krzysztof kowalski
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 KminTRANSCRIPT
TurboCare Sp. z o.o.
Audyt układu przepływowego – podstawa
prognozowania parametrów niezawodnościowych
i termodynamicznych turbin parowych
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
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.
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
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.
Privileged & Confidential – Page 6
bilansowy schemat cieplny turbozespołu
Privileged & Confidential – Page 7
inspekcje zapobiegawcze (okresowe przeglądy techniczne)
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
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
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
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
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
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.
Privileged & Confidential – Page 14
Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę