SELECCIÓN DE EQUIPOS Y/O DISPOSITIVOS PARA PREVENIR FALLAS CATASTRÓFICAS EN MOTOR DIÉSEL DE UNA CENTRAL TÉRMICA

Abstract

En este trabajo de título se seleccionan dispositivos capaces de prevenir fallas catastróficas en motores diésel de la central térmica Ujina. Primeramente, se hace un breve repaso sobre el motor diésel, su principio de funcionamiento y su relación con las centrales termoeléctricas. Luego, se realiza una revisión de la Central térmica Ujina, donde se contemplan su disposición, diseño, contexto operacional y la recopilación de datos sobre las fallas y sus tiempos de reparación. Estos antecedentes fueron utilizados para la identificación de fallas repetitivas y con largos tiempos de reparación, las cuales son denominadas fallas crónicas agudas. Para identificar los sistemas que tienen ese tipo de fallas se elaboró un diagrama de Jack Knife, donde se reconoce al sistema de agua de enfriamiento, sistema de lubricación y el conjunto cilindro-pistón como sistemas con tendencia a percibir este tipo de fallas y a ser considerados como sistemas críticos. Para estos tres sistemas, se hizo un levantamiento sobre sus principales funciones y estándares operacionales, con el objetivo de realizar un análisis de modos de falla, efectos y su criticidad (AMFEC). La criticidad se cuantificó según indicadores de severidad, ocurrencia y detección, y se consideraron fallas catastróficas aquellas con altos índices de severidad. En el sistema cilindro-pistón se tiene que más de la mitad de los modos de falla tienen una alta severidad, en el sistema de agua de enfriamiento un tercio tiene altas severidades y bajas ocurrencia, y en el sistema de lubricación más de la mitad de los modos de fallas tienen una alta severidad. Adicionalmente, se construyeron árboles de fallas para estas posibles fallas catastróficas, con el objetivo de detectar si sistemas distintos a los previamente analizados se encuentran involucrados. Las causas de las fallas catastróficas más relevantes obtenidas de este análisis fueron cigüeñal desalineado, mezcla del lubricante con el combustible, mala atomización del combustible y alta viscosidad del combustible. Por último, se buscaron dispositivos y equipos en el mercado para prevenir fallas catastróficas en los motores diésel de la Central Térmica Ujina, recomendándose los dispositivos Accomos, que indica tempranamente vibraciones extrañas, y Tandelta OQSx-G2, que detecta presencia de componentes extraños en el lubricante. Estos dispositivos alcanzan un valor de 0,1% de lo que podría llegar a costar reparar una falla catastrófica, y la información que entregan puede ser monitoreada en conjunto con los parámetros que son controlados en la sala de mandos y del centro de monitoreo de procesos

In this work, devices capable of preventing catastrophic failures in diesel engines of the Ujina thermal power plant are selected. First, a brief review is made of the diesel engine, its operating principle and its relationship with thermoelectric power plants. Then, a review of the Ujina Thermal Power Plant is carried out, where its layout, design, operational context and the collection of data on the failures and their repair times are contemplated. These antecedents were used to identify repetitive failures with long repair times, which are called acute chronic failures. To identify the systems that have these types of failures, a Jack Knife diagram was drawn up, where the cooling water system, lubrication system and the cylinder-piston assembly are recognized as systems with a tendency to perceive this type of failure and to be considered. as critical systems. For these three systems, a survey was made of their main functions and operational standards, in order to carry out an analysis of failure modes, effects and their criticality (FMECA). Criticality was quantified according to indicators of severity, occurrence and detection, and catastrophic failures were those with high severity indices. In the cylinder-piston system, more than half of the failure modes have a high severity, in the cooling water system a third have high severities and low occurrences, and in the lubrication system more than half of failure modes have a high severity. Additionally, fault trees were built for these possible catastrophic failures, in order to detect whether systems other than those previously analyzed are involved. The causes of the most relevant catastrophic failures obtained from this analysis were misaligned crankshaft, mixing of the lubricant with the fuel, poor fuel atomization and high fuel viscosity. Finally, devices and equipment were sought in the market to prevent catastrophic failures in the diesel engines of the Ujina Thermal Power Plant, recommending the Accomos devices, which early indicates strange vibrations, and Tandelta OQSx-G2, which detects the presence of foreign components in the lubricant. These devices reach a value of 0.1% of what it could cost to repair a catastrophic failure, and the information they deliver can be monitored in conjunction with the parameters that are controlled in the control room and the process monitoring center