Proyecto de modernización de GS Power Bucheon
GS Power contrató a KEPCO KPS y EthosEnergy para abordar los problemas de vida útil del rotor, degradación de la trayectoria del vapor y optimización de la trayectoria del vapor para sus últimas condiciones operativas.
- Objetivos
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- Aumento de la producción de vapor
- Ampliación de la vida útil
- Sectores
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- Generación de energía
- Activo
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- Turbinas de vapor
- Ubicación
- Bucheon, Corea del Sur
Descripción general del proyecto
La instalación de GS Power en Bucheon, Corea del Sur, es una planta de cogeneración diseñada para funcionar tanto en modo de “generación máxima de energía” (Modo III) como en modo de “calefacción urbana” (Modo I). Sin embargo, con las nuevas y más eficientes centrales de ciclo combinado que ahora suministran energía a la red, y otros factores económicos, la instalación de Bucheon funcionó a máxima potencia solo un 10% del tiempo y principalmente en modo I.
El funcionamiento de la planta también había cambiado, ya que se necesitaba vapor adicional para el control de NOx de la turbina de gas. Esto significaba que ahora había menos vapor de alta presión (HP) disponible en la entrada de la turbina de vapor.
Además de un funcionamiento anormal, la turbina de vapor (ST) había experimentado una reducción de la producción en todos los modos, ya que el camino del vapor se había deteriorado. Además, el análisis metalúrgico indicó que el rotor de alta presión se estaba acercando al final de su vida útil. GS Power contrató a KEPCO KPS y EthosEnergy para abordar los problemas de la vida útil del rotor, la degradación del camino del vapor y la optimización del camino del vapor para sus últimas condiciones de funcionamiento.
Principales desafíos
- GS Power necesitaba una garantía de ejecución de la obra, por lo que el reto era definir las condiciones para el nuevo punto de garantía.
- Debido al gran diámetro del pistón de equilibrio, el desgaste puede provocar una gran cantidad de fugas de vapor, lo que equivale a una pérdida de eficiencia; sin embargo, EthosEnergy utilizó un empaque retráctil para ayudar a aliviar este desgaste del empaque.
La solución EthosEnergy
Se necesitaba reemplazar toda la sección del camino de vapor, pero esta configuración de álabes siempre había sido confiable. Por lo tanto, se tomó la decisión de hacer un “reemplazo en especie” para las etapas 1 a 16, o un reemplazo del hardware existente con componentes nuevos diseñados a la inversa, incluidos los porta-álabes y todos los sellos entre etapas.
Para mejorar aún más la eficiencia, el empaque utilizado para sellar el pistón de equilibrio incorporaba un sello de cepillo. Los sellos de cepillo son mucho más eficaces que los sellos de laberinto convencionales para reducir las fugas. Otro beneficio de los sellos de cepillo retráctiles es la mejora de la degradación del sello con el tiempo debido a la flexibilidad de las cerdas.
El análisis metalúrgico de KEPCO KPS identificó la necesidad de reemplazar el rotor y EthosEnergy diseñó, adquirió, mecanizó y ensambló un nuevo rotor forjado. También se suministraron nuevos portapalas y nuevas carcasas de empaquetadura de pistón de equilibrio.
Aspectos destacados del proyecto
El elemento más significativo de la modernización fue el rediseño de la etapa original entre la extracción al calentador de alta presión y el escape de la turbina de alta presión. Los ingenieros de EthosEnergy analizaron varias opciones y concluyeron que una sola etapa de impulso sería más eficiente que las dos etapas de reacción existentes.
12%
Al seleccionar la solución de ingeniería de EthosEnergy, GS Power prolongó la vida útil de su turbina de vapor por varios años y aumentó la producción de la planta en su nueva condición de diseño en aproximadamente un 12 %.
Lo último
Se utilizan métodos de sellado de última generación que deberían ayudar a que la unidad siga siendo confiable y eficiente durante los próximos años.
Antes de lo previsto
Todas las piezas producidas por EthosEnergy se entregaron a tiempo y la instalación de reemplazo de la ruta de vapor se completó antes de lo previsto. La unidad pudo
arrancar y producir energía en el primer reinicio.
Resultados clave
Esta solución de ingeniería proporcionó una mayor área del anillo de escape, mayor eficiencia y confiabilidad mejorada en comparación con un simple reemplazo en especie.
Los resultados de las pruebas que se muestran en la tabla siguiente muestran que las ganancias "tal como se probaron" fueron sustancialmente mejores que los valores garantizados. Existen varias razones para esto, una de ellas es que la fuga del pistón de equilibrio asumida antes de la modernización con sellos de cepillo retráctiles fue muy conservadora. La ganancia en el Modo I para el sello mejorado representó aproximadamente la mitad de las ganancias. Las suposiciones sobre el daño a los sellos de la punta en la turbina HP y la degradación del camino del vapor también fueron conservadoras. KEPCO KPS realizó otras mejoras que representaron el 2% de las ganancias en el Modo I.
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