Febrero 2015 ART TEC #2 Sistemas Contra Incendio Aerogeneradores

La proteccin contra incendios en aerogeneradores
ON-SHORE / OFF-SHORE

J.M. Vidueira - Ingeniero industrial.
Director tcnico de Servicios Tcnicos
J. Rubio - Ingeniero Tcnico Obras Pblicas.
Ingeniero Junior de Servicios Tcnicos
Cepretec S.L.

Febrero 2015

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La proteccin contra incendios en aerogeneradores ON-SHORE / OFF-SHORE J.M. Vidueira / J. Rubio
Objetivos
El artculo plantea una proteccin contra incendios eficaz y viable en los aerogeneradores (on-shore y off-shore) tomando en cuenta las peculiaridades del aparato y su emplazamiento.

El primer objetivo es la parada segura del aerogenerador ante un conato de incendio de forma progresiva, de una forma fiable y confiable solo cuando es realmente necesario.

El segundo objetivo a conseguir sera la proteccin eficaz del aerogenerador ante un incendio fortuito, evitando disparos indebidos del sistema de proteccin, fiabilidad del sistema de extincin utilizado.

Finalmente, un tercer objetivo de la proteccin es que sea viable, tanto en su instalacin inicial como a medio y largo plazo, que no perjudique el mantenimiento o reparacin de otros componentes, que el sistema sea robusto, que el propio sistema de extincin tenga un mantenimiento mnimo, que el coste asociado a la instalacin y mantenimiento del sistema sea asumible.

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Desarrollo del Planteamiento
El Articulo muestra informacin detallada de los siguientes puntos:

Caractersticas del aerogenerador y principales riesgos

El aerogenerador es un elemento cuya funcin principal es convertir la energa cintica del viento en energa elctrica y tiene tres partes principales: torre, gndola y rotor.

Particularidades de los aerogeneradores off-shore

La instalacin de un parque elico marino implica realizar adaptaciones de los aerogeneradores off-shore, por este motivo los fabricantes optan por crear turbinas especficas para su instalacin en el mar, adems, debern tomarse medidas de proteccin que implicarn un mayor coste para el promotor.

Condicionantes de la proteccin de aerogeneradores

Los aerogeneradores presentan diferentes condicionantes para su proteccin, que se han agrupado en dos tipos:
Constructivos: Accesibilidad limitada a la gndola, Altura de la gndola, Espacio limitado en la gndola, Reparto de cargas, Accesibilidad nula al rotor, Materiales y estructura.Funcionamiento: Humedad y temperatura, Falta de estanquidad, Suciedad, Vibraciones, Movimiento de la gndola respecto a la base, Movimiento del rotor respecto a la gndola.

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Evaluacin de los sistemas de deteccin automtica: Se evalan la instalacin de deteccin de humos (detectores pticos puntuales, detectores lineales, detectores de aspiracin pticos), deteccin trmica (detectores trmicos estticos, detectores trmicos, termovelocimtricos, detectores trmicos continuos) y deteccin de llama.

Evaluacin de los sistemas de extincin automtica: Se evalan los sistemas de extincin por agua (rociadores, pulverizadores abiertos, agua-espuma, agua nebulizada), extincin por gas, extincin por agentes qumicos y extincin por aerosoles.

Identificacin de principales riesgos: cada del rayo, falla en sistemas elctricos y mecnicos, foco trmico (rozamiento) con un elemento inflamable (aceite), calentamiento del bobinado, incremento de temperatura de aceite, gran friccin, posible rotura y emisin de material incandescente, foco de incendio por fallos humanos o falta de mantenimiento, insuficiente disipacin del calor, sobrecalentamiento de circuitos, cortocircuitos, arco elctrico, incendio o una explosin.


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Planteamiento de proteccin

Los planteamientos de proteccin se han diferenciado para aerogeneradores on-shore y off-shore, desde la proteccin ms bsica (grado 0) a la ms completa (grado 2).

