Análisis del impacto de la pérdida de fricción en la estabilidad y la eficiencia de los sistemas de turbina de vapor

1. Pérdida de fricción y estabilidad de la turbina de vapor
Los rodamientos juegan un papel vital en las turbinas de vapor como componentes clave que admiten piezas rotativas y reducen la fricción y el desgaste. Sin embargo, a medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, la superficie del rodamiento se desgastará gradualmente, lo que hace que aumente el coeficiente de fricción y la pérdida de fricción aumente. Esta pérdida no solo consume directamente parte de la potencia de entrada, sino que, lo que es más importante, puede afectar seriamente la operación estable de la turbina de vapor. Cuando el desgaste del rodamiento es severo, la distribución desigual de la fricción causará vibración de las piezas giratorias. El aumento en la amplitud y la frecuencia de la vibración conduce directamente a un aumento significativo en el nivel de ruido. Tal vibración y ruido anormales no solo afectan la salud de los operadores y el entorno de trabajo, sino que, lo que es más importante, se convierten en una señal de alerta temprana de inestabilidad en el sistema de turbina de vapor.

2. Inestabilidad del sistema y eficiencia reducida
La estabilidad del sistema de turbina de vapor es la base de su operación eficiente. Una vez que la pérdida de fricción de la carga hace que la estabilidad del sistema se vea comprometida, se producirán una serie de reacciones en cadena. Primero, la vibración y las condiciones de rotación desequilibradas interferirán con el equilibrio dinámico de fluido dentro de la turbina de vapor, lo que hace que la eficiencia del flujo de vapor disminuya y la eficiencia de conversión de energía térmica disminuya en consecuencia. En segundo lugar, para compensar la potencia de salida reducida debido a la pérdida de fricción, la turbina de vapor puede necesitar aumentar el suministro de combustible o ajustar los parámetros operativos, lo que no solo aumenta los costos operativos, sino que también puede agravar el desgaste de otros componentes, formando una viciosa ciclo. Por lo tanto, el aumento en la pérdida de fricción del rodamiento es una causa importante de la disminución de la eficiencia de la turbina de vapor.

3. Mayor riesgo de falla
La inestabilidad del sistema no solo reduce la eficiencia de la turbina de vapor, sino que también aumenta significativamente el riesgo de falla. Los rodamientos que están sujetos a vibraciones anormales y estrés durante mucho tiempo tendrán su vida útil en gran medida y es más probable que se rompan o se usen severamente, lo que lleva a paradas repentinas. Además, la vibración también puede afectar el sistema de transmisión conectado, el sistema de control, etc., causando fallas más extensas. El apagado repentino de una turbina de vapor no solo causará interrupción de producción, sino que también puede causar daños en el equipo debido a una operación inadecuada durante el proceso de cierre de emergencia, lo que causa pérdidas económicas significativas a la empresa.

4. Falla del sello y fuga interna
Otra consecuencia grave del desgaste del rodamiento es el potencial para la falla del sello. El dispositivo de sellado en la turbina de vapor se utiliza para evitar la fuga de vapor, aceite y otros medios para garantizar la eficiencia de conversión de energía del sistema. Sin embargo, el aumento en el espacio libre axial o radial causado por el desgaste del rodamiento destruirá el efecto de sellado original y conducirá a un aumento en la fuga interna. Esto no solo reduce la cantidad de vapor y eficiencia térmica utilizada efectivamente, sino que también puede causar problemas de seguridad debido a la contaminación del entorno circundante por el medio de fuga.