SISTEMAS DE ENERGA HIDROELCTRICA

PROVEEDORES DE S. M. LA REINA

INGENIEROS DE TURBINAS HIDRULICAS,

GILBERT GILKES & GORDON LTD, KENDAL

PREMIOS QUEENS AWARDS

FOR ENTERPRISE:

COMERCIO INTERNACIONAL

2010

1 WWW.GILKES.COM

LA COMPAA 3ENERGA HIDROELCTRICA DE GILKES 5PAQUETE DE GILKES 7SELECCIN DE TURBINAS 10TURBINAS PELTON 11TURBINAS FRANCIS 13TURBINAS TURGO 15MANTENIMIENTO Y ACONDICIONAMIENTO 17

NDICE

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Gilbert Gilkes & Gordon Ltd (Gilkes) es una compaa de fabricacin establecida a nivel internacional, con su sede en Kendal, Reino Unido, en la frontera del Distrito de los Lagos ingls.

En 1856, Gilkes instal su primer proyecto hidroelctrico. Ms de 150 aos despus, contina siendo un lder mundial en pequeos sistemas de energa hidroelctrica que ha suministrado ms de 6500 turbinas a ms de 80 pases durante toda su trayectoria. Con miles de instalaciones alrededor del mundo, Gilkes sigue demostrando capacidad para comprender las diferencias y los requisitos regionales, y continuamente disea, fabrica e instala soluciones de ingeniera a medida para sus clientes.

La oficina central de la compaa se encuentra en Kendal; sin embargo, otras operaciones incluyen una unidad dedicada al acondicionamiento hidrulico en Fort William, Escocia, y oficinas en Vancouver y Tokio para los mercados de Amrica del Norte y el Lejano Oriente.

Gilkes tambin constituye la casa matriz de Gilkes Energy Ltd, empresa formada en 2008 para el desarrollo de proyectos hidrulicos con el fin de ayudar a nuestros clientes a llevar a cabo y financiar proyectos hidrulicos, y emprendimientos conjuntos con terratenientes.

Otros productos diseados y fabricados por la compaa incluyen una variedad de bombas sofisticadas para el enfriamiento de motores y plantas diesel, que se suministran a muchos fabricantes de motores diesel lderes en el mundo. Gilkes tambin produce soluciones de bombeo para la lubricacin de turbinas de aceite, gas o vapor y provee una variedad de bombas industriales para virtualmente todas las aplicaciones. Gilkes Inc, es nuestra sede en Texas, EE. UU., que se enfoca en la reparacin, la modificacin y la venta de bombas de enfriamiento de motores para nuestros clientes norteamericanos.

UNA INTRODUCCIN A

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4GILKES HA SUMINISTRADO MS DE 6500 TURBINAS A MS DE 80 PASES

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SERVICIOS LDERES EN EL MUNDO PARA LA INDUSTRIA HIDROELCTRICA

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GILKESFABRICA Y SUMINISTRA

TURBINAS HIDROELCTRICASY EQUIPOS AUXILIARES CON UN

RANGO DE POTENCIA DE SALIDA DESDE 50 kW HASTA 20 MW.

LAS ACTIVIDADES INCLUYEN:4 Diseo4 Fabricacin4 Instalacin4 Puesta en servicio4 Evaluacin4 Mantenimiento de rutina y actualizacin de planta

PROCESO DE GILKES:4 Visita del sitio de la instalacin e investigacin4 Propuesta del esquema general y diseo inicial4 Propuesta detallada4 Diseo4 Administracin del proyecto4 Produccin4 Instalacin y puesta en servicio4 Servicio posventa y mantenimiento4 Soporte operativo

PROPUESTA DEL ESQUEMA GENERAL Y DISEO INICIAL

4 Asesoramiento y consulta durante la etapa de concepto del proyecto

4 Seleccin de equipos4 Maximizacin de la energa anual

INERCIA DE EQUIPOS Y ANLISIS DE INCREMENTOS

Para todos los proyectos, Gilkes realiza anlisis de los requisitos de inercia para las turbinas y el generador. En las unidades Francis, esto incluye un anlisis de incrementos en el conducto forzado para mantener el aumento de presin en el recorrido desde la red de la rejilla dentro de la presin nominal del conducto forzado.

EQUIPOS DE CONTROL

Todos los equipos auxiliares estn diseados especficamente para formar parte del paquete integrado. Los equipos de control y los equipos auxiliares como los mdulos de control hidrulico se prueban en su totalidad simulando las condiciones del sitio de instalacin para minimizar el tiempo de puesta en servicio.

