Γιατί μειώνεται η απόδοση του ατμοστροβίλου: Συνήθεις αιτίες και πρακτικές λύσεις

Όταν η απόδοση αρχίζει να μειώνεται, τι πρέπει να ελέγξουν πρώτα οι ομάδες συντήρησης;

Όταν ένας ατμοστρόβιλος χάνει την απόδοσή του, το πρόβλημα σπάνια παραμένει μεμονωμένο. Το φορτίο μπορεί να παραμένει σταθερό για κάποιο διάστημα, όμως ο ειδικός ρυθμός κατανάλωσης θερμότητας, η κατανάλωση ατμού, ο κίνδυνος κραδασμών και το κόστος συντήρησης συνήθως αρχίζουν να επιδεινώνονται ταυτόχρονα. Για τις ομάδες συντήρησης μετά την πώληση, ο ταχύτερος τρόπος περιορισμού της αιτίας είναι η σύγκριση των τρεχόντων δεδομένων λειτουργίας με τη συνήθη βασική κατάσταση της μονάδας, αντί για την αντιμετώπιση ενός συναγερμού κάθε φορά.

Ξεκινήστε από τα βασικά: την πίεση και τη θερμοκρασία του ατμού εισόδου, την πίεση εξαγωγής, την ισχύ εξόδου, τις συνθήκες εξαγωγής, εφόσον χρησιμοποιούνται, την απόδοση της στεγανοποίησης των στυπτηρίων, τις θερμοκρασίες των εδράνων, την τάση των κραδασμών και τη θέση των βαλβίδων. Η πτώση της απόδοσης συχνά οφείλεται σε ασυμφωνία μεταξύ των συνθηκών ατμού και του σημείου σχεδιασμού του στροβίλου, σε εσωτερικές διαρροές, επικαθίσεις ή μηχανική φθορά. Εάν οι τιμές μεταβλήθηκαν σταδιακά, εξετάστε την υποβάθμιση. Εάν μεταβλήθηκαν ξαφνικά, εξετάστε διαταραχή λειτουργίας, διαρροή ή σφάλμα οργάνου μέτρησης.

Μπορεί πράγματι η κακή ποιότητα ατμού να προκαλέσει αισθητή πτώση της απόδοσης;

Ναι, και αποτελεί μία από τις συνηθέστερες αιτίες. Ο υγρός ατμός, η απώλεια υπερθέρμανσης ή η μόλυνση μειώνουν την ενέργεια που είναι πραγματικά διαθέσιμη στα πτερύγια. Προκαλούν επίσης δευτερογενείς ζημιές. Η υγρασία ενισχύει τη διάβρωση στα τελευταία στάδια, ενώ τα στερεά που μεταφέρονται με τον ατμό μπορούν να επικαθίσουν στα ακροφύσια και στα πτερύγια, μεταβάλλοντας τη διατομή ροής και μειώνοντας την απόδοση ακόμη και πριν εμφανιστούν εμφανείς ζημιές.

Για τις ομάδες συντήρησης, ο πρακτικός έλεγχος δεν είναι μόνο «Είναι ο ατμός εντός προδιαγραφών;», αλλά και «Αποκλίνουν οι συνθήκες ατμού από εκείνες για τις οποίες είχε ρυθμιστεί να λειτουργεί αυτό το μηχάνημα;». Ένας στρόβιλος μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί με ατμό εκτός σχεδιασμού, αλλά θα το κάνει με χαμηλότερη απόδοση και μεγαλύτερες εσωτερικές καταπονήσεις. Εάν η μονάδα χρησιμοποιείται για παραγωγή ενέργειας από βιομάζα, αξιοποίηση απορριπτόμενης θερμότητας ή παροχή θερμότητας, η ποιότητα του ατμού μπορεί να μεταβάλλεται περισσότερο από όσο αναμένουν οι χειριστές, επομένως η ανασκόπηση των τάσεων έχει σημασία.

