más óptimo y
presenta un alto riesgo de falla.
Es indispensable realizar un plan de mejoras con miras a aumentar la
confiabilidad de estos sistemas. Para ello se recomienda poner en práctica
los planes y acciones correctivas, a corto y a largo plazo presentadas en el
desarrollo de este trabajo. También es indispensable que las inspecciones
llevadas a cabo por la empresa se hagan de forma más detallada y
frecuente.
GLOSARIO DE TÉRMINOS
°C: Grados Centígrados.
Álabe: Paleta de los rodetes.
Aliviadero: Vertedero de agua; utilizado para regular el máximo nivel de
agua en el embalse.
Amp: Amperios.
Bacterias Aeróbicas: Aquellas Bacterias que necesitan oxígeno para vivir.
Bacterias Anaeróbicas: Aquellas bacterias que no necesitan del oxígeno
para vivir.
Brida: Accesorio o dispositivo utilizado para unir secciones de tuberías o
ejes, a través de tornillos y tuercas.
Cabezal de descarga: En una bomba de turbina vertical, es el dispositivo
que une la columna de la bomba con la tubería de descarga. Dentro de este
cabezal, se encuentra el deflector encargado de cambiar la dirección del
flujo.
Campana de Succión: En una bomba de turbina vertical, es el dispositivo
que permite la entrada de forma uniforme del fluido hacia el impulsor,
minimizando la formación de vórtices.
132
Canal de descarga: Canal aguas abajo de la central hidroeléctrica por
donde se descargan las aguas.
Caudal: Volumen de fluido por unidad de tiempo.
Cavitación: Cuando la presión de un líquido se reduce hasta un valor igual o
por debajo de su presión de vapor, el líquido comienza a ebullir y pequeñas
burbujas de vapor se empiezan a formar. Cuando estas burbujas se mueven
a través de impulsor o rotor de una máquina hidráulica, hacia un área de
mayor presión, estas burbujas implotan, produciendo vibraciones y erosión
en los impulsores o rodetes.
Chorro de Arena (Sandblasting): Proceso utilizado para pulir superficies a
ser revestidas o pintadas, utilizando para ello, un chorro de arena a alta
velocidad.
Clorinación: Método utilizado para eliminar bacterias presentes en el agua,
adicionando a ésta productos a base de cloro.
Cota de disparo: Elevación de agua dentro del drenaje de los fosos de las
turbinas, en la cual el agua de filtraciones de los cojinetes guía, no puede
continuar drenando hacia el sumidero, y por lo tanto la unidad sale de
servicio automáticamente.
Deflector: Elemento que permite la desviación en la dirección de un fluido.
133
El.: Elevación, cota sobre el nivel del mar. Utilizado para denotar niveles de
agua y para ubicación de equipos y otros.
Erosión: Desgaste lento producido por la fricción continua del agua.
Epoxy: Resina sintética que sirve como base para pinturas y recubrimientos
protectores.
Flujo: Ver Caudal.
ft: Pies.
ft³: Pies cúbicos.
gal: Galones.
Golpe de Ariete: Onda de sobrepresión en un fluido producida por la
apertura o cierre de una válvula, o por el arranque o parada de una bomba.
gpm: Galones por minuto.
Hp: Horse Power (Caballos de Fuerza).
Husillo: Vástago, espárrago.
Hz: Hertz.
134
Impulsor: En una bomba centrífuga, es el elemento rotatorio, que esta
formado por un conjunto de álabes, encargado de aumentar la presión y la
velocidad del fluido.
Interruptor de flujo: Interruptor accionado por el paso de algún fluido.
Interruptor de límite: Dispositivo que envía la señal de posición, abierta o
cerrada para el caso de las válvulas.
kg/cm²: Kilogramos por centímetro cuadrado.
l/min: Litros por minuto.
m: Metros.
m²: Metros cuadrados.
m³: Metros cúbicos.
m³/seg: Metros cúbico por segundo.
min: Minutos.
mm: Milímetros.
mm/seg: Milímetros por segundo.
Monel: Aleación metálica a base de níquel, resistente a la oxidación.
135
Motor de inducción trifásico jaula de ardilla: Motor de corriente alterna, de
tres fases, cuyo rotor se caracteriza por estar formado por barras gruesas de
cobre o aluminio, puestas en corto circuito por anillos de extremo.
MW: Megavatios.
Ø: Diámetro.
Perno: Tornillo.
Reflujo: Retorno del fluido.
Relé: Repetidor de información.
rpm: Revoluciones por minuto.
Sumidero: Pozo donde se recolectan las aguas.
Toma: Lugar por donde entra el agua hacia la tubería forzada de una turbina
hidráulica.
Tuberculación: Formación de tubérculos dentro de las tuberías, producida
por la acción de bacterias presentes en el agua del Río Caroní
Tubérculos: Protuberancias que se forman dentro de las tuberías, producto
de la acción de bacterias presentes en el agua del Río Caroní.