VLVULAS DE AISLAMIENTO DE LA TURBINA

Todas las turbinas se suministran con una vlvula de aislamiento de turbina que asla automticamente la unidad de la turbina/generador durante el apagado normal y de emergencia de la unidad.

REGULADORES DE VELOCIDAD

Gilkes puede ofrecer una variedad de dispositivos de control de la velocidad, segn los requisitos del proyecto especfico:

4 Reguladores de velocidad mecnicos4 Reguladores de velocidad electrnicos digitales4 Control de velocidad del controlador lgico programable (PLC, por sus siglas en ingls)

4 Reguladores electrnicos de carga (reguladores de estabilizacin de carga)

PAQUETE DE EQUIPOS ELCTRICOS

Los equipos elctricos estn diseados especficamente para cada proyecto. Brindamos soluciones para cumplir los requisitos de la infraestructura circundante y las capacidades del personal de nuestros clientes. Con ms nfasis en las plantas no accionadas por operarios, la automatizacin y el control son esenciales. Gilkes ofrece paquetes completos que varan de sistemas manuales bsicos a una filosofa de control complejo para proyectos de muchas turbinas. Todos los equipos se prueban por completo en la fbrica, simulando las condiciones del sitio de instalacin para minimizar el tiempo de puesta en servicio.

GENERADORES SNCRONOSGilkes ha suministrado con xito generadores de una amplia variedad de fabricantes a sus clientes. Al emplear nuestros conocimientos y nuestra experiencia, podemos

recomendar un fabricante en particular para una aplicacin determinada. Los generadores sncronos son mquinas sin efluvios e incluyen excitadores giratorios y reguladores automticos de voltaje (AVR, por sus siglas en ingls) de precisin. Estas caractersticas son una contribucin significativa para la disminucin del mantenimiento de rutina requerido para los generadores. Cuando corresponda, se pueden ofrecer con ejes extendidos. Esto permite que el rodete de la turbina se monte directamente sobre el eje del generador, sin necesitar el eje y el cojinete de la turbina, lo que brinda como resultado una reduccin del mantenimiento. Gilkes tambin puede suministrar generadores de induccin. Todos los generadores se desarrollan y prueban en la fbrica completamente de acuerdo con los estndares internacionales.

EMPAQUETADO/EMBALAJE Y ENTREGA

Los mtodos de embalaje de Gilkes se personalizan para adaptarse a los requisitos exigidos por la ubicacin del proyecto y el acceso al sitio de instalacin. Los equipos se pueden empacar para permanecer almacenados por largos perodos de tiempo.

TRABAJO EN EL SITIO DE INSTALACIN

Los ingenieros de Gilkes brindan sus conocimientos en los servicios de instalacin y puesta en marcha in situ. Nuestros ingenieros ofrecen la experiencia para instalar, poner en servicio e iniciar todos los componentes del paquete de equipos siguiendo los procedimientos de funcionamiento y mantenimiento. Se puede ofrecer capacitacin completa en el sitio de instalacin o en la fbrica de Gilkes.

SERVICIO POSVENTA

Los paquetes de equipos de Gilkes estn diseados para minimizar o eliminar los perodos de inactividad no programados. Todos los repuestos estratgicos importantes se identifican en colaboracin con nuestros clientes. Todos los planos y documentos del contrato se archivan para brindar el servicio de repuestos y posventa en toda la duracin del proyecto.

EL PAQUETE DE GILKES

1. Turbina de 6 inyectores Pelton en Bart Lake, Alaska2. Monitoreo de turbina3. Central elctrica en Logan Gill, en el Distrito de los Lagos ingls

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Adems del suministro de la turbina, Gilkes puede incluir en el paquete:

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NUESTROS INGENIEROS BRINDAN SU EXPERIENCIA PROFESIONAL PARA INSTALAR, PONER A PUNTO Y EN MARCHA TODOS LOS COMPONENTES

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GILKES HA APROVECHADO SU EXPERIENCIA EN MS DE MILES DE PROYECTOS LITERALMENTE, LO QUE NOS PERMITE OFRECER UN PAQUETE INTEGRADO DE EQUIPOS

Gilkes ha aprovechado su experiencia en ms de miles de proyectos literalmente, esto nos permite ofrecer un paquete en verdad integrado de equipos.

