11.12mejora eficienca

Thermal Efficiency Improvement Project in Coal Fired Power Plant

Kyushu Electric Power Co., Inc. 1

Proyecto de mejora de la eficiencia térmica de carbón de centrales eléctricas alimentadas

Confidential


Kyushu Electric Power Co., Inc.

contenido

1. Fondos del Proyecto

2. Transición de la eficiencia térmica y mejora

3. Potencia Especificaciones Plant

4. Resultado de la prueba de rendimiento "Antes" Work Improvement

5. Los hallazgos en la caldera / turbina y medidas adoptadas

6. Resultado de la prueba de rendimiento "Después de" Work

Improvement

7. Beneficios por obras de mejora



Cooperación para mejorar el rendimiento térmico de la central térmica de

carbón existente solicitada a Kyushu Electric por el dueño de una central de

Asia.

Prueba de rendimiento, evaluación, análisis y planificación de la mejora del rendimiento térmico (Kyushu)

Se hacen reparaciones en la central basándose en el plan de mejora del rendimiento térmico (dueño de la central).

1997-2001 Se lleva a cabo un proyecto de mejora del rendimiento

térmico de la central térmica de carbón.

Cooperación técnica para

la generación de energía

Kyushu Aumento del suministro y la demanda

por el crecimiento rápido de la economía

Problemas medioambientales globales,

como el CO2 emitido por las centrales

térmicas, etc.

Dueño de la central

Trasfondo

3



Evolución del rendimiento térmico

Tiempo

Rendimiento térmico

Medidas para mantener el

rendimiento térmico Medidas para mejorar el

rendimiento térmico

No se gestionó

4



Mejora del rendimiento térmico

Evaluación económica

Mantenimiento periódico Introducción de equipos

de alto rendimiento

Estudios periódicos del rendimiento de la planta

Mantener el rendimiento térmico Mejora del rendimiento térmico


5



Net Output 308MW

Start of service

Nov. 1987

(13 years operated at the time of the

improvement project)

Steam Pressure 16.2 / 3.1 MPa

Steam Temperature 535 / 535 deg C

Fuel Domestic Coal

Equipment

manufactures

Boilers by Japanese manufacture

Turbines by Chinese manufacture

especificación



Resultado de la prueba de rendimiento realizada antes del trabajo de

reparación en julio de 1998

Performance test result (a)

Design value (b)

Difference (a) – (b)

Boiler efficiency 88.66 % 89.94 % ▲ 1.28 %

Turbine efficiency 39.64 % 42.98 % ▲ 3.34 %

Plant efficiency

(Generating end) 33.17 % 37.66 % ▲ 4.49 %



Los hallazgos en la caldera y las

medidas adoptadas






Design value (b)




Plant efficiency

(Generating end) 33.17 % 37.66 % ▲ 4.49 %



Descubrimientos principales en los datos de la prueba de rendimiento

relacionados con el rendimiento de la caldera

1,28 % menos de rendimiento de la caldera respecto al valor del fabricante

1. Poca absorción de calor de las superficies calentadoras del economizador y el primer sobrecalentador

2. Poco intercambio de calor del calentador de aire

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Situación de la superficie calentadora del primer sobrecalentador y el economizador

• Se acumula ceniza en la superficie Primer sobrecalentador

Economizador de combustible

11



Acciones realizadas para mejorar la absorción de calor de las superficies

calentadoras del economizador y el primer sobrecalentador

• Lavar y limpiar la superficie

Antes de lavar Después de lavar

(economizador)



Los sopladores de hollín del primer sobrecalentador no estaban

operativos.

Razón:

Se fijó la presión de los chorros de vapor en el límite superior del

fabricante (25 kg/cm2), lo que disminuyó el espesor de la placa del

intercambiador de calor.

La presión de los chorros de vapor se fijó correctamente y

empezaron a funcionar los sopladores de hollín.