V: Voltios
136
Válvula Check: Válvula que permite el flujo de un líquido en un solo sentido.
Válvula de Accionamiento Neumático: Válvula con sistema de apertura y
cierre de válvulas accionado por presión de aire.
Válvula de Charnela: Válvula cuya función es la misma que la válvula check,
con la única diferencia, que la de charnela se instala en la parte terminal de
tuberías de descarga o drenaje que dan hacia tanques o pozos.
Válvula de purga: Válvula que permite la liberación de aire presente en una
tubería.
Válvula de retención: Ver válvula check.
Vórtice: Torbellino que se forma en la entrada de la succión de las bombas,
debido a poca altura neta de succión, o mala ubicación de ésta en el pozo.
Weldolet: Accesorio fabricado en acero, para ser soldado en tuberías,
principalmente para hacer derivaciones de la línea de tubería donde se está
instalando.
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Sabino, C. (1.992). El proceso de Investigación. Caracas: Editorial Panapo.
ANEXOS
ANEXO A
Protocolos de Prueba con los Resultados
Obtenidos los Días 29 y 30 de Noviembre del 2.001
143
FUN
ELABORAD __________ Br. Vícto Br. Fredd
C.V.G. ELECTRIFICACIÓN DEL CARONÍ, C.A. EDELCADIRECCIÓN DE EXPANSION DE GENERACIÓN
DIVISIÓN DE CONSOLIDACIÓN
PROTOCOLO DE PRUEBAS CIONAMIENTO DE LAS BOMBAS SP
DE CASA DE MÁQUINAS I
Dpto. Proyectos Mecánicos Dpto. Mantenimiento Mecánico Dpto. Mantenimiento Eléctrico Dpto. Control e Instrumentación Dpto. Servicios Generales Dpto. Ingeniería de Mantenimiento Dpto. Operaciones Dpto. Consolidación Dpto. Protección Integral
O POR: REVISADO POR:
_____________ _____________________ r H. Gallo Ing. Pedro Onore y L. Ruiz Ing. Daniel Flores
144
PROTOCOLO DE PRUEBAS
LOGÍSTICA Y REQUERIMIENTOS PARA LAS PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO EN EL SISTEMA DE ACHIQUE Y SUMIDERO DE
CASA DE MÁQUINAS I 1) RECURSOS HUMANOS Personal de Proyectos Mecánicos Personal de Servicio Mecánico Personal de Servicio Eléctrico Personal de Servicios Generales Personal de Ingeniería de Mantenimiento Personal de Operaciones Personal de Consolidación Personal de Protección Integral Personal de Control e Instrumentación
2) RECURSOS DE EQUIPOS Y MATERIALES Dos (2) Manómetros (Control e Instrumentación) Conexiones para la instalación de manómetros (Servicio Mecánico) Instrumento para la medición del desplazamiento de la tubería de descarga de
las bombas SP (Control e Instrumentación) Cronómetro (Control e Instrumentación) Tacómetro (Control e Instrumentación) Linternas (Servicio Mecánico) Analizador de vibraciones y ruido (IRD-350) (Ingeniería de Mantenimiento) Radios punto a punto (Servicio Mecánico) Acordonamiento de área (Servicio generales y Protección Integral) Planos mecánicos y civiles (Ing. de Mantenimiento, Consolidación y Servicio
Mecánico) Agua Potable (Servicio Generales) Iluminación (Servicio Eléctrico) Implementos de seguridad (TODO EL PERSONAL)
3) CONDICIONES PRELIMINARES Instalación de instrumento (LVDT) (Control e Instrumentación) Instalar conexión para manómetro en tubería de descarga asociada a cada
Motobomba (SP) (Servicio Mecánico) Instalar Manómetro en la tubería de descarga asociada a cada Motobomba (SP)
(Control e Instrumentación)
145
PROTOCOLO DE PRUEBAS FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE ACHIQUE Y SUMIDERO DE CASA DE
MAQUINAS I PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA SP-1 1. Verificar el arranque automático de la bomba en avance (El. 103,70).
Verificar el selector de la Bomba en avance (Automático) ok Verificar apertura de la válvula EU7. ok Verificar puesta en fuera de servicio de la bomba SP-2 ok Verificar tiempo de arranque de la bomba en avance. ok Verificar nivel de arranque de la bomba en avance. ok Verificar tiempo de operación de la bomba en avance. ok Verificar nivel de parada de la bomba en avance. ok Verificar número de unidades achicando por gravedad. ok (9 y 10) Registro de mediciones. ok
No. 1 Tiempo de llenado El.
