Repotenciación de las turbinas francis de la Central Hidroeléctrica Cahua

Abstract

El presente trabajo tuvo como objetivo la repotenciación de dos turbinas Francis de la Central Hidroeléctrica Cahua, basado en un diseño experimental que permitió elevar la capacidad de generación de la central, de 41 MW a 45.6 MW y mejorar la eficiencia de planta de 88.3 % a 90.12 %. Esta diferencia de 4.6 MW adicionales, significó un incremento de 11.2 % en la potencia de generación y constituyó un aporte adicional de 40.2 GW-h de energía anual. La repotenciación consistió en el aumento de altura a los álabes directrices (de 199.5 mm a 205.5 mm), el incremento de la distancia existente entre la tapa superior e inferior (de 200 mm a 206 mm) y el aumento de la longitud entre la corona y banda del rodete (de 200 mm a 209 mm); éstos cambios han originado el aumento del caudal nominal para cada turbina (de 11 m3/s a 12 m3/s), lo que ha permitido elevar la potencia de 20.5 MW a 22.8 MW y mejorar su rendimiento de 90.09 % a 91.95 % en cada grupo. Como medida de protección frente a los efectos de abrasión y corrosión, se aplicó una película de cerámica antiabrasión (Belzona) a los principales componentes de la turbina (caracol, tapas del distribuidor, álabes directrices y rodete). Esto favoreció de manera significativa la eficiencia en generación, al disminuir el grado de rugosidad existente y reducir las pérdidas por choque; además de prolongar el tiempo de operación de las turbinas Francis en la C.H. Cahua. Los trabajos de repotenciación tuvieron un costo de S/. 2’292,554, provenientes de los recursos de Cahua S.A. El período de operación de las turbinas estuvo comprendido entre Junio del 2005 y Mayo del 2006. Para este período, los ingresos fueron de S/. 60’466,354 y los gastos de S/. 28’315,468; lo que dio como resultado una utilidad de S/. 32’150,886. Así mismo, la relación Beneficio/Costo fue de 2.14, con una Tasa Interna de Retorno del 95.12 % mensual y el Tiempo de Recuperación del capital fue de 2 meses. De esta manera se logró la viabilidad y rentabilidad del proceso de repotenciación efectuadas a las turbinas Francis de la Central Hidroeléctrica Cahua.