On-shore
Grado 0 Deteccin por cable trmico convencional, que en alarma provoque la parada del aerogenerador y la actuacin de un sistema de extincin por aerosoles.Grado 1 Deteccin por aspiracin lser, con puntos de aspiracin en el interior de los equipos cerrados de mayor peligrosidad produciendo el paro del aerogenerador y en alarma, descarga de agente extintor fluorado en el interior de los equipos cerrados con mayor riesgo de incendio. Grado 2 Deteccin por aspiracin lser capaz de discriminar partculas de polvo, con puntos de aspiracin en ambiente y en el interior de los equipos cerrados de mayor peligrosidad. Esta deteccin produce el paro del aerogenerador. En caso de que el nivel de deteccin pase a alarma, se produce la descarga de agua nebulizada en ambiente.
Off-shore
Grado 0 Deteccin puntual de humos en ambiente, que en prealarma provoque la parada del equipo y en alarma la actuacin de un sistema de extincin por aerosoles.Grado 1 Deteccin por aspiracin lser, conectada a una central de extincin y en caso de alarma del detector de aspiracin se emplear una extincin por agua nebulizada en ambiente.Grado 2 Detector lser ser de doble visin, y adicionalmente a la extincin por agua nebulizada en ambiente se instalan protecciones por agente extintor fluorado en el interior de los equipos cerrados (si la estanquidad de estos equipos no es muy buena, utilizar preferiblemente CO2 o gas inerte en su lugar).

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ConclusionesLos aerogeneradores on-shore presentan dificultades aadidas para su proteccin debidas a su falta de estanquidad. Son equipos de menor coste y de mayor accesibilidad para mantenimiento que los aerogeneradores offshore. Son menos crticos, por lo que la proteccin propuesta pretende buscar el equilibrio entre fiabilidad y coste.En los parques off-shore se requiere un grado de fiabilidad y respuesta mayor, ya que se trata de equipos de un elevado coste tanto directo como de mantenimiento. La paralizacin de los mismos por causas indebidas supone grandes prdidas teniendo en cuenta la potencia de estos aerogeneradores. En la proteccin de estos elementos se han buscado las prestaciones por encima del coste.La proteccin contra incendios de los aerogeneradores presenta tantas peculiaridades que es difcil encontrar una solucin idnea que se adapte perfectamente a los objetivos buscados.Las propuestas que aqu se han realizado han de ir ligadas a un anlisis del modelo especfico de aerogenerador y, sobre todo, a determinar cul es el objetivo que se pretende alcanzar con la proteccin, ya que el cumplimiento al cien por cien de los objetivos de fiabilidad del sistema, precocidad y mantenimiento mnimo difcilmente puede alcanzarse. Para adaptar y concretar estas propuestas es necesario realizar ensayos de funcionamiento de estos sistemas en las condiciones ms similares a las de operacin.

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Implementacin para el Campo de Crudo Pesado y Extrapesado
Referente a proteccin contraincendio instalados actualmente en instalaciones costa afuera (Off-shore) en los campos de crudo extrapesado en cumplimiento con las normas de refrencias se cuenta con lo siguiente:

Areas abiertas: deteccin de fuego con activacin de alarmas visibles, audibles y por confirmacin de dos alarmas la activacin de vlvulas de diluvio para suministro de agua contra incendio a un sistema de aspersin en el equipo a proteger.

Interior de Cuartos de control: deteccin de humo con activacin de alarmas visibles, audibles y por confirmacin de dos alarmas, la activacin de sistemas de supresin con agente limpio (FM-200) en rea plena (ambiente).

Un rea de oportunidad sera la utilizacin adicional de deteccin por aspiracin lser y adicional a la supresin en rea plena, usar la extincin por agente extintor (gas inerte) en el interior de los equipos cerrados de los cuartos de control.


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SUBDIRECCIN DE DESARROLLO DE CAMPOS

GERENCIA DEL PROYECTO DE DESARROLLO AYATSIL-TEKEL

COORDINACIN DE DISEO E INGENIERA DE PROYECTOS / DISEO DE INSTALACIONES

TEMA: PROTECCION CONTRA INCENDIO EN AEROGENERADORES ON-SHORE/OFF-SHORE

AUTOR: Angel David Norberto Prieto

CORREO: [email protected]


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