A 10/2007 (II. 27.) SzMM rendelettel módosított 1/2006 (II. 17.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés eljárási rendjéről alapján. Szakképesítés, szakképesítés-elágazás, rész-szakképesítés, szakképesítés-ráépülés azonosító száma és megnevezése, valamint a kapcsolódó szakképesítés megnevezése: 52 522 07 0000 00 00 Erőművi turbinagépész Erőművi turbinagépész
1. feladat Összesen: 22 pont Ön tapasztalt turbinagépészként üzembe helyezi egy újrahevítéses turbina nagynyomású redukáló rendszerét. Miért van itt szükség erre a nagynyomású kerülő vagy még bypass-nak is nevezett berendezésre? Ismertesse az újrahevítés jelentőségét és ennek a redukáló rendszernek a feladatát az újrahevítéses turbináknál! Van-e hátránya is az újrahevítéses gépnek? Mire kell különösen ügyelni a redukáló üzemeltetése során? Korszerű nagy teljesítményű kondenzációs turbinák esetén alkalmazzák az újrahevítést. Az újrahevítés (vagy közbenső túlhevítés) lényege az, hogy a turbina nagynyomású házából kilépő, már részben munkát végzett, illetve expandált gőzt (hazai gyakorlatban a nyomása 30-40 bar, a hőmérséklete 300-350 o C között változik) visszavezetjük a kazánba, ahol hőmérséklete ismét megemelkedik, általában a frissgőz-hőmérséklettel azonos értékre (535-550 o C). A turbina nagynyomású házát elhagyó, a kazánba menő gőzt, ill. rendszert újrahevitő (UH) hidegágnak, a kazánból a turbina középnyomású háza felé menő gőzrendszert UH melegágnak nevezzük. Az újrahevítőből a gőz a felfogógyorszárókon és felfogószabályozószelepeken keresztül áramlik a turbina középnyomású házába, ezután a felépítése a kondenzációs turbinákéhoz hasonlít. Az újrahevítés alkalmazása kettős célú: Nagy kezdő frissgőzparaméterek esetén az expanzió vége mar annyira nedves mezőben végződne, hogy az a turbina kisnyomású része hatásfokát lerontaná, ezen kívül az utolsó lapátok nagymértékű eróziájához vezetne. Ez rontja a fokozat hatásfokát, és növeli a karbantartási költségeket. Újrahevítéssel ez elkerülhető. Az újrahevítéssel a körfolyamat hatásfoka s ezzel a villamosenergia-termelés gazdaságossága is javul. Az előnyök mellett az újrahevítés a következő hátrányokkal jár: A csőkapcsolás bonyolult, és további berendezések beépitésére van szükség. Az UH melegági vezetéket (a kazánkilépéstől a turbina-felfogószelepig) és a középnyomású ház elejét a nagy hőmérséklet miatt drága, jó minőségű hőálló acélból kell készíteni. A turbinaszabályozás és a blokkvédelem rendszere bonyolultabbá válik a blokk indításakor, meg a turbina indítása előtt a kazán újrahevítőjében áramlást kell biztosítani, különben a csövek túlhevülnek, tönkremennek. Újrahevítés nélkül indításkor a gőzt egyszerűen a szabadba engedik. Itt ezt a módszert nem lehet követni, ezért az újrahevítéses gépekhez redukálókat alkalmaznak. A nagynyomású redukáló (szokásos elnevezése meg: nagynyomású kerülő vagy nagynyomású by-pass) a frissgőzvezetéket köti össze az újrahevító hidegággal. Az újrahevítő melegági vezetékbe a turbina előtt van beépítve a kisnyomású redukáló, amely a redukált gőzt a kondenzátorba vezeti. Így végső soron a turbina üzemen kívüli helyzetében a blokk indításakor a gőz az alábbi útvonalon áramlik: kazántúlhevítő rendszer - frissgőzvezeték - nagynyomású redukáló - UH hidegági vezeték - kazánújrahevítő rendszer - UH melegági vezeték - kisnyomású redukáló kondenzátor. Természetesen a redukálóknak a nyomáscsökkentésen kívül a gőz hőmérsékletét is csökkenteniük kell. Ezt befecskendezéssel valósítják meg. A nagynyomású redukáló általában tápvizet, a kisnyomású redukáló kondenzvizet kap. A nagynyomású és a kisnyomású redukálókat alkalmassá lehet tenni arra, hogy az indulástól függetlenül turbinás vagy villamos jellegű üzemzavar esetén is működésbe lépjenek. Egy korszerű redukáló állomás az előbbi hátrányok (magas beruházási költség, bonyolultabb csőkapcsolás stb.) mellett a következő előnyökkel jár: Biztosítja a kazán-újrahevítőben a gőzáramlást (így megóvja azt a túlhevüléstől). Induláskor tetszőleges gőzparaméterek beállítását teszi lehetővé. É 2/6
