GÁZTURBINÁS SZAKMAI NAP BUDAPESTI ERŐMŰ ZRT. ÚJPESTI ERŐMŰ KÖSZÖNTJÜK KEDVES VENDÉGEINKET! Magyar Lajos MIKSZ Berendezésintenzív Tagozat Elnöke Nagy József BERT Termelési Vezérigazgató-helyettes 2018. Június 13.
Budapesti Erőmű Első telephelyek: 1906 (Révész), 1910 (Újpest), 1914 (Kelenföld) További létesítések : 1958-64: Kispest, Kőbánya (hő és villany) Tüzelőanyag váltások: szén pakura földgáz / tüzelőolaj Technológia váltás: 1995-2004: gőz ciklus kombinált ciklus Tulajdonosok: 1997-ig: Magyar Állam 1997: FORTUM (finn) / TOMEN (japán) 2001: EDF (francia ) 2015 - : EPH (cseh) Termékek Kapcsolt hő és villamos energia Villamos rendszer szolgáltatás 2 Budapesti Erőmű a budapestiekért
Budapesti Erőmű számokban Telephely: 3 Létszám: 202 fő Beruházási érték 2006-ig: 360 meur Budapest 110 MWe 404 MWth Újpest CCGT (6FA) 2002. Beépített teljesítmény Villany 410 MWe (országos 7000 Mwe) Hő 1125 MWth Termelés (2017) Villany 1300 GWh (országos 31 TWh) Hő 7000 TJ (140 ezer lakás) Földgáz felhasználás > 350 millió m3 114 MWe 366 MWth Kispest CCGT (6FA) 2004. Teljes energetikai hatásfok > 80% Kereskedelmi megbízhatóság > 97% 196 MWe 355 MWth Kelenföld CCGT (9E) DLN1 1995., 2006.,2011. 3 Budapesti Erőmű a budapestiekért
Kapcsolt termelés Hőséma Szezonalitás Villany Hő 4 Budapesti Erőmű a budapestiekért
Rendszer szolgáltatás a hálózat egyensúlyának biztosítéka A rendszerszolgáltatási képesség alapjai a gázturbinák. Rugalmas, gyors terhelés változtatásra alkalmas berendezések Budapesti Erőmű a budapestiekért 5
Karbantartási stratégia - 2008 MAXIMÁLIS RENDELKEZÉSRE ÁLLÁS 2008 - ÜZLETI OPTIMUM STABIL SZERZŐDÉSES HÁTTÉR, HOSSZÚTÁVÚ KISZÁMÍTHATÓSÁG PIACI VERSENYHELYZET, GYORSAN VÁLTOZÓ KÖRNYEZET Folyamatos rendelkezésre állás / Kapacitásdíj alapú bevételek Gyártói előírások időalapú betartása tartalék idővel Műszaki kockázatvállalás kerülése Teljes cserekészletek STATIKUS Szezonális üzem / Energia alapú bevételek Berendezések fontosság szerinti kategorizálása Fő elemek tervezett élettartam legjobb kihasználása Műszaki kockázatok elemzése - tudatos kockázatvállalás Szakértői tudásbázis fejlesztése Szűkített üzembiztonsági tartalék készlet DINAMIKUS ALKALMAZKODÓ MEGFONTOLT 6
Karbantartási stratégia A stratégia sarokpontjai: Magas szintű munkabiztonság, vagyonbiztonság Hosszú távú állagmegőrzés, műszaki piacképesség A távfűtés ellátásbiztonsága (szigetüzem, lakossági szolgáltatás) A megítélés főbb elemei: Értékteremtő képesség: elsődleges / másodlagos / tartalék besorolás Kiesés üzleti hatása: kritikus / nem kritikus (üzleti / lakossági ellátás) Vagyon-, és üzemszünet biztosítás feltételei Aktuális állapot információk / tervezett igénybevétel Előírt ciklusidők / berendezés történet / karbantartási tapasztalatok Hiba esetén a javítás időigénye Alkatrész utánpótlás / felújítás időszükséglete Karbantartó partnerek rendelkezésre állása, felvonulási idők 7
Karbantartási stratégia Közép-, és hosszú távú karbantartási szerződések (3-6 év) Kedvezőbb árak Egykapus ügyintézés Visszatérő vállalkozók, jobb minőség Szakértői tudásbázis: Jól képzett saját szakértők Gyártó előírásainak kritikai elemzése Tárgyaló-, és vitaképesség Kockázat és opció elemzések Ügyeleti rendszer (téli időszaki meghibásodások): Saját műszaki vezetői készenlét Gyors helyzetfelmérés Erőforrások célirányos bevonása (saját, külső) 8 Budapesti Erőmű a budapestiekért
Karbantartási stratégia Alkalmazott technikák Alkatrészek: Null állapot rögzítése Élettartam kihasználás állapotkövetéssel Gyártói termék fejlesztések bevezetése Közös vagy korlátozott készletezés Hangsúly a vezérlés elemein Alkatrész felújítások: Kiinduló (használt) állapot kontrollja, gyártói besorolás Munkaközi ellenőrzés Tételes átvétel Terepi munkavégzés: Alapos előkészítés Szigorú műszaki ellenőrzés, átvétel Visszacsatolás a vállalkozó felé (teljesítmény mutató számok) Állapot követés: Üzem közbeni Üzemszüneti (állapot vizsgálati programterv) Trendek, elemzések 9
