Mejora de la eficiencia energética y de la productividad ... · Ruegos y preguntas. POWER EXPO...

www.klueber.com 29.09.2008 Titel 1

Lubrication is our world

Mejora de la eficiencia energética y de la productividad mediante el uso de lubricantes de

alta tecnologíaAlbert ProsKlüber Lubrication

www.klueber.com 2Sept , 2008 Albert Pros CastellàPOWER EXPO 2008

Klüber Lubrication

Empresa fundada en el año 1929.Presencia en todos los paises industrializados.Red propia de Ingenieros de ventas.38 años de presencia en España.5 centros de producción en Europa, uno en España.Más de 350 Millones de € de facturación anual en lubricantes industriales.Más de 1700 empleados en todo el mundo.

Klüber Lubrication


Especificos para el proceso

Freudenberg Chemical Specialities

Lubricantes

Mantenimiento/reparación

Venta indirecta

Desmoldeantes

Consumibles

Venta directa

Lubricantes especiales

Productos standardComponentes/primer llenadoEspecificos para el cliente

Venta directa

Pertenece al F&Co desde 1966 Pertenece al F&Co desde 2004 Pertenece al F&Co desde 2003

Management Company Freudenberg & Co. KG

Tecnologia de vibración y de estanqueidad

Telas sin Tejer Productos para el hogar División química

Klüber en el grupo Freudenberg


íNDICE

Puntos a lubricar en turbinas eólicas

Condiciones de fricción en una turbina eólica

Lubricación del multiplicador

Grasas lubricantes

Ejemplo de comparación de costes en relación con la lubricación de un generador

Ejemplo de comparación de costes en relación con la lubricación del multiplicador

Resumen

Ruegos y preguntas


PUNTOS A LUBRICAR EN UNA TURBINA EÓLICA

1. Rodamientos del generador 5. Multiplicador2. Engranajes abiertos (blade, yaw) 6. Accionamiento de YAW3. Rodamiento principal (s)4. Rodamientos de palas

1

2 2

3

3

4

4

51

6


Fricción límite:Las superficies de los componentes de fricción están en contacto intenso y cubiertas de una capa fina de lubricante. El desgaste es muy alto.

Fricción fluida:Las superficies de los cuerpos de fricción están completamente separadas por una capa del lubricante

Fricción mixta:Las superficies de fricción están en contacto parcial, no completamente separadas. El desgaste se encuentra generalmente dentro de unos límites aceptables.

LA MISIÓN DEL LUBRICANTE - Condicionesde fricción


Fricción fluida

Velocidad (v)

Coe

ffici

ente

de

fric

ción

CURVA DE STRIBECK – turbina eólica en operación

Fricción límite

Fricción mixta

Obsérvese que el dibujo es exagerado

Rodamiento generador

Rodamiento principal

Multiplicador

Rodamientos palas


Fricción fluida

Velocidad (v)

Coe

ficie

nte

defr

icci

ón(µ

)Stribeck curve – windturbine during operation

Fricción límite

Fricción mixta

CURVA DE STRIBECK – turbina eólica en paro

Rodamientos generador

Rodamiento principal

Multiplicador

Obsérvese que el dibujo es exagerado

Rodamientos de palas


GRASAS LUBRICANTES

Operador de

parques eólicos

• Muchas combinaciones

• Almacenamiento caro

• Riesgo de confusión

Varios fabricantes de turbinas

Varios proveedores de lubricantes

Distintas aplicaciones


LUBRICANTE PARA RODAMIENTOS –Requerimientos


RequerimientosRodamiento

Azimut

Requerimientosrodamiento

principal

Requirimientosrodamientos

delgenerador

Requerimientosrodamientos

de palas

Adecuada a baja velocidadAdecuada a alta velocidadPar a baja temperaturaSeparación aceite suficiente

Aditivos EP y AWProtección a la corrosiónEstabilidad al cizallamientoBuena distribución de grasa“Falso brinelling”Ensayo “Rippling”Compatibilidad con sellosAdecuada para ser utilizadacon equipos automáticos

GRASA PARA RODAMIENTOS – requerimientos

Adecuada alta temperatura


GRASA PARA RODAMIENTOS: Klüberplex BEM 41-141

SKF ROF FAG FE-8RIPPLING TEST

SNR FEB 2


SKF ROF FAG FE-8RIPPLING TEST

SNR FEB 2

Reducción de averías y paradas no programadas

Simplificación de las tareas de engrase

Menor número de intervenciones.