(101.60-103.70)
Tiempo de Operación
(min)
Nivel Arranque
(m)
Nivel Parada
(m)
Velocidad (rpm)
Caudal Desalojado
(l/min) SP-1 44`09`` 20,88 103,70 101,60 1.140 5.165,4
Nivel del canal de Descarga.
124,4
Observaciones: El tiempo de llenado El. 101,60 hasta 103,70 fue muy largo, con respecto a los demás tiempos de llenado (Durante este tiempo se realizo la calibración de la señalización de la válvula EU-6, posiblemente esta sea la causa). Las bombas están parando en la El. 101,60 y no en la 101,50 como indican los parámetros de funcionamiento. 2. Medición de desplazamiento de la tubería de descarga (Bomba SP-1) Desplazamiento en
el arranque (mm)
Desplazamiento en la parada (mm)
Observaciones:________________________________________________
146
3. Medición de Presión .....................
Presión en la descarga (Kg/cm²)
5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min 35 min
SP-1
Observaciones: No se pudo realizar la medición, la descarga de la bomba SP-1 no tiene conexión para manómetro. 4. Mediciones de los parámetros del motor
Verificación de vibraciones (toma de lecturas) ok Verificación de ruidos (toma de lecturas) no Verificación de temperatura (toma de lecturas) ok Verificación de voltaje (toma de lecturas) ok Verificación de corriente (toma de lecturas) ok Verificación del sistema de lubricación del eje
de la Bomba (toma de lecturas) ok
Tabla de Resultados
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Voltaje (V) 452 453 453
Corriente (Amp)
65,3 53 54,6
Sistema de Lubricación (Gotas/min) 25
Velocidad (rpm) 1.140
Parte Superior Centro Parte Inferior Temperatura (°C) 44 45 39
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4
Vibraciones (mm/seg)
2,5 3,8 4,5 2,6
147
Observaciones: No se realizo la medición de ruido porque el
instrumento no era adecuado, solo medía el nivel de ruido en general, en toda la zona. PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO BOMBA SP-2 1. Verificar el arranque automático de la bomba en avance (El. 103,70).
Verificar el selector de la Bomba en avance (Automático) ok Verificar apertura de la válvula EU-8. ok Verificar puesta en fuera de servicio de la bomba SP-1 ok Verificar tiempo de arranque de la bomba en avance. ok Verificar nivel de arranque de la bomba en avance. ok Verificar tiempo de operación de la bomba en avance. ok Verificar nivel de parada de la bomba en avance. ok Verificar número de unidades achicando por gravedad. ok (9 y 10) Registro de mediciones. ok
148
No. 1 Tiempo de llenado El.
(101,60-103,70)
Tiempo de Operación
(min)
Nivel Arranque
(m)
Nivel Parada
(m)
Velocidad (rpm)
Caudal Desalojado
(l/min) SP-2 18´57´´ 29,15 103,70 101,60 No 4.448,8
Nivel del canal de Descarga.
124,4
Observaciones: El tiempo de Operación fue superior en aprox. 9 min, con
respecto al tiempo de operación de la SP-1. Las bombas están parando en la El. 101,60 y no en la 101,50 como indican los parámetros de funcionamiento.
2. Medición de desplazamiento de la tubería de descarga (Bomba SP-2) Desplazamiento en
el arranque (mm)
Desplazamiento en la parada (mm)
Observaciones:_____________________________________________
3. Medición de Presión
Presión en la descarga (Kg/cm²)
5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min 35 min
SP-2
Observaciones: No se pudo realizar la medición, la descarga de la bomba SP-2 no tiene conexión para manómetro.
149
4. Mediciones de los parámetros del motor
Verificación de vibraciones (toma de lecturas) no Verificación de ruidos (toma de lecturas) no Verificación de temperatura (toma de lecturas) ok Verificación de voltaje (toma de lecturas) ok Verificación de corriente (toma de lecturas) ok Verificación del sistema de lubricación del eje
de la Bomba (toma de lecturas) ok
Tabla de Resultados
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Voltaje (V) 451 454 454
Corriente (Amp)
64 49,8 63,8
Sistema de Lubricación (Gotas/min) 48
Velocidad (rpm) No
Parte Superior Centro Parte Inferior Temperatura (°C) 45 53 41
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4
Vibraciones (mm/seg)
No No No No
Observaciones: No se realizo la medición de ruido porque el
instrumento no era adecuado. No se realizaron las mediciones de Vibraciones ni las de rpm del motor.
150
PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO BOMBAS SP-1 y SP-2 TRABAJANDO SIMULTÁNEAMENTE 1. Verificar el arranque automático de la bomba en avance (El. 103,70).
