En este artículo, veremos cómo se lleva a cabo el cambio de aceite de la caja de cambios de la turbina eólica. ¿Por qué exactamente esta pregunta nos llamó la atención? Es simple. La energía eólica se está desarrollando rápidamente, como lo demuestra el aumento anual de la capacidad instalada de los aerogeneradores.
La energía eólica es relativamente barata, ecológica y renovable. Por tanto, continuará la tendencia de su desarrollo, al menos muy pronto. Pero con las ventajas visibles, el mantenimiento de las turbinas eólicas sigue siendo un proceso que requiere mucho tiempo. GlobeCore fabrica equipo para energía verde, incluidas instalaciones para el mantenimiento de las turbinas eólicas. Con su ayuda, el mantenimiento de la energía verde se vuelve más rápido y conveniente.
Reparación y mantenimiento de las turbinas eólicas
Además del tiempo, el mantenimiento y la reparación de las turbinas eólicas también requieren grandes costos financieros. Por ejemplo, en el caso de los parques eólicos marinos, el primer lugar entre los gastos lo ocupa el mantenimiento de los aerogeneradores, que supone una media del 28% de todos los gastos.
Las reparaciones y el mantenimiento de los aerogeneradores pueden ser planificados y de emergencia. El mantenimiento planificado del aerogenerador se realiza dos veces al año. Los meses específicos del procedimiento dependen de las peculiaridades de las condiciones climáticas en el lugar de operación del parque eólico. Se requieren al menos dos técnicos para el mantenimiento planificado.
Mantenimiento de las turbinas eólicas de alta calidad incluye las siguientes operaciones básicas:
- verificación del estado de las unidades y mecanismos del aerogenerador;
- eliminación de grietas y astillas en las paletas;
- verificación de la presencia de corrosión y el estado de los cables, si se prevé el uso de cables para aumentar la estabilidad del aerogenerador;
- diagnóstico de sistemas de seguridad;
- verificación del estado del sistema de parada de emergencia;
- lavado y limpieza de turbinas eólicas;
- diagnóstico del estado de la batería y la caja de cambios;
- control del nivel de aceite en la caja de cambios del aerogenerador.
Detengámonos en las cuestiones relacionadas con el mantenimiento de la caja de cambios con más detalle, ya que es la caja de cambios la que determina en gran medida la fiabilidad de todo el aerogenerador.
Por qué el reductor es uno de los componentes más vulnerables de una turbina eólica
La caja de cambios se utiliza en las turbinas eólicas para igualar la velocidad de rotación de las paletas y el eje del generador. Las paletas de la turbina eólica giran a una velocidad relativamente baja, mientras que para hacer girar el eje del generador se necesitan revoluciones mucho más altas. Estos giros son proporcionados por el reductor.
Debido a las grandes vibraciones en la caja de cambios, se produce la abrasión, el desgaste y la destrucción de los cojinetes, lo que, a su vez, puede provocar accidentes, reparaciones caras y un tiempo de inactividad prolongado del aerogenerador.
Para reducir la fricción, se utiliza un aceite especial para engranajes (mineral o sintético) en las cajas de cambios. Se forma una película de aceite en los engranajes, que separa las superficies de contacto y protege el engranaje contra corrosión por picadura, micropicaduras y desgaste.
El problema es que a medida que avanza la operación, el estado del aceite de transmisión se deteriora gradualmente debido a un aumento en el contenido de agua, la entrada de partículas metálicas, la exposición a altas temperaturas, etc.
Cómo el agua afecta las propiedades del aceite de transmisión
Uno de los enemigos más peligrosos del aceite de transmisión es el agua. Entra en la caja de cambios a través de sellos de válvulas de aire con fugas o agujeros que no han sido sellados adecuadamente. Algunas turbinas eólicas operan a fluctuaciones de temperatura ambiente, lo que crea condensación de humedad dentro del reductor cuando las escotillas y cubiertas están abiertas.
El efecto del agua sobre el aceite de los engranajes y la caja de cambios es muy diverso y se expresa en:
- sedimentación de aditivos;
- oxidación del aceite;
- deterioro de la película de aceite;
- endurecimiento de las juntas y descamación de la pintura;
- formación de óxido, etc.
¿Cuál es la dificultad de cambiar el aceite en la caja de cambios de un aerogenerador?
