Para aumentar la productividad y eficiencia de toda central eléctrica a través del programa de lubricación, es clave que el aceite para turbinas de gas se mantenga limpio y seco. Si no es así, se arriesga a costosas reparaciones y periodos de inactividad en la central.
Hay que tener en cuenta que estos tipos de aceites están sujetos a varias condiciones. Tal es el caso del calor extremo, humedad, contaminación con tierra, aire atrapado y partículas de desgaste que degradan y provocan cambios moleculares irreversibles.
Entonces, ¿Cuánto durará mi aceite para turbina a gas? Es una pregunta que muchas veces tiene una respuesta simple: depende.
Según la experiencia de algunos proveedores se estima que el aceite para turbinas de gas tiene una duración entre 5 y 15 años. Pero, aquí no se toma en cuenta todas las variables que intervienen en la vida del aceite.
Tal es el caso de la presencia de agua, la temperatura de operación, las prácticas de mantenimiento, la calidad del lubricante, entre otras.
Todas estas variables tendrán un impacto importante en la ampliación o reducción del intervalo de vida en servicio del lubricante.
Así que a continuación ofrecemos algunas de las características de desempeño de un aceite para turbinas de gas que ofrecerá una larga vida reduciendo los problemas en servicio
Propiedades físicas y químicas
Los aceites para turbinas de gas, hidráulica o vapor, pertenecen a la familia conocida como aceites R&O (aceites inhibidos contra la herrumbre y corrosión).
La severidad en las operaciones de la turbina, como es el ciclo de trabajo, la temperatura de operación, la contaminación, sumado a las prácticas de mantenimiento, imponen retos al lubricante.
Hay que saber que el volumen de aceite fluctúa entre 1,000 y 50,000 litros, siendo incentivo importante desde el punto de vista económico para buscar alargar la vida útil del aceite.
Por otra parte, para reducir las tasas de reposición de aceite (generalmente en el orden de 5% anual) se necesita contar con lubricantes de alta calidad y desempeño.
Cuando en la turbina no existen problemas significativos de contaminación, la vida del aceite principalmente dependerá de su estabilidad a la oxidación. Esta característica puede alterarse por el calor, aire, agua y la contaminación con partículas metálicas.
Hay que considerar que en el lubricante están presentes algunos aditivos que protegen al aceite contra la oxidación. Es el caso de los antioxidante e inhibidores de herrumbre y corrosión.
Por su parte, la turbina cuenta también con medios físicos que ayudan a este mismo objetivo, como son los filtros de aceite, sistemas de remoción de agua y enfriadores. Otro dato: los aceites para turbinas permiten que el agua y las partículas se separen y se asienten en el tanque.
Alli pueden removerse por medio de las válvulas de drenado y por sistemas de filtración externa, tipo riñón, a lo largo de su operación.
Características de desempeño recomendadas
En la mayoría de las turbinas de gas, la causa principal de la falla del aceite es la alta temperatura de operación. De tal forma que la demanda de turbinas de gas con mayor eficiencia y las temperaturas sumamente altas son el principal incentivo para usar lubricantes con mayor resistencia a la temperatura.
Se debe considerar que las temperaturas en los cojinetes de las turbinas de gas fluctúan entre 71°C y 121°C (160°F a 250°F). Y se espera que en las turbinas de nueva fabricación sean aún mayores.
Otro dato a considerar es que conforme se fabrican turbinas de gas de nueva generación, los cambios en los ciclos de operación traen consigo también nuevas exigencias a los lubricantes.
De tal modo que al alcanzar mayores temperaturas de operación en los rodamientos aumentaron las fallas de los sistemas hidráulicos que retardaban el arranque.
Para solucionar este problema, ahora existen aceites hidrofraccionados (Grupo II), alargando al mismo tiempo la vida útil de estos lubricantes.
De este modo se alcanza hasta 5 años de vida en aplicaciones de turbinas de gas cuando antes los lubricantes minerales solamente duraban 2 años.
Turbinas de gas aero-derivadas
Este tipo de turbinas exigen aceites con una elevada estabilidad a la oxidación. Por eso se debe considerar que en este tipo de turbinas el aceite está en contacto directo con las superficies metálicas.
