Aplicación de la metodología Gas Path Analysis (GPA) al diagnóstico de una turbina de gas de una central de ciclo combinado

Abstract

El mantenimiento de turbinas de gas en plantas de generación de energía eléctrica es un tema crítico para las empresas por su complejidad técnica y el impacto económico que una falla inesperada de las mismas representa para la empresa generadora de electricidad y para sus clientes. Esta tesis analiza herramientas y propuestas de técnicas que pretenden minimizar esos riesgos y validar esas teorías aplicándolas a una turbina de General Electric de la empresa Iberdrola ubicada en la central de ciclo combinado de Altamira, México. La técnica que aplicaremos es conocida como Gas Path Analysis, GPA por sus siglas en inglés. El presente trabajo describe en sus primeros capítulos los conceptos teóricos fundamentales sobre los que se basa esta metodología, y sus variantes, para finalmente analizar cuatro casos que por distintas situaciones la turbina en estudio debió entrar en mantenimiento de lavado fuera de línea del compresor. Dada la importancia de las turbinas en las centrales eléctricas, cuentan con monitoreo electrónico de muchísimas variables de funcionamiento y todos esos datos son mostrados al operador en tiempo real y luego se guardan en gigantescas bases de datos. Gracias a la disponibilidad de estos datos es que se pudo aplicar, off line, la metodología GPA en la turbina bajo estudio y seleccionar el modelo para la TG con un índice GPA de 0.9989 logrando un modelo preciso. Asimismo, se detectan tendencias en las desviaciones de las variables independientes indicando un lavado fuera de línea del compresor el primer año (donde se trató de un mantenimiento necesario) posterior a las mejoras realizadas en el último mantenimiento mayor programado. Finalmente, se establece la relación y el impacto de las temperaturas ambientales sobre la eficiencia del modelo GPA y el tratamiento necesario para la adaptación periódica del modelo a la par de las mejoras a profundidad de la TG.