Τι προκαλεί επικαθίσεις στα πτερύγια μιας τουρμπίνας WTE;

Οι επικαθίσεις στα πτερύγια ενός στροβίλου WTE (μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια) συνήθως προέρχονται από ακαθαρσίες στον ατμό: σταγονίδια νερού λέβητα που παρασύρονται στην παροχή ατμού, πυριτία που μεταφέρεται σε αέρια φάση ή προϊόντα διάβρωσης που απελευθερώνονται από το κύκλωμα νερού και ατμού. Η διορθωτική ενέργεια εξαρτάται από το υλικό που υπάρχει και από τον τρόπο με τον οποίο έφτασε στα πτερύγια. Ο καθαρισμός αποκαθιστά τη διαδρομή ροής, αλλά οι επαναλαμβανόμενες επικαθίσεις υποδεικνύουν ότι η πηγή μόλυνσης ή ο μηχανισμός μεταφοράς παραμένει ενεργός.

Σε μια μονάδα μετατροπής αποβλήτων σε ενέργεια, η τέφρα καύσης και τα καυσαέρια παραμένουν εκτός της κανονικής διαδρομής ατμού του στροβίλου. Η σύσταση των αποβλήτων επηρεάζει τη λειτουργία του λέβητα και τις επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας, αλλά η τέφρα στην πλευρά της εστίας δεν τεκμηριώνει την αιτία της ρύπανσης του στροβίλου. Η διάγνωση απαιτεί στοιχεία που συνδέουν τις επικαθίσεις στα πτερύγια με τη χημεία του ατμού, την επεξεργασία του νερού, την κατάσταση του εξοπλισμού ή κάποιο συμβάν λειτουργίας.

Η μεταφορά νερού λέβητα παρασύρει διαλυμένα άλατα

Η μηχανική μεταφορά νερού συμβαίνει όταν σταγονίδια νερού διαφεύγουν από το σύστημα διαχωρισμού ατμού του λέβητα. Τα σταγονίδια περιέχουν διαλυμένα και αιωρούμενα υλικά από το νερό του λέβητα. Καθώς εισέρχονται σε υπέρθερμο ατμό και εξατμίζονται, αφήνουν ρύπους που μπορούν να συσσωρευτούν σε βαλβίδες, ακροφύσια και πτερύγια.

Η υψηλή στάθμη τυμπάνου, ο αφρισμός, τα κατεστραμμένα εξαρτήματα διαχωρισμού και η λειτουργία εκτός του προβλεπόμενου εύρους φόρτισης του διαχωριστή αυξάνουν την πιθανότητα μεταφοράς νερού. Ιδιαίτερη προσοχή απαιτούν οι ταχείες μεταβολές φορτίου. Η διόγκωση της στάθμης στο τύμπανο κατά τη μείωση της πίεσης μπορεί να αυξήσει την εμφανιζόμενη στάθμη νερού και να διαταράξει τον διαχωρισμό, ακόμη και όταν οι προηγούμενες μετρήσεις σε σταθερή κατάσταση φαίνονταν αποδεκτές.

Τα αυξημένα διαλυμένα στερεά στο νερό του λέβητα ευνοούν τη μεταφορά νερού υπό δυσμενείς συνθήκες. Η οργανική μόλυνση, συμπεριλαμβανομένης της εισόδου λαδιού στο σύστημα συμπυκνώματος, μπορεί να ενισχύσει τον αφρισμό. Η αύξηση της εκκένωσης λέβητα μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση των διαλυμένων στερεών, αλλά δεν επισκευάζει έναν κατεστραμμένο διαχωριστή ούτε εξαλείφει την πηγή εισροής λαδιού.

Το νάτριο σε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα ατμού αποτελεί χρήσιμο δείκτη μόλυνσης, επειδή πολλές ακαθαρσίες του νερού λέβητα περιέχουν νάτριο. Ωστόσο, μια μεμονωμένη αύξηση του νατρίου δεν προσδιορίζει το σημείο εισόδου. Συγκρίνετε τον χρόνο εμφάνισής της με τη στάθμη του τυμπάνου, τις μεταβολές φορτίου, τη χημεία του νερού λέβητα και την ποιότητα του συμπυκνώματος. Σύντομη μόλυνση κατά την εκκίνηση ή μια διαταραχή φορτίου μπορεί να αφήσει επικαθίσεις, ακόμη κι αν οι μεταγενέστερες μετρήσεις επανέλθουν στο φυσιολογικό.

