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Jun 05, 2023

Richtlinien für effektive HRSG-Inspektionen

Vernachlässigte oder willkürliche Inspektionen von Einheiten können zu Geräteausfällen und sogar zu Ausfällen führen

Vernachlässigte oder willkürliche Inspektionen von Anlagen können zu Geräteausfällen führen und, was noch wichtiger ist, möglicherweise die Sicherheit der Mitarbeiter gefährden.

Von Alejandro Rodas, Vorschlagsingenieur, Bremco

In den letzten drei Jahrzehnten haben GuD-Kraftwerke viele Kohlekraftwerke ersetzt, da unser Land sich bemüht, die Kohlendioxidemissionen zu reduzieren.

Ein Merkmal jeder GuD-Einheit ist der Abhitzedampferzeuger, der die Abgaswärme der Verbrennungsturbine in Dampf für die zusätzliche Stromerzeugung umwandelt, was zu einer Steigerung des Nettowirkungsgrads um etwa 20 % führt. Lastwechsel sind im Grunde die Norm für Kombikraftwerke, was eine große thermische, mechanische und wasser-/dampfchemische Belastung für HRSGs darstellt.

Dieser Artikel bietet einen Überblick über viele wichtige HRSG-Inspektionspunkte bei geplanten (und manchmal erzwungenen) Ausfällen.

Während HRSGs in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sind, ist die häufigste Ausführung die Dreifachdruck-Trommelausführung, wie in Abbildung 1 unten dargestellt.

Schon aus dieser grundlegenden Abbildung geht hervor, dass die Wasser-/Dampf- und Gaswege von HRSG komplex sein können und regelmäßige und gründliche Inspektionen vieler Komponenten erforderlich sind, um einen zuverlässigen und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die folgende Diskussion beleuchtet viele, aber sicherlich nicht alle wichtigen Inspektionen und Inspektionstechniken. Angesichts der engen Abstände der Verdampferrohrbündel, auch Harfen genannt, und anderer Geräte innerhalb eines HRSG sind für eine gründliche Bewertung des Gerätezustands Methoden erforderlich, die über die einfache visuelle Beobachtung hinausgehen, einschließlich zerstörungsfreier Techniken.

Visuelle Trommelinspektionen sollten Standard sein und können viel über die Wirksamkeit von Kesselwasseraufbereitungsprogrammen aussagen. Große Ablagerungen von losem Material auf dem/den Trommelboden(n) deuten auf Korrosion in anderen Teilen des Systems oder möglicherweise auf das Eindringen von Verunreinigungen aus einem Dampfoberflächenkondensator hin, wo die Verunreinigungen mit Chemikalien zur Kesselwasseraufbereitung reagiert haben. Die endoskopische Untersuchung von Fasssteigrohren ist ebenfalls wichtig.

Das empfohlene Programm zur Speisewasseraufbereitung für die meisten HRSGs ist die Oxidation aller flüchtigen Stoffe (AVT(O)), die keine Sauerstofffänger enthält, um die einphasige strömungsbeschleunigte Korrosion (FAC) zu minimieren. Bei ordnungsgemäßer Anwendung von AVT(O) sollten die Fässer und Verdampferrohre eine durchgehend rote Farbe haben. Wenn schwarzer Magnetit sichtbar ist, funktioniert das Programm nicht richtig. Darüber hinaus kann eine Endoskopinspektion des LP- und IP-Verdampfers sowie aller Economizer-Rohrbögen einphasige FAC aufdecken.

Wichtig bei Trommelinspektionen ist auch die Prüfung der Dampfabscheider. Defekte oder fehlende Komponenten können den Feuchtigkeitstransport mit begleitenden Verunreinigungen zum Dampf und letztendlich zur Turbine ermöglichen. Selbst geringfügige Schadstoffkonzentrationen können mehrere Probleme im Dampfsystem verursachen, einschließlich Korrosion der Schaufeln und des Rotors in den letzten Stufen der ND-Turbine. Bei der Inspektion der LP-Obertrommel wird das Vorhandensein oder Fehlen von zweiphasigem FAC festgestellt, was darauf hindeutet, dass Änderungen am chemischen Behandlungsprogramm erforderlich sind.

Eine visuelle Inspektion der Wasser-/Dampfseite anderer Geräte wie Überhitzer/Zwischenüberhitzer, Economizer, untere Sammelrohre usw. kann schwierig sein, da es sich dabei um Druckrohre handelt und sie normalerweise nicht über leicht entfernbare Inspektionsöffnungen verfügen. Endoskopinspektionen von zugänglichen Stellen aus können wertvolle Daten liefern.

Für weitere Auswertungen stehen neben der visuellen Prüfung mehrere wertvolle zerstörungsfreie Methoden zur Verfügung. Dazu gehören die Prüfung der Ultraschalldicke (UT), des Flüssigkeitseindringmittels und der Nassfluoreszenz-Magnetpartikelprüfung (WFMP). UT-Tests sind eine anerkannte Methode zur Lokalisierung von Wandverdünnungen durch FAC. Eindringmittel und WFMP sind gängige Techniken zur Prüfung der Schweißnahtintegrität. Schweißnahtinspektionen sind ein kritischer Prozess, da Spannung und Korrosion Schweißnähte bis zum Versagen schwächen können.

Natürlich sind HRSG-Komponenten auch auf der Gasseite hohen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt. Gründliche Inspektionen sind erforderlich, um den Zustand der Ausrüstung und die Bereiche zu ermitteln, die möglicherweise repariert werden müssen. In der folgenden Liste sind einige der wichtigsten gasseitigen Inspektionspunkte aufgeführt.

In der obigen Diskussion wurden viele, aber sicherlich nicht alle empfohlenen Inspektionspunkte und -techniken für HRSGs beschrieben. Vernachlässigte oder willkürliche Inspektionen von Anlagen können zu Geräteausfällen führen und, was noch wichtiger ist, möglicherweise die Sicherheit der Mitarbeiter gefährden. Der enge Abstand der HRSG-Innenteile macht einige Inspektionen sehr schwierig, bei denen möglicherweise spezielle Methoden zur Feststellung des Gerätezustands erforderlich sind.

Referenz

Buecker, B., Shulder, S. und Sieben, A., „Fossil Power Plant Cycle Chemistry“; Vorkonferenzseminar für den 39. jährlichen Electric Utility Chemistry Workshop, 4.–6. Juni 2019, Champaign, Illinois.

Über den Autor: Alejandro Rodas ist ein in Louisville, Kentucky, ansässiger Vorschlagsingenieur bei Bremco (einem Mitglied der SVI Industrial-Familie) mit über 12 Jahren Erfahrung in der Arbeit mit HRSGs.