Los principales problemas que enfrentan los equipos de servicio son los largos tiempos de cambio de aceite y la laboriosidad de este proceso, así como los cambios de aceite a gran altura.
En general, el proceso de cambio de aceite en la caja de cambios de un aerogenerador se puede describir de la siguiente manera:
- Elevación del técnico a la torre junto con los cables para el posterior levantamiento de la manguera de desagüe.
- Drenaje del aceite de la caja de cambios con una manguera de drenaje. El proceso de drenaje es largo, ya que el volumen de aceite, dependiendo de la caja de cambios, puede oscilar entre varias decenas y varios cientos de litros.
- Después del drenaje, la manguera de llenado sube y se bombea aceite a la caja de cambios. Aquí, deben participar dos técnicos.
- Descenso de la manguera de llenado de aceite, herramientas y equipos relacionados.
¿Con qué frecuencia es necesario cambiar el aceite en la caja de cambios de la turbina eólica?
La frecuencia del cambio de aceite en la caja de engranajes de la turbina eólica está determinada por el tipo de aceite y el sistema de lubricación. También se tiene en cuenta el estado actual del aceite, que se evalúa analizando muestras y determinando la viscosidad, el contenido de agua, el índice de acidez, el contenido de sólidos y el grado de agotamiento de los aditivos. En promedio, el aceite de la caja de cambios de las turbinas eólicas se cambia cada uno o dos años.
Equipo automático para cambio de aceite en la caja de cambios de la turbina eólica
La empresa GlobeCore ha desarrollado un equipo especial para una turbina eólica, con la ayuda del cual se realiza un cambio de aceite de tres etapas en la caja de cambios (drenaje del aceite viejo, enjuagado de la caja de cambios y llenado con aceite nuevo). Esta es una unidad de cambio de aceite móvil CMM-G y CMM-GL. Estas instalaciones proporcionan mantenimiento operativo del sistema de aceite de la turbina eólica y pueden trabajar con cajas de cambios de diferentes fabricantes.
El equipo se ubica en un remolque (de un eje – para CMM-GL y de dos ejes – para CMM-G) y se transporta en automóvil de un equipo de servicio que mantiene parques eólicos. Por tanto, es posible cambiar el aceite en distancias largas.
En la plataforma hay una caja con puertas ubicadas ergonómicamente, que se divide en áreas funcionales (máquinas, control, almacenamiento de repuestos y herramientas). También hay dos tambores con mangueras enrolladas a su alrededor. Los tambores están equipados con motorreductores para facilitar y aumentar la productividad de desenrollar y enrollar mangueras. La longitud de las mangueras puede variar de 40 a 230 metros, dependiendo de la altura del mástil del aerogenerador.
CMM-GL es una unidad más compacta con menos consumo de energía. La instalación CMM-G, a su vez, tiene varias características adicionales:
- disponibilidad de nuestros propios contenedores para recolectar aceite usado, así como para transportar aceite limpio (250 galones cada uno);
- trabajo autónomo debido a un generador de gasolina;
- calentamiento de aceite limpio antes de que la unidad llegue al aerogenerador, lo que permite reducir su viscosidad y aumentar la eficiencia de bombeo a la caja de cambios;
- lavado de la caja de cambios con aceite de lavado.
Todo el proceso de cambio de aceite en la caja de cambios de un generador de energía eólica desde el momento en que comienza la preparación del lugar de trabajo hasta la puesta en marcha de la planta de energía eólica toma de 2 a 4 horas en lugar de 7-8 horas, que son necesarios para el cambio de aceite manual.
En resumen, notamos que el uso de equipos especiales en el proceso de reemplazo de aceite de transmisión en cajas de cambios de aerogeneradores nos permite obtener las siguientes ventajas adicionales:
- autonomía de trabajo, al cambiar el aceite;
- velocidad de cambio de aceite, cambio rápido, cambio eficiente;
- cantidad mínima de aceite derramado y mínimo contacto de aceite limpio con el medio ambiente;
- en un turno de trabajo, es posible cambiar el aceite en al menos dos generadores eólicos;
- capacidad de controlar los volúmenes del aceite reemplazado;
- tiempo mínimo de inactividad del generador eólico en el ciclo de generación de energía.
Además, con la ayuda de las instalaciones de la serie CMM-G, se pueden realizar cambios de aceite industrial (no en altura) y cambios de aceite en lugares de difícil acceso.