Η πυριτία συμπεριφέρεται διαφορετικά από τη μεταφορά σταγονιδίων

Η πυριτία μπορεί να εισέλθει στον ατμό τόσο μέσω μηχανικής μεταφοράς όσο και μέσω μεταφοράς στην αέρια φάση. Η κατανομή της μεταξύ του νερού λέβητα και του ατμού μεταβάλλεται ανάλογα με την πίεση και τη χημεία του νερού. Επομένως, ο αποτελεσματικός διαχωρισμός των σταγονιδίων δεν εγγυάται από μόνος του ότι η περιεκτικότητα του ατμού σε πυριτία είναι αρκετά χαμηλή.

Καθώς ο ατμός διαστέλλεται μέσα στον στρόβιλο, μειώνεται η ικανότητά του να συγκρατεί πυριτία, με αποτέλεσμα την απόθεσή της σε επιφάνειες που βρίσκονται κατάντη. Οι βαθμίδες που επηρεάζονται εξαρτώνται από τις συνθήκες εισόδου και τη διαδρομή της διαστολής· δεν είναι αξιόπιστο να αποδίδεται κάθε απόθεση πυριτίας σε μια συγκεκριμένη βαθμίδα στροβίλου. Οι επικαθίσεις με υψηλή περιεκτικότητα σε πυριτία είναι συχνά σκληρές και δύσκολα απομακρύνονται μόνο με νερό.

Επομένως, μια χαμηλή ένδειξη νατρίου στον ατμό δεν αποδεικνύει ότι ο έλεγχος της πυριτίας είναι ικανοποιητικός. Η πυριτία στον ατμό πρέπει να μετράται ξεχωριστά, με υποστήριξη από τα αρχεία πυριτίας του νερού λέβητα και επεξεργασίας του νερού αναπλήρωσης. Όταν χρησιμοποιείται μονάδα απιονισμού, εξαντλημένα μέσα, διαρροή ρύπων ή προβλήματα αναγέννησης μπορούν να αυξήσουν το φορτίο πυριτίας που εισέρχεται στον κύκλο.

Οι επικαθίσεις που περιέχουν φωσφορικά άλατα απαιτούν διαφορετική ερμηνεία. Σε λέβητα που χρησιμοποιεί επεξεργασία με φωσφορικά, η παρουσία φωσφορικών σε απόθεση στροβίλου αποτελεί ισχυρή ένδειξη μεταφοράς νερού λέβητα στον ατμό. Η αύξηση της δοσολογίας χημικών χωρίς διερεύνηση της μεταφοράς νερού μπορεί να αυξήσει την ποσότητα του υλικού που είναι διαθέσιμη για απόθεση.

Η σύσταση των επικαθίσεων περιορίζει το πεδίο διερεύνησης

Το χρώμα και η υφή βοηθούν στην τεκμηρίωση μιας απόθεσης, αλλά δεν μπορούν να την ταυτοποιήσουν αξιόπιστα. Ένα σκούρο στρώμα μπορεί να περιέχει οξείδια σιδήρου αναμεμειγμένα με άλατα· μια ανοιχτόχρωμη απόθεση μπορεί να περιέχει πυριτία ή διάφορες ενώσεις επεξεργασίας νερού. Φωτογραφίστε τις επιφάνειες και συλλέξτε δείγματα πριν από το πλύσιμο, την αμμοβολή ή την εφαρμογή χημικών.

Διατηρήστε χωριστά τα δείγματα από διαφορετικές βαθμίδες και εξαρτήματα. Καταγράψτε τη βαθμίδα, την πλευρά του πτερυγίου, την ακτινική θέση, το πάχος της απόθεσης και αν το υλικό είναι χαλαρό ή προσκολλημένο. Η συγκέντρωση όλων των υλικών σε ένα δείγμα αφαιρεί πληροφορίες θέσης που βοηθούν στη διάκριση της μόλυνσης ανάντη από την απόθεση κατά τη διαστολή.