No se instaló ningún soplador de hollín alrededor del economizador

de combustible.

Se instaló un soplador de hollín nuevo para el economizador.

[Soplador de hollín]

Entrada de vapor Tuberías de vapor

Chorros de vapor

Los problemas siguientes causaron acumulación de ceniza en la

superficie calentadora, lo que disminuyó la absorción de calor:

Acciones realizadas para mejorar la absorción de calor de las superficies calentadoras del

economizador y el primer sobrecalentador

13




relacionados con el rendimiento de la caldera baja

1,28 % menos de rendimiento de la caldera respecto al valor del fabricante

1. Poca absorción de calor de las superficies calentadoras del economizador y el primer sobrecalentador

2. Poco intercambio de calor del calentador de aire

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Air Heater Elements

Rotation

Flue

Air Exit

(To Boiler)

Exhaust Gas Inlet

(From Fuel Economizer)

Exhaust Gas Exit

(To Electrical Dust

Precipitator)

Air Inlet

(From Steam Air

Heater)

Rotor

Schematic View of Air Heater

Introducción de Air Heater



Calentador de aire bloqueados con ASH

Low Temperature Element (blocked with ash)

High Temperature Element (deformed) (Viewed from a point over the air heater)

The upstream elements are especially

seriously blocked with solidified ash.

Situación del calentador de aire



Antes de reemplazo Después de la sustitución

Solidificación notable y el

bloqueo en el lado de

aguas arriba

Las medidas adoptadas para mejorar el intercambio térmico en Air Heater

Sustitución del elemento calentador de aire



Los hallazgos en la turbina y las medidas

adoptadas






Design value (b)




Plant efficiency

(Generating end) 33.17 % 37.66 % ▲ 4.49 %



Cubierta externa

Cubierta interna

Rotor de la turbina


relacionada con el rendimiento de la turbina

3,34 % menos de rendimiento de la turbina que el valor del fabricante

1. Menor rendimiento de la turbina de alta presión que el valor del fabricante

2. Menor rendimiento de la turbina de baja presión que el valor del fabricante

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Diafragma Aleta de cierre

Abrasión

Fuga de vapor

Flujo de

vapor normal

Pala móvil

Turbulencia del

flujo de vapor por

las adherencias

Sarro adherido a la

pala móvil

• Se eliminaron adherencias de las palas. • Se reemplazaron las aletas de cierre por

nuevas.

Acciones realizadas para mejorar el rendimiento

de la turbina de alta presión:

• Aletas de cierre gastadas Sustituidas

• Adherencias en las palas Eliminadas



Palas de la turbina muy corroidas

Cubierta externa

Cubierta interna

Rotor de la turbina

Acciones realizadas para mejorar el rendimiento de la turbina de baja presión

• Reemplazar las palas móviles y fijas por modelos nuevos

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Cubierta externa

Cubierta interna

Rotor de la turbina

Grandes

pérdidas

Vapor

Vapor Pala móvil

Pal

a fi

ja

Acciones realizadas para mejorar el rendimiento de la turbina de baja presión (cont.)

• No había aletas de cierre montadas

Se colocaron aletas de cierre.

Pala móvil

Vapor

Vapor

Espacio

Pocas pérdidas

Aleta de cierre montada

Pal

a fi

ja

23



Cubierta externa

Cubierta interna

Rotor de la turbina


• La cubierta interior corroída y el reborde del diafragma horizontal provocaban

pérdidas de vapor.

Se colocaron una cubierta interior y un diafragma nuevos.

24




Fotos del reborde del diafragma horizontal corroído que causaba pérdidas de vapor.

25




Fotos de la cubierta interior corroída que causaba pérdidas de vapor

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Avería de la tobera del quemador

Esquema de la tobera del quemador

Pérdida de rendimiento de la turbina por pulverizaciones en el recalentador

• El inclinador de la tobera del quemador, que sube y baja la tobera para controlar la

temperatura del vapor, fucionaba inmóvil por una avería.

