La administración de la planta tenía la preocupación acerca del aumento de barniz en espacios cerrados causando atasco en los servos y activadores. Fue esperado que la frecuencia y la severidad de éstos asuntos relacionados al barnizan aumentaría con el tiempo. Otros usuarios del F7FA habían informado la aparición de barniz prematuro alrededor de las 8.000 horas, y por lo tanto se creyó que el nivel de la materia de pre-barniz cercano a la saturación en el sistema de lubricación causaría finalmente los problemas. Como resultado, la administración decidió adelantarse con la implementación de la tecnología de la purificación de aceite y reducción/eliminación de barniz.
Después de considerables estudios y revisiones, la planta eligió instalar la tecnología de balanceo de carga por aglomeración ISOPur (BCA™ por sus siglas en ingles) en las 7 Turbinas de Combustión F7FA (TC). Una ISOPur SR Serie (10 gpm) fue instalada en cada una de las turbinas de gas. Las instalaciones de las TC empezaron simultáneamente en enero del 2005 ya que las TC Serie 1 se acercaban a las 10.000 horas. Los sistemas han trabajado continuamente desde ese punto. La condición del aceite lubricante fue monitoreada, primero diario, después cada semana, y después cada 2 semanas.
Este caso de estudio demuestra el proceso de la tecnología de balanceo de carga por aglomeración Equilibrada de la Aglomeración de la Carga. El análisis del aceite y los resultados son detallados después de 10 semanas de la operación de ISOPur.
El aceite lubricante para turbina GST-32 de Chevron, hecho del grupo II de la base del stock (ISO VG 32), utilizado en el Marco 7 FA de las Turbinas GE de Gas de Combustión fue analizado antes del uso de ISOPur y en intervalos secuenciales después del inicio de ISOPur.
Se realizaron pruebas del análisis del aceite por parte de laboratorios independientes. Las muestras fueron tomadas en 0 horas, 48 horas, 1 semana, 3 semanas, 5 semanas, 8 semanas, y 10 semanas. Los resultados pueden ser encontrados en las Figuras 1 y 2.
Como el aceite fue limpiado agresivamente, el desempeño de los filtros, con respecto a la eliminación de la partícula, proporcionó una reducción significativa en la partícula de sub-micra en cuestión de de horas. Como se aprecia en las Figuras 1 y 2, siguiendo el período inicial de limpieza general, había un aumento en el conteo de la partícula como la aglomeración de partículas empezó.
Las siete turbinas de gas son listadas de la Unidad 1A a la unidad 2D y acompañadas del número promedio de partículas en todas las siete combinadas. La reducción promedio en la partícula de sub-micra es impresionante porque esta partícula de otro modo habría pasado por filtración estándar. También, nótese que la misma tendencia de la partícula sucedió en cada una de las siete turbinas. Sin el uso de la tecnología de BCA, este nivel de limpieza de aceite no se habría logrado.
Nótese la caída drástica de partícula de conteo muy alto a conteo bajo, seguido después por niveles esporádicos durante el proceso de limpieza del sistema. Como se muestra en las gráficas, el aceite lubricante experimenta condición después de sólo 10 semanas de la operación de BCA. La reducción promedio es de 2 a 5mμ partícula es más del 80%
La escala del Barniz Potencial (escala de 0-100) es basada en el barniz perjudicial, que produce los depósitos encontrados en el aceite. Mientras más alta es la calificación, más depósitos fueron encontrados. Los sistemas de ISOPur redujeron el barniz que produce los depósitos de una calificación media de 38 a 26 en las 7 turbinas de gas (Figura 3). La tasa del potencial de barniz ha seguido el mismo proceso como los conteos de partícula; una caída inicial dramática, se dispersa la limpieza, y continúa bajando.
