Projet de modernisation de la centrale électrique GS de Bucheon
GS Power a fait appel à KEPCO KPS et EthosEnergy pour résoudre les problèmes de durée de vie du rotor, de dégradation du trajet de vapeur et d'optimisation du trajet de vapeur pour ses dernières conditions de fonctionnement.
- Objectifs
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- Augmenter la production de vapeur
- Prolongation de la durée de vie
- Secteurs
-
- Production d'énergie
- Actif
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- Turbines à vapeur
- Localisation
- Bucheon, Corée du Sud
Aperçu du projet
L'installation GS Power de Bucheon, en Corée du Sud, est une centrale de cogénération conçue pour fonctionner à la fois en mode « production d'énergie maximale » (mode III) et en mode « chauffage urbain » (mode I). Cependant, avec des centrales à cycle combiné plus récentes et plus efficaces qui alimentent désormais le réseau, et d'autres facteurs économiques, l'installation de Bucheon s'est retrouvée à fonctionner à puissance maximale seulement environ 10 % du temps, et principalement en mode I.
Le fonctionnement de l'usine a également changé, car davantage de vapeur était nécessaire pour contrôler les NOx de la turbine à gaz. Cela signifiait que moins de vapeur haute pression (HP) était disponible à l'entrée de la turbine à vapeur.
Outre le fonctionnement anormal, la turbine à vapeur (ST) a connu une réduction de rendement dans tous les modes, car le trajet de vapeur s'est détérioré. De plus, l'analyse métallurgique a indiqué que le rotor HP approchait de la fin de sa durée de vie utile. GS Power a fait appel à KEPCO KPS et EthosEnergy pour résoudre les problèmes de durée de vie du rotor, de dégradation du trajet de vapeur et d'optimisation du trajet de vapeur pour ses dernières conditions de fonctionnement.
Principaux défis
- GS Power avait besoin d'une garantie de bonne exécution pour que les travaux soient terminés. Le défi consistait donc à définir les conditions du nouveau point de garantie.
- En raison du grand diamètre du piston d'équilibrage, l'usure peut entraîner de nombreuses fuites de vapeur, ce qui équivaut à une perte d'efficacité. Cependant, EthosEnergy a utilisé une garniture rétractable pour aider à atténuer cette usure de la garniture.
La solution EthosEnergy
La totalité de la section du circuit de vapeur devait être remplacée, mais cette configuration de pales avait toujours été fiable. Par conséquent, la décision a été prise, pour les étapes 1 à 16, de procéder à un « remplacement en nature », c'est-à-dire de remplacer le matériel existant par de nouveaux composants rétroconçus, notamment les porte-pales et tous les joints inter-étages.
Pour améliorer encore l'efficacité, la garniture utilisée pour sceller le piston d'équilibrage intègre un joint à brosse. Les joints à brosse sont beaucoup plus efficaces que les joints à labyrinthe classiques pour réduire les fuites. Un autre avantage des joints à brosse rétractables est la meilleure dégradation du joint au fil du temps grâce à la souplesse des poils.
L'analyse métallurgique KEPCO KPS a identifié la nécessité de remplacer le rotor et un nouveau rotor forgé devait être conçu, acheté, usiné et assemblé par EthosEnergy. De nouveaux porte-lames et de nouveaux boîtiers de garniture de piston d'équilibrage ont également été fournis.
Faits saillants du projet
L'élément le plus important de la mise à niveau a été la refonte de l'étagement d'origine entre l'extraction vers le réchauffeur HP et l'échappement de la turbine HP. Les ingénieurs d'EthosEnergy ont examiné plusieurs options et ont conclu qu'un seul étage d'impulsion serait plus efficace que les deux étages de réaction existants.
12%
En choisissant la solution
technique d'EthosEnergy, GS Power a prolongé la durée de vie de sa turbine
à vapeur de plusieurs années et a augmenté la production de l'usine dans ses nouvelles conditions de conception d'environ 12 %.
État de l'art
Des méthodes d’étanchéité de pointe sont utilisées qui devraient aider l’unité à rester fiable et efficace pour les années à venir.
En avance sur le calendrier
Toutes les pièces produites par EthosEnergy ont été livrées à temps et l'installation du circuit de vapeur a été achevée plus tôt que prévu. L'unité a pu
démarrer et produire de l'électricité dès le premier redémarrage.
Principaux résultats
Cette solution technique a permis d'augmenter la surface de l'anneau d'échappement, d'améliorer l'efficacité et d'améliorer la fiabilité par rapport à un simple remplacement en nature.
Les résultats des tests présentés dans le tableau ci-dessous montrent que les gains « tels que testés » étaient nettement supérieurs aux valeurs garanties. Il y a plusieurs raisons à cela, l'une d'entre elles étant que la fuite supposée du piston d'équilibrage avant la mise à niveau des joints à brosse rétractables était très prudente. Le gain en mode I pour le joint amélioré représentait environ la moitié des gains. Les hypothèses concernant les dommages aux joints d'extrémité de la turbine HP et la dégradation du trajet de vapeur étaient également du côté prudent. KEPCO KPS a réalisé d'autres améliorations qui représentaient 2 % des gains en mode I.
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