La seleccin de una turbina ptima para una tarea hidrulica determinada y la aplicacin en el sitio de instalacin depende de muchos parmetros; sin embargo, el cuadro siguiente brinda una gua rpida para el rango operativo de los principales tipos de turbinas. Se puede observar que hay una superposicin sustancial de las funciones abarcadas por los distintos tipos de turbinas.

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SELECCIN DE TURBINA

La turbina de agua es la clave para cualquier proyecto hidrulico y requiere de una interaccin correcta con los aspectos elctricos, mecnicos, hidrulicos y civiles del proyecto.

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20 kW

20 MW

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5 MW

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200 kW

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Las turbinas Pelton son turbinas de impulsin con inyectores de cada media a alta. El o los inyectores percuten contra el borde del partidor de la cazoleta doble y se giran en un ngulo de casi el 180% antes de caer por la gravedad en el canal de descarga o la cmara de salida.

Las turbinas Pelton de Gilkes se suministran como unidades horizontales de inyector nico o inyectores gemelos o unidades verticales de 3, 4 o 6 inyectores.

EFICIENCIA

Las unidades de inyectores gemelos o inyectores mltiples se especifican para aumentar el rango de caudal sobre el que se puede obtener gran rendimiento de la turbina. Las curvas de eficiencia brindadas aqu ilustran este punto.

DISEO PARA EL OBJETIVO:

Es posible utilizar un tamao de cazoleta Pelton con una variedad de dimetros promedio diferentes. De este modo, la turbina se puede disear para funcionar con la mxima eficiencia posible para cualquier condicin dada en el sitio de instalacin.

VENTAJAS DE LA TURBINA PELTON DE GILKES:

4 Puede funcionar con agua con limo y tener un desgaste mnimo. Cuando se desgasta, la punta de la aguja, la tobera y la placa del deflector se pueden reparar con facilidad y, despus de un largo perodo de tiempo, el rodete puede repararse mediante soldadura. Todas las piezas de trabajo tienen un acceso fcil a travs de la cubierta superior desmontable.

4 En general, el control de carga de velocidad lo realiza el deflector, que garantiza que no haya ningn incremento en la tubera, incluso con un rechazo de carga completa. Cuando la economa del agua es importante, el control de velocidad del deflector se puede aumentar mediante un cierre posterior de la aguja.

4 No existe peligro de daos de cavitacin para el rodete o la carcasa.

CONSTRUCCIN DE PELTON:

CARCASA La carcasa de la turbina se fabrica en dos partes y con acero soldado. La parte inferior se disea especficamente para permitir una descarga libre de agua desde el rodete e incluye arreglos para garantizar el fraguado en cimientos de hormign. La parte superior se extrae con facilidad para acceder al rodete y realizar el mantenimiento de la unidad.

RODETEEl rodete de Pelton se tornea desde el estado slido para mejorar la fiabilidad y la eficiencia. Los materiales varan segn las condiciones de funcionamiento pero, en general, son de acero inoxidable al cromonquel. En determinadas circunstancias, segn la cada y la calidad del agua, se pueden suministrar rodetes de aleacin bronce-aluminio. El rodete se puede montar en el eje de su propia turbina o suspender sobre el eje del generador.

EJEEl eje de la turbina de acero al carbono se tornea a partir de una barra o se forja. En las unidades ms grandes, el diseo incorpora una mitad de acoplamiento forjado.

COJINETESEn las turbinas de alta potencia, se utilizan cojinetes de rtula, lubricados con aceite, de empuje o contacto plano, mientras que los cojinetes de bola o cilindro lubricados con grasa se utilizan para turbinas de menor potencia. Cuando se requiere, se incluyen sistemas de lubricacin con aceite y enfriamiento con agua.

VLVULA DE AGUJA / TUBO BIFURCADOSe fabrica a partir de acero soldado con una variedad de clasificaciones de presin hasta PN 100.

PUNTA DE AGUJA Y TOBERASe fabrican con acero inoxidable, ambas se pueden cambiar con facilidad.

VARILLA DE AGUJASe fabrica con acero inoxidable y est apoyada en una gua de bronce que tambin corrige el caudal a medida que se acerca a la tobera, para garantizar un chorro preciso y eficiente. El funcionamiento puede ser elctrico, manual o hidrulico.

DEFLECTOR DE CHORROLa placa del deflector es de acero inoxidable y se puede reemplazar con facilidad si se desgasta.

