De cara al viento: cómo superar los retos de alineación de ejes en aerogeneradores

octubre 24, 2024 | in Aerogenerador | by Ramesh Mistry

La alineación de los ejes es un aspecto crítico del funcionamiento de los aerogeneradores, ya que incluso pequeños desajustes provocan importantes problemas operativos. Garantizar una alineación precisa plantea numerosos retos, desde la dilatación térmica hasta las vibraciones inducidas por el viento. Este blog explora estos retos reales a los que se enfrentan los ingenieros y demuestra cómo las soluciones de alineación láser de vanguardia de Acoem proporcionan la precisión y fiabilidad necesarias para superarlos, garantizando un rendimiento eficiente de la turbina.

Precisión en movimiento – Aprovechar el viento con una alineación perfecta

Los aerogeneradores son una maravilla de la ingeniería moderna, diseñados para captar el recurso más abundante de la naturaleza: el viento. Sin embargo, para que estas imponentes estructuras funcionen a la perfección no basta con capturar el viento, sino que hay que mantener la intrincada maquinaria del interior de la turbina, especialmente la alineación de los ejes de la caja de engranajes del generador. Cualquier desalineación entre estos ejes puede tener graves consecuencias, como el aumento de las vibraciones, el desgaste prematuro de las piezas y un mantenimiento costoso. Para los ingenieros y los equipos de mantenimiento, una alineación correcta no sólo es importante, sino esencial para optimizar el rendimiento y evitar tiempos de inactividad.

Pero la alineación en los aerogeneradores no está exenta de dificultades. Estas máquinas suelen estar en lugares remotos, sometidas a condiciones ambientales extremas. Factores como las variaciones de temperatura que provocan dilataciones térmicas y la vibración constante de las cargas eólicas añaden complejidad a esta tarea ya de por sí precisa. Además, la disponibilidad de mano de obra en lugares tan remotos complica aún más el proceso de alineación. En este blog, repasamos los retos de alineación más comunes a los que se enfrenta el mantenimiento de aerogeneradores y cómo los avanzados sistemas de alineación láser de Acoem ayudan a abordarlos con facilidad y precisión.

Necesidad de alinear con precisión los ejes de los aerogeneradores

Los aerogeneradores funcionan en algunos de los entornos más duros del planeta. Desde los vientos turbulentos de las regiones costeras hasta las temperaturas fluctuantes de los desiertos, estas estructuras soportan esfuerzos continuos. La multiplicadora, el generador y otros componentes críticos de un aerogenerador dependen de la correcta alineación del eje de la multiplicadora con el eje del generador. Una alineación incorrecta puede provocar vibraciones, un desgaste prematuro de los rodamientos e incluso grietas en componentes clave, con el consiguiente fallo de funcionamiento.

Tipos de desalineaciones

Desalineación paralela – Cuando los ejes están paralelos, lo que provoca una distribución desigual de la tensión.
Desalineación angular – Se produce cuando los ejes están en ángulo entre sí, provocando una transferencia de par desigual y un fallo prematuro.
Desalineación combinada – Mezcla de desalineación paralela y angular, por lo que es especialmente difícil de diagnosticar y tarda mucho tiempo en rectificarse.

Desafíos prácticos en la alineación de ejes para aerogeneradores

A pesar de los avances tecnológicos, la alineación práctica de los ejes de los aerogeneradores no está exenta de dificultades. El tamaño, la ubicación y la complejidad de estas instalaciones plantean varios obstáculos:

Tamaño de la turbina y accesibilidad

Los aerogeneradores son enormes estructuras con rotores de más de 160 metros de diámetro. Alinear ejes en máquinas tan grandes no es tarea fácil, ya que requiere que los técnicos operen en espacios reducidos a grandes alturas. Las condiciones del viento, las vibraciones de la turbina e incluso los cambios de temperatura complican aún más el proceso. Un técnico que trabaje a 100 metros de altura en Level necesita herramientas y metodologías sólidas para garantizar que la alineación sea precisa, esté dentro de una tolerancia aceptable y se complete en el menor tiempo posible

Ejemplo:
Durante el montaje de una turbina en el Mar del Norte, los ingenieros de alineación informaron de la dificultad de mantener mediciones coherentes debido a la altura y al constante balanceo de la estructura por el viento. Esto provocó retrasos en la puesta en marcha y costes adicionales asociados a la realineación de los ejes después de que las pruebas iniciales revelaran problemas de vibración.

Crecimiento térmico

Los generadores de turbinas eólicas experimentan importantes fluctuaciones de temperatura debido a la velocidad variable del viento y a las cargas operativas. Los métodos tradicionales de alineación que no tienen en cuenta el crecimiento térmico suelen provocar desalineaciones con el paso del tiempo.

Ejemplo:
Unparque eólico se enfrentaba a problemas recurrentes de desalineación de los ejes de sus turbinas tras sólo seis meses de funcionamiento. La investigación reveló que el calor diurno provocaba una dilatación térmica que no se tuvo en cuenta durante la alineación inicial. La recalibración de la alineación teniendo en cuenta el crecimiento térmico ayudó a resolver el problema, pero no sin antes realizar varias sustituciones costosas de componentes.