Πώς εμφανίζονται στην πραγματική λειτουργία οι επικαθίσεις και η διάβρωση των πτερυγίων;

Συνήθως ως αργή απώλεια ισχύος εξόδου ή ως ανάγκη για περισσότερο ατμό προκειμένου να διατηρηθεί το ίδιο φορτίο. Οι επικαθίσεις στενεύουν τις διόδους και διαταράσσουν την εκτόνωση του ατμού. Η διάβρωση δρα αντίστροφα, με διαφορετικό τρόπο: καταστρέφει το προφίλ των πτερυγίων, μειώνει την αεροδυναμική απόδοση και μπορεί να διαταράξει την ισορροπία των βαθμίδων. Κανένα από τα δύο προβλήματα δεν προκαλεί πάντοτε άμεση κατάσταση διακοπής λειτουργίας, γι’ αυτό συχνά δεν εντοπίζονται έγκαιρα.

Συνήθεις ενδείξεις στο πεδίο περιλαμβάνουν:

• Υψηλότερο ειδικό ρυθμό κατανάλωσης ατμού με αμετάβλητη ισχύ εξόδου
• Μετατόπιση του προφίλ πίεσης των βαθμίδων σε σχέση με τις ιστορικές τιμές
• Σταδιακή αύξηση των κραδασμών μετά από παρατεταμένη λειτουργία
• Μειωμένη απόκριση κατά τις μεταβολές φορτίου

Εάν υπάρχει διαθέσιμο άνοιγμα επιθεώρησης, αναζητήστε επικαθίσεις, τραχιές ακμές πτερυγίων ή σημάδια διάβρωσης από το νερό στο τμήμα χαμηλής πίεσης. Η αναμονή μέχρι τη γενική επισκευή για να επιβεβαιωθεί αυτό που είχαν ήδη υποδείξει τα δεδομένα τάσεων συνήθως κοστίζει περισσότερο σε απώλεια απόδοσης από ό,τι η ίδια η επιθεώρηση.

Τι ισχύει για τις στεγανοποιήσεις και τα διάκενα; Είναι πράγματι τόσο σημαντικά;

Είναι πολύ σημαντικά. Οι εσωτερικές διαρροές μέσω των στεγανοποιήσεων στυπτηρίων, των λαβυρινθωδών στεγανοποιήσεων και των αυξημένων διακένων των βαθμίδων μπορούν να μειώσουν αθόρυβα την απόδοση ακόμη και ενός μηχανήματος που φαίνεται να είναι σε καλή κατάσταση. Ο στρόβιλος μπορεί να συνεχίζει να λειτουργεί ομαλά, όμως χρήσιμος ατμός παρακάμπτει τη διαδρομή των πτερυγίων αντί να παράγει έργο.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για μονάδες που έχουν υποστεί επανειλημμένες εκκινήσεις, θερμικούς κύκλους ή περιστατικά παραμόρφωσης του ρότορα και του κελύφους. Η αύξηση των διακένων δεν είναι πάντοτε αρκετά έντονη ώστε να ενεργοποιήσει μηχανικό συναγερμό. Συχνά εμφανίζεται αρχικά ως χειρότερος ειδικός ρυθμός κατανάλωσης θερμότητας ή ως μικρότερο περιθώριο ισχύος εξόδου. Εάν οι συνθήκες εξαγωγής, οι συνθήκες εισόδου ατμού και η ζήτηση φορτίου φαίνονται φυσιολογικές, αλλά η απόδοση συνεχίζει να μειώνεται, οι διαρροές πρέπει να ανέβουν ψηλά στη λίστα των πιθανών αιτιών.