Η στοιχειακή ανάλυση προσδιορίζει τα συστατικά· η ανάλυση ορυκτολογικών φάσεων βοηθά στον προσδιορισμό των ενώσεων που υπάρχουν. Οι δοκιμές υδατοδιαλυτότητας συμβάλλουν επίσης στην επιλογή της μεθόδου καθαρισμού. Οι μικτές επικαθίσεις συχνά απαιτούν περισσότερες από μία αναλυτικές μεθόδους, ιδιαίτερα όταν διαλυτά άλατα συνδέουν σκληρότερα σωματίδια πυριτίας ή οξειδίων.

Εντοπίστε τη μόλυνση στο κύκλωμα νερού και ατμού

Μια διαρροή στον συμπυκνωτή μπορεί να εισαγάγει ακαθαρσίες του νερού ψύξης στο συμπύκνωμα. Το μολυσμένο συμπύκνωμα διεργασίας που επιστρέφει στον κύκλο αποτελεί μια ακόμη οδό, όπου εξάγεται θερμότητα. Οι επικαθίσεις που προκύπτουν στον στρόβιλο εξαρτώνται από τους ρύπους, τη συγκέντρωσή τους στον λέβητα και τον τρόπο με τον οποίο μεταφέρονται στον ατμό.

Συγκρίνετε δείγματα από το νερό αναπλήρωσης, το συμπύκνωμα, το νερό τροφοδοσίας, το νερό λέβητα και τον ατμό εισόδου του στροβίλου. Μια επιδείνωση που εμφανίζεται πρώτα στο συμπύκνωμα υποδεικνύει διαφορετική πηγή από εκείνη που περιορίζεται στο νερό λέβητα. Τα αρχεία χημείας πρέπει επίσης να περιλαμβάνουν αλλαγές στην επεξεργασία, ασυνήθιστα αυξημένη ζήτηση νερού αναπλήρωσης, περιόδους εκκίνησης και κάθε απομόνωση επιστροφών συμπυκνώματος.

Για επικαθίσεις πλούσιες σε σίδηρο, εξετάστε τη μεταφορά προϊόντων διάβρωσης και το πρόσφατο ιστορικό λειτουργίας. Η έκθεση κατά τη διακοπή λειτουργίας, η ακατάλληλη συντήρηση και οι διαταραχές κατά την εκκίνηση μπορούν να απελευθερώσουν συσσωρευμένα οξείδια. Τα μεγαλύτερα σωματίδια οξειδίων μπορούν επίσης να προκαλέσουν διάβρωση λόγω πρόσκρουσης, επομένως μια επιφάνεια με επικαθίσεις και ζημιές από πρόσκρουση μπορεί να υποδηλώνει περισσότερους από έναν μηχανισμούς.

Επαληθεύστε το σύστημα δειγματοληψίας πριν αποδεχτείτε ένα φαινομενικά καθαρό αποτέλεσμα ατμού. Η θέση δειγματοληψίας, η διάταξη λήψης, η κατάσταση της γραμμής, η ψύξη και η απόκριση του αναλυτή επηρεάζουν το αν θα καταγραφεί ένα σύντομο συμβάν μόλυνσης. Ένα καθυστερημένο εργαστηριακό δείγμα που λαμβάνεται αφού αποκατασταθεί η σταθερή λειτουργία δεν μπορεί να ανασυνθέσει μια προηγούμενη αιχμή μεταφοράς νερού.

Διαχωρίστε τα συμπτώματα ρύπανσης από άλλες απώλειες απόδοσης

Οι επικαθίσεις μεταβάλλουν το προφίλ των πτερυγίων, αυξάνουν την τραχύτητα της επιφάνειας και περιορίζουν τις διόδους των ακροφυσίων. Ανάλογα με τη θέση και τη σοβαρότητα, το αποτέλεσμα είναι μειωμένη απόδοση, μεταβολή των πιέσεων βαθμίδας ή μειωμένη ικανότητα διέλευσης ατμού. Συγκρίνετε την πίεση βαθμίδας και τη ροή ατμού υπό ισοδύναμες συνθήκες εισόδου, πίεσης εξαγωγής και φορτίου· μία μόνο ένδειξη πίεσης δεν επαρκεί.