Verificar el selector de la Bomba en avance (Automático) ok Verificar apertura de la válvula EU7. ok Verificar apertura de la válvula EU8. ok Verificar tiempo de arranque de la bomba en avance. ok Verificar nivel de arranque de la bomba en avance. ok Verificar arranque manual de la segunda bomba. ok Verificar tiempo de operación de las bombas. ok Verificar nivel de parada de la bomba en avance. ok Verificar parada manual de la segunda bomba ok Verificar número de unidades achicando por gravedad. ok Registro de mediciones. ok
Nivel del canal de Descarga.
124,44
Tiempo de llenado
Elevación (101.50-103.70)
Tiempo de operación
(min) Nivel
Arranque (m)
Nivel Parada
(m)
Caudal Desalojado
(l/min)
20´13´´ 6,47 103,7 101,6 10.798,8
Observaciones: No se realizaron mediciones de los parámetros del motor. NOTA: TODAS LAS MEDICIONES SE REALIZARON PARA UN SOLO CICLO DE OPERACIÓN.
151
FUN
ELABORA __________ Br. Vícto Br. Fred
C.V.G. ELECTRIFICACIÓN DEL CARONÍ, C.A. EDELCADIRECCIÓN DE EXPANSION DE GENERACIÓN
DIVISIÓN DE CONSOLIDACIÓN
PROTOCOLO DE PRUEBAS CIONAMIENTO DE LAS BOMBAS UP
CASA DE MÁQUINAS I
Dpto. Proyectos Mecánicos Dpto. Mantenimiento Mecánico Dpto. Mantenimiento Eléctrico Dpto. Control e Instrumentación Dpto. Servicios Generales Dpto. Ingeniería de Mantenimiento Dpto. Operaciones Dpto. Consolidación Dpto. Protección Integral
DO POR: REVIDADO POR:
___________ _____________________
r H. Gallo Ing. Pedro Onore dy L. Ruiz Ing. Daniel Flores
152
PROTOCOLO DE INSPECCIÓN
LOGÍSTICA Y REQUERIMIENTOS PARA LAS PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO EN EL SISTEMA DE ACHICAMIENTO DEL TUBO ASPIRADOR DE LAS
UNIDADES DE LA CASA DE MÁQUINAS I DE GURI
4) RECURSOS HUMANOS
Personal de Proyectos Mecánicos Personal de Servicio Mecánico Personal de Servicio Eléctrico Personal de Control e Instrumentación. Personal de Servicios Generales Personal de Ingeniería de Mantenimiento Personal de Operaciones Personal de Consolidación Personal de Protección Integral
5) RECURSOS DE EQUIPOS Y MATERIALES
Manómetros (Control e Instrumentación) Linternas Pistola para medición de Temperatura (Control e Instrumentación) Agua Potable (Servicio Generales) Conexiones para instalación de manómetros (Servicio Mecánico) Instrumento para la medición del desplazamiento de la tubería de descarga
de las bombas UP (Control e Instrumentación) Analizador de vibraciones y ruido (IRD-350) (Ingeniería de Mantenimiento). Cronómetro (Servicio Mecánico) Radios punto a punto (Servicio Mecánico) Acordonamiento de área (Servicios generales y Protección Integral). Planos Mecánicos y Civiles (Ing. de Mantenimiento, Consolidación y Servicio
Mecánico) Iluminación (Servicio Eléctrico) Implementos de Seguridad (TODO EL PERSONAL)
6) CONDICIONES PRELIMINARES
Instalación de Instrumento (LVTD) (Control e Instrumentación) Instalación de conexión para manómetro en la tubería asociada a cada
Bomba UP (Servicios Mecánicos). Instalación de manómetro en la tubería asociada a cada Bomba UP (Control
e Instrumentación).
153
PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS UP PARA ACHICAR EL TUBO ASPIRADOR
La prueba de funcionamiento de las bombas UP fue realizada el día jueves 29 de noviembre del 2001, achicando la unidad 9. UTILIZANDO LA UP-1 YLA UP-2 Seleccionar la unidad a ser achicada 9 Llenar el tubo aspirador No Abrir válvula U10 asociada (9U10) Ok Cerrar válvula EU5 y EU6 Ok Verificar la válvula de purga de la UP ( Abierta ) Ok Abrir las válvulas asociadas a la UP-1 (EU3 y EU4) Ok Abrir las válvulas asociadas a la UP-2 (EU1 y EU2) Ok Arranque manual de la bomba UP-1 y UP-2 Ok Mediciones durante la prueba
Nivel del embalse aguas abajo 124,49 Registro de mediciones ver tablas
Paro manual de la bomba UP-1 y UP-2 Ok 1) Medición del desplazamiento de la tubería de descarga
UP-1 UP-2
Desplazamiento en el arranque (mm)
Desplazamiento en la parada (mm)
Observaciones: No se pudo realizar la medición de desplazamiento el día jueves 29, debido a que la base para la instalación del instrumento de medición no estaba lista.