Disponibilidad de mano de obra en lugares remotos

Los aerogeneradores se instalan a menudo en lugares remotos, donde el acceso a técnicos cualificados puede ser limitado. La disponibilidad de personal con los conocimientos necesarios para manejar procedimientos de alineación complejos es un reto importante, que provoca retrasos o una alineación inadecuada. Aquí es donde los servicios de asesoramiento de Acoem desempeñan un papel clave, ofreciendo asistencia remota y orientación experta a los técnicos in situ, garantizando que la alineación se lleve a cabo de forma correcta y eficiente, independientemente de la ubicación.

Vibraciones y cargas de viento

A diferencia de muchas aplicaciones industriales fijas, las turbinas eólicas experimentan fuerzas dinámicas constantes. El impacto de las cargas del viento, la vibración de las palas giratorias y el par variable ejercen una presión adicional sobre el tren motriz, lo que dificulta aún más una alineación precisa. La supervisión en tiempo real y los reajustes frecuentes son necesarios para garantizar una eficiencia operativa continua.

Ejemplo:
En un parque eólico, las condiciones de vientos fuertes provocaron vibraciones excesivas en los ejes de las turbinas. La desalineación causaba tensiones indebidas en los rodamientos, lo que provocaba una serie de averías mecánicas. El equipo tuvo que realizar inspecciones más frecuentes de la alineación de los ejes para mitigar el problema.

La solución: Tecnología de alineación láser de Acoem

Abordar las complejidades de la alineación de ejes en aerogeneradores requiere algo más que herramientas tradicionales. Las soluciones de alineación láser de Acoem están diseñadas para ofrecer precisión, exactitud y facilidad de uso en los entornos más exigentes.

Precisión inigualable en entornos difíciles

Los sistemas de alineación láser de Acoem están diseñados para funcionar en los entornos más exigentes, ya sea en altura o en parques eólicos marinos. Nuestras soluciones ofrecen mediciones de alta resolución en tiempo real con una precisión de micras, lo que garantiza que cada alineación sea perfecta, independientemente de las condiciones externas, como el viento o las vibraciones.

Compensación del crecimiento térmico o valores objetivo

Una de las características más destacadas de las herramientas de alineación láser de Acoem es su capacidad para tener en cuenta el crecimiento térmico. Mediante el uso de modelos predictivos, el sistema compensa la expansión o contracción esperada de los componentes debido a los cambios de temperatura, proporcionando soluciones de alineación duraderas.

Caso práctico:
Unparque eólico sufría repetidos errores de alineación debido a las fluctuaciones de temperatura entre el día y la noche. Tras cambiar a las herramientas de alineación láser de Acoem, pudieron predecir con precisión el crecimiento térmico y establecer parámetros de alineación óptimos, reduciendo los problemas de desalineación en más de un 60%.

Supervisión en tiempo real y análisis de datos

Las herramientas de alineación láser de Acoem están equipadas con funciones inteligentes de análisis de datos, lo que permite a los técnicos supervisar la alineación en tiempo real. Esta monitorización continua ayuda a detectar desalineaciones de forma temprana y proporciona información procesable, permitiendo un mantenimiento predictivo. Además, los datos de alineación pueden almacenarse y analizarse para mejorar la eficiencia operativa de todo un parque eólico.

Diseño fácil de usar para una configuración rápida

Los sistemas de alineación láser de Acoem se han diseñado pensando en la facilidad de uso. El diseño compacto y resistente y la interfaz de software intuitiva facilitan a los técnicos la realización de alineaciones precisas en menos tiempo. Tanto si trabaja en alta mar como en tierra, los sistemas de Acoem ayudan a reducir el tiempo de configuración y garantizan un funcionamiento sin problemas.

Accesorios compatibles para cada situación Acoem también ofrece una gama de accesorios compatibles con nuestras herramientas de alineación láser, lo que garantiza la flexibilidad en varios modelos de aerogeneradores. nuestros accesorios le ayudan a superar los escenarios de alineación más difíciles.

Servicios de asesoramiento de Acoem: Garantizar el éxito de la alineación en ubicaciones remotas

Para hacer frente al reto de la limitada disponibilidad de mano de obra en ubicaciones remotas de parques eólicos, Acoem ofrece servicios de asesoramiento especializado. Nuestro equipo de profesionales experimentados proporciona asistencia remota e in situ, ofreciendo orientación y recomendaciones durante el proceso de alineación. Esto garantiza que, incluso en zonas de difícil acceso, los técnicos dispongan de los conocimientos necesarios para llevar a cabo alineaciones precisas de ejes, minimizando el tiempo de inactividad y reduciendo los costes.

La ventaja de Acoem

Los retos de la alineación de ejes en turbinas eólicas son numerosos y complejos, pero con la tecnología adecuada y el apoyo de expertos, estos retos pueden superarse. Las soluciones de alineación láser y los servicios de asesoramiento de Acoem ofrecen una precisión inigualable, supervisión en tiempo real y capacidad para adaptarse a las variables ambientales y operativas. Al asociarse con Acoem, los operadores de parques eólicos pueden minimizar el tiempo de inactividad, reducir los costes de mantenimiento y prolongar la vida útil de sus turbinas, contribuyendo a un futuro energético más limpio y renovable.

Soluciones a medida para aerogeneradores

Descubra las soluciones de mantenimiento proactivo de Acoem para aerogeneradores. Nuestras soluciones se adaptan a las necesidades específicas del sector eólico.

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