Es allí donde las temperaturas fluctúan entre 204°C y 315°C (400°F a 600°F), y la temperatura del aceite en el tanque está entre 71°C a 121°C (160°F a 250°F).
De tal modo que el aceite en estas turbinas debe lubricar y enfriar las superficies, transfiriendo el calor al aceite que reposa en el tanque. A ello se suma que cuando operan de manera cíclica, el estrés térmico y oxidativo es más alto, lo que exige lubricantes con mayor estabilidad térmica y oxidativa.
Entonces, si los aceites minerales estándar (Grupo I y II) no superan estas exigencias se debe emplear lubricantes sintéticos de alta pureza.
También se puede aplicar una tasa de relleno de 0.6 litros por hora para ayudar a rejuvenecer el aceite en el sistema.
Hay que saber también que los lubricantes para este tipo de turbinas de gas tienen una viscosidad de apenas 5 cSt a 100°C. Allí, los rotores giran a una velocidad entre 8,000 y 20,000 rpm y utilizan rodamientos en lugar de cojinetes.
Entonces, la capacidad de los tanques es de apenas 200 litros en promedio.
Especificaciones de aceites para turbinas de gas
Los aceites para turbinas son producto de la mezcla de aceites altamente refinados o hidroprocesados, y algunos sintéticos con viscosidad ISO VG 32, 46 o 68. Por eso que los fabricantes desarrollaron aceites que cumplan con las demandas de las turbinas en diversas aplicaciones.
Algunos fabricantes de turbinas dejaron de especificar alguna marca de lubricante en particular ante los constantes cambios en la tecnología de sus turbinas y en la formulación de los lubricantes.
Algunos OEMs (Original Equipment Manufacturer o fabricante de equipos originales) recomiendan ciertos lubricantes que cumplan con criterios de prueba y el nivel de desempeño esperado.
Hasta llegan a estipular que aun cuando el lubricante no cumpla con todos los valores recomendados, deben utilizarse.
Generalmente, los fabricantes de turbinas y lubricantes concuerdan que un aceite que supere satisfactoriamente el desempeño esperado bajo ciertas condiciones específicas de operación, es un lubricante de buen desempeño y de calidad.
Y sin importar el tipo de servicio de un aceite de turbina, la calidad del aceite base y los aditivos son el factor principal de influencia en la vida útil esperada.
En este sentido, los aceites básicos de alta calidad se caracterizan por tener mayor porcentaje de moléculas saturadas y niveles más bajos de azufre y nitrógeno. Allí, los aditivos utilizados deben evaluarse muy bien y que se mantengan bajo un estricto control de calidad.
Cómo seleccionar aceites para turbinas de gas
La clave en la formulación de aceites para turbinas de gas está en que puedan retener sus propiedades de desempeño en la operación.
Algunos aceites de turbinas tienen buenos resultados en las pruebas de laboratorio, pero pueden degradarse prematuramente por el agotamiento de los aditivos y oxidación del aceite básico.
Si bien las pruebas de laboratorio es una buena manera de evaluar un lubricante, la experiencia en campo ayuda a determinar su longevidad. Aquí es importante que el análisis de las características del lubricante no esté basado en la ficha de especificaciones técnicas.
Sino en los resultados reales de las propiedades del lubricante, hechas en el laboratorio, o utilizar para ello el certificado de calidad de la fabricación del lote.
La experiencia indica que pueden presentarse ligeros cambios de un lote a otro o variaciones en la formulación por el cambio de tecnología. Hoy, los aceites para turbinas de gas pueden formularse con aceites minerales convencionales (Grupo I) o hidroprocesados (Grupo II).
Y cada es más común el uso de aceites Grupo II o sintéticos para este tipo de turbinas. Sobre los aceites hidrofraccionados hay que señalar que tienen un alto valor en las pruebas TOST y RPVOT, lo que no sucede con los aceites minerales convencionales.
Allí, la estabilidad a la oxidación es un factor importante en las turbinas de gas de uso severo. Por otro lado, los aceites minerales convencionales tienen mejor solvencia que los hidrofraccionados.
Entonces, es una característica que mejor ayuda a disolver los aditivos, mejorando la retención, la capacidad para disolver los subproductos de la oxidación, que generan lodos y barnices.