154
2) Medición de Presión
PRESION EN LA DESCARGA (Kg/cm²)
5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min 35 min 40 min UP-1 UP-2
Observaciones:______________________________________________________ ___________________________________________________________________ 3) Tiempo de achique del tubo aspirador
Tiempo 4 : 04´ : 30”
Observaciones:______________________________________________________ ___________________________________________________________________ 4) Mediciones de los parámetros del motor
Verificación de vibraciones (toma de lecturas) Ok Verificación de ruidos (toma de lecturas) No Verificación de temperatura (toma de lecturas) Ok Verificación de voltaje (toma de lecturas) Ok Verificación de corriente (toma de lecturas) Ok Verificación de sistema de lubricación
del eje de la Motobomba (toma de lecturas) Ok
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TABLA DE RESULTADOS
Bomba UP-1
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Voltaje (V) 446 447 448 Corriente
(Amp) 77 78 76
Sistema de Lubricación (Gotas/min) 20 Velocidad (rpm) 1.175
Parte Superior Centro Parte Inferior Temperatura (°C) 42 45 39
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Vibraciones
(mm/seg) 3,6 10 2,4 1,3
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Bomba UP-2
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Voltaje (V) 450 449 447 Corriente
(Amp) 78 75 76
Sistema de Lubricación (Gotas/min) 60 Velocidad (rpm) 1.190
Parte Superior Centro Parte Inferior Temperatura (°C) 45 53 54
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Vibraciones
(mm/seg) 1,8 5,2 9,8 4,8
Observaciones: No se pudo realizar pruebas de funcionamiento individuales a cada bomba. No se pudo realizar la medición de ruido ya que no se contaba con un instrumento adecuado.
157
VERIFI
ELABORAD __________ Br. Vícto Br. Fredd
C.V.G. ELECTRIFICACIÓN DEL CARONÍ, C.A. EDELCADIRECCIÓN DE EXPANSION DE GENERACIÓN
DIVISIÓN DE CONSOLIDACIÓN
PROTOCOLO DE PRUEBAS CACIÓN DEL SISTEMA DE ACHIQUE Y SUMIDERO
DE CASA DE MÁQUINAS I
Dpto. Proyectos Mecánicos Dpto. Mantenimiento Mecánico Dpto. Mantenimiento Eléctrico Dpto. Control e Instrumentación Dpto. Servicios Generales Dpto. Ingeniería de Mantenimiento Dpto. Operaciones Dpto. Consolidación Dpto. Protección Integral
O POR: REVISADO POR:
___________ _____________________ r H. Gallo Ing. Pedro Onore y L. Ruiz Ing. Daniel Flores
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PROTOCOLO DE PRUEBAS
LOGISTICA Y REQUERIMIENTOS PARA LAS PRUEBAS DE VERIFICACION EN EL SISTEMA DE ACHIQUE Y SUMIDERO 1. RECURSOS HUMANOS
Personal de Servicio Mecánico Personal de Servicio Mecánico Personal de Control e Instrumentación Personal de Servicios Generales Personal de Ingeniería de Mantenimiento Personal de Operaciones Personal de Consolidación Personal de Protección Integral
2. RECURSOS DE EQUIPOS Y MATERIALES
Manómetro (Control e Instrumentación) Conexión para la instalación de manómetro (Servicio Mecánico) Cronómetro (Control e Instrumentación) Linternas (Servicio Mecánico) Radios punto a punto (Servicio Mecánico) Acordonamiento de área (Servicio Generales y protección Integral) Planos mecánico y civiles (Ing. De Mantenimiento, Consolidación y Servicio
Mecánico) Agua potable (Servicio Generales) Iluminación (Servicio Eléctrico) Implementos de Seguridad (TODO EL PERSONAL)
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VERIFICAR SISTEMA DE MEDICION DE NIVEL
1. Verificar contacto de arranque automático de la bomba en avance (El. 103,70)
PARADA ARRANQUE VALOR TRAB.
Indicación (Venetrol) no Indicación local ok ok 103,70 Indicación remota (centro de control) no
2. Verificar contacto de arranque automático de la bomba en atraso
(El. 104,00) PARADA ARRANQUE VALOR
TRAB.
Indicación (Venetrol) no Indicación local ok ok 104,00 Indicación remota (centro de control) no
3. Verificar contacto de activación de la alarma de alto nivel (El. 104,30).
PARADA VALOR
TRAB.