Θα μπορούσε το συμπυκνωτή ή η πλευρά της αντίθλιψης να είναι το πραγματικό πρόβλημα;

Απολύτως. Πολλές ομάδες εστιάζουν πρώτα στα εσωτερικά του στροβίλου, όμως το ανεπαρκές κενό ή η αυξημένη αντίθλιψη μπορούν να μειώσουν γρήγορα την απόδοση, ιδιαίτερα στις μονάδες συμπύκνωσης. Εάν ο συμπυκνωτής έχει επικαθίσεις, αυξάνεται η εισροή αέρα ή μειώνεται η απόδοση ψύξης, το άκρο εξαγωγής του στροβίλου χάνει το πλεονέκτημα της εκτόνωσής του. Στη συνέχεια, το μηχάνημα χρειάζεται περισσότερο ατμό για την ίδια ισχύ εξόδου.

Ελέγξτε την τάση του κενού του συμπυκνωτή, την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού ψύξης, την απόδοση απομάκρυνσης αέρα και τυχόν ενδείξεις διαρροής στην πλευρά του κενού. Σε εφαρμογές αντίθλιψης ή εξαγωγής-αντίθλιψης, εξετάστε εάν η ζήτηση της κατάντη διεργασίας έχει μεταβάλει το σημείο λειτουργίας. Ένας στρόβιλος μπορεί να είναι μηχανικά άρτιος και παρ’ όλα αυτά να φαίνεται αναποτελεσματικός, επειδή το σύστημα γύρω του δεν του παρέχει πλέον τις ίδιες συνθήκες.

Πώς μπορείτε να διακρίνετε ένα πρόβλημα οργάνων μέτρησης από μια πραγματική απώλεια απόδοσης;

Αναζητήστε ασυνέπεια μεταξύ σχετικών μετρήσεων. Μια πραγματική πτώση της απόδοσης συνήθως αφήνει ένα μοτίβο: αυξημένη κατανάλωση ατμού, μεταβολή των συνθηκών των βαθμίδων, αλλαγή στην απόδοση εξαγωγής ή μετατόπιση στη ζήτηση των βαλβίδων. Ένας ελαττωματικός μεταδότης συχνά δημιουργεί μία μόνο παράξενη ένδειξη που δεν συμφωνεί με τη συμπεριφορά της υπόλοιπης διεργασίας.

Ένας γρήγορος έλεγχος εγκυρότητας των δεδομένων εξοικονομεί χρόνο. Οι ομάδες συντήρησης χάνουν πολλές ώρες όταν ανοίγουν τον εξοπλισμό προτού επιβεβαιώσουν ότι οι μετρήσεις είναι αξιόπιστες.

Ποιες διορθώσεις αποδίδουν συνήθως ταχύτερα χωρίς να απαιτείται αναμονή για μεγάλη γενική επισκευή;

Τα βραχυπρόθεσμα οφέλη συνήθως προέρχονται από διορθώσεις λειτουργίας και καθαρισμό στην πλευρά του συστήματος. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την επαναφορά των συνθηκών ατμού, την επισκευή βαλβίδων με διαρροή, τη βελτίωση της στεγανοποίησης των στυπτηρίων, τον καθαρισμό των επιφανειών του συμπυκνωτή, τη διόρθωση προβλημάτων κενού και την επαλήθευση των ρυθμίσεων εξαγωγής. Εάν το μηχάνημα λειτουργεί εκτός σχεδιασμού για λόγους που σχετίζονται με τη διεργασία, ακόμη και μια μικρή διόρθωση στο σημείο φορτίου μπορεί να ανακτήσει αισθητή απόδοση.

Για απώλειες που σχετίζονται με το υλικό, οι πρακτικές διορθώσεις εξαρτώνται από όσα θα επιβεβαιώσετε κατά την επιθεώρηση: καθαρισμός πτερυγίων, αντικατάσταση στεγανοποιήσεων, αποκατάσταση διακένων, επισκευή βαλβίδων ή συντήρηση της διαδρομής του ρότορα. Το βασικό είναι να αντιστοιχίσετε τη διόρθωση στον μηχανισμό της απώλειας. Ο καθαρισμός δεν θα λύσει μια διαρροή και οι εργασίες στις στεγανοποιήσεις δεν θα αποκαταστήσουν την ισχύ που χάθηκε λόγω σοβαρής διάβρωσης.