TURBINAS PELTON

RANGO DE CADA HASTA: 1000mPOTENCIA DE SALIDA HASTA: 20MW

La rueda Pelton mantiene una alta eficiencia sobre un amplio rango de caudal. Siempre que sea posible, se especifican dos o ms inyectores. Esto aumenta el rango de caudal de alta eficiencia. Todas las turbinas Gilkes se disean para optimizar las condiciones del sitio de instalacin, ya que ofrecen las mejores cifras de produccin de energa anual.

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TURBINA DE INYECTORES GEMELOS

TURBINA DE INYECTOR NICO

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TODAS LAS TURBINAS DE GILKES ESTN DISEADAS Y OPTIMIZADAS PARA BRINDAR LAS MEJORES CIFRAS DE PRODUCCIN DE ENERGA ANUAL

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LAS TURBINAS FRANCIS SE DESARROLLAN A PARTIR DE MODELOS PROBADOS EN LABORATORIO Y BRINDAN EFICIENCIAS DE HASTA EL 94% EN EL EJE DE LA TURBINA

Las turbinas Francis de Gilkes estn disponibles como unidades horizontales o verticales. El agua ingresa en el espiral, o caja de caracol, y una serie de aspas mviles de gua, o paletas directrices, la direccionan hasta el rodete de la turbina. A medida que el agua pasa a travs del rodete, este rota y desciende la presin del agua. Luego, el agua se descarga a travs de un tubo de succin en la cmara de salida. El control de caudal est afectado por la abertura o cierre de las aspas de gua, que los realiza un actuador, que a su vez, est controlado por el regulador de velocidad para una tarea independiente, o por el control del PLC para el funcionamiento en paralelo con la red de distribucin.

EFICIENCIALas turbinas Francis de Gilkes se desarrollan a partir de modelos probados en laboratorio y brindan eficiencias de hasta el 94% en el eje de la turbina. Gilkes emplea tcnicas de anlisis de Dinmica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en ingls) para mejorar continuamente el diseo del rodete.

DISEO PARA EL OBJETIVOLa variedad del modelo Francis de Gilkes incluye ocho diseos especficos distintos de velocidad. El equipo de hidrulica en Gilkes puede brindar asesoramiento sobre la mejor solucin para su proyecto.

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TURBINAS FRANCIS

RANGO DE CADA HASTA: 400mPOTENCIA DE SALIDA HASTA: 20MW

1. Instalacin hidrulica de Gilkes en Sri Lanka2. Anlisis de CFD del rodete Francis3. Salida de un proyecto reciente listo para la instalacin por parte de nuestro equipo

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Como diseo patentado de Gilkes, la primera turbina Turgo se instal en Escocia en 1919. Desde entonces, las turbinas con el diseo originario de Gilkes han estado en funcionamiento en ms de 80 pases de todo el mundo y muchas de las unidades originales an se encuentran en funcionamiento.

Gilkes ahora est reemplazando, en su totalidad o en parte, las copias de nuestras turbinas de impulsin Turgo por las mquinas originales diseadas por Gilkes, y brinda a propietarios y operadores un rendimiento mejorado.

La variedad de mquinas Turgo cubre el lmite entre las mquinas Pelton y Francis, y se ha comprobado que funcionan muy bien con agua sucia sin perjudicar el rendimiento.

La turbina de impulsin Turgo de Gilkes tiene las siguientes ventajas principales relativas a otras turbinas de impulsin y reaccin sobre una amplia variedad de condiciones de cada:

4 Al ser del patrn de impulsin, no participa el proceso de limpieza, lo que significa que la turbina puede funcionar con agua con limo durante un largo perodo con un mnimo de desgaste. Cuando hay un desgaste, la punta de la aguja y la tobera se pueden reparar con facilidad y despus de largos perodos de tiempo, la soldadura puede reparar el rodete. Las turbinas de impulsin Turgo son muy populares en las centrales elctricas mineras. Pueden ofrecer una vida til prolongada cuando funcionan con desechos de la minera. La eficiencia general no se ve afectada por el desgaste normal.

4 Todas las piezas de trabajo, incluido el deflector, tienen un acceso fcil a travs de la cubierta superior desmontable o mediante la fosa de la cmara de salida.

4 El deflector de chorro en general realiza el control de carga de velocidad. Este mtodo de control de velocidad garantiza que no haya incrementos en el conducto forzado incluso con un rechazo de carga completa. Cuando la economa del agua es de suma importancia, el control de velocidad del deflector se puede aumentar mediante el cierre de la aguja, siempre que el ndice de cierre est diseado para ser compatible con la clasificacin del diseo del conducto forzado. Esto le brinda a la turbina de impulsin Turgo una ventaja sobre las instalaciones de turbinas Francis de cada media a alta que requieren conductos forzados clasificados para presiones superiores, piezas de incrementos o vlvulas de escape.

