Depunerile de pe paletele unei turbine WTE provin, de regulă, din impuritățile din abur: picături de apă din cazan antrenate în fluxul de abur, silice transportată în fază de vapori sau produse de coroziune eliberate din circuitul de apă și abur. Măsurile corective depind de materialul prezent și de modul în care acesta a ajuns pe palete. Curățarea restabilește calea de curgere, însă depunerile recurente indică faptul că sursa contaminării sau mecanismul de transport este încă activ.

Într-o centrală de valorificare energetică a deșeurilor, cenușa rezultată din ardere și gazele de ardere rămân în afara traseului normal al aburului prin turbină. Compoziția deșeurilor influențează funcționarea cazanului și suprafețele de transfer termic, însă cenușa de pe partea expusă focului nu stabilește cauza depunerilor din turbină. Pentru diagnosticare sunt necesare dovezi care să lege depunerile de pe palete de chimia aburului, tratarea apei, starea echipamentelor sau un eveniment operațional.

Antrenarea apei din cazan introduce săruri dizolvate

Antrenarea mecanică are loc atunci când picăturile de apă trec de sistemul de separare a aburului din cazan. Aceste picături conțin materii dizolvate și în suspensie din apa cazanului. Când ajung în aburul supraîncălzit și se evaporă, lasă în urmă contaminanți care se pot acumula pe supape, duze și palete.

Un nivel ridicat în tambur, spumarea, componentele deteriorate ale separatorului și funcționarea în afara domeniului de sarcină prevăzut pentru separator cresc toate probabilitatea antrenării apei. Schimbările rapide de sarcină necesită o atenție deosebită. Umflarea nivelului din tambur în timpul reducerii presiunii poate ridica nivelul aparent al apei și perturba separarea, chiar dacă valorile măsurate anterior în regim staționar păreau acceptabile.

Conținutul ridicat de solide dizolvate în apa cazanului favorizează antrenarea apei în condiții nefavorabile. Contaminarea organică, inclusiv pătrunderea uleiului în sistemul de condensat, poate favoriza spumarea. Creșterea purjei poate reduce concentrația solidelor dizolvate, dar nu va repara un separator deteriorat și nici nu va elimina sursa pătrunderii uleiului.

Sodiul dintr-o probă reprezentativă de abur este un indicator util al contaminării, deoarece multe impurități din apa cazanului conțin sodiu. Totuși, o creștere a concentrației de sodiu nu identifică, de una singură, punctul de pătrundere. Comparați momentul apariției acesteia cu nivelul din tambur, rampele de sarcină, chimia apei din cazan și calitatea condensatului. O contaminare de scurtă durată în timpul pornirii sau al unei perturbări de sarcină poate lăsa depuneri, chiar dacă probele ulterioare revin la normal.

Silicea se comportă diferit față de antrenarea picăturilor

Silicea poate ajunge în abur atât prin antrenare mecanică, cât și prin transport în fază de vapori. Repartiția sa între apa cazanului și abur se modifică în funcție de presiune și de chimia apei. Prin urmare, o separare eficientă a picăturilor nu garantează, de una singură, un conținut suficient de scăzut de silice în abur.

Pe măsură ce aburul se destinde prin turbină, capacitatea sa de a reține silice scade, ceea ce permite depunerea silicei pe suprafețele din aval. Treptele afectate depind de condițiile de admisie și de traseul destinderii; atribuirea tuturor depunerilor de silice unei anumite trepte a turbinei nu este fiabilă. Depunerile bogate în silice sunt adesea dure și dificil de îndepărtat numai cu apă.

Prin urmare, o valoare scăzută a sodiului în abur nu demonstrează că controlul silicei este satisfăcător. Silicea din abur trebuie măsurată separat, iar măsurătorile trebuie susținute de date privind silicea din apa cazanului și de înregistrările tratării apei de adaos. În cazul utilizării unei instalații de demineralizare, epuizarea mediului filtrant, străpungerea sau problemele de regenerare pot crește cantitatea de silice care intră în ciclu.

Depunerile care conțin fosfați necesită o interpretare diferită. Într-un cazan cu tratare cu fosfați, prezența fosfatului într-o depunere din turbină susține puternic ipoteza transportării apei din cazan în abur. Creșterea dozării substanțelor chimice fără investigarea antrenării apei poate mări cantitatea de material disponibilă pentru depunere.

Compoziția depunerilor restrânge investigația

Culoarea și textura ajută la documentarea unei depuneri, dar nu permit identificarea fiabilă a acesteia. Un strat închis la culoare poate conține oxizi de fier amestecați cu săruri; o depunere deschisă la culoare poate conține silice sau mai mulți compuși utilizați la tratarea apei. Fotografiați suprafețele și prelevați probe înainte de spălare, sablare sau aplicarea substanțelor chimice.

Păstrați separat probele din diferite trepte și componente. Înregistrați treapta, partea paletei, poziția radială, grosimea depunerii și dacă materialul este desprins sau aderent. Amestecarea tuturor materialelor într-o singură probă elimină informațiile despre amplasare, utile pentru a distinge contaminarea din amonte de depunerea produsă în timpul destinderii.