Πότε έχει νόημα η επανεξέταση του τύπου ή της διαμόρφωσης του στροβίλου αντί για την επισκευή μόνο των εξαρτημάτων;

Εάν η μονάδα λειτουργεί επανειλημμένα πολύ μακριά από την αρχική της χρήση, το πρόβλημα μπορεί να είναι ασυμφωνία εφαρμογής και όχι μόνο φθορά. Αυτό εμφανίζεται σε εγκαταστάσεις με μεταβαλλόμενο θερμικό ισοζύγιο, ζήτηση εξαγωγής ατμού ή εποχιακά πρότυπα λειτουργίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα δεδομένα συντήρησης μπορούν να βοηθήσουν να καθοριστεί εάν η τρέχουσα διαμόρφωση εξακολουθεί να ταιριάζει στη διεργασία.

Εδώ αποκτά σημασία μια ευρύτερη αξιολόγηση του εξοπλισμού. Η SINO-QNP παρέχει λύσεις Ατμοστροβίλων για βιομηχανική κίνηση, συνδυασμένο κύκλο, θερμοηλεκτρική παραγωγή, αξιοποίηση απορριπτόμενης θερμότητας και εφαρμογές παροχής θερμότητας, συμπεριλαμβανομένων σχεδιασμών τύπου δράσης και τύπου αντίδρασης. Ανάλογα με τη ζήτηση της διεργασίας, οι διατάξεις συμπύκνωσης, εξαγωγής-συμπύκνωσης, αντίθλιψης ή εξαγωγής-αντίθλιψης μπορεί να επηρεάζουν το πόσο αποδοτικά λειτουργεί η μονάδα στην πραγματική υπηρεσία, όχι μόνο στα χαρτιά.

Ποια λάθη επιδεινώνουν τα προβλήματα απόδοσης κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων;

Τρία λάθη εμφανίζονται συχνά. Το ένα είναι η εστίαση μόνο στον στρόβιλο και η παραμέληση της πηγής ατμού ή του συμπυκνωτή. Το άλλο είναι η σύγκριση των τρεχουσών ενδείξεων με τα δεδομένα σχεδιασμού χωρίς να ελέγχεται εάν το μηχάνημα λειτουργεί στο ίδιο σημείο φορτίου. Το τρίτο είναι η αντιμετώπιση κάθε απώλειας απόδοσης ως προβλήματος συντήρησης, ενώ στην πραγματικότητα την προκαλούν οι συνθήκες της διεργασίας.

Μια πιο αξιόπιστη προσέγγιση είναι η εξής σειρά: επιβεβαιώστε τα όργανα, επαληθεύστε τις συνθήκες ατμού και εξαγωγής, συγκρίνετε τα δεδομένα τάσεων με μια γνωστή καλή περίοδο και στη συνέχεια επιθεωρήστε για διαρροές, επικαθίσεις, διάβρωση ή μηχανικές μεταβολές. Για μεγαλύτερες μονάδες, ιδιαίτερα στο εύρος ισχύος από 3 MW έως 300 MW ή στο ευρύτερο εύρος από 0.5 MW έως 400 MW που συναντάται σε διαφορετικές εφαρμογές, αυτή η σειρά μειώνει την περιττή αποσυναρμολόγηση και βοηθά τις ομάδες να τεκμηριώσουν το κατάλληλο εύρος διορθωτικών ενεργειών.

Εάν χρειάζεστε έναν κανόνα για να παραμείνει η διάγνωση στη σωστή κατεύθυνση, χρησιμοποιήστε τον εξής: μην αξιολογείτε έναν ατμοστρόβιλο μόνο από την ισχύ εξόδου. Αξιολογήστε τον με βάση την ισχύ εξόδου, τις συνθήκες ατμού, την απόδοση της πλευράς εξαγωγής και το πόσο έχει απομακρυνθεί το τρέχον σημείο λειτουργίας από το κανονικό πρότυπο της μονάδας. Συνήθως εκεί εμφανίζεται πρώτα η πραγματική απάντηση.