Transcript Audyt układu przepływowego

TurboCare Sp. z o.o.
Audyt układu przepływowego – podstawa
prognozowania parametrów niezawodnościowych
i termodynamicznych turbin parowych
Krzysztof Kowalski
koszt wytwarzania energii przez turbozespół
AVKmin <AVKopt< AVKmax
Rys. 1
Ogólna charakterystyka kosztów wytwarzania energii w funkcji dyspozycyjności turbozespołu
Privileged & Confidential – Page 2
poszukiwanie optimum dyspozycyjności
jak określić AVopt ?
przy Kmin dyspozycyjność jest za mała, w stosunku do planów
produkcyjnych energii (dominacja służb finansowych)
przy AVmax wysokość ponoszonych dla jej osiągnięcia kosztów
serwisowych turbozespołu jest nie do przyjęcia (dominacja
jedynie słusznej ideologii)
Optymalna wartość dyspozycyjności (AVopt) jest to jej wartość,
dla której produkujący energię użytkownik turbozespołu osiąga
zysk maksymalny.
Privileged & Confidential – Page 3
strategie eksploatacyjne
ze względu na preferowaną przez użytkownika dyspozycyjność turbozespołu,
wyróżniamy następujące strategie eksploatacyjne:
AV ≤ AVKmin
strategia oportunistyczna jest stosowana przy
niskiej rentowności produkcji energii (od awarii
do awarii)
AVmin <AV < AVmax
strategia wg oceny stanu i ryzyka
eksploatacyjnego stosowana przy wysokiej
rentowności produkcji energii
AV = AVmax
strategia zapobiegania awarii za wszelką cenę,
stosowana przy systemowym niedoborze produkcji
energii i często prowadzi do wymuszonego
zmniejszenia dyspozycyjności poniżej wartości AVmax
Privileged & Confidential – Page 4
diagnostyka ruchowa (audyt parametrów ruchowych)
identyfikacja intensywności procesu zużycia wymaga rewidowania stopnia degradacji elementów
konstrukcyjnych turbozespołu podczas jego ruchu. Dotyczy to zwłaszcza, zazwyczaj monitorowanych,
parametrów takich jak:
ekwiwalentny czasu pracy turbiny (EOH), ilość startów, w tym startów zimnych;
parametry czynnika roboczego w układzie przepływowym (temperatura, ciśnienie, stopień suchości
pary, właściwości chemiczne pary i wody itp.);
stan dynamiczny turbozespołu (drgania wału i korpusów łożyskowych);
charakterystyki przemieszczeń (wydłużeń) względnych i bezwzględnych;
zjawiska akustyczne (praca na obracarce i praca przy różnych obciążeniach):
przemieszczenia fundamentów;
temperatury i gradienty pól temperaturowych (parametry rejestrowane w BOTT);
charakterystyki wybiegu wirnika (czas wybiegu, rezonanse, temperatury łożysk);
analizy składu chemicznego oraz czystości oleju turbinowego.
Cele diagnostyki ruchowej:
modelowanie charakterystyk zużycia elementów konstrukcyjnych turbozespołu;
aktualizacja bilansowego modelu cieplnego turbiny.
Privileged & Confidential – Page 5
bilansowy schemat cieplny turbozespołu
Privileged & Confidential – Page 6
inspekcje zapobiegawcze (okresowe przeglądy techniczne)
Privileged & Confidential – Page 7
demontaż inspekcyjny – raport oceny stanu
statystyka:
zużycie elementów uszczelnień nadbandażowych, skutkujące ok. 40%owym udziałem w pogorszeniu sprawności wewnętrznej turbiny
zwiększenie chropowatości powierzchni, zasolenia oraz deformacje
profili łopatek wirujących i stacjonarnych, skutkujące ok. 31%-owym
udziałem w pogorszeniu sprawności wewnętrznej turbiny
zużycie elementów uszczelnień dławnicowych, skutkująca ok. 16%-owym
udziałem w pogorszeniu sprawności wewnętrznej turbiny
zużycie elementów uszczelnień międzystopniowych, skutkująca ok. 11%owym udziałem w w pogorszeniu sprawności wewnętrznej turbiny
