Projet de rénovation à Bucheon pour GS Power
GS Power a fait appel à KEPCO KPS et EthosEnergy pour aborder des problèmes relatifs à la durée de vie du rotor, la dégradation du circuit de vapeur et l’optimisation de celui-ci, en fonction de ses conditions de fonctionnement les plus récentes.
- Objectifs
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- Augmenter la production de vapeur
- Prolongation de la durée de vie
- Secteurs
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- Production d’électricité
- Actif
-
- Turbines à vapeur
- Localisation
- Bucheon, Corée du Sud
Aperçu du projet
L’installation énergétique de GS Power à Bucheon en Corée du Sud est une centrale mixte électrocalogène (CHP - Combined Heat and Power) conçue pour fonctionner aussi bien en mode « Production d’électricité maximale » (Mode III) qu’en mode « Réseau de chaleur » (Mode I). Cependant, avec les centrales électriques à cycle combiné plus récentes et efficaces qui alimentent désormais le réseau, et en raison d’autres facteurs économiques, l’installation de Bucheon s’est retrouvée à fonctionner en mode Électricité maximale environ 10 % du temps seulement, et à opérer principalement en Mode I.
Le fonctionnement de la centrale a également évolué, car de la vapeur supplémentaire était nécessaire pour le contrôle des émissions de NOx de la turbine à gaz. Cela impliquait que moins de vapeur à haute pression (HP) était disponible à l’entrée de la turbine à vapeur.
Au-delà du fonctionnement normal, la turbine à vapeur (TV) avait enregistré une réduction de la production dans tous les modes, en raison de la détérioration du circuit de vapeur. En outre, l’analyse métallurgique indiquait que le rotor HP s’approchait de la fin de sa durée de vie utile. GS Power a fait appel à KEPCO KPS et EthosEnergy pour aborder des problèmes relatifs à la durée de vie du rotor, la dégradation du circuit de vapeur et l’optimisation de celui-ci, en fonction de ses conditions de fonctionnement les plus récentes.
Principaux défis
- GS Power exigeait une garantie de performance pour les travaux à réaliser. Par conséquent, le défi consistait à définir les conditions pour le nouveau point de garantie.
- En raison du large diamètre du piston d’équilibrage, l’usure peut entraîner une importante fuite de vapeur, qui équivaut à une perte d’efficacité ; cependant, EthosEnergy a utilisé une garniture rétractable pour contribuer à atténuer cette usure de la garniture
La solution d’EthosEnergy
Toute la section du circuit de vapeur nécessitait un remplacement ; cependant, cette configuration de l’aubage avait toujours été fiable. Par conséquent, pour les étages 1 à 16, la décision a été prise d’effectuer un « remplacement en nature », soit un remplacement du matériel existant par de nouvelles composantes réalisées en rétro-ingénierie, y compris les supports des aubes et tous les joints inter-étages.
Pour améliorer encore l’efficience, la garniture utilisée pour sceller le piston d’équilibrage a incorporé un joint à brosse toroïdale. Ces joints sont beaucoup plus efficaces que les joints labyrinthes conventionnels pour réduire les fuites. Un autre bénéfice des joints à brosse toroïdale rétractables est l’amélioration de la dégradation des joints au fil du temps grâce à la souplesse des brosses.
L’analyse métallurgique de KEPCO KPS a identifié la nécessité le remplacer le rotor, et une nouvelle pièce forgée de rotor a été conçue, approvisionnée, usinée et assemblée par EthosEnergy. De nouveaux supports des aubes et de nouveaux logements de garniture du piston d’équilibrage ont également été fournis.
Points saillants du projet
L’élément le plus significatif de la modernisation a été la refonte de la séparation des étages originale entre l’extraction vers le chauffage HP et l’échappement de la turbine HP. Les ingénieurs d’EthosEnergy ont examiné plusieurs options, et ont conclu qu’un étage à impulsion unique serait plus efficace que les deux étages de réaction existants.
12 %
En choisissant la Solution technique d’EthosEnergy, GS Power a prolongé de nombreuses années la durée de vie de sa turbine à vapeur et a amélioré la production de la centrale d’environ 12 % grâce à ses nouvelles caractéristiques de conception.
À l’avant-garde
Les méthodes d’étanchéité d’avant-garde utilisées devraient aider l’unité à rester fiable et efficace pendant les années à venir.
En avance sur le calendrier
Toutes les parties produites par EthosEnergy ont été livrées à temps, et l’installation du remplacement du circuit de vapeur a été achevée en avance sur le calendrier. L’unité a été en mesure de démarrer et de produire de l’électricité dès le premier redémarrage.
Principaux résultats
Cette solution technique a apporté une amélioration de la surface de l’espace annulaire d’échappement, de l’efficacité et de la fiabilité par rapport à un simple remplacement en nature.
Les résultats des tests dans le tableau ci-dessous montrent que les gains « observés par les tests » étaient considérablement supérieurs aux valeurs garanties. Plusieurs raisons expliquent ces résultats. L’une d’entre elles est que l’hypothèse sur la fuite du piston d’équilibrage avant la rénovation pour passer à des joints à brosse toroïdale rétractables était très prudente. Le gain obtenu en Mode I grâce à l’amélioration du joint représentait plus de la moitié du total. Les hypothèses concernant les dommages aux scellements d'extrémité dans la turbine HP et la dégradation du circuit de vapeur étaient également plutôt conservatrices. KEPCO KPS a effectué d’autres améliorations qui représentaient 2 % des gains en Mode I.
En savoir plus
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