ELIMINE E PREVINA A CONTAMINAÇÃO DO ÓLEO EM TURBINAS A VAPOR

A contaminação de água no óleo de turbinas a vapor é um dos principais problemas enfrentados pelos operadores e mantenedores de turbomáquinas. A presença de água no óleo lubrificante reduz a eficiência do equipamento, acelera a degradação e pode causar falhas graves

A contaminação do óleo de turbinas por água causa inúmeros problemas que podem resultar em falhas operacionais em turbinas a vapor e seus sistemas, como:

Oxidação do óleo, comprometendo a lubrificação;
Corrosão de peças metálicas do sistema de lubrificação, levando a paradas inesperadas;
Cavitação, que causa danos às bombas de óleo;

Aumenta a viscosidade e altera as propriedades lubrificantes do óleo, resultando em maior atrito
e desgaste, principalmente dos mancais;
Esses fatores aumentam os custos de operação e diminuem a vida útil do equipamento.

As turbinas a vapor, estão evidentemente expostas a altos teores de umidade em seus subsistemas. Isso pode favorecer inúmeros problemas, principalmente no sistema de lubrificação.

A contaminação por água pode ocorrer por:

Condensação interna: Em ambientes com alta umidade ou variações de temperatura;
Vazamento de sistemas de resfriamento: Pode permitir que a água se misture ao óleo;
Falhas de vedação: Vedações e selagens defeituosas permitem a entrada (e saída) de vapor ou água, dependendo do sistema;

Ar aprisionado e formação de espuma – Formação e presença de gases.

O lubrificante de turbina a vapor circula por um elaborado sistema de bombas, tubos, mancais e às vezes engrenamentos. Durante o uso, o óleo se move de áreas de alta pressão para baixa pressão, flui por meio de curvas e ramificações na tubulação da turbina e fica temporariamente quase estático no tanque de óleo.

Existem muitas oportunidades para o óleo ser agitado e gerar gases nele. Se não houver oportunidade para o gás escapar do óleo, ele fica arrastado.

Quando o óleo atinge áreas de baixa agitação, como o tanque de óleo, a flutuabilidade das bolhas de gás permite que elas subam para a superfície do óleo, onde podem ser liberadas.

Infelizmente, os operadores de turbinas a vapor frequentemente notam que, em vez de serem liberadas, as bolhas flutuam na superfície do óleo como espuma.

Quando espuma ou ar arrastado se desenvolve no óleo da turbina a vapor, isso pode resultar em efeitos catastróficos no óleo, mancais e sistemas hidráulicos de controle.

A principal função do lubrificante é minimizar o desgaste, lubrificando as partes móveis na turbina a vapor.

Segundo a norma ASTM D-4378, para aplicação em turbinas a vapor, o nível de contaminação de água no óleo deve estar abaixo de 200 ppm ou 0.02%. 

Acima desse nível a norma considera o óleo contaminado por água.

Porém, se não for tratado adequadamente, este problema pode gerar custos elevados com manutenção e paradas não planejadas.

A própria norma já sugere como etapas de ação: 

“Investigar e remediar a causa. Remover a água por centrifugação, coalescência ou desidratação a vácuo, conforme apropriado. Se ainda não for satisfatório, considere trocar o óleo ou consultar um prestador de serviço”

Para obter o desempenho máximo de uma turbina a vapor e do óleo de turbina contido nela, é importante remover qualquer contaminação que possa estar presente ou introduzida no óleo.
A contaminação pode ser o catalisador para a degradação do óleo, o que resulta em confiabilidade
reduzida da turbina.

Alguns OEMs de turbinas fornecerão sistemas de purificação com a turbina durante a instalação, mas dependendo da idade da turbina ou do contaminante a ser removido, pode não ser o melhor para o trabalho pretendido.

O termo purificação pode ser representativo de várias técnicas de limpeza de óleo, dependendo do
contaminante a ser removido.

A técnica de purificação mais comum para remoção de contaminação sólida é a filtragem. Se o
contaminante a ser removido for água, os dispositivos de purificação mais comuns são chamados de separadores.

Os separadores para remoção de água de sistemas de turbinas a vapor incluem estes vários tipos:

Gravidade

Centrífuga

Coalescente

Polímero absorvente

Destilação a vácuo

Para remover outros contaminantes, como contaminantes sólidos, a principal técnica de purificação é a filtragem.

Os dois principais tipos de filtragem secundários, frequentemente usados em conjunto com sistemas primários. Os secundários são usados para filtrar o óleo separado dos mancais na turbina. 

Os sistemas de filtragem primário e secundário usam meios semelhantes.

Os meios filtrantes comuns incluem:

Tipo cartucho contendo fibra de papel

Filtragem de profundidade

Meios de troca iônica

Possuímos soluções e equipamentos até 30x mais eficientes que um termovácuo tradicional.

Prevenir a contaminação é mais econômico do que remediar. As boas práticas incluem:

Monitoramento contínuo do nível de água no óleo;
Manter as vedações em bom estado;
Controle de umidade no ambiente de operação;
Manutenção preventiva de sistemas de resfriamento e filtros de óleo;

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.

O estado da arte em purificação de fluidos, equipamento autônomo que através da tecnologia Air Striping, retira água e gases do lubrificante, utilizando a propriedade do ar ou do nitrogênio para captar a umidade e gases.

Já com módulo de resina iônico instalado (opcional), permite o controle e remoção de verniz.

Incremento indispensável na confiabilidade para a redução de paradas em turbomáquinas. 

Grande base de equipamentos instalados no Brasil e no mundo.

Características ThermoJET:

Remoção de água abaixo 200 ppm

Filtração abaixo de 3, 6 ou 12 micras

Desgaseificação do óleo

Operação simples 24×7

Todo de aço inoxidável

Projetado para área classificada ou não

Não há necessidade de supervisão

Baixa manutenção

Contratos de Compra / Locação / Arrendamento Mercantil

Um cliente com uma 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.