GS Power Bucheon Nachrüstprojekt
GS Power beauftragte KEPCO KPS und EthosEnergy, sich mit den Problemen der Rotorlebensdauer, der Dampfpfadverschlechterung und der Dampfpfadoptimierung für seine neuesten Betriebsbedingungen zu befassen.
- Ziele
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- Dampferzeugung erhöhen
- Lebensdauerverlängerung
- Sektoren
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- Stromerzeugung
- Anlage
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- Dampfturbinen
- Standort
- Bucheon, Südkorea
Projektübersicht
Die GS Power-Anlage in Bucheon, Südkorea, ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW), das sowohl für den Betrieb im Modus „Maximale Stromerzeugung“ (Modus III) als auch im Modus „Fernwärme“ (Modus I) ausgelegt ist. Da jedoch neuere und effizientere Gas- und Dampfkraftwerke das Netz versorgen und andere wirtschaftliche Faktoren eine Rolle spielen, lief die Anlage in Bucheon nur etwa 10 % der Zeit mit maximaler Leistung und hauptsächlich im Modus I.
Auch der Betrieb des Kraftwerks hatte sich geändert, da zur NOx-Kontrolle der Gasturbine zusätzlicher Dampf benötigt wurde. Dies bedeutete nun, dass am Dampfturbineneinlass weniger Hochdruckdampf (HD-Dampf) zur Verfügung stand.
Neben dem nicht normalen Betrieb hatte die Dampfturbine (ST) in allen Modi einen Leistungsrückgang erfahren, da sich der Dampfweg verschlechtert hatte. Darüber hinaus deutete die metallurgische Analyse darauf hin, dass sich der HP-Rotor dem Ende seiner Nutzungsdauer näherte. GS Power beauftragte KEPCO KPS und EthosEnergy, sich mit den Problemen der Rotorlebensdauer, der Dampfwegverschlechterung und der Dampfwegoptimierung für die neuesten Betriebsbedingungen zu befassen.
Wesentliche Herausforderungen
- GS Power verlangte eine Leistungsgarantie für die durchzuführenden Arbeiten. Die Herausforderung bestand daher darin, die Bedingungen für den neuen Garantiepunkt zu definieren.
- Aufgrund des großen Durchmessers des Ausgleichskolbens kann Verschleiß zu einem starken Dampfaustritt führen, was einen Effizienzverlust zur Folge hat. EthosEnergy verwendet jedoch eine einziehbare Packung, um diesen Packungsverschleiß zu verringern.
Die EthosEnergy-Lösung
Der gesamte Abschnitt des Dampfpfads musste ersetzt werden, diese Schaufelkonfiguration war jedoch immer zuverlässig. Daher wurde entschieden, für die Stufen 1 bis 16 einen „Ersatz in natura“ vorzunehmen oder die vorhandene Hardware durch neue, rückwärts entwickelte Komponenten einschließlich der Schaufelträger und aller Zwischenstufendichtungen zu ersetzen.
Um die Effizienz weiter zu verbessern, wurde in die Dichtung des Ausgleichskolbens eine Bürstendichtung eingebaut. Bürstendichtungen sind bei der Reduzierung von Leckagen wesentlich wirksamer als herkömmliche Labyrinthdichtungen. Ein weiterer Vorteil einziehbarer Bürstendichtungen ist die verbesserte Abnutzung der Dichtung im Laufe der Zeit aufgrund der Nachgiebigkeit der Borsten.
Die metallurgische Analyse von KEPCO KPS ergab, dass der Rotor ausgetauscht werden musste. EthosEnergy musste ein neues Rotor-Schmiedeteil entwerfen, beschaffen, bearbeiten und montieren. Außerdem wurden neue Schaufelträger und neue Ausgleichskolben-Packungsgehäuse geliefert.
Projekt-Highlights
Das wichtigste Element der Modernisierung war die Neugestaltung der ursprünglichen Stufenschaltung zwischen der Entnahme zum Hochdruckheizer und dem Auspuff der Hochdruckturbine. Die Ingenieure von EthosEnergy untersuchten mehrere Optionen und kamen zu dem Schluss, dass eine einzelne Impulsstufe effizienter wäre als die beiden vorhandenen Reaktionsstufen.
12 %
Durch die Entscheidung für die Engineered Solution von EthosEnergy konnte GS Power die Lebensdauer seiner Dampfturbine um viele Jahre verlängern und die Anlagenleistung im neuen Konstruktionszustand um etwa 12 % steigern.
Stand der Technik
Es kommen hochmoderne Versiegelungsmethoden zum Einsatz, die dafür sorgen sollen, dass das Gerät auch in den kommenden Jahren zuverlässig und effizient bleibt.
Vor dem Zeitplan
Alle von EthosEnergy hergestellten Teile wurden pünktlich geliefert und die Installation des Dampfwegersatzes wurde vorzeitig abgeschlossen. Die Anlage konnte beim ersten Neustart gestartet werden und Strom erzeugen.
Wichtigste Ergebnisse
Diese technische Lösung bietet im Vergleich zu einem einfachen Ersatz gleicher Bauart eine größere Abgasringfläche, höhere Effizienz und verbesserte Zuverlässigkeit.
Die Testergebnisse in der folgenden Tabelle zeigen, dass die „getesteten“ Gewinne wesentlich besser waren als die garantierten Werte. Dafür gibt es mehrere Gründe. Einer davon ist, dass die angenommene Leckage des Ausgleichskolbens vor der Nachrüstung auf einziehbare Bürstendichtungen sehr konservativ war. Der Gewinn in Modus I für die verbesserte Dichtung machte etwa die Hälfte der Gewinne aus. Die Annahmen für Schäden an den Spitzendichtungen in der HD-Turbine und die Verschlechterung des Dampfpfads waren ebenfalls konservativ. KEPCO KPS nahm andere Verbesserungen vor, die 2 % der Gewinne in Modus I ausmachten.
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