Rainpower utiliza equipos de HBK en una innovadora herramienta de medición dinámica de alta precisión en turbinas hidráulicas de centrales hidroeléctricas

Antecedentes

Rainpower AS presta servicios profesionales de ingeniería orientados al desarrollo de la energía hidroeléctrica. La empresa tiene su sede en Trondheim (Noruega) y cuenta con un laboratorio de turbinas que, desde 1985, ha tenido un papel muy destacado en el desarrollo y las pruebas de nuevas turbinas. Incluso ha participado en algunos de los proyectos más señalados del mundo, como el de la presa de las Tres Gargantas del río Yangtsé, en China.

El desafío

Las paletas (o álabes) de los rodetes son un elemento crítico de las turbinas hidráulicas. Estos componentes están expuestos a condiciones difíciles, como altas presiones y velocidades de agua, y es importante garantizar que las especificaciones estén en línea con las prestaciones reales de las paletas.  

Para abordar esta problemática, Rainpower ha desarrollado una nueva herramienta de medición llamada Flight Recorder, diseñada para medir con precisión la tensión dinámica en las paletas de los rodetes, en todos los modos de funcionamiento de una turbina. La empresa solicitó a HBK una solución para el sistema de adquisición de datos (DAQ) de la unidad.

El sistema Flight Recorder funciona con una batería y almacena todos los datos localmente, lo que evita la necesidad de un sistema de transmisión de datos subacuático. Mide la deformación de las paletas de las turbina, la distribución de presión en distintos puntos del rodete y la temperatura en la superficie del rodete. Todos estos datos son vitales para calibrar las simulaciones y para realizar análisis numéricos.

A la altura de las necesidades

En este proyecto se utilizaron unidades QuantumX de HBK para recopilar datos, junto con un registrador de datos CX22 con un ordenador industrial incorporado, equipado con una memoria flash. El sistema funciona con el software catman y se montó en un bastidor a medida que, a su vez, se colocó en una carcasa impermeable con conectores subacuáticos estancos.

El sistema de adquisición de datos (DAQ) QuantumX es la herramienta perfecta para adquirir con total fiabilidad distintas magnitudes físicas y señales proporcionadas por diferentes tecnologías de sensores. Se trata de un sistema portátil y de pequeño tamaño, flexible y fácil de usar; en definitiva, cumple todos los requisitos de diseño del cliente. 

Antes de llevar a cabo un ensayo, se instalan galgas extensométricas de HBM en puntos predefinidos de las paletas del rodete. Los demás transductores se montan en sus emplazamientos correspondientes. A continuación, se conectan todos los transductores al registrador de parámetros de funcionamiento por medio de cables estancos y se instala la unidad en el cubo del rodete. El registrador se pone en funcionamiento antes de que la turbina empiece a recibir agua y el software catman comienza a recopilar datos. El registrador continúa recogiendo datos durante el llenado de la turbina, durante los distintos modos de funcionamiento, una vez que se apaga la turbina y durante la fase de vaciado. Una vez que el sistema está vacío, se inspecciona el rodete y se transfieren todos los datos del Flight Recorder a un ordenador portátil. Incluso se puede hacer una verificación rápida de los datos obtenidos. De vuelta a la oficina, los datos de medida pueden analizarse adecuadamente con la ayuda de algoritmos avanzados.

Lógicamente, los resultados del análisis son importantísimos: son lo que hace posible que Rainpower proporcione a sus clientes información precisa y valiosa sobre cómo se ve afectada la vida útil de la paleta por distintos factores. Por ejemplo, el número de arranques y paradas o el funcionamiento en distintos regímenes de potencia.

"Somos una empresa que se dedica a hacer ensayos y, de cara a este proyecto, necesitábamos contar con los equipos más adecuados. Revisamos la oferta del mercado y optamos por utilizar componentes de HBM. HBM nos ha brindado un servicio excelente y un profundo conocimiento del mercado de las galgas extensométricas, dos cosas fundamentales para nosotros".

Kjell Sivertsen, Discipline Manager Lab Technology and Equipment, Laboratorio de turbinas de Rainpower AS en Trondheim.

Conclusión

A la vista del éxito que ha tenido el desarrollo del Flight Recorder, Rainpower AS se plantea realizar otros tres o cuatro ensayos antes de que acabe el año, en Noruega y en Suecia.

Las fuentes renovables de energía están llamadas a cumplir una función cada vez más importante en el suministro energético mundial; por ello, el equipo humano de HBK se siente orgulloso de haber podido ayudar a Rainpower AS en este proyecto. Además, confía en que la relación con Rainpower AS continúe en el futuro, puesto que esta empresa noruega tiene intención de intensificar sus actividades de desarrollo de nuevas turbinas.

Acerca de Rainpower AS

Rainpower AS es una empresa noruega que desarrolla, diseña, fabrica y comercializa equipos para la generación de energía hidroeléctrica. Cuenta con más de 165 años de experiencia en el sector hidroeléctrico. Ahora, con la ayuda de los equipos y la experiencia de HBK, ha podido resolver un desafío importante: la adquisición de diferentes magnitudes físicas y de señales procedentes de sensores con tecnologías variadas.