REDUCCIÓN DE COSTES DE OPERACIÓN

GRASA PARA RODAMIENTOS: Klüberplex BEM 41-141


LA LUBRICACIÓN DEL MULTIPLICADOR



REQUERIMIENTOS DEL LUBRICANTE

Alta resistencia al “micro-pitting”

Alta resistencia al “scuffing”

Poca formación de residuos

Poca formación de espuma

Compatible con todos los materiales

Adecuado para la lubricación de rodamientos

etc.



ACEITES MINERALES?

ACEITES SINTÉTICOS?

ACEITES SEMISINTÉTICOS?

QUÉ TIPO DE SINTÉTICOS?


Presión Hertz PH = 1000 N/mm² Deslizamiento 20 %Temperatura aceite νoil = (90 °C) ISO VG 150

V1V2

Twin Disc Test Rig

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

Mineral Éster Poliglicol

VΣ = 2 m/sVΣ = 4 m/sVΣ = 8 m/s

MENORES VALORES DE FRICCIÓN – MAYOR EFICIENCIA


1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

2,00

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

Number of Revolutions

Pow

er L

osse

s [k

W]

50

60

70

80

90

100

110

120

Oil

Sum

p Te

mpe

ratu

r [°C

]

Küber FZG Ensayo de eficiencia

POLIGLICOL

ESTER

PAO

REDUCCIÓN DE LA FRICCIÓN – REDUCCIÓN DE LA TEMPERATURA – MEJORA DE LA EFICIENCIA

Condiciones del ensayo: Conj. engranajes A Escalón de carga 10 Velocidad 8, 3 m/sCondiciones del ensayo: Conj. engranajes A Escalón de carga 10 Velocidad 8, 3 m/s


VIDA EN SERVICIO DEL ACEITE:INTÉRVALO DE CAMBIO DE ACEITE ALCANZABLE

Intérvalo de cambio, h

Tem

pera

tura

del c

árte

r, °C

Poliglicol

PAO / Éster

Aceitemineral

30070

80

90

100

110

120

130

140

160

500 1000 5000 10000 30000


1

10

100

pitting failures

load

cha

nges

in M

io.

Klueberoil mGEM 1-100N Kluebersynth GEM 4-100NKluebersynth GEM 2-100 Kluebersynth GH 6-100

FZG ENSAYO “PITTING” - Influencia del aceite base

Ventajas de los aceites sintéticos de altas prestaciones

Condiciones del ensayo: Conunto engranajes C/PT Temperatura 60°C Escalón de carga 10 Velocidad 8,3 m/s

Condiciones del ensayo: Conunto engranajes C/PT Temperatura 60°C Escalón de carga 10 Velocidad 8,3 m/s

25 Mio. Cambios de

carga

Aceite mineral Aceite SHC

Aceite éster Aceite PG

5

3825 29


Klübersynth GEM 4 320 N – Klübersynth GH 6 320Klübersynth GEM 2 320

MICRO-PITTING

Ensayo espuma

SCUFFING

Comp. juntas

Comp. rodamientos


Klübersynth GEM 4 320 N – Klübersynth GH 6 320Klübersynth GEM 2 320

MICRO-PITTING

Ensayo espuma

SCUFFING

Comp. juntas

Comp. rodamientos

Mayor vida útil de los equipos

Reducción de operaciones de mantenimiento

Mejora de la eficiencia


EXIGENCIAS DEL ACCIONAMIENTO CORONA DENTADA/PIÑÓN

Alta adherencia

Alta presión en la superficie

Flanco de diente vertical

Sistemas de lubricación

centralizados


ENGRANAJE AZIMUT Y PITCHADHERENCIA DEL LUBRICANTE

Klüberplex AG 11 - 462Adherencia de la grasaA: Al complex NLGI 1 B: Al complex NLGI 2

Adherencia sobre metales

Condiciones de ensayo:

Temperatura: 70 °C

Duración: 48 h

Posición vertical

Incluso después de 48 h a 70 °C no se observa un desprendimiento en las superficies verticales

Adherencia sobre metales

Condiciones de ensayo:

Temperatura: 70 °C

Duración: 48 h

Posición vertical

Incluso después de 48 h a 70 °C no se observa un desprendimiento en las superficies verticales


COSTE DE LOS LUBRICANTES DE ALTA TECNOLOGIA

CUANTO CUESTA?


