Instrumentaci N De Turbinas Hidr Ulicas

Instrumentación de turbinas hidráulicas

En la actualidad, los motores hidráulicos que se utilizan exclusivamente en centrales eléctricas, son las denominadas turbinas hidráulicas, cuyo principio de funcionamiento es el mismo que el de las ruedas hidráulicas, la energía de movimiento del agua se transforma en el movimiento de giro de un eje.
 
En el diseño de turbomáquinas es necesaria lautilización conjunta de teoría y experimentación. El análisis dimensional permite reducir el número de experimentos necesarios para conseguir un buen diseño de una máquina de determinado tamaño y velocidad; mediante la semejanza física es posible adaptar estos resultados a otras velocidades de giro, o a máquinas geométricamente semejantes pero de tamaños diferentes.
 
En todos los procesos esnecesario controlar y mantener constantes algunas magnitudes, como la presión, caudal, nivel, temperatura, velocidad, vibración. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en mejores condiciones que las que un operador podría realizar.
 

Control del rodete de una turbina Pelton vertical
 
En el caso de las turbinas hidráulicas existen una serie deinstrumentos que sirven para la medición y control de magnitudes, algunos de ellos son:
 
TRANSDUCTORES DE CAUDAL
 
Son los medidores de caudal para las turbinas, consisten en un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad directamente proporcional al caudal. La velocidad del fluido ejerce una fuerza de arrastre en el rotor, y la diferencia de presiones debida al cambio de área entre elrotor y el cono posterior ejerce una fuerza igual y opuesta. De esta manera el rotor está equilibrado hidrodinámicamente y gira entre los conos anterior y posterior sin necesidad de utilizar rodamientos axiales evitando así un rozamiento que necesariamente se produciría.
 
Existen dos tipos de convertidores para captar la velocidad de la turbina y por tanto el caudal de flujo:
                     De reluctancia: la velocidad viene determinada por el paso de las palas individuales de la turbina a través del campo magnético creado por un imán permanentemente montado en una bobina captadora exterior. El paso de cada pala varía la reluctancia o resistencia al flujo del circuito magnético. Esta variación cambia el flujo induciendo en la bobina captadora una corriente alterna que es proporcional al giro de laturbina.
                    Inductivo: el rotor lleva incorporado un imán permanente y el campo magnético giratorio que se origina induce una corriente alterna en una bobina captadora exterior. La frecuencia generada por el rotor de la turbina es proporcional al caudal y el número de impulsos por unidad de caudal es constante.
 
La turbina está limitada por la viscosidad del fluido, debido alcambio que se produce en la velocidad del perfil del liquido a través de la tubería cuando aumenta la viscosidad. En las paredes, el fluido se mueve más lentamente que en el centro, de manera que, las puntas de las palas no pueden girar a mayor velocidad.
 
Este transductor o medidor volumétrico por velocidad, es adecuado para la medida de caudales de líquidos limpios o filtrados, se debe instalarde tal modo que no se vacíe cuando cesa el caudal ya que el choque del agua a alta velocidad contra el medidor vacío lo dañaría. La frecuencia generada por el medidor de la turbina se transmite a un convertidor indicador o totalizador.
 
REGULADORES DE VELOCIDAD
 
Por lo general las turbinas están provistas de reguladores automáticos, los cuales se componen esencialmente de un órgano sensible alas variaciones de velocidad de la turbina, el cual pone en movimiento a un servomotor que obliga a girar las paletas directrices del distribuidor. Actualmente se utilizan los reguladores de presión de aceite, los cuales consisten en un péndulo centrifugo, que mueve en un sentido o en otro una válvula de distribución que dirige el aceite a presión hacia una cara u otra del...