Turbina de flujo cruzado

Tipos de turbinas de flujo cruzado

Una turbina de flujo cruzado es una máquina hidráulica que extrae energía del agua que se mueve a través de la sección transversal de un flujo. El principio de funcionamiento de las turbinas de flujo cruzado se basa en la aceleración de la caída de la presión del agua al pasar a través de la turbina, produciendo un movimiento rotatorio que genera electricidad. Existen dos tipos principales de turbinas de flujo cruzado según su diseño y funcionalidades.

• Turbina de válvula de flujo cruzado

  Una turbina de válvula de flujo cruzado es un tipo de turbina de agua que se utiliza comúnmente en plantas hidroeléctricas para convertir la energía potencial del agua en energía eléctrica. El principio de funcionamiento fundamental de una turbina de válvula de flujo cruzado implica la intercepción y utilización del agua que fluye a través del eje de la turbina. Las válvulas de flujo cruzado pueden manejar de manera eficiente las altas presiones y los bajos caudales de agua, lo que las hace bastante versátiles para su uso en diversos entornos de producción de energía hidroeléctrica.

• Turbina de flujo cruzado de doble regulación

  Las turbinas de flujo cruzado de doble regulación son máquinas hidráulicas que convierten la energía del agua en energía mecánica para su posterior conversión en energía eléctrica. La doble regulación de las turbinas de flujo cruzado se refiere a la regulación tanto del rotor (turbina) como de las compuertas. La regulación del rotor implica cambiar la cantidad de pernos utilizados, mientras que la regulación de las compuertas implica alterar la dirección y la cantidad de agua que cruza las turbinas. Este mecanismo de doble regulación proporciona un nivel excepcional de ajuste y control sobre el rendimiento de la turbina de flujo cruzado. Como resultado, las turbinas de flujo cruzado de doble regulación son capaces de regular con precisión la potencia de salida, la eficiencia y la flexibilidad operativa en relación con los recursos de energía hidroeléctrica disponibles. Esto las convierte en una opción ideal para plantas hidroeléctricas que operan bajo condiciones variables de flujo de agua y carga.

Mantenimiento de las turbinas de flujo cruzado

La turbina de flujo cruzado funciona bien con un mantenimiento mínimo. Realice inspecciones periódicas de la turbina y la central eléctrica para identificar reparaciones menores que puedan provocar fallos importantes del amortiguador. La programación del mantenimiento es esencial para la vida útil de la turbina y la generación eficiente de energía.

Los principales componentes de las turbinas de flujo cruzado necesitan inspecciones periódicas. El operador debe buscar signos de desgaste en los rodamientos y sellos de la turbina. También debe comprobar la corrosión en el conducto forzado y las palas de la turbina, ya que pueden afectar la eficiencia. Con el tiempo, los sedimentos pueden acumularse en el embalse o el conducto forzado. Pueden obstruir la entrada de la turbina de flujo cruzado, afectando su rendimiento. El lavado regular puede ayudar a eliminar los sedimentos y mantener la obstrucción al mínimo.

La central eléctrica necesita inspecciones periódicas para asegurarse de que no hay fugas en el sistema. Inspeccione el sistema hidráulico para detectar cualquier signo de fuga en la turbina de flujo cruzado, ya que puede provocar una disminución de la generación de energía. Examine los sistemas de control del generador para verificar la configuración. Asegúrese de que los controles estén en condiciones de funcionamiento óptimas para evitar el exceso de velocidad de la turbina durante los flujos de agua extremos. Inspeccione las conexiones eléctricas para asegurarse de que no haya ninguna que esté deshilachada o muestre signos de daños.

Dependiendo del tipo de turbina de flujo cruzado utilizada, el programa de mantenimiento puede variar.

• Diaria: En una inspección diaria, el operador realiza una comprobación visual de la turbina y el generador para identificar cualquier actividad irregular.
• Semanal: El operador debe inspeccionar los sellos de los rodamientos, el conducto forzado y las palas de la turbina.
• Mensual: Compruebe la acumulación de sedimentos en el embalse y la limpieza mensual para evitar obstrucciones en la entrada de la turbina.
• Trimestral: Inspeccione el sistema hidráulico para detectar fugas y realice una comprobación exhaustiva de los sistemas de control del generador y las conexiones eléctricas.
• Anual: Inspección más exhaustiva y revisión de diferentes partes de la turbina de flujo cruzado. Por ejemplo, el operador puede reemplazar las palas desgastadas, los sellos de los rodamientos y otras piezas.

Seguir el programa de mantenimiento de CROSS-Flow ayuda a que la turbina funcione a su máxima capacidad y a la longevidad de sus partes. Reducirá el tiempo de inactividad de la turbina, ofreciendo un suministro de energía constante y fiable.

Escenarios de uso de las turbinas de flujo cruzado

La turbina de flujo cruzado es preferible para aplicaciones de generación de energía hidroeléctrica a pequeña escala, de baja carga y de alto caudal de agua. Es adecuada tanto para proyectos hidroeléctricos de río como para embalses pequeños sin necesidad de grandes presas o sistemas de desviación de agua. Las aplicaciones típicas son los proyectos de electrificación rural, el suministro de energía a áreas remotas, las soluciones energéticas fuera de la red y en islas, el suministro de energía a pequeñas estaciones de señales y telecomunicaciones, la integración de microrredes y las tarifas de alimentación.