GE 6FA gázturbina felépítése, működése, fenntartása 10
GE 6FA gázturbina számokban (Újpest) Tüzelőanyag: földgáz / tüzelőolaj Égőszám: 6 db Gázfogyasztás teljes terhelésen: 24 ezer nm3/ó Levegőszükséglet teljes terhelésen: 600 ezer m3/ó Fordulatszám: 5250 f/perc Villamos teljesítmény max / min (CCGT): 110 / 35 MWe Terhelés változtatás sebessége: 4.5 MW/perc (CCGT módban) Kompresszor sűrítési viszonyszám: 14.9 Gázturbina energetikai hatásfok: 34.2% Tüzelési hőmérséklet: 1288 Celsius Füstgáz kilépő hőmérséklet: 597 Celsius Indítási idő CCGT hideg / meleg: 6 / 2 óra 11
Inspekció fajták, intervallumok Égőtéri ellenőrzés 8000 FFH / 400 start Égőtér elemeinek felújítása vagy cseréje (égők, béléscsövek, átmeneti idomok) Forró gázúti ellenőrzés 24000 FFH / 800 start Álló és forgó fokozati elemek felújítása vagy cseréje (turbina házfelbontás) Fő ellenőrzés 48000 FFH / 1200 start Teljes szerkezeti ellenőrzés (turbina és kompresszor felbontása, forgórész kiemelése) 12
Égőtér Az élettartam optimalizálás fő területe az égőtér: Nincsenek forgó elemek Az állapot jól felmérhető, könnyen vizsgálható Endoszkóppal Kibontással A tűztéri dinamika mérhető A sérülések, repedések minősítése viszonylag egyértelmű Állapot kockázatok egyértelműen minősíthetőek Azonnali javítás viszonylag gyorsan intézhető (egy hét) 13
Égőtéri elemek élettartam kihasználása Záró fedél Jellemző hibák: Furatok közti átrepedések (már 3-4 ezer óra után) Kockázat: Kitörés, idegen test által okozott lapátsérülés Megoldási lehetőségek: Új tervezésű elemek beszerzése Meglévő elemek bevonatolása (TBC) Döntés: Bevonat megrendelése a felújítás keretében Eredmény: A repedések megszűntek Repedés az eredeti kivitelen Használtan is repedés mentes bevonatolt fedél 14
Égőtéri elemek élettartam kihasználása Tűzcső (béléscső) repedés Jellemző hibák (már 3-4 ezer óra után): Deformáció Repedések Bevonat vesztés Kockázat: aszimmetrikus égés, dinamika eltérés, tönkremenetel Megoldási lehetőségek: Gyakoribb csere Típus váltás Döntés: Típus váltás (Hastelloy NIMONIC) Eredmény: 5-6 ezer óra után is hibátlan állapot deformáció 15
Égőtéri elemek élettartam kihasználása Átmeneti idom Idom: tartósan jó állapot (5-6 ezer óra) Jellemző hiba: Fémlemez tömítések kopása Kockázat: tömítetlenség, forró gáz kiáramlás Megoldási lehetőségek: Gyakoribb csere Típus váltás Döntés: Típus váltás Eredmény: 5-6 ezer óra után is hibátlan tömítés állapot Régi új 16
Égőtéri elemek élettartam kihasználása Elsődleges cél (2002-2010): Egy üzemi ciklus megbízható teljesítése Évente fődarab cserék (5500 üzemóránként) vs. 8000 üzemóra gyártói garancia Időközi boroszkópos ellenőrzés Használt alkatrészek állapot felmérése és minősítése saját szakemberekkel Egyes használt elemek visszaépítése (2011-től, saját erős minősítés után) Esetenként soron kívüli javítások (főként béléscső repedések miatt) Tapasztalatszerzés időszaka Köztes cél (2011-2012): Két üzemi ciklus teljesítése, köztes kiszereléssel és állapot ellenőrzéssel Alkatrész típusváltás hatásainak következetes mérése Tűztér dinamika kontrollja (online monitoring és táv-tuning beépült) Tuning módszertan kontrollja, üzemeltetői elvárások megfogalmazása (üzemi körülmények) Végső cél: két üzemi ciklus (11000 óra) teljesítése felbontás nélkül 2012-ben rendszerbe állítva, a ciklus végi szétszerelés megnyugtató állapotokat mutat A módszertan továbbra is használatban marad 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Kelenföld Upgrade (HGPI) X X X HGPI X Kispest CI CI MI X CI X Újpest CI CI X HGPI X CI 17
