ŘEŠENÍ

Čištění rotorů turbín a rotačních strojů pomocí chemické pěny
- popis technologie

Chemické čištění pomocí pěny je uznávanou a ekonomicky atraktivní metodou odstraňování usazenin z průtokových soustav turbín, bez nutnosti jejich demontáže.

Celý proces čištění lze provést v průběhu 24 hodin v rámci několikadenní (zpravidla 4-5 dnů) výluky na dobu vychladnutí turbíny na nezbytnou úroveň a na práce spojené se zapojením agregátu k proplachování pěnou. Po dokončení procesu čištění je turbína rychle předávána k dalšímu provozu.

Parametry čistoty jsou určovány chemickým oddělením elektrárny dohlížejícím na projekt. Typická doba pro získání správných parametrů je maximálně 24 hodin.

deposits on rotor's blades of steam steam turbine

Konkurenční trh vyžaduje nízkonákladovou výrobu. Provozovatelé elektráren se snaží maximálně prodloužit doby mezi generálními opravy. Turbíny by měly během provozu generovat maximální množství výkonu, jelikož jeho pokles o několik nebo několik desítek MW v delším časovém měřítku vede k milionovým ztrátám. A proto musí být výkonnost obnovována ekonomickým způsobem, bez čekání na generální opravy. Pokud je pokles výkonnosti spojen se zhoršenými parametry provozu turbíny (a pokud na základě monitoringu nebyla zjištěna mechanická poškození), je tento pokles často spojen s přítomností usazenin na průtokových prvcích turbíny. Tradiční řešení vyžaduje opravnou výluku, během které bude provedena demontáž turbíny, vyjmutí rotoru a podrobení prvků znečištěných usazeninami proudově-brusnému zpracování. Ačkoliv je tento postup efektivní, stejně tak je časově náročný a nákladný.

Skvělou alternativou pro rychlé a účinné obnovení nominálních parametrů provozu turbíny je metoda chemického čištění pomocí aktivní pěny. Tato metoda nevyžaduje demontáž turbíny, díky čemuž garantuje významné úspory ve srovnání s konvenčními metodami čištění. Ačkoliv se tato technika dočkala uznání jako optimální řešení realizované v rámci plánovaných oprav, v současné době jsou její výhody stále častěji využívány k obnovení nominálních parametrů turbíny během jejího provozu. Takový přístup umožňuje velkou flexibilitu plánování období provozu prostřednictvím prodlužování období mezi opravami a udržení poměrně stálé výkonnosti práce turbíny, bez čekání na generální opravu. Použití prezentované metody pro odstraňování usazenin pomocí chemického čištění pěnou, zajišťuje 100% účinnost a získání nominálního výkonu během sotva několika dnů.

Problém usazenin v turbíně

Rozpuštěné oxidy mědnaté a jiných kovů vznikající v důsledku koroze prvků parní a vodní soustavy bloku (např. z trubek kondenzátorů, regeneračních ohřívačů, potrubí kotle atd.) a nečistoty přiváděné spolu s vodou z kotle, se přepravované párou usazují na různých prvcích oběhu.

V mnoha případech se tyto usazeniny zvětšují v průtokové soustavě turbíny a mění její aerodynamiku, což má za následek zhoršení účinnosti a snížení dosahovaného výkonu.

ložiska soli uvnitř parní turbíny

Řešení problému

Nejlepší metodou, jak se vyhnout problému usazenin v turbínách, je prevence proti jejich tvorbě v rámci provozu vodní a parní soustavy. V praxi je to velmi těžce dosažitelné. Správně prováděný provoz umožňuje značně redukovat přepravu nečistot, avšak zkušenosti ukazují, že ji neomezuje úplně. Proto je pravidelní čištění průtokových soustav nezbytné za účelem udržení správných provozních parametrů turbíny.

Usazeniny se v turbínách objevují zpravidla v energetických blocích, ve kterých jsou vodní a parní soustavy zhotoveny ze slitin mědi (v regeneračních výměnících a kondenzátorech). Tyto usazeniny vznikají během provozu, když se oxidy mědi rozpouštějí v kotelní vodě a jsou uváděny do oběhu. Vypláchnutá měď se může hromadit jak v kovové podobě, tak se může usazovat v podobě fosfátů a jiných solí. Takové znečištění zhoršuje průtok páry turbínou, snižuje výkon a ovlivňuje jednotkovou spotřebu tepla. Měď, která se v kovové podobě usazuje na ocelových prvcích, může zrychlovat elektrochemickou korozi (měď funguje jako katoda, zatímco anoda – slitina železa – ocel koroduje).

proces čištění pěny

Látky používané k eliminaci sloučenin mědi jsou obvykle založeny na HCl, chelátech a alkalických oxidantech. Technologie využívá rozpouštědlo a přísady pro tvorbu pěny. Oxidací zpěněného roztoku pomocí čistého kyslíku nebo peroxidu vodíku je kovová měď podrobována oxidaci do podoby oxidu měďnatého, aby mohla být rozpuštěna rozpouštědlem. Závisle podle povahy usazenin technologie předpokládá přidávání a nepřidávání jiných oxidantů za účelem zvýšení efektivity procesu.

Usazeniny mědi se mohou objevovat na přívodních tryskách, lopatkách a na jiných místech v turbíně. Jelikož se charakteristika rozkladu usazenin může lišit, nezbytné je zajištění přesného kontaktu aktivní pěny se znečištěnými povrchy. Prostřednictvím vtlačování zpěněných chemikálií do turbíny, je celá průtoková soustava až do ústí čištěné části turbíny omývána aktivní pěnou.

Po vychladnutí turbíny na požadovanou teplotu, která se pohybuje mezi 65÷75^oC, celý proces chemického čištění trvá 24-36 hodin, včetně připojení pěnového agregátu k turbíně, oplachování aktivní pěnou, oplachování neutralizační pěnou a oplachování párou. Když turbína zůstane na svém místě, a jejích teplota bude v rozsahu mezi 65-75^oC, pěna bude zaváděna bezprostředně do trysky přes demontované regulační ventily turbíny WP.

vzorkování během procesu čištění

Po odstranění sloučenin mědi z turbíny, bude do jejího vnitřku zavedena vodní pěna (voda + pěnící přísada) za účelem vypláchnutí zbytků aktivních chemikálií. Po této etapě bude turbína oplachována pomocí nasycené páry s nízkou teplotou tak dlouho, dokud se vodivost kondenzátu za turbínou nebude rovnat vodivosti páry přiváděné do turbíny. Parametry čistoty jsou určovány chemickým oddělením elektrárny dohlížejícím na projekt. Typická doba pro získání správných parametrů je maximálně 24 hodin.