4 No existe peligro de daos de cavitacin para el rodete o la carcasa.

4 La curva de rendimiento es plana, lo que brinda una alta eficiencia sobre variaciones amplias de caudal y carga. A pesar de la eficiencia pico inferior, la turbina de impulsin Turgo comparada con la turbina Francis puede dar como resultado una produccin de energa anual superior. Esto es particularmente importante donde las turbinas se emplean en sitios de ros sujetos a cambios estacionales de caudal, o en conjuncin con esquemas de suministro o irrigacin de agua.

4 El dimetro de chorro ms grande relativo al dimetro efectivo promedio del rodete brinda una mquina compacta capaz de transmitir grandes cantidades de agua. Esto es til en particular cuando la turbina se utiliza como dispositivo de regulacin de caudal en un esquema de suministro o irrigacin de agua.

4 La caracterstica de velocidad alta especfica en general significa que se puede utilizar un generador ms compacto y econmico en comparacin con las turbinas Pelton de inyectores mltiples.

4 Estas caractersticas indican que la turbina de impulsin Turgo de Gilkes se debe considerar seriamente cuando se busca una mquina de cada media a alta de eficiencia, fiabilidad y mantenimiento sencillo comprobados.

EFICIENCIA

Las unidades de inyector nico o inyectores mltiples se especifican para aumentar el rango de caudal con el que se pueden obtener eficiencias altas de la turbina. Las curvas de eficiencia brindadas aqu ilustran este punto.

TURBINAS TURGO

RANGO DE CADA HASTA: 300mPOTENCIA DE SALIDA HASTA: 10MW

El diseo de la turbina de impulsin Turgo de Gilkes se desarroll para brindar una mquina de impulsin simple con una velocidad especfica superior a una Pelton. El diseo permite un chorro ms largo de agua para que se direccione en un ngulo hacia el rodete.

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TURBINA DE INYECTORES GEMELOS

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LAS TURBINAS DEL DISEO ORIGINARIO DE GILKES HAN ESTADO EN FUNCIONAMIENTO EN MS DE 80 PASES DE TODO EL MUNDO, Y MUCHAS DE LAS UNIDADES ORIGINALES AN ESTN EN FUNCIONAMIENTO

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GILKES PUEDE SATISFACER TODAS SUS NECESIDADES POSVENTA MECNICAS Y ELCTRICAS, YA SEA QUE SE TRATE DE UNA TURBINA INDEPENDIENTE DE 10 kW O UNA PLANTA CONECTADA EN RED DE 10 MW

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SERVICIO Y ACONDICIONAMIENTOAl mismo tiempo que hemos fabricado turbinas hidrulicas y sistemas de control relacionados, tambin hemos ofrecido servicios posventa en todo el mundo para cumplir los requisitos de nuestros clientes. Ya sea que se trate de una turbina independiente de 10 kW privada o una planta conectada en red de 10 MW que exporta energa, Gilkes puede satisfacer todas sus necesidades posventa mecnicas y elctricas. Gilkes tambin tiene un equipo dedicado de servicio y acondicionamiento en la instalacin de Fort William, Escocia.

SERVICIOS:

4 Contratos de servicios electromecnicos personalizados a largo plazo

4 Encuestas en el sitio de instalacin y evaluacin de condiciones

4 Servicio por mal funcionamiento

4 Actualizaciones y reprogramacin del sistema de control que incluyen:

Conversin a reguladores de carga digitales

Actualizaciones del actuador hidrulico y elctrico

Programacin de la filosofa de control del PLC

Sistemas SCADA para el monitoreo remoto

4 Acondicionamiento y optimizacin completa de la planta hidroelctrica

4 Reemplazo de los componentes de la turbina

4 Instalacin y puesta en servicio

BENEFICIOS:

4 Ingeniera y diseo de clase mundial

4 Mejora en la eficiencia de la planta

4 Administracin del proyecto

4 Cumplimiento de los estndares/las preferencias del cliente

4 BS EN ISO 9001:2001

Gilbert Gilkes & Gordon Ltd,Canal Head North,Kendal, Cumbria, LA9 7BZ

Telfono: +44 (0) 1539 720028Fax: +44 (0) 1539 732110Correo electrnico: hydro@gilkes.comwww.gilkes.com