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Clasificación, propiedades y selección del aceite para turbinas de vapor. Explicación dada por un especialista en pruebas de calidad de lubricantes de Corsaid. Las turbinas de vapor, también conocidas como turbinas de tipo turbina, incluyen las turbinas de vapor y las turbinas a gas. Se trata de máquinas térmicas de tipo rotativo que utilizan vapor o gas como medio de trabajo. Tienen ventajas como una alta potencia individual, eficiencia elevada, funcionamiento estable y una larga vida útil. El uso principal de las turbinas de vapor es como motores primarios para la generación de electricidad; su contribución a la producción total de energía eléctrica es de aproximadamente el 80%. Dado que las turbinas pueden funcionar a diferentes velocidades, se pueden utilizar para accionar directamente todo tipo de bombas, ventiladores, compresores y hélices de barcos. Por lo tanto, según su uso, las turbinas se clasifican en turbinas para centrales eléctricas, turbinas industriales y turbinas navales, entre otras. La turbina de vapor debe funcionar en coordinación con el generador de vapor (caldera), la maquinaria motriz (como el generador), así como con el condensador, los calentadores, las bombas, entre otros componentes, para formar un conjunto completo de equipos. Por su parte, la turbina de gas también es un sistema de propulsión compuesto por tres partes principales: el compresor, la cámara de combustión y la turbina, además de los equipos auxiliares correspondientes. Las turbinas de vapor se utilizan ampliamente en la industria eléctrica, la petroquímica, la siderurgia y en buques de gran tamaño, entre otras industrias. 1) Función del aceite para turbinas de vapor La función del aceite para turbinas de vapor es la misma en las turbinas de vapor y en las turbinas de gas: su principal papel es el de lubricar, enfriar y regular la velocidad de rotación. (1) Función de lubricación: A través de la bomba de lubricante, el aceite del turbogénador se transporta entre el eje principal y las bujes de los cojinetes deslizantes del turbogénador. Allí, se forma un cuña de aceite que permite una lubricación eficaz por fluidos. Además, el aceite para turbinas también sirve para lubricar las partes que presentan fricción, como los reductores de engranajes y los mecanismos de regulación de velocidad. (2) Enfriamiento y disipación de calor: Durante el funcionamiento de la turbina, su velocidad puede llegar a los 3000 revoluciones por minuto. La fricción interna del eje y del aceite lubricante genera una gran cantidad de calor. Además, ya sea que el medio utilizado por la turbina sea vapor o gas, su calor también se transfiere a los cojinetes a través de las palas de la turbina. Si este calor no se disipa a tiempo, ello afectará gravemente el funcionamiento seguro de la turbina; incluso podría causar accidentes como la sinterización del eje principal. Por lo tanto, el aceite de la turbina debe circular continuamente por los circuitos de lubricación, para llevarse el calor de los rodamientos y así cumplir una función de enfriamiento. De esta manera, se mantiene la temperatura de funcionamiento normal de los rodamientos por debajo de los 60 °C. (3) Función de regulación de la velocidad: El aceite para turbinas utilizado en los sistemas de regulación de velocidad de las turbinas funciona, en realidad, como medio hidráulico. Este aceite transmite la presión generada por los mecanismos de control, lo que permite regular la velocidad de funcionamiento de la turbina. 2) Propiedades del aceite de la turbina: La viscosidad adecuada es un factor importante para garantizar una lubricación adecuada del grupo turbínico. Los requisitos en cuanto a la viscosidad del aceite lubricante para las turbinas varían según la estructura de dichas turbinas. En las turbinas que utilizan ciclos de presión, es necesario emplear aceite para turbinas con baja viscosidad ； En cuanto a las pequeñas turbinas de vapor que se lubrican con anillos de aceite, debido a la transferencia de calor a través del eje, esto afecta la adherencia de la capa de aceite sobre el eje; por lo tanto, es necesario utilizar un aceite con mayor viscosidad ； Los pequeños grupos generadores de turbina de vapor y las turbinas de barco que cuentan con dispositivos de desaceleración también necesitan utilizar aceites de mayor viscosidad, a fin de garantizar una buena lubricación de los engranajes. Para garantizar que las turbinas mantengan una buena lubricación en diferentes temperaturas, se exigen que el aceite para turbinas tenga buenas propiedades de viscosidad a distintas temperaturas; generalmente, se espera que esta valor sea superior a 80–90. ①Buena estabilidad oxidativa. Aunque la temperatura de funcionamiento del aceite para turbinas no es alta, se utiliza en cantidades significativas y durante períodos prolongados. Además, debido a la acción del aire, la humedad y los metales, puede producirse una reacción