Indicación (Venetrol) no Indicación local ok 104,30 Indicación remota (centro de control) ok 104,30
4. Verificación de alarma de alto nivel de emergencia (El. 106,50).
Alto nivel de emergencia (63-PDU-SUA) Activación: __________
Indicación (Venetrol) __________ __________
Indicación local __________ __________
Indicación remota (centro de control) __________ __________
5. Verificar contacto de parada automática de las bombas SP-1 y SP-2 ( El.
101,50). Paran a la El. 101,60
Indicación (Venetrol) no Indicación local ok Indicación remota (centro de control) no
160
Observaciones: El medidor de flotador está descalibrado. El nivel del agua del sumidero, en el momento en que el medidor indica la El. 103,70, sobrepasa la plataforma que se encuentra en la El. 104,00 dentro del pozo. El instrumento Venetrol se instaló pero no funcionó, por lo tanto no se pudo realizar la medición respectiva. En las pruebas ejecutadas el día 29/11/01, al realizar las pruebas de achique del pozo sumidero con las bombas UP, estas no entraron en carga, y no funcionó la alarma de alto nivel de emergencia. VERIFICACION OPERATIVA DE LAS VALVULAS DEL SISTEMA DE ACHIQUE Y
SUMIDERO 6. Verificación de apertura y cierre de las válvulas de descarga de las
bombas SP.
Designación Indicación Tiempo
Abrir válvula EU7 ok 1,46 Cerrar válvula EU7 ok 3,27
Abrir válvula EU8 ok 2,32
Cerrar válvula EU8 ok 3,31
7. Verificación de apertura y cierre de las válvulas de descarga de las bombas UP.
Designación Indicación Tiempo Abrir válvula EU2 ok 2,24
Cerrar válvula EU2 ok 2,38
Abrir válvula EU4 ok 3,00
Cerrar válvula EU4 ok 1,25
161
8. Verificación de apertura y cierre de las válvulas de succión de las bombas UP.
Designación Indicación Tiempo
Abrir válvula EU1 ok 5,06
Cerrar válvula EU1 ok 3,99
Abrir válvula EU3 No tiene señalización 3,88
Cerrar válvula EU3 No tiene señalización 6,85
9. Verificación de apertura y cierre de las válvulas EU5 y EU6.
Descripción Indicación Tiempo Abrir válvula EU5 Doble señalización 1,4
Cerrar válvula EU5 Doble señalización 1,6
Abrir válvula EU6 No tiene señalización no
Cerrar válvula EU6 No tiene señalización 7,45
OBSERVACIONES: El pin de accionamiento de la señal de la válvula EU-6 está dañado. Fuga de aire en la válvula direccional de dos posiciones de la EU-6 (en el tablero de control). El pomo de la válvula direccional de la EU-1 y la EU-3, se desprendió al momento de accionar dichas válvulas.
162
PROTOCOFUNCIONA
ACCESORIOACHICAMIEN
ELABORA __________ Br. Vícto Br. Fredd
C.V.G. ELECTRIFICACIÓN DEL CARONÍ, C.A. EDELCADIRECCIÓN DE EXPANSIÓN DE GENERACIÓN
DIVISIÓN DE CONSOLIDACIÓN
LO DE INSPECCIÓN Y VERIFICACIÓN DEL MIENTO DE LAS VÁLVULAS, TUBERIAS Y S, RELACIONADAS CON LOS SISTEMAS DE TO Y DRENAJE DE LA CASA DE MÁQUINAS I
DE GURI
Dpto. Proyectos Mecánicos Dpto. Mantenimiento Mecánico Dpto. Mantenimiento Eléctrico Dpto. Control e Instrumentación Dpto. Servicios Generales Dpto. Ingeniería de Mantenimiento Dpto. Operaciones Dpto. Consolidación Dpto. Protección Integral
DO POR: REVISADO POR:
__________ _____________________ r H. Gallo Ing. Pedro Onore y L. Ruiz Ing. Daniel Flores
163
PROTOCOLO DE INSPECCIÓN
LOGÍSTICA Y REQUERIMIENTOS PARA INSPECCIONAR Y VERIFICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS VÁLVULAS Y TUBERÍAS RELACIONADAS CON
LOS SISTEMAS DE ACHICAMIENTO Y DRENAJE DE LA CASA DE MÁQUINAS I DE GURI
7) RECURSOS HUMANOS
Personal de Proyectos Mecánicos Personal de Servicio Mecánico Personal de Servicio Eléctrico Personal de Servicios Generales Personal de Ingeniería de Mantenimiento Personal de Operaciones Personal de Consolidación Personal de Protección Integral Personal de Control e Instrumentación
8) RECURSOS DE EQUIPOS Y MATERIALES
Equipo de medición de flujo (Controlotron 1010-Consolidación) Equipo de medición de espesor (UTM20 Equipo Ultrasonido, Consolidación) Equipo de medición de espesor de pintura (Elcometer 211, Consolidación) Linternas Planos mecánicos y civiles (Ing. de Mantenimiento, Consolidación y Servicio
Mecánico) Agua Potable (Servicio Generales) Cámara de Fotografía Cámara de Vídeo Disponibilidad de la unidad a intervenir. Extensión de 15 metros de longitud aproximadamente (Servicio Eléctrico) Escalera metálica tipo tijera de 3 metros de altura (Servicio Mecánico,
Servicio Generales) 9) CONDICIONES PRELIMINARES
Máquina a inspeccionar fuera de servicio (Unidad______) (Operaciones) Tubo aspirador de la Unidad a inspeccionar completamente limpio, no se
debe estar haciendo ningún tipo de mantenimiento mayor (Servicio Mecánico, Consolidación)
Disponibilidad para abrir y cerrar las válvulas de llenado y drenaje de la Unidad (Operaciones, Servicio Mecánico)
164
INSPECCIÓN Y VERIFICACIÓN DE DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS VÁLVULAS Y TUBERÍAS RELACIONADAS CON LOS SISTEMAS DE
ACHICAMIENTO Y DRENAJE DE CASA DE MÁQUINAS I
Pozo Sumidero (Nave de Montaje) 1. Verificar el funcionamiento de las válvulas ubicadas en la plataforma a
El. 105,25. 1.1. Válvula ∅ 16” EU1 (Succión de la UP-2)
Condiciones externas _Regular Condiciones de bridas de conexión Regular Tornillería Regular Cuerpo Regular
Presenta algo de corrosión. Alto grado de suciedad alrededor de la válvula.