LUBRICACIÓN DE LOS RODAMIENTOS DEL GENERADOR: Comparación de costes

EjemploTurbina eólica de 1.5 MWGenerador de inducción – 4 polos, rodamientos de bolas Vida calculada del equipo: 20 años

Cuales serían los costes si los rodamientos del generador tuvieran que cambiarse durante este periodo?


Coste del cambio de rodamientos

2 rodamientos a 765 €= 1.530 €

Energía no producida durante la parada18,000 KWh à 0.076 € / kWh

= 1.368 €

2 mecánicos, 1,5 días – 24 h à 55 € / h= 1.320 €

Total = 4.218 €



Lubricante estandard8.6 kg x 5 € / kg

= 43,0 €

Lubricante de altasprestaciones8.6 kg x 30 € / kg

= 258,00 €

Llenado inicial - 2 rodamientos x 300 g Cantidad para relubricación - 100 g cada 6 meses por rod.Cantidad total de lubricante durante 20 años de operación 40 x 200 g = 8.0 kg + 0.6 kg = 8.6 kg

Coste del lubricante



Costes totales durante 20 años

Lubricante estandard Lubricante de altas prestaciones

Ahorro: 4.003 €

Coste cambio de rodamientos4.218 €


43 €

Total: 4.261 €

Coste cambio de rodamientos0 x 4.218 € ⇒ 0 €


258 €

Total: 258 €



AHORRO DE COSTES MEDIANTE EL USO DE ACEITES SINTÉTICOS DE ÚLTIMA GENERACIÓN

LUBRICACIÓN DEL MULTIPLICADOR



COSTE DEL LUBRICANTE SINTÉTICO DURANTE 20 AÑOS DE OPERACION

Turbina de 1,5 MW, 20 años4 cambios x 300 l = 1.200 lCoste por litro: 11 €/litro o

660 € anuales

COSTE DEL LUBRICANTE MINERAL DURANTE 20 AÑOS DE OPERACION

Turbina de 1,5 MW, 20 años

10 cambios x 300 l = 3.000 l

Coste por litro: 2 €/litro o

300 € anuales



Paro de máquina como consecuencia de sobrecalentamiento del rodamiento rápido.

6 operaciones adicionales de cambio de aceite.

Menor eficiencia: menor producción.

Posible formación de residuos en conducciones de aceite, equipos de refrigeración, soportes rodamientos, etc.

SOBRECOSTES DEL USO DE ACEITES MINERALES:



Micropitting

Desgaste a baja velocidad

Rotura de dientes

Fallos en rodamientos

UN ACEITE INADECUADO PUEDE PRODUCIR:



UN ACEITE INADECUADO PUEDE PRODUCIR:

Micropitting

Desgaste a baja velocidad

Rotura de dientes

Fallos en rodamientos

Todo ello puede ser evitado con la utilización de aceites sintéticos de última generación con un

sobrecoste de solo 360 € anuales


RESUMEN

Las turbinas eólicas operan bajo diferentes regímenes de fricciónAunque ciertos componentes deberían funcionar bajo régimen hidrodinámico, cuando la turbina gira a bajas revoluciones o está parada es necesario que el lubricante proteja los equipos del desgaste también en condiciones de fricción mixta o límite.Los lubricantes de alto rendimiento protegen el equipo en todas las condiciones, reduciendo la fricción y el desgaste. Los aceites sintéticos de nueva generación, reducen la fricción en el multiplicador e incrementan su vida útil.

Una sola grasa para todos los rodamientos.Los requerimientos de los diferentes rodamientos no son contradictorios.

La grasa debe satisfacer todos los requerimientos individuales de cada componente.

RESULTADO MEJORA DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA YREDUCCIÓN DEL DESGASTE DE LOS EQUIPOS.

RESULTADO REDUCCIÓN DEL RIESGO DE CONFUSIÓN Y MEJORA DE LA LUBRICACIÓN. POSIBILIDAD DE CENTRALIZACIÓN MEDIANTEEQUIPOS DE ENGRASE ÚNICOS.


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