de oxidación que genera sustancias ácidas y precipitados. La acumulación de sustancias ácidas provoca la corrosión de las piezas metálicas, genera sales y acelera la oxidación del aceite, además de disminuir su capacidad de emulsificación ； Los óxidos disueltos en el aceite aumentan su viscosidad, lo que reduce la eficacia de su función de lubricación, enfriamiento y transmisión de potencia ； Los óxidos que se precipitan pueden contaminar el sistema de lubricación, lo que reduce la eficiencia del enfriamiento y provoca problemas en el suministro de aceite. Por lo tanto, se exige que el aceite para turbinas tenga una buena estabilidad oxidativa; su envejecimiento durante el uso debe ser muy lento, y su vida útil debe ser de al menos 5 a 15 años. ②Buena resistencia a la emulsión. Durante el funcionamiento de las turbinas de vapor, es inevitable que el vapor y el agua se filtren en el aceite de la turbina a través de los sellos del eje u otras partes. Si el aceite no tiene una buena resistencia a la emulsión, no solo se formará una emulsión que disminuye las propiedades lubricantes, sino que también se acelerará la oxidación del aceite y se causará corrosión en los metales. En particular, cuando el aceite lubricante se suministra mediante ciclos de presión, la cantidad de aceite en circulación es grande y permanece siempre en estado turbulento; además, al entrar en contacto con el agua, tiende a emulsionarse. Por lo tanto, la falta de propiedades emulsionantes es una de las características principales del aceite para turbinas. Para que el aceite para turbinas tenga una buena resistencia a la emulsión, es necesario que el aceite base sea sometido a un proceso de refinación exhaustivo, con el fin de reducir al mínimo la presencia de ácidos cíclicos, gelatina y hidrocarburos aromáticos policíclicos en él. ③Buena resistencia a la oxidación y la corrosión. Cuando el sistema de lubricación de las turbinas entra en contacto con agua, no solo se produce la emulsificación del aceite, sino que también se provoca la oxidación y corrosión del metal. Esto es especialmente problemático en las turbinas utilizadas en barcos oceánicos, donde los refrigeradores de aceite utilizan agua de mar como medio de refrigeración. Dado que el agua de mar contiene grandes cantidades de sales, si el refrigerador presenta fugas, esto causará una grave oxidación en las partes metálicas del sistema de lubricación. Por lo tanto, el aceite para turbinas, especialmente el utilizado en buques oceánicos, debe tener buenas propiedades antioxidantes. El aceite para turbinas resistentes a la corrosión se elabora generalmente a partir de un aceite base mineral altamente refinado, al cual se le añaden aditivos como antioxidantes, agentes anticorrosivos, agentes pasivadores de metales y agentes antiespuma. ④Buena resistencia a la formación de espuma. Durante el proceso de lubricación por circulación, el aceite para turbinas puede absorber aire debido a las siguientes causas: (1) Fugas en la bomba de aceite ； (2) El nivel de aceite es demasiado bajo, lo que hace que la bomba de aceite quede por encima del nivel del aceite ； (3) Mala ventilación del sistema de lubricación ； (4) Exceso de aceite que regresa al tanque de lubricante ； (5) La cantidad de aceite que regresa por la tubería de retorno es excesiva ； (6) La velocidad de drenaje de la válvula de regulación de presión es demasiado alta ； (7) Hay impurezas en el aceite ； (8) La bomba de aceite suministra demasiado aceite. Cuando el aire que ingresa a la turbina no puede ser expulsado a tiempo, se produce un fenómeno de formación de burbujas. Esto genera obstrucciones en los circuitos de aceite, lo que conlleva una menor cantidad de aceite suministrado. Como resultado, disminuye la capacidad de lubricación y también la eficiencia del sistema de enfriamiento. En casos graves, esto puede incluso causar que la bomba de aceite deje de funcionar y que el sistema de control de velocidad pierda su eficacia. Para evitar que el aceite del turbina forme espuma, además de operarla según las normas establecidas y realizar un buen mantenimiento, con el fin de minimizar la entrada de aire en el aceite, también es necesario que este tenga buenas propiedades antiespumantes, de modo que pueda liberar rápidamente el aire que haya sido absorbido. ⑤Propiedades especiales del aceite para turbinas. El aceite para turbinas, que se utiliza en sistemas de lubricación comunes para compresores y turbinas que emplean amoníaco como medio de compresión, debe tener propiedades resistentes al amoníaco (aceite para turbinas resistente al amoníaco). Para garantizar la lubricación y seguridad de los sistemas de alta presión y alta velocidad, así como de los sistemas hidráulicos en las grandes unidades generadoras, es necesario utilizar aceites para turbinas que tengan propiedades antifricción y resistencia a la combustión. En estos aceites se añaden aditivos que mejoran su capacidad de soportar cargas elevadas.