Las turbinas de flujo cruzado también son adecuadas para aplicaciones de riego y agrícolas como sistemas de almacenamiento de bombeo en el lugar, suministro de energía a la industria agroalimentaria y sistemas de agua potable para animales. Otras aplicaciones típicas son los sistemas de respuesta a desastres y emergencias, los sistemas de tratamiento de agua y plantas de aguas residuales, los sistemas de plantas embotelladoras de agua, los sistemas de extracción de energía costera y mareal, y los sistemas de transporte acuático. Las turbinas de flujo cruzado pueden utilizarse como dispositivos de recuperación de energía para efluentes de procesos industriales y descarga de refrigerantes y sistemas de calefacción urbana.

Cómo elegir una turbina de flujo cruzado

Los compradores que tengan la intención de comprar una turbina de flujo cruzado en venta pueden estar interesados en saber cómo elegir la adecuada para sus necesidades. Sin embargo, antes de tomar una decisión de compra, es imperativo determinar algunos factores cruciales sobre el lugar donde se instalará la turbina.

En primer lugar, los compradores deben conocer la carga disponible. La cuantificación de la altura de la columna de agua expresa la carga. Los conductos forzados o tuberías suelen transportar turbinas de baja carga (menos de 30 metros), media carga (30 metros a 1000 metros) y alta carga (más de 1000 metros). Los compradores también deben evaluar el caudal de agua en el sitio. Puede ser aproximadamente cuantificable en metros cúbicos por segundo o puede ser una cinta constante en un río, arroyo o riachuelo. Si no hay pluviómetros cerca, los compradores pueden localizar el área de la sección transversal del arroyo. Luego, multiplicando el área de la sección transversal por la velocidad media del arroyo, se puede cuantificar el caudal. Además, los compradores deben evaluar la geología del sitio para determinar el diseño ideal para la turbina de flujo cruzado. Esto incluye determinar si el arroyo o el río tiene muchos cantos rodados y escombros. Los compradores también deben tener en cuenta la calidad del área circundante. Si la mayor parte del área es seca y dura, entonces una turbina de flujo cruzado de aire puede ser adecuada para su uso. Además, los compradores deben tomarse su tiempo para evaluar las opciones de colocación de la turbina.

A continuación, se presentan algunas guías de selección comunes para las turbinas de flujo cruzado:

• Acople la turbina al sistema de agua: Al acoplar la turbina al sistema de agua, evalúe las condiciones de carga y flujo dentro de la zona de captación para seleccionar la turbina de flujo cruzado que pueda ofrecer suficiente potencia para el sitio.
• Considere la eficiencia de la turbina de flujo cruzado: Diferentes turbinas de flujo cruzado vienen con diferentes niveles de eficiencia. Elija la que convierta la energía hidráulica en energía eléctrica de forma más eficaz.
• Piense en los costes de mantenimiento y funcionamiento: Dependiendo de la ubicación de la turbina de flujo cruzado, sus costes de mantenimiento y funcionamiento pueden variar. Elija la que la demanda de mantenimiento y el coste de funcionamiento estén en línea con la capacidad financiera.
• Considere el impacto medioambiental: La turbina de flujo cruzado ideal seleccionada no debe tener ningún impacto negativo en el medio ambiente. Elija la que preserve la vida acuática.

Preguntas frecuentes sobre la turbina de flujo cruzado

P1: ¿Cuál es la diferencia entre una turbina de flujo cruzado y una turbina Pelton?

A1: Tanto la turbina Pelton como las turbinas de flujo cruzado son turbinas de impulso. Sin embargo, la turbina Pelton se utiliza en proyectos hidroeléctricos de alta carga, y presenta cucharas en una rueda que son golpeadas por chorros de agua. Por otro lado, la turbina de flujo cruzado es ideal para proyectos de media a baja carga.

P2: ¿Cuál es la eficiencia de las turbinas de flujo cruzado?

A2: La eficiencia media de las turbinas de flujo cruzado se sitúa entre el 70 y el 90 por ciento. Esta es una de las razones por las que están ampliamente utilizadas en la generación de energía hidroeléctrica.

P3: ¿Cuáles son las ventajas de las turbinas de flujo cruzado?

A3: Generalmente, las turbinas de flujo cruzado tienen varias ventajas que las convierten en opciones favorables para la generación de energía hidroeléctrica. Pueden funcionar bien con bajos caudales y voltajes de agua. Además, las turbinas son fáciles de fabricar, instalar y mantener.

P4: ¿Se pueden utilizar las turbinas de flujo cruzado para aplicaciones de tratamiento de agua?

A4: Sí, algunos modelos de turbinas de flujo cruzado son adecuados para aplicaciones de tratamiento de agua. Se utilizan en procesos de aireación para introducir aire en el agua o los lodos.