Analiza elementală identifică elementele constitutive; analiza fazelor minerale ajută la stabilirea compușilor prezenți. Testarea solubilității în apă oferă, de asemenea, informații utile pentru alegerea metodei de curățare. Depunerile mixte necesită adesea mai multe metode de analiză, mai ales când sărurile solubile leagă între ele particule mai dure de silice sau oxizi.

Urmăriți contaminarea prin circuitul de apă și abur

O scurgere în condensator poate introduce impurități din apa de răcire în condensat. Condensatul de proces contaminat, returnat în ciclu, reprezintă o altă cale de pătrundere, atunci când se exportă căldură. Depunerile rezultate în turbină depind de contaminanți, de concentrația lor în cazan și de modul în care aceștia se transferă în abur.

Comparați probele de apă de adaos, condensat, apă de alimentare, apă din cazan și abur de la admisia turbinei. O deteriorare observată mai întâi în condensat indică o sursă diferită de una limitată la apa cazanului. Înregistrările privind chimia trebuie să includă și modificările tratării, necesarul anormal de apă de adaos, perioadele de pornire și orice izolare a retururilor de condensat.

În cazul depunerilor bogate în fier, analizați transportul produselor de coroziune și istoricul recent de funcționare. Expunerea în timpul opririi, conservarea necorespunzătoare și perturbațiile de la pornire pot elibera oxizi acumulați. Particulele mai mari de oxizi pot provoca și eroziune, astfel încât o suprafață care prezintă atât depuneri, cât și deteriorări prin impact poate reflecta mai multe mecanisme.

Verificați sistemul de prelevare înainte de a considera valid un rezultat aparent bun pentru abur. Punctul de prelevare, configurația de extracție, starea conductei, răcirea și răspunsul analizorului influențează captarea unui episod scurt de contaminare. O probă de laborator analizată cu întârziere, după reluarea funcționării stabile, nu poate reconstitui un episod anterior de antrenare a apei.

Distingeți simptomele depunerilor de alte pierderi de performanță

Depunerile modifică profilul paletelor, măresc rugozitatea suprafeței și restricționează pasajele duzelor. În funcție de amplasare și gravitate, rezultatul poate fi reducerea eficienței, modificarea presiunilor pe trepte sau reducerea capacității de admisie. Comparați presiunea pe trepte și debitul de abur la condiții echivalente de admisie, presiune de evacuare și sarcină; o singură valoare a presiunii nu este suficientă.

Pentru o turbină cu abur care antrenează un generator, disponibil în puteri nominale de la 1.5 MW la 400 MW, puterea electrică furnizată trebuie evaluată împreună cu debitul de abur și condițiile termodinamice. Numai pierderea de putere nu permite diferențierea între depunerile de pe palete, temperatura mai scăzută a aburului la admisie, presiunea mai ridicată în condensator și limitările electrice.

Vibrațiile necesită aceeași rigurozitate. Depunerile neuniforme pot dezechilibra rotorul, însă vibrațiile pot fi provocate și de modificări ale alinierii, probleme la lagăre, frecare și deteriorarea paletelor. Corelați tendințele vibrațiilor cu evenimentele chimice și modificările de performanță, apoi confirmați starea mecanică în timpul inspecției. Materialul desprins se poate detașa, astfel încât o schimbare bruscă a vibrațiilor nu dovedește că depunerile au dispărut.

Adaptați îndepărtarea și prevenirea la mecanismul confirmat

Alegeți metodele de curățare pe baza analizei depunerilor și a procedurii producătorului turbinei. Spălarea cu apă este potrivită pentru unele săruri solubile, în timp ce depunerile bogate în silice sau oxizii puternic aderenți pot necesita o altă metodă aprobată. Curățarea abrazivă necontrolată poate modifica geometria paletelor sau finisajul suprafeței; substanțele chimice necorespunzătoare pot ataca materialele sau pot rămâne captive în interstiții.

Înainte de curățare, evaluați pittingul, fisurile și eroziunea de sub depunere. O paletă care pare acoperită de depuneri poate prezenta și deteriorări prin coroziune, necesitând reparații sau înlocuire. Spălarea în timpul funcționării trebuie efectuată numai dacă proiectarea turbinei și procedura de operare o permit în mod explicit, cu limite definite pentru introducerea și evacuarea apei.

Lucrările corective trebuie să urmeze dovezile: reparați componentele de separare în cazul antrenării mecanice, stabilizați comportamentul nivelului din tambur în timpul regimurilor tranzitorii, restabiliți eliminarea silicei atunci când se confirmă străpungerea instalației de tratare sau izolați sursa contaminării din condensat. După repornire, urmăriți evoluția chimiei reprezentative a aburului atât în timpul pornirii și al schimbărilor de sarcină, cât și în regim stabil. Inspectați din nou treptele afectate anterior la următoarea oprire programată adecvată, pentru a stabili dacă depunerile s-au redus sau au reapărut.