krzysztof kowalski

14
TurboCare Sp. z o.o. Audyt układu przepływowego – podstawa prognozowania parametrów niezawodnościowych i termodynamicznych turbin parowych Krzysztof Kowalski

Upload: doli

Post on 13-Jan-2016

69 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

TurboCare Sp. z o.o. Audyt układu przepływowego – podstawa prognozowania parametrów niezawodnościowych i termodynamicznych turbin parowych. Krzysztof Kowalski. koszt wytwarzania energii przez turbozespół. AV Kmin

TRANSCRIPT

Page 1: Krzysztof Kowalski

TurboCare Sp. z o.o.

Audyt układu przepływowego – podstawa

prognozowania parametrów niezawodnościowych

i termodynamicznych turbin parowych

Krzysztof Kowalski

Page 2: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 2

koszt wytwarzania energii przez turbozespół

AVKmin <AVKopt< AVKmax

Rys. 1

Ogólna charakterystyka kosztów wytwarzania energii w funkcji dyspozycyjności turbozespołu

Page 3: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 3

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.

Page 4: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 4

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

Page 5: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 5

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.

Page 6: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 6

bilansowy schemat cieplny turbozespołu

Page 7: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 7

inspekcje zapobiegawcze (okresowe przeglądy techniczne)

Page 8: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 8

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

Page 9: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 9

przykłady degradacji układu przepływowego

erozja krawędzi wylotowych łopatek stacjonarnych

uszkodzenie kierownic (erozja+ korozja)

degradacja uszczelnienia nad bandażem ciało obce w układzie przepływowym

Page 10: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 10

degradacja wielkości luzów promieniowych

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Śre

dni l

uz u

szcz

elni

enia

, mm

Wartości projektowe Wartości zmierzone

uszczelnienia międzystopniowe turbiny ZAMECH 13K215 luzy promieniowe - przywałowe

uszczelnienia międzystopniowe turbiny ZAMECH 13K215 luzy promieniowe - nadbandażowe

0.20

1.20

2.20

3.20

4.20

5.20

6.20

Śre

dni l

uz u

szcz

elni

enia

, mm

Wartości projektowe Wartości zmierzone

Page 11: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 11

przecieki pary nad bandażem i przy wale

0.20

5.20

10.20

15.20

20.20

25.20

30.20

Prz

ec

iek

pa

ry, k

g/s

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

Prz

ec

iek

pa

ry, k

g/s

Zdegradowana turbina WP Nowa turbina WP

nad bandażem

przy wale

Page 12: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 12

degradacja – efektywność (uszczelnienia nadbandażowe)

stopieńnr

degradacja uszczelnienia

mm

strata sprawności stopnia %

strata mocy wewnętrznejkW / 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

SUMA 1930.2 39.63

Page 13: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 13

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.

Page 14: Krzysztof Kowalski

Privileged & Confidential – Page 14

Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę