Metoda diagnozowania uszczelnień labiryntowych w maszynach przepływowych. Piotr Krzyślak Marian Winowiecki

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Metoda diagnozowania uszczelnień labiryntowych w maszynach przepływowych. Piotr Krzyślak Marian Winowiecki"

Amalia Górska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Metoda diagnozowania uszczelnień labiryntowych w maszynach przepływowych Piotr Krzyślak Marian Winowiecki

2 Ponad 40% wszystkich wykrytych strat sprawności w typowej dużej Ponad 40% wszystkich wykrytych strat sprawności w typowej dużej turbinie parowej to efekt utraty kontroli nad wielkością luzów nominalnych. P. Schofield, Steam Turbine Sustained Efficiency Przyczyny pogorszenia się sprawności ś turbin parowych Erozja i chropowatość łopatek wirnikowych i kierowniczych Przecieki w uszczelnieniach > 40% Osady Inne

3 Schemat rozpływu pary w korpusie WP turbiny 13K215 para świeża do przegrz. II dławnica międzykadłubowa WP do XW3 Dane dławnicy międzykadłubowej przód: - średnica uszczelnienia Du = 475 mm - luz nominalny segmentu s = 0.65 mm - ilość ząbków z = 80(10 pierścieni po 8 ząbków)

4 Schemat rozpływu pary w korpusie WP turbiny 13UP55 para świeża dławnica międzykadłubowa do cz. SP WP do XW2 do XW1 Dane dławnicy międzykadłubowej WP: - średnica uszczelnienia Du = 355 mm - luz nominalny segmentu s = 0.55 mm - ilość ząbków z = 112 (14 pierścieni po 8 ząbków)

5 Przykładowy rozkład zużycia ż labiryntów dławnicy międzykadłubowej części WP turbiny 13K Rozkład normalny luzów montażowych Wartość średnia - 0,8 mm Średnie odchylenie standardowe - 0,03 mm f(s) Rozkład normalny luzów przedremontowych (po ok. 6 latach eksploatacji) Wartość średnia - 1,95 mm Średnie odchylenie standardowe - 0,33 mm 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 s [mm]

6 N uszcz [kw] Strata t mocy turbiny 13K215 przy zmianie i luzu na dławnicy międzykadłubowej WP ~ 450 kw s=1mm s=1.5mm s=2mm m 0 [kg/s]

7 Strata t mocy turbiny 13K215 przy zmianie i luzu na dławnicy międzykadłubowej WP N uszcz [kw] > 400 kw 300 s=0,5mm s=1.0mm s=1,5mm ,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 m 0 [kg/s]

8 Dla turbiny 13UP55 strata ok. 400 kw przez ok. 6500h rocznie skutkuje: koniecznością spalenia rocznie dodatkowo ok t węgla dodatkową emisją rocznie ok t CO 2 lub niewyprodukowaniem ponad 2500 MWh en. elektrycznej. Dane takie mogą posłużyć do analizy ekonomicznej celowości odkrycia maszyny (do remontu) w przypadku stwierdzenia znacznego zwiększenia się luzów ponad wartości nominalne.

9 Koncepcja metody diagnozowania uszczelnień labiryntowych y A Upust pary pomiędzy seg.a i B m C p1 p 0 p 2 m A m B Pierwszy segment A A Drugi segment B Wyprowadzenie ciśnienia p 1 A -A Wyprowadzenie czynnika Szczegół a a Element dławiacy WAŁ

10 Technika diagnozowania P diag = p 1 2 pp 0 2 gdzie: p 1-2 = p 1 p 2 = spadek ciśnienia na tylnym fragmencie uszczelnienia p 0-2 = p 0 p 2 = spadek ciśnienia na całym uszczelnieniu Max. błąd względny pomiaru ε Pdiag < 0,5% dla typowych niepewności pomiarowych przetworników różnicy ciśnień (klasa 0,25), a więcę dla parametru diagnostycznego na poziomie 25%, daje rozdzielczość metody lepszą niż 0,15% ( s. ~ 0,1 mm)

11 P diag Zmiana parametru P diag dla dławnicy wewnętrznej WP turbiny 200 MW przy zmianie obciążenia maszyny 27% 26% 25% 24% 23% < 0,3% niewielki wpływ m0! m0=180 m0=150 m0=120 22% 21% 20% 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 s [mm]

12 Wyprowadzenie ciśnienia Wyprowadzenie czynnika (kryzy)

13 Parametr diagnostyczny w funkcji przepływu 35% P diag [%] 30% po awarii 25% 20% przed awarią ~4% Pomiar / % 10% 5% 0% m 0 [t/h]

14 Ocena wielkości luzu w uszczelnieniu 3,0 s [mm] 2,5 Pomiar 04/ ,0 po awarii arii ,5 1,35 +/ ,0 0,5 0,62 +/ przed awarią 0, m 0 [t/h]

15 WNIOSKI Nie ma możliwości oceny on-line degradacji uszczelnienia (oceny luzu) dla uszczelnienia i w standardowym d wykonaniu. Straty spowodowane degradacją uszczelnień labiryntowych, zwłaszcza w uszczelnieniach posadowionych na dolocie do turbiny (dławnica międzykadłubowa, dławnica tłoka odciążającego) ż mogą sięgać ć rzędu nawet 0.5% mocy całej ł jturbiny Możliwa jest diagnoza uszczelnienia labiryntowego on-line w nowym wykonaniu w przypadku wyprowadzenia czynnika z wnętrza uszczelnienia. Możliwa jest optymalizacja układu diagnozowania dla założonego poziomu dokładności aparatury pomiarowej oraz/lub przyjętego dopuszczalnego poziomu strat. Dla aukładu uszczelnienia e z upustem istnieje prosta możliwość ość wprowadzenia a tego układu do systemu monitoringu turbiny. Implementacja układu uszczelnienia z upustem na rzeczywistym obiekcie oraz wyniki otrzymane z jednego z tych obiektów dają podstawę ę do twierdzenia, że przedstawione podstawy teoretyczne dla realizacji takiego układu zostały pomyślnie zweryfikowane.

Podobne dokumenty

Ł ż ż Ł ż ż ż ż ż ż ż ż Ś ż ż ż ż ż ż ż ż ż ź ż ż ż ż ż ć ż ż ż ż ż ć ż

Ś Ż Ś ć ż Ś ż ź ż ż ż ć ż ć Ł ż ż Ł ż ż ż ż ż ż ż ż Ś ż ż ż ż ż ż ż ż ż ź ż ż ż ż ż ć ż ż ż ż ż ć ż ż ż ż ż ć ż ć ź ż ż ć ć ż ć ż ż ż ć ż ż ć ć ż ż ż ż ć ż ż ż ż ż ż ć ż ż ż ż ż ć ż ć ć ż ć ż ż ż ć ć ć