Για έναν ατμοστρόβιλο που κινεί Γεννήτρια, διαθέσιμη σε ονομαστικές ισχείς από 1.5 MW έως 400 MW, η ηλεκτρική ισχύς εξόδου πρέπει να αξιολογείται μαζί με τη ροή ατμού και τις θερμοδυναμικές συνθήκες. Η απώλεια ισχύος από μόνη της δεν μπορεί να διακρίνει τη ρύπανση των πτερυγίων από τη μειωμένη θερμοκρασία εισόδου, την υψηλότερη πίεση συμπυκνωτή ή τους ηλεκτρικούς περιορισμούς.

Η δόνηση απαιτεί την ίδια προσεκτική αξιολόγηση. Η ανομοιόμορφη απόθεση μπορεί να διαταράξει την ισορροπία του δρομέα, αλλά δονήσεις προκαλούν επίσης μεταβολές ευθυγράμμισης, προβλήματα εδράνων, τριβή και ζημιές στα πτερύγια. Συσχετίστε τις τάσεις δόνησης με συμβάντα χημείας και μεταβολές απόδοσης και, στη συνέχεια, επιβεβαιώστε τη μηχανική κατάσταση κατά την επιθεώρηση. Χαλαρό υλικό μπορεί να αποκολληθεί, επομένως μια αιφνίδια μεταβολή της δόνησης δεν αποδεικνύει ότι η ρύπανση έχει υποχωρήσει.

Επιλέξτε την απομάκρυνση και την πρόληψη βάσει του επιβεβαιωμένου μηχανισμού

Επιλέξτε μεθόδους καθαρισμού βάσει της ανάλυσης των επικαθίσεων και της διαδικασίας του κατασκευαστή του στροβίλου. Η πλύση με νερό είναι κατάλληλη για ορισμένα διαλυτά άλατα, ενώ οι επικαθίσεις με υψηλή περιεκτικότητα σε πυριτία ή τα ισχυρά προσκολλημένα οξείδια ενδέχεται να απαιτούν άλλη εγκεκριμένη μέθοδο. Ο ανεξέλεγκτος λειαντικός καθαρισμός μπορεί να μεταβάλει τη γεωμετρία ή το φινίρισμα της επιφάνειας των πτερυγίων· ακατάλληλα χημικά μπορεί να προσβάλουν τα υλικά ή να παραμείνουν παγιδευμένα σε σχισμές.

Πριν από τον καθαρισμό, αξιολογήστε τη διάβρωση με κοιλότητες, τις ρωγμές και τη διάβρωση λόγω φθοράς κάτω από την απόθεση. Ένα πτερύγιο που φαίνεται ρυπασμένο μπορεί επίσης να έχει ζημιές από διάβρωση που απαιτούν επισκευή ή αντικατάσταση. Η πλύση εν λειτουργία πρέπει να πραγματοποιείται μόνο εφόσον επιτρέπεται ρητά από τον σχεδιασμό του στροβίλου και τη διαδικασία λειτουργίας, με καθορισμένα όρια για την εισαγωγή και την αποστράγγιση νερού.

Οι διορθωτικές εργασίες πρέπει να βασίζονται στα στοιχεία: επισκευάστε τα εξαρτήματα διαχωρισμού για τη μηχανική μεταφορά νερού, σταθεροποιήστε τη συμπεριφορά της στάθμης του τυμπάνου κατά τις μεταβατικές καταστάσεις, αποκαταστήστε την απομάκρυνση πυριτίας όταν επιβεβαιώνεται διάσπαση της επεξεργασίας ή απομονώστε την πηγή μόλυνσης στο συμπύκνωμα. Μετά την επανεκκίνηση, παρακολουθήστε τις αντιπροσωπευτικές τιμές χημείας του ατμού κατά την εκκίνηση και τις μεταβολές φορτίου, καθώς και κατά τη σταθερή λειτουργία. Επιθεωρήστε ξανά τις βαθμίδες που είχαν επηρεαστεί προηγουμένως στην επόμενη κατάλληλη διακοπή λειτουργίας, ώστε να διαπιστωθεί αν η απόθεση έχει επιβραδυνθεί ή επανεμφανιστεί.