Placas de Barniz Potencial
Las placas del barniz potencial son una representación visual resultado del análisis espectrofotométrico de muestras de aceite tomadas de uno de los 7 Marcos FA de las Turbinas de Gas GE con el sistema de ISOPur en operación. El barniz potencial 38 tiene una concentración mucho más alta de contaminación que el barniz potencial de 7 en la última placa, ilustrando cuán eficiente es la tecnología de BCA en reducir el barniz que produce los depósitos.
Las fotografías en las Figuras 4 y 5 fueron tomadas a tres meses de operar la tecnología de BCA. Los depósitos fueron drenados para su inspección durante la revisión.
En la Figura 4, no hay presencia de barniz en el depósito tratado de BCA. En la Figura 5, el salpicadura de aceite de la línea de regreso ha creado barniz que se queda como está encima del aceite tratado con la tecnología de BCA.
Aglomeración balanceada de la Carga
La Aglomeración balanceada de la Carga fue diseñada y patentada para permitir a los filtros finos remover partículas submicras de fluidos lubricantes e hidráulicos. La postulación es que removiendo una porción grande de la contaminación que no fue previamente removida por filtración, la función y la vida de la maquinaria y del aceite lubricante será llevada al máximo. Es conocido que los líquidos que circulan en espacios libres crean electricidad estática, causando que los contaminantes en el aceite lleguen a ser eléctricamente cargados y electrostáticamente suspendidos dentro de la solución. Este carga eléctrica causará que estas partículas se "electro-depositen" en tierra, superficies metálicas dentro de la máquina y depósitos. Estos depósitos pueden reducir los espacios libres críticos.
La Aglomeración balanceada de la Carga contrarresta automáticamente esta carga eléctrica incontrolable. Las cargas eléctricas son transferidas de electrodos a partículas de contaminación en número suficiente para llegar a los filtros dentro del sistema. La carga balanceada entonces es neutralizada, permitiendo que los medios del filtro hacerse efectivos de acuerdo con el diseño original de la máquina y el filtro.
Como trabaja el BCA
1. BCA es creado forzando el aceite por dos senderos iguales donde se localizan electrodos cargados opuestamente. El Fluido contiene partículas con un carga eléctrica promedio desbalanceada.
2. Las partículas en cada sendero son cargadas de manera preferencial y a un grado alto de acuerdo con la polaridad de los electrodos en cada sendero. El carga es diseñada para crear un resultado igual a un potencial de 0,0 voltios DC al salir del ensamble de carga.
3. Estas dos corrientes líquidas ahora son mezcladas para forzar juntas las partículas cargadas a gran proximidad.
4. Las fuerzas electrostáticas entre cuerpos opuestamente cargados ahora jalan las partículas formando aglomerados. Una vez que son descargadas eléctricamente, estas partículas se mantienen unidas por las fuerzas de VanderWaals.
Aglomeración de partículas
Una muestra de aceite lubricante contaminada con partículas finas de metal con un diámetro centrado cerca de 0,08 micrómetro (como se determino con la espectroscopia de la correlación del protón) es pasado por la tecnología de BCA una vez y el efecto es registrado en uno modo semejante. La figura 6 muestra una concentración de partícula de menos de 1 micra.
En la Figura 7, tan solo después de un paso subsecuente por la tecnología BCA™ hay un cambio notable en partículas a un diámetro mucho más grande, proporcionando un ejemplo claro de la aglomeración de la partícula.
El significado del conteo de esta nueva distribución es apenas abajo de 3 micras de tamaño. Esto permitirá a un filtro de 3 micras capturar casi 50% de esta fina contaminación. Cada paso sucesivo producirá otra serie de ampliaciones hasta que el filtro u otro esquema de eliminación de partícula hayan sustraído la materia del líquido.
BCA no sólo elimina la carga electrostática neta en los contaminantes dentro del lubricante, también remueve efectivamente las partículas finas causadas por el uso, por micro diesel, y por las partículas suaves. Estos elementos pueden representar hasta 90% de la contaminación dentro del aceite.