Forró gázút Az élettartam kockázat csak korlátozottan vállalható: Nagy igénybevételű forgó és álló elemek (rpm > 5000) Kis hézagok, besúrolás veszély Az állapot nehezebben felmérhető, vizsgálható Lapáttő repedések Lapátvég sérülések Lapát bevonati hiányok Besúrolás nyomok Esetleges alkatrész törés katasztrofális hatású (géptörés) A sérülések, repedések minősítése nehezebb Állapot kockázatok nehezebben minősíthetőek Azonnali javítás drága és hosszadalmas Csere periódus ciklusidő növelés nem lehetséges. Vizsgálandó a kisebb kockázatú elemek elméleti élettartam utáni újbóli felújítása és használata. 18
Forró gázút Célterület: 1.,2. fokozati tömítő gyűrű blokkok (shroudok) Házba befogott szegmensek Robosztus szerkezet Méhsejt felület kompletten cserélhető Anyag jellemzők változása jól mérhető Garantált élettartam lejárta után, állapot függvényében felújítható, tovább használható 19
Az állapot figyelés jelentősége Állapot figyelés módszerei alkatrész állapot figyelése null állapottól indulva üzemközben, üzemi paraméterek figyelése, elemzése Kiinduló alkatrész állapot felmérése, rögzítése idegenáru átvétel sérülésmentesség megállapítása beszerelés előtt beépítés után (ház lezárás előtt szemrevételezés, utána boroszkópozás) Üzemi ciklus közbeni ütemezett boroszkópos ellenőrzés kizárólag a gyártó eszközeivel és szakemberével (akkreditált) talált állapot, sérülések dokumentálása, minősítése, utólagos azonosíthatósággal korábban feltárt hibák trend követése (repedés hossz, bevonati hiba területe stb.) gyártó általi összefoglaló minősítés (üzemre alkalmas státusz) 20
Az üzemi adatok elemzésének fontossága Számítógépes adatgyűjtés, trendfigyelés üzemviteli mérnök Korai hibafelismerés Tervezhető beavatkozás Beállított határértéknél jelzés a kezelő felületen blokkgépész, műszakvezető Azonnali döntés és beavatkozás Védelmi határértéknél azonnali leállítás védelmi automatika Füstgáz szóráskép Tűztéri dinamika emelkedés terhelés változtatáskor 21
Az üzemi adatok elemzésének fontossága- Égőtéri dinamika Égőtéri dinamika monitorképek 22
Tuning tüzelőberendezés beszabályozása A tuning fontossága Emissziós beállítás minden terhelésen és tüzelési módban (környezetvédelem) Tűztéri dinamika kritikus érték alatt tartása (berendezés védelem) Megbízható tüzelési mód váltás eltérő külső hőmérsékleteknél és páratartalomnál is (megbízhatóság) Elméleti tuning profil Megfelelő dinamika terhelés változtatáskor 23
A tuning fontossága Referencia állapot Magas tűztéri dinamika miatt sérült elemek 24
A tuning fontossága Következmény károk A sérült tűztéri elemekről leváló darabok a fúvóka és lapát sorokon végzetes tönkremenetelt okoznak! 25
Tanulságok Új technológiáknál alapvető A történeti adatok gyűjtése, értékelése A gyártói fejlesztések és ajánlások követése, a bevezetés mérlegelése A műszaki események, állapot romlások okának elemzése Szakértői tudásbázis fejlesztése a döntések megalapozásához Azonos technológiát használók tapasztalatainak megismerése Fokozott élettartam kihasználáshoz elengedhetetlen A kapcsolódó kockázatok megismerése és értékelése A berendezés állapotának szisztematikus követése üzem közbeni és üzemszüneti módszerekkel Korai hibafelismerés alkalmazása Felkészültség az ütemezett vagy azonnali javításra vagy alkatrész cserére A termelő üzem jellegétől függően a műszaki, technológiai és üzleti kockázatok nagyon eltérőek lehetnek, ezért specifikus kockázat elemzés szükséges! 26
Hogy bírja ki? Gázturbina elemek tervezése és gyártása Tüzelési hőmérséklet > 1200 Celsius Turbina kilépés > 650 Celsius Fordulatszám > 5200/perc Trip szorzó: 10 (hősokk) Különleges alapanyagok Speciális kialakítás (hűtőjáratok) Egyedi gyártástechnológia Kerámia bevonatok Turbina forgó lapátok öntvénye olyan irányított szemcse szerkezetű, amely az alkatrész fő tengelyével párhuzamos és nem tartalmaz keresztirányú szemcsehatárokat, ezért nagyobb szakítószilárdságot és kifáradási élettartamot tesz lehetővé 27