Progetto di retrofit di GS Power Bucheon
GS Power ha incaricato KEPCO KPS ed EthosEnergy ad affrontare i problemi della durata di vita del rotore, del degrado del percorso del vapore e dell'ottimizzazione del percorso del vapore per le sue più recenti condizioni operative.
- Obiettivi
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- Aumenta la produzione di vapore
- Prolungamento della durata di vita
- Settori
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- Produzione di energia
- Asset
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- Turbine a vapore
- Sede
- Bucheon, Corea del Sud
Panoramica del progetto
L'installazione di GS Power a Bucheon, in Corea del Sud, è un impianto di cogenerazione (CHP) progettato per funzionare sia in modalità “Massima generazione di energia” (Modalità III), sia in modalità “Teleriscaldamento” (Modalità I). Tuttavia, grazie alle centrali elettriche a ciclo combinato più nuove e più efficienti che forniscono attualmente la rete e grazie ad altri fattori economici, l’impianto di Bucheon si è ritrovato a funzionare solo alla potenza massima circa il 10% delle volte e a funzionare principalmente in Modalità I.
Il funzionamento dell'impianto era altrettanto cambiato, poiché era necessario del vapore aggiuntivo per il controllo degli NOx delle turbine a gas. Questo significava che era disponibile meno vapore ad alta pressione (AP) all’ingresso della turbina a vapore.
Oltre al funzionamento normale, la turbina a vapore (TV) aveva subito una riduzione della potenza in tutte le modalità, poiché il percorso del vapore si era deteriorato. Inoltre, l'analisi metallurgica ha indicato che il rotore di AP si stava avvicinando alla fine della sua durata di vita utile. GS Power ha incaricato KEPCO KPS ed EthosEnergy ad affrontare i problemi della durata di vita del rotore, del degrado del percorso del vapore e dell'ottimizzazione del percorso del vapore per le sue più recenti condizioni operative.
Sfide chiave
- GS Power ha richiesto una garanzia di prestazione per il completamento dei lavori. Quindi la sfida era definire le condizioni per il nuovo punto di garanzia.
- A causa dell'ampio diametro del pistone di bilanciamento, l'usura può portare a una grande quantità di perdite di vapore, il che equivale a una perdita di efficienza, tuttavia EthosEnergy ha utilizzato una baderna retrattile per alleviare questa usura della baderna
La soluzione di EthosEnergy
Doveva essere sostituita l’intera sezione del percorso del vapore, tuttavia, questa configurazione di palettatura era sempre stata affidabile. Pertanto, è stata presa la decisione, per le fasi da 1 a 16, di effettuare una "sostituzione in natura", ovvero una sostituzione dell'hardware esistente con componenti nuovi e retro-ingegnerizzati, inclusi i portalama e tutte le guarnizioni interstadio.
Per migliorare ulteriormente l’efficienza, la guarnizione utilizzata per sigillare il pistone di bilanciamento incorporava una guarnizione a spazzola. Le guarnizioni a spazzola sono molto più efficaci delle tradizionali guarnizioni a labirinto nel ridurre le perdite. Un ulteriore vantaggio delle guarnizioni a spazzola retrattili è il miglioramento della degradazione della guarnizione nel tempo dovuto alla cedevolezza delle setole.
L'analisi metallurgica di KEPCO KPS ha identificato la necessità di sostituire il rotore e un nuovo rotore forgiato doveva essere progettato, acquistato, lavorato e assemblato da EthosEnergy. Sono stati inoltre forniti nuovi portalama e nuovi alloggiamenti per baderne del pistone di bilanciamento.
Punti salienti del progetto
L’elemento più significativo dell’upgrade è stato il re-design dell'originaria stadiazione tra l'aspirazione al riscaldatore AP e lo scarico della turbina AP. Gli ingegneri di EthosEnergy hanno esaminato diverse opzioni e hanno concluso che un singolo stadio d’impulso sarebbe più efficiente rispetto ai due stadi di reazione esistenti.
12%
Selezionando la soluzione ingegnerizzata di EthosEnergy GS Power ha esteso di numerosi anni la vita della sua turbina a vapore, aumentando del 12% circa la produzione dell’impianto alle sue nuove condizioni di progettazione.
Metodi all’avanguardia
Sono stati utilizzati dei metodi di sigillatura all’avanguardia che dovrebbero aiutare l’unità a rimanere affidabile ed efficiente per gli anni a venire.
In anticipo sul programma
Tutte le parti prodotte da EthosEnergy sono state consegnate in tempo e l’installazione di sostituzione del percorso del vapore è stata finalizzata prima del previsto. L'unità è stata in grado di avviarsi e produrre energia al primo riavvio.
Risultati chiave
Questa soluzione ingegnerizzata ha fornito una maggiore area dell’anello di scarico, una maggiore efficienza, con una maggiore affidabilità rispetto a una semplice sostituzione in natura.
I risultati dei test nella tabella seguente mostrano che i guadagni “A verifica eseguita” sono stati sostanzialmente migliori dei valori garantiti. Vi sono diverse ragioni a riguardo, una è la presunta perdita del pistone di bilanciamento prima che il retrofit delle guarnizioni a spazzola retrattili fosse molto conservativo. Il guadagno in Modalità I per il sigillo migliorato rappresentava circa la metà dei guadagni. Inoltre, le ipotesi di danneggiamento delle guarnizioni di punta nella turbina HP e del degrado del percorso del vapore erano conservative. KEPCO KPS ha apportato altri miglioramenti che hanno rappresentato il 2% dei guadagni in Modalità I.
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