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
Revestimiento de superficie Regular Acabado superficial Regular Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta corrosión pero a muy baja escala
No se realizó la prueba de medición de espesor de pintura. 1.2. Válvula ∅ 16” EU3 (Succión de la UP-1)
Condiciones externas Regular Condiciones de bridas de conexión Regular Tornillería Regular Cuerpo Regular
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
165
Revestimiento de superficie Regular Acabado superficial Regular Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta corrosión pero a muy baja escala
No se realizó la prueba de medición de espesor de pintura. Estado general igual que la válvula EU-1. 1.3. Válvula ∅ 16” EU6 (ubicada en la succión de la bomba para achicar
sumidero con bombas UP)
Condiciones externas Deteriorada Condiciones de bridas de conexión Alta Corrosión Tornillería Corroída en gran parte Cuerpo Presenta Corrosión
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
Revestimiento de superficie Estado Regular Acabado superficial Regular Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta Corrosión
1.4. Válvula ∅ 6” EU5 (Drenaje del Tubo Aspirador)
Condiciones externas Deteriorada Condiciones de bridas de conexión Presenta Corrosión Tornillería Presenta Corrosión Cuerpo Presenta Corrosión
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
Revestimiento de superficie Mal estado Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta Corrosión
166
1.5. Válvula ∅ 16”, V7 (Check) (Antirretorno hacia el Sumidero)
Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
Condiciones internas___________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
Condiciones similares a la de la válvula EU-5
Observaciones: No se realizaron las inspecciones de las condiciones internas de las válvulas, ni tampoco la medición de espesores de pintura. 2. Verificar el funcionamiento de las válvulas ubicadas en la plataforma a
El. 114,30. 2.1. Válvula ∅ 12” EU2 (Descarga de la UP-2)
Condiciones externas Condiciones de bridas de conexión Mal Estado Tornillería Presenta corrosión Cuerpo Presenta corrosión
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
Revestimiento de superficie Mal Estado Acabado superficial La pintura está levantada, presenta burbujas. Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta Corrosión
Pistón de accionamiento neumático presenta pequeña fuga de aire.
167
2.2. Válvula ∅ 12”, V7 (Check, descarga de la UP-2)
Condiciones externas Buen Estado Condiciones de bridas de conexión Buen Estado Tornillería Presenta Corrosión Cuerpo Buen estado
Revestimiento de superficie Buen Estado Acabado superficial Buen Estado Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta pequeños puntos de corrosión
Condiciones Internas ___________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula No se observó ninguna fuga externa Empacaduras ________
2.3. Válvula ∅ 12” EU4 (Descarga de la UP-1)
Condiciones idénticas que la válvula EU2, pero sin fuga de aire. Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
2.4. Válvula ∅ 12”, V7 (Check, descarga de la UP-1)
Condiciones idénticas que la válvula check a la descarga de la UP-1. Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
168
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
Condiciones Internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
2.5. Válvula ∅ 10” EU7 (Descarga de la SP-1)
Condiciones externas Muy deteriorada Condiciones de bridas de conexión deterioradas y corroídas Tornillería Deteriorada y corroída Cuerpo Deteriorado y corroído
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
Revestimiento de superficie Mal estado Acabado superficial Prácticamente no tiene Espesor de pintura ________ Corrosión Alto grado
2.6. Válvula ∅ 10”, V7 (Check, descarga de la SP-1)
Condiciones idénticas a las de la válvula EU7 Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
169
2.7. Válvula ∅ 10” EU8 (Descarga de la SP-2)
Condiciones idénticas a las de la válvula EU7 Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
2.8. Válvula ∅ 10”, V7 (Check, descarga de la SP-2)
Condiciones idénticas a la de la válvula EU7 Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Cuerpo _______
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
Condiciones internas ________ Asiento ________ Sello de la Válvula ________ Fuga de la Válvula ________ Empacaduras ________
Observaciones: No se realizaron las inspecciones de las condiciones internas de las válvulas, ni tampoco la medición de espesores de pintura. El alto grado de humedad y de agua que se encontraba en la superficie de las válvulas, hizo difícil determinar la existencia de fugas externas.
