Lubricantes para turbinas de vapor
y cogeneración
Las turbinas de vapor en cogeneración, biomasa y ciclo combinado son los activos más críticos de la planta. El aceite turbina opera 8.000 h/año en contacto con vapor a 300–550°C y debe mantener sus propiedades durante 5–10 años sin cambio. El barniz (varnish) en las válvulas de regulación y el emulsionado con condensado son las dos causas principales de avería no planificada.
El aceite turbina: R&O VG 32–46 y sus funciones críticas
El aceite turbina tiene cuatro funciones simultáneas: lubricar los cojinetes de los rotores (que giran a 1.500–3.000 rpm con cargas radiales de 10–50 kN), actuar como fluido hidráulico del sistema de regulación de la turbina (válvulas de admisión de vapor, regulación de velocidad), refrigerar los cojinetes (el aceite extrae el calor generado por fricción y lo disipa en el enfriador), y proteger los componentes metálicos contra la corrosión por condensado de vapor.
| Parámetro | Valor objetivo | Norma | Función |
|---|---|---|---|
| Viscosidad 40°C | VG 32 o VG 46 (±10%) | ISO 3104 | Hidrodinámica cojinetes a T operativa |
| Índice de viscosidad | ≥95 (mineral) / ≥120 (GTL) | ISO 2909 | Estabilidad viscosidad 40–90°C operativo |
| Separación agua (D1401) | ≤40/40/0 en 30 min | ASTM D1401 | Critical para deshidratación del condensado |
| Resistencia oxidación RPVOT | ≥1.500 min (mineral fresco) | ASTM D2272 | Vida en servicio 5–10 años continuo |
| TOST vida (oxidación) | ≥3.500 h | ASTM D943 | Índice de vida del aceite en servicio continuo |
| Resistencia espuma Seq. I/II/III | ≤10/10/10 ml tendencia | ASTM D892 | Sistema de circulación con bomba de aceite |
| Temperatura de inflamación | ≥220°C | ISO 2592 | Turbina con vapor supercalentado próximo |
| Corrosión lámina cobre | 1a máximo | ASTM D130 | Compatibilidad Con cojinetes babbit/bronce |
| Inhibición herrumbre (ASTM D665A/B) | Sin herrumbre | ASTM D665 A y B | Protección acero en presencia condensado de vapor |
| TAN nuevo | ≤0,2 mg KOH/g | ASTM D664 | Nivel de acidez inicial bajo; máxima vida |
| Nitración (FT-IR) | Según línea base | ASTM E2412 | Indicador temprano de degradación en turbinas gas |
| MPC (Membrane Patch Colorimetry) | MPC {'>'}25 = riesgo barniz | ASTM D7843 | Monitorización del barniz antes de que precipite |
Barniz (varnish) en turbinas: la amenaza silenciosa
El barniz (varnish) es un depósito superficial insoluble formado por productos de oxidación del aceite turbina que precipitan en las superficies metálicas. En turbinas de vapor, el barniz bloquea las válvulas de regulación de velocidad (governor valves), impide la apertura de las válvulas de emergencia (trip valves) y crea puntos calientes en los cojinetes. Una turbina que no puede desconectar por barniz en las válvulas de emergencia es un riesgo de accidente grave.
- Oxidación del aceite base a alta temperatura (cojinetes >80°C)
- Electrostática (microdescargas en el aceite circulante generan radicales libres)
- Ciclos térmicos: el barniz se disuelve en aceite caliente y precipita en zonas frías
- Contaminación con agua (hidrólisis de aditivos → ácidos → oxidación acelerada)
- Aceite base mineral con poca estabilidad oxidativa; el GTL y PAO resisten más
- Llenados parciales con aceite distinto (mezcla bases incompatibles)
- MPC (ASTM D7843): delta E >25 = riesgo alto; cambio o limpieza
- RULER (Remaining Useful Life Evaluation): % inhibidores antioxidantes restantes
- Ultracentrifugación: concentra partículas insolubles para análisis
- Tratamiento: filtros de arcilla electrostática (ECF) para eliminar precursores de barniz
- Limpieza química (varnish removal flush): solvente controlado en circuito
- Cambio de aceite: si RPVOT >25% degradado vs. nuevo
Turbinas en biomasa y cogeneración: particularidades
Las turbinas de biomasa y cogeneración industrial difieren de las turbinas de gran potencia en varios aspectos que impactan la lubricación:
Programa de análisis de aceite turbina
| Parámetro | Normal | Alerta | Crítico | Acción |
|---|---|---|---|---|
| Viscosidad 40°C (mm²/s) | Nominal ±10% | ±10–20% | ±20% | Buscar dilución o polimeración |
| TAN (mg KOH/g) | < 0,3 | 0,3–0,5 | > 0,5 | Si TAN {'>'}0,5: cambio parcial o total |
| RPVOT (% del nuevo) | > 75% | 50–75% | < 50% | Si {'>'}25% degradado: planificar cambio |
| MPC delta E (barniz) | < 15 | 15–25 | > 25 | Si {'>'}25: instalar filtro ECF; o flush |
| Agua (ppm) | < 200 ppm | 200–500 ppm | > 500 ppm | Purga por vacío o centrifugación |
| Hierro (Fe ppm) | < 15 | 15–40 | > 60 | Desgaste cojinetes; inspección |
| Cobre (Cu ppm) | < 10 | 10–25 | > 40 | Ataque químico babbit o bronce |
| ISO 4406 limpieza | 17/15/12 | 18/16/13 | > 19/17/14 | Revisar filtros de retorno |
Aceite turbina R&O para cogeneración y biomasa
FILLCORE suministra aceites turbina R&O VG 32 y VG 46 con alta RPVOT y separación de agua optimizada, ideales para turbinas de cogeneración industrial de 500 kW a 20 MW.