Curățarea cu spumă chimică a rotoarelor de turbine și mașinilor rotative

 

 

Depuneri din turbine

Depunerile din turbine apar de obicei în unitățile electrice unde instalațiile de apă – abur sunt făcute din aliaj de cupru. Aceasta afectează eficiența turbinei, ceea ce duce la pierderi financiare.

 

 

 

Îndepărtarea chimică a depunerilor din rotoarele și mașinile rotative

 

 

 

Introducere

 

 

 

Situația economică actuală și provocările naturale ce apar din competiția din toate ramurile industriei, forțează compania să introducă o monitorizare atentă a proceselor de producție. Se caută constant idei și metode noi pentru a menține eficiența maximă a proceselor. Generarea de profit se obține adesea prin reducerea de costuri și nu prin creșterea prețului produselor. Metodele îmbunătățite de întreținere sunt o oportunitate excelentă pentru economisirea pe termen lung, precum și pentru creșterea fiabilității bunurilor de producție. Curățarea chimică cu spumă a turbinelor cu abur și gaz este una dintre cele mai frecvente metode de gestionare operațională, ce oferă beneficii în foarte scurt timp.

 

 

Industria energetică este pusă în fiecare zi în fața provocărilor. Parametrii de funcționare ai unei centrale electrice, cum ar fi energia produsă, eficiența (consumul de căldură) sau disponibilitatea producției sunt mai importante ca niciodată. Este evident că fiecare piesă de echipament din unitate se adaugă la eficiența operațională totală și, într-adevăr, unele necesită mai multă atenție. Turbinele sunt piesele principale din listă. Sistemele de debit murdare din turbine generează cheltuieli pentru proprietarii instalațiilor din cauza pierderilor de producție ce au ca rezultat o scădere a eficienței și disponibilității.

 

 

 

Curățare chimică cu spumă este recunoscută de 25 de ani ca o metodă economică și atractivă de îndepărtare a depunerilor din sistemele de debit ale turbinelor, fără a necesita dezasamblarea instalației. Procesul de curățare poate fi efectuat în 24 de ore cu un timp de nefuncționare de doar câteva zile (de obicei 4-5 zile) necesar pentru răcirea turbinei până la o temperatură corespunzătoare și conectarea unității de curățare cu spumă. După finalizarea procesului de curățare, turbina este rapid pusă în funcțiune.

 

Articolul prezintă metodologia procesului de curățarea, precum și fotografii și exemple de implementare.

 

O piață competitivă are nevoie de un cost scăzut de producție. Operatorii de centrale electrice încearcă să maximizeze perioadele dintre reviziile generale. Turbinele puse în funcțiune trebuie să genereze cât mai multă electricitate, deoarece o scădere cu câțiva sau zeci de MW poate duce, pe termen lung, la pierderi de milioane. De aceea, eficiența trebuie recâștigată economic, în perioadele dintre reviziile generale planificate. Dacă scăderea eficienței rezultă din scăderea parametrilor operaționali ai turbinei (și monitorizarea nu arată erori mecanice), aceasta este de obicei rezultatul depunerilor adunate pe elementele de debit ale turbinei. Soluția tradițională la problemă necesită, de obicei, oprirea turbinei, demontarea acesteia, scoaterea rotorului și a elementelor cu depuneri și curățarea acestora cu jet abraziv. Deși este un proces eficient, este și foarte costisitor și care durează.

 

 

 

 

O alternativă eficientă ce permite restabilirea rapidă și eficientă a parametrilor nominali de funcționare ai turbinei este metoda de curățare chimică cu spumă activă. O astfel de metodă nu necesită demontarea turbinei, ceea ce comparativ cu metodele tradiționale permite o economie considerabilă. Și chiar dacă tehnica în discuție a fost declarată metoda optimă în cazul lucrărilor de revizie generală planificate, avantajele acesteia se aplică din ce în ce mai mult pentru restabilirea parametrilor nominali de funcționare ai turbinei. O asemenea abordare permite o mai mare flexibilitate la planificarea perioadelor de funcționare, deoarece timpii dintre reviziile generale sunt mai mari și funcționarea turbinei devine mai stabilă fără a necesita o revizie generală. Folosirea metodei în discuție, de curățare a depunerilor cu spumă activă este 100% eficientă și restabilește puterea nominală în numai câteva zile.

