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Qual o Limite de Concentração de Água no Óleo de Turbinas a Vapor?

Contaminação do Óleo de Turbomáquinas

A contaminação de óleo por água em turbinas a vapor é um problema crítico que pode levar a falhas graves e onerosas.

Neste post, exploraremos o impacto da contaminação, como ela ocorre e as melhores soluções para preveni-la e tratá-la, garantindo que sua turbina opere com máxima eficiência.

Existem soluções até 30x mais eficientes que os tradicionais termovácuo

Problemas Causados pela Contaminação de Água no Óleo de Turbinas a Vapor

A presença de água no óleo de turbinas a vapor provoca uma série de problemas que comprometem a eficiência e a vida útil do equipamento.

Entre os principais impactos estão:

Oxidação do óleo: A água acelera o processo de oxidação, prejudicando a capacidade de lubrificação.
Corrosão de componentes metálicos: Peças essenciais são expostas à corrosão, levando a paradas inesperadas.
Cavitação em bombas de óleo: A água pode causar cavitação, danificando as bombas de lubrificação.
Alteração das propriedades lubrificantes: A água aumenta a viscosidade do óleo, resultando em maior atrito e desgaste, especialmente nos mancais.

Esses fatores aumentam os custos operacionais e reduzem a vida útil da turbina.

Segundo a norma ASTM D-4378, o nível de contaminação por água no óleo de turbinas a vapor deve ser inferior a 200 ppm (0,02%)

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Como a Água Contamina o Óleo de Turbinas a Vapor?

As turbinas a vapor estão sujeitas a ambientes úmidos, favorecendo a contaminação do óleo por água.

Os principais mecanismos de contaminação incluem:

Condensação interna: Ambientes com alta umidade e variações de temperatura promovem a condensação dentro do sistema de lubrificação;
Vazamentos em sistemas de resfriamento: A água de resfriamento pode misturar-se ao óleo;
Falhas nas vedações: Defeitos ou ineficiência nas vedações permitem a entrada de vapor, ou água no sistema;

Curva de Saturação do Óleo por Água

Existem três formas de água no óleo de turbinas a vapor:

Água Livre: Se separa do óleo e se acumula em áreas baixas;
Água Dissolvida: Solubilizada no óleo, é difícil de separar;
Emulsão: Uma mistura estável e difícil de remover, sendo a mais prejudicial;

Cada uma dessas formas impacta negativamente a lubrificação e o desempenho da turbina.

Quais os Limites de Concentração de Água no Óleo de Turbinas a Vapor?

Segundo a norma ASTM D-4378, o nível de contaminação por água no óleo de turbinas a vapor deve ser inferior a 200 ppm (0,02%).

Níveis superiores aumentam significativamente os riscos operacionais e de manutenção.

Principais Soluções para Desidratação do Óleo de Turbinas a Vapor

Para prevenir e corrigir a contaminação, as principais soluções incluem:

Filtros coalescentes: Removem gotículas de água do óleo;
Desidratadores a vácuo: Eliminam água livre, emulsificada e dissolvida;
Centrífugas: Separação de grandes volumes de água por força centrífuga;

Essas soluções são as mais básicas, no entanto, não garantem em todos os casos e de forma mais eficiente a remoção da água do óleo da turbina, mantendo esteja limpo e adequado para uso prolongado.

Existem soluções até 30x mais eficientes.

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Atualmente temos a disposição purificadores autônomos de operação contínua para eliminar qualquer contaminante que possa ser gerado.

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Na TURBIVAP, possuímos diferentes tecnologias e soluções para oferecer e aplicar a cada caso específico, conforme a criticidade do seu equipamento rotativo.

Possuímos equipamentos e técnicas avançadas para retirada de água em seus três estados e partículas do óleo, com amplas faixas de viscosidade.

Amplas gamas de fluxos, seja para áreas classificadas e não classificadas.

Caso prático de sucesso na desidratação de óleo de turbina a vapor

Turbina a vapor de 350MW de fabricação da Harbin Turbine Co.Ltd. (Chinesa) operando com 28.000L de óleo de lubrificação, instalada em uma importante Usina Termelétrica a Carvão no sul do Brasil, apresentou problemas no sistema de selagem do mancal promovendo constante contaminação de vapor no óleo de lubrificação, resultando em formação de 700L água livre por semana (4,6 litros/hora).

Nesse caso prático, a desidratação e enquadramento do óleo ocorreu em 12 dias, apresentando excepcional performance, frente ao desafio de 700L de entrada de água semanal, reduzindo de 818ppm para 128ppm.

Durante o período de operação para mitigação da água que ocorreu entre o dia 28/02/2023 e 24/11/2023 foram efetuadas 34 análises de Karl Fischer com pequenos GAPs fora do alvo, ficando a média das análises em 156ppm e se manteve até o último dia de operação do equipamento.

Incremento indispensável na confiabilidade para a redução de paradas em turbomáquinas. Grande base de equipamentos instalados no Brasil e no mundo.

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Conclusão

A Importância de controlar a contaminação de óleo por água.

Os óleos de turbinas a vapor tem grande tendência em apresentar contaminação excessiva decorrente do regime de trabalho delas.

Portanto, o controle da concentração de água em óleo de turbinas a vapor é de extrema importância para a confiabilidade da operação.

Para isso, devemos monitorar, entre outros aspectos, o nível de concentração de água no óleo, que conforme a norma ASTM D-4378, não deve exceder 200 ppm ou 0.02%.

Existem outras consequências associadas com o aumento da concentração de água no óleo, como a tendência de formação de verniz.

Para prevenir, corrigir e eliminar a água do óleo em níveis acima do permitido, assim como verniz do óleo de turbinas a vapor, existem equipamentos robustos para soluções definitivas e confiáveis, de baixa manutenção e autônomos que podem operar em regime permanente 24×7, garantindo que sua turbina opere com máxima eficiência e dentro dos padrões de segurança normatizados.

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Ronaldo Pexe

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