170
3. Tuberías 3.1. Tubería ∅ 24” DTD (El. 105,75)
Condiciones externas Mal estado Condiciones de bridas de conexión Presenta Corrosión Tornillería Presenta corrosión Empacaduras Buen Estado
Condiciones Internas ________ Espesor de Pared ________
Revestimiento de superficie Mal estado Acabado superficial Mal estado Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta corrosión
3.2. Tubería ∅ 6” DTD (El. 105,75)
Condiciones idénticas a la tubería ¬ 24” DTD Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Empacaduras _______
Condiciones Internas ________ Espesor de Pared ________
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
3.3. Tubería ∅ 16” (El. 105,75)
Condiciones idénticas a la tubería ¬ 24” DTD Condiciones externas _________ Condiciones de bridas de conexión ________ Tornillería ________ Empacaduras _______
Condiciones Internas ________ Espesor de Pared ________
Revestimiento de superficie ________ Acabado superficial ________ Espesor de pintura ________ Corrosión ________
171
3.4. Tubería ∅ 16” UPD (El. 114,78)
Condiciones externas Malas condiciones Condiciones de bridas de conexión Corrosión en toda la superficie Tornillería Corroída Empacaduras Buen estado
Condiciones Internas ________ Espesor de Pared ________
Revestimiento de superficie Inexistente Acabado superficial Inexistente Espesor de pintura ________ Corrosión Toda la tubería presenta un alto grado de corrosión
3.5. Tubería ∅ 12” SPD (El. 114,78)
Condiciones externas Regulares Condiciones de bridas de conexión Presenta corrosión Tornillería Presenta corrosión Empacaduras Buen estado
Condiciones Internas ________ Espesor de Pared ________
Revestimiento de superficie Mal estado Acabado superficial Mal estado Espesor de pintura ________ Corrosión Presenta corrosión
Observaciones: No se verificaron las condiciones internas de las tuberías, no se realizó la medición de espesores de pared. La pintura de las tuberías en muchas partes de su superficie estaba levantada, presentaba burbujas. Las tuberías y válvulas en la El. 114,78 presentan gran suciedad y se encuentran húmedas.
ANEXO B
Características de las bombas SP y UP
173
Bombas SP
Bomba: Tipo Turbina de Eje Vertical
Marca: Jhonston Pumps
Modelo: 14 CC
Etapas: Dos Etapas
Revoluciones: 1.790 rpm
Material del Impulsor: Bronce
Diámetro del Impulsor: 9 11/16 ”
Lubricación: Por Aceite
Motor: Eléctrico de Inducción, Trifásico, Jaula de Ardilla
Marca: General Electric
Modelo: L364TP16
Potencia: 60 Hp
Voltaje: 460 V
Corriente: 72,7 Amp
Revoluciones: 1.790 rpm
Frecuencia: 60 Hz
Factor de Servicio: 1,15
Factor de Potencia: 0,86
174
Curva Característica de las Bombas SP
Fuente: Manual de Instalación, Operación y Mantenimiento de las bombas SP de la Compañía Johnston Pump (1988)
175
Bombas UP
Bomba: Tipo Turbina de Eje Vertical
Marca: Jhonston Pumps
Modelo: 20 CC
Etapas: Una Etapa
Revoluciones: 1.190 rpm
Material del Impulsor: Bronce
Diámetro del Impulsor: 14 3/4 ”
Lubricación: Por Aceite
Motor: Eléctrico de Inducción, Trifásico, Jaula de Ardilla
Marca: General Electric
Modelo: L405TP16
Potencia: 75 Hp
Voltaje: 460 V
Corriente: 89,3 Amp
Revoluciones: 1.190 rpm
Frecuencia: 60 Hz
Factor de Servicio: 1,15
Factor de Potencia: 0,86
176
Curva Característica de las Bombas UP
Fuente: Manual de Instalación, Operación y Mantenimiento de las bombas UP de la Compañía Johnston Pump (1988)
ANEXO C
Corte Transversal de una Bomba Tipo Turbina de
Eje Vertical
178
Corte Transversal de una Bomba Tipo Turbina de Eje Vertical
Fuente: www.gouldspumps.com
ANEXO D
Bocetos para la Propuesta de los Drenajes de Emergencia
de la Galería de Equipos de Abastecimiento de Agua,
El. 124,50
180
181
182
ANEXO E
Planos