 

 

 

 

Problema depunerilor din turbine

 

În turbine cu abur, o parte a murdăriei trece prin boilerul cu abur și se depune pe elementele sistemului de debit. Lamele turbinei au o formă creată special ce garantează o conversie mai eficientă a energiei. Eficiența turbinei este caracterizată, printre altele, de volumul de energie consumat și de puterea generată. Pe măsură ce murdăria se depune pe lamele turbinei, forma acestora se modifică și are un impact negativ asupra parametrilor debitului de abur dintre lame. Procesul duce la reducerea puterii generate și dacă canelele duzelor sunt înfundate, debitul de abur este, de asemenea, redus. Situația se agravează în cazul în care debitul redus înseamnă pierdere de putere, ce poate fi compensată într-o oarecare măsură cu o presiune crescută la admisia turbinei. Totuși, o asemenea soluție este un pericol pentru echipamentul de presiune din boiler și are un impact negativ asupra eficienței unității.

 

 

 

Oxidul de cupru dizolvat și alți compuși de oxid de metal creați în procesul de coroziune al elementelor sistemului apă și abur (de ex., conductele din condensatoare, încălzitoarele de regenerare, conductele boilerului etc.), precum și murdăria ce intră în sistem cu apa pentru boiler și este transportată în boiler, sunt depuse pe diferite părți ale circuitului. În cele mai multe cazuri, murdăria continuă să se depună în sistemul de debit al turbinei, modificându-i aerodinamica și astfel micșorând eficiența și puterea obținută.

 

 

 

Soluție pentru problemă

 

Cea mai bună metodă de evitare a problemei depunerilor este prevenirea formării acestora în timpul operațiunii de apă și abur. Acest lucru este foarte greu de realizat în practică. Exploatarea efectuată corect reduce semnificativ cantitatea de murdărie ce trece prin sistem, dar, din experiența noastră, nu elimină complet problema. De aceea este necesară curățarea periodică a sistemului de debit pentru menținerea parametrilor corespunzători de funcționare ai turbinei.

 

 

 

 

Depunerile din turbine apar de obicei în unitățile electrice unde instalațiile de apă – abur sunt făcute din aliaj de cupru (în schimbătoarele de căldură și condensatoarele regenerative). Asemenea depuneri ce apar în timpul funcționării, când oxidul de cupru este solubil în apa fierbinte, sunt transportate prin tot sistemul. Cuprul clătit se poate acumula în formă metalică, precum și în formă de fosforați și alte săruri. Asemenea depuneri au un impact negativ asupra debitului de abur din turbină și au ca rezultat o putere scăzută, precum și modificarea intensității de consum a căldurii. Cuprul, în formă metalică, se depune pe elementele de oțel și poate grăbi coroziunea galvanică (cuprul acționează ca un catod, în timp ce anod este aliajul de oțel – fier care se corodează). Substanțele chimice utilizate pentru neutralizarea compușilor de cupru sunt, de obicei, bazați pe HCI, chelați și agenți de oxidare alcalini. Tehnologia utilizează solventul brevetat compus din carbonat de amoniu, hidroxid de amoniu și agent de spumare. O oxidare a unei soluții spumate cu oxigen pur sau peroxid de hidrogen transformă cuprul metalic în oxid de cupru, care este apoi dizolvat. În funcție de tipul de depuneri, tehnologia poate necesita adăugarea sau eliminarea unor oxidanți pentru a face procesul mai eficient.

 

 

 

 

Reziduurile și depunerile de cupru pot apărea pe duzele de evacuare, pe lame și alte elemente ale turbinei. Deoarece procesul de descompunere a depunerilor poate varia în fiecare caz în parte, este necesar ca spuma activă să intre în contact cu fiecare parte a suprafeței curățate de murdărie. Când spuma chimică este introdusă în turbină, sistemul de debit – până la evacuarea părții de turbină curățată – este curățat de aceasta.

 

 

 

Când turbina s-a răcit la temperatura dorită, 65÷75 ⁰C, procesul de curățare chimică durează 24-36 de ore, inclusiv procesul de conectare a unității de spumare la turbină, curățarea cu spumă activă, spălarea spumei și neutralizarea cu ajutorul clătirii cu abur. Când turbina rămâne pe angrenajul de rotire și temperatura este menținută la un nivel de 65-75 ⁰C, spuma este injectată direct în miez prin duze după îndepărtarea supapelor de control de la turbinele WP. După îndepărtarea compușilor de cupru din turbină, spuma apă (apă și agent de spumare) este introdusă în turbină pentru a curăța compușii chimici rămași. În această etapă, turbina este spălată cu abur saturat la temperatură scăzută până ce conductivitatea condensatului din aval al turbinei este egală cu conductivitatea aburului ce intră în turbină. Parametrii de curățare sunt determinați de departamentul chimic al centralei electrice ce supervizează proiectul. În mod normal, timpul pentru atingerea parametrilor corecți este de nu mai mult de 24 de ore.

 

Vedeți, de asemenea: Curățarea hidrodinamică și spălarea sistemelor de ungere cu ulei.

Curățarea hidrodinamică – hydroblasting