• Entraba mucha agua pulverizada en el recalentador para el control.

Se reparó la avería y se automatizó el funcionamiento del inclinador.

27



Resumen del plan de mejora de la caldera

1. Lavado de la superficie generadora de la caldera

4. Lavado de piezas del precalentador de aire y sustitución de piezas defectuosas

2. Arreglo del soplador de hollín del sobrecalentador primario (necesario por la abrasión debida a la reducción de la presión del vapor inyectado)

Soplador de hollín

3. Colocación de un soplador de hollín en el economizador

Ventilador de tiro inducido

Chimenea Recolector de polvo eléctrico

Símbolos

Encendido de sopladores de hollín (9 (tambor izq.) + 9 (tambor der.) = 18)

Contaminado con ceniza, etc.

Encendido/apagado de sopladores de hollín (4 (tambor izq.) + 4 (tambor der.) = 8)

Sopladores de hollín nuevos (4 (tambor izq.) + 4 (tambor der.) = 8)

sob

reca

len

tad

or

terc

iari

o

sobrecalentador cuaternario

Cal

der

a

Tob

era

del

qu

emad

or

Tob

era

del

qu

emad

or

6. Funcionamiento automático de la tobera del quemador

5. Arreglo de la fuga de vapor del precalentador de aire por vapor

Precalentador de aire

Economizador

Sobrecalentador primario

Ventilador de tiro forzado

Sil

ence

r

Precalentador de aire por vapor

Rec

alen

tad

or

Sob

reca

len

tad

or

secu

nd

ario



Improvement of high-pressure turbine

aged deteriorated part

・Replacing seal fin, etc.

・Removing scale, etc.

Outer casing

Inner casing

Turbine rotor

Measures for low-pressure turbine

・Moving blade and stationary blade newly

made. Fin installed on moving blade.

・Replacing the diaphragm

・Replacing the inner casing

Summary of improvement plan related to turbine



Mejora de las piezas de la turbina de

alta presión antiguas o dañadas:

Sustitución de aletas de cierre, etc.

Eliminación de adherencias, etc.

Cubierta exterior

Cubierta interior

Rotor de la turbina

Medidas para la turbina de baja presión:

Colocadas palas móviles y fijas nuevas.

Colocada aleta en la pala móvil.

Reemplazo del diafragma

Reemplazo de la cubierta interior

Resumen del plan de mejora de la turbina



Resultados de Mejoramiento



Resultados de Mejoramiento

+4.40％ 37.57％ 33.17％ 37.66％ Plant

efficiency

+3.63％ 43.27％ 39.64％ 42.98％ Turbine

efficiency

+0.70％ 89.36％ 88.66％ 89.94％ Boiler

efficiency

Improved

efficiency

2 - 1

After

improvement

2 (Oct. 2000)

Before

improvement

1 (July 1998)

Design value



Mejora del rendimiento

térmico de la caldera


de la turbina

Rendimiento térmico: mejorado 4,4 puntos (33,17 % → 37,57 %）

Gasto de combustible: reducido 34 millones de yenes o equivalente por año (293 millones → 259 millones)

Emisión de CO2: reducida 212.000 t por año (1.809.000 t → 1.597.000 t)

Cubierta exterior

Cubierta interior

Rotor de la turbina

① ② ③ ④

⑤

⑥

⑦ ⑦ ⑧

⑨

⑩

⑪

⑫ ⑬

: Parte mejorada

① Sobrecalentador secundario

② Sobrecalentador terciario

③ Recalentador

④ Sobrecalentador cuaternario

⑤ Sobrecalentador primario

⑥ Economizador

⑦ Tobera del quemador

⑧ Caldera

⑨ Precalentador de aire

⑩ Recolector de polvo eléctrico

⑪ Precalentador de aire por vapor

⑫ Ventilador de tiro forzado

⑬ Silenciador



Gracias



Thank you

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