inne uszkodzenia układu przepływowego (np. obecność ciał obcych),
skutkujące ok. 2%-owym udziałem w całkowitym zmniejszeniu mocy
wewnętrznej
Privileged & Confidential – Page 8
przykłady degradacji układu przepływowego
erozja krawędzi wylotowych łopatek
stacjonarnych
degradacja uszczelnienia nad bandażem
Privileged & Confidential – Page 9
uszkodzenie kierownic (erozja+ korozja)
ciało obce w układzie przepływowym
6.20
1.20
5.20
Średni luz uszczelnienia, mm
1.40
1.00
0.80
0.60
4.20
3.20
2.20
Wartości zmierzone
uszczelnienia międzystopniowe turbiny ZAMECH
13K215 luzy promieniowe - przywałowe
Privileged & Confidential – Page 10
ie
St ń 1
op
ie
St ń 2
op
ie
St ń 3
op
ie
St ń 4
op
ie
St ń 5
op
ie
St ń 6
op
ie
St ń 7
op
ie
St ń 8
op
i
St eń 9
op
ie
St ń 10
op
ie
St ń 11
op
ie
ń
12
St
op
ie
ń
St
9
op
ie
ń
10
St
op
ie
ń
11
St
op
ie
ń
12
8
St
op
ie
ń
7
ie
ń
Wartości projektowe
St
op
ie
ń
St
op
ie
ń
St
op
ie
ń
St
op
ie
ń
St
op
ie
ń
St
op
St
op
6
0.20
5
0.20
4
1.20
3
0.40
2
Średni luz uszczelnienia, mm
degradacja wielkości luzów promieniowych
Wartości projektowe
Wartości zmierzone
uszczelnienia międzystopniowe turbiny ZAMECH
13K215 luzy promieniowe - nadbandażowe
ie
St ń 1
2
op
ie
ń
St
11
op
ie
ń
St 10
op
ie
ń
St
9
op
ie
ń
St
op 8
ie
ń
St
7
op
ie
ń
St
op 6
ie
ń
St
5
op
ie
St ń 4
op
ię
ń
St
3
op
ie
St ń 2
op
ie
ń
1
St
op
Przeciek pary, kg/s
ie
St ń 1
op 2
ie
ń
St
1
op 1
ie
ń
St 10
op
ie
ń
St
9
op
ie
St ń 8
op
ie
ń
St
7
op
ie
St ń 6
op
ie
ń
St
5
op
ie
St ń 4
op
ię
ń
St
3
op
ie
ń
St 2
ag
e
1
St
op
Przeciek pary, kg/s
przecieki pary nad bandażem i przy wale
30.20
25.20
20.20
15.20
nad bandażem
10.20
5.20
0.20
2.20
2.00
1.80
1.60
1.40
1.20
przy wale
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
Zdegradowana turbina WP
Privileged & Confidential – Page 11
Nowa turbina WP
degradacja – efektywność (uszczelnienia nadbandażowe)
stopień
nr
degradacja
uszczelnienia
mm
strata sprawności
stopnia
%
strata mocy wewnętrznej
kW / stopień
pogorszenie j.z. c.
kJ / kWh
12
0.652
1.07
72.8
1.49
11
0.296
0.83
54.5
1.12
10
0.312
0.70
43.6
0.89
9
0.992
2.44
138.5
2.84
8
0.505
1.72
93.9
1.93
7
1.105
3.04
160.3
3.29
6
1.384
3.69
188.1
3.86
5
0.600
2.24
110.4
2.27
4
0.641
2.44
116.9
2.40
3
2.873
7.43
346.4
7.12
2
1.172
3.29
148.8
3.05
1
1.756
4.22
456.0
9.37
1930.2
39.63
Privileged & Confidential – Page 12
SUMA
podsumowanie
opracowanie racjonalnej strategii eksploatacyjne turbozespołu wymaga
powiązania kosztów serwisu (przeglądy techniczne, naprawy, odnowy,
modernizacje) z parametrami efektywności (sprawność wewnętrzna i j.z.c.) i
niezawodności (dyspozycyjność) procesu wytwarzania energii. Zadanie to
może być rozwiązane jedynie przy współpracy użytkownika i serwisanta
turbozespołu. Brak takiej współpracy prowadzi do trywializacji problemu, co
najczęściej przejawia się w błędnym, przynoszącym straty obu stronom
rozumowaniu ,że zysk serwisanta jest stratą użytkownika (strategia
oportunistyczna)
TC dysponuję modelami obliczeniowymi, które wiążą wiedzę o stanie
turbozespołu z wiarygodnie prognozowanymi parametrami określającymi
efektywność i niezawodność jego eksploatacji po oferowanym remoncie lub
modernizacji.
TC dysponuje środkami technicznymi i organizacją pozwalającą oferować i
gwarantować osiągnięcie wymiernych korzyści w zakresie poprawy
efektywności i niezawodności produkcji energii przez turbozespoły.
Privileged & Confidential – Page 13
Dziękuję za uwagę
Privileged & Confidential – Page 14