Los Beneficios de BCA
Además de eliminar el impacto de la carga constante neta encontrada en sistemas estándares de filtración y monitoreo de aceite, BCA ofrece los siguientes beneficios:
• Los Microorganismos son rápidamente eliminados por el proceso de BCA. La eliminación del crecimiento microbiano en los sistemas de lubricación, hidráulicos o industriales reduce que las válvulas servo estén pegajosas, eliminan la formación de fango, y bloquean la formación de olor.
• Mantiene las propiedades físicas del aceite cientos de veces por más tiempo que la filtración estandard. Porque los filtros estandares no eliminan pequeñas partículas, tienden a acumular a enormes niveles, cediendo las propiedades físicas del aceite. BCA reúne este material submicron y condiciona al aceite a un estándar más limpio. La lubricidad, la fuerza de la película de la acción solvente, y la viscosidad son mantenidas en los sistemas equipados con BCA.
• El aceite súper limpio tiende a soltar agua y el proceso de BCA elimina la mayoría de las emulsiones quitando las pequeñas partículas que atrapan el agua.
• Reduce la taza de desgaste ya que las partículas de CUALQUIER tamaño son removidas.
• La formación de Barniz y fango es bloqueada y el barniz pre-existente es purgado de las superficies internas. BCA quita los productos de la oxidación. Los filtros estándares tienden a causar la carga estática en partículas, que acumula y daña tanto al aceite como a los filtros. Además, las partículas que son atrapadas en filtros tienden a repeler las partículas entrantes de carga semejante, que pueden dirigir a las partículas más grandes por el filtro. Estos filtros pierden su eficiencia cuando acumulan residuos. Los cartuchos de recolección de BCA profundizan en el filtro alientan el crecimiento de artículos basados en la atracción de la carga, removiendo partículas submicron y los productos de la oxidación del aceite.
Conclusion
Después de tan solo 10 semanas de condicionar el aceite de ISOPur con la Aglomeración Balanceada de la Carga, la administración de la planta se impresiono con la caída en el conteo de partícula, la calificación del barniz potencial y la aparición de los depósitos. Después de tratar con otras tecnologías, el ingeniero de la planta encontró que la tecnología de BCA reducía la contaminación de la partícula a niveles previamente inalcanzables. Esto incluye los tamaños de la partícula en cero o debajo de 0,1 micras, que contribuye significativamente a asuntos de confiabilidad y que pueden llevar a fallas catastróficos. La tecnología de BCA demostró también la habilidad de remover los precursores de barniz a un nivel extremadamente bajo de contaminación consistente en una amenaza mínima a la maquinaria. Además, esta tecnología ha mostrado ser un instrumento efectivo para la eliminación de los depósitos duros y suaves de barniz, que existieron en el aceite antes de la aplicación de esta tecnología.
BCA™ es una solución costo/efectiva y pronta para una amenaza muy verdadera a la operación segura de la turbina de gas. La combinación apropiada de la documentación y la eliminación de los factores de la causa de raíz mantendrá permanentemente este problema de confiabilidad bajo control.
Gerald Munson es cofundador de ISOPur (1995), desarrollador y dueño de la patente de la Tecnología "Aglomeración Balanceada de la Carga". El Sr. Munson fue vicepresidente de ITP Corp de 1990 a 1995 y persona clave en desarrollar otras tecnologías de separación. De 1973 a 1988 el Sr. Munson estuvo a cargo de diversas posiciones de ingeniería con la McGraw Edison Co, Alfa Laval Company, Bird Machine Company, y Wilson Walton International Inc. Durante su servicio en la armada de los EE.UU como piloto, recibió 24 medallas Aéreas, numerosos premios y fue condecorado por la armada por el diseño/construcción de una computadora al servir como estudiante en la Estación Aérea Naval de Pensacola en 1965. Puede ser localizado en el telefono203 589 3396 o en gmunson@fluid-assets.com