Csökkenti az induláskor fellépő vízveszteségeket (a gőz nem a szabadba, hanem a kondenzátorba távozik). Lehetőséget nyújt arra, hogy turbinás vagy villamos jellegű üzemzavar esetén a kazán üzemben maradhasson. Így, ha a hibát rövid idő alatt el lehet hárítani, a blokkal azonnal vissza lehet indulni. Ez időmegtakarítással jár, és a kazánberendezések igénybevételét és az indítási veszteséget csökkenti. Túlzott frissgőznyomás-növekedés esetén a redukáló benyitásával a kazán biztonsági szelepeinek működését meg lehet akadályozni. Ezzel a biztonsági szelepek élettartama nő, és a redukáló benyitás a blokk üzeme szempontjából is kedvezőbb, mert kisebb zavarást okoz, mint a biztonsági szelepek működése. A redukálókkal felszerelt újrahevítéses blokkok üzeme közben a következőkre kell figyelni: A blokk üzeme közben normális üzemi körülmények között a redukálók zárva vannak, és így a redukálók előtti és utáni vezetékszakaszban nincs gőzáramlás. Ezért a redukálok főleg a nagynyomású redukálók előtti es utáni vezetékszakasz állandó és folyamatos víztelenítéséről gondoskodni kell (kondenzautomaták, hőmérsékletek ellenőrzése). Ennek elmulasztásakor, ha a redukálók hirtelen automatikusan benyitnak (p1. nyomásnövekedés, turbinakiesés stb.), az újrahevítő vezetékrendszer komolyan károsodhat (p1. vezetékrepedés, a csőtartók leszakadása stb.). Ha a vákuum nem megfelelő, a kisnyomású redukálóból nem szabad a gőzt a kondenzátorba engedni, mert ez a túlzott felmelegedését, meghibásodását okozhatja, ezért ilyenkor a tüzelést kikapcsoljuk, a redukálókat zárjuk. Ha a redukálók utáni gőzhőfok a megengedett értéket eléri, a tüzet a kazánban meg kell szüntetni, mert ez általában a befecskendező zavarára utal. Ha a nagynyomású és a kisnyomású redukáló szabályozása között nincs meg az összhang, az újrahevítő nyomása annyira megnövekedhet, hogy az újrahevítő biztonsági szelepek lefújnak. 2. feladat Összesen: 28 pont Ön erőművi gőzturbina gépész. Feladata, hogy revíziót követően elvégezze egy akciós rendszerű LMZ turbina felkészítését az indításra. Ismertesse az előírások szerinti legfontosabb lépéseket! Válaszában az ellenőrzésekre és a berendezések üzembevételére is térjen ki! 1. Ellenőrizni kell, hogy befejeződtek-e az összes tervezett szigetelési, javító és karbantartási munkák és hogy eltávolították-e az ideiglenes állványzatokat, vakperemeket. 2. Ellenőrizni kell, hogy elegendő olajmennyiség van-e a tartályban, esetleg az előírt szintig fel kell-e azt tölteni azonos minőségű olajjal. 3. Ellenőrizni kell az üzemeltetésre való felkészültséget a tartozéknak számító minden forgógépnél (olajállás a csapágyakban, hűtővíz-bevezetés, hosszabb állás után esetleg a szigetelések állapota a motoroknál). 4. Biztosítani kell, hogy feszültség alatt legyen minden szükséges hajtás-, vezérlő-, mérő-, védelmi- és jelzőáramkör kapcsolója. 5. Fokozatosan üzembe kell helyezni az összes regisztráló készüléket, végre kell hajtani a gépegység összes védelmi berendezésének az ellenőrzését és általában minden olyan ellenőrzést, amely a gép nyugalmi helyzetében végezhető. 6. Ellenőrizni kell, hogy zárva vannak-e az elvételi szelepek, a tömszelence gőzrendszerének elzáró szerelvénye, a kondenzátum csővezetékek és a vákuum csőhálózat leeresztő szerelvényei. 7. A fordulatszám és a közepes fordulatszám váltója nullás helyzetben van-e. É 3/6
8. Az olajhűtőknél ki kell nyitni a szerelvényeket az olajnak a hűtőbe való belépésének és az onnan való távozásának a helyén. A szerelvényeket a hűtők vízoldalán zárva kell hagyni. 9. Ki kell nyitni a csapágy olajszivattyúk szívó- és nyomószerelvényeit, és biztosítani kell, hogy azokat el ne zárják. A zárt nyomószeleppel beindítani az indító olajszivattyút. Ellenőrizni kell az olajgőzelszívó ventilátorok beindítását. 10. A kenőolaj csővezetékében a csapágyak előtt be kell állítani a kenőolaj nyomását. A felmelegítés az olajnak a felfuttatási szivattyú nyomóvezetékéből rövidzárral az elvezetőbe való recirkulálásával történik. 11. Az indító olajszivattyút mindig a zárt nyomószerelvénnyel indítjuk. Az indító szivattyút nyitott nyomóvezetékkel csak a turbógépegység üzemelésekor szabad indítani, amikor a vezérlőolajnak ellennyomása van. 12. Az olajtartályban figyelemmel kell kísérni a szűrők előtt a szintkülönbségeket. A megnövekedett szintkülönbségek oka rendszerint a szűrők eltömődése. Át kell vizsgálni az összes olajvezetéket, nehogy a csővezeték tömítetlensége következtében a hibás kötések stb. miatt az olaj elszökjön. 13. Az első felfuttatásnál és a turbógépegység főjavítása után meg kell vizsgálni az emelőszivattyúk hatékonyságát. 14. Minden hosszabb állásidőt követő felfuttatás előtt ellenőrizni kell a szabályozó szelepek beállítását. Mielőtt megkezdenénk a szelepek beállításának az ellenőrzését, egymás után néhányszor teljesen ki kell nyitni és be kell zárni a szabályozó szelepeket annak érdekében, hogy minden levegő eltávozzon az olajrendszerből. A jó válasz egyenként 2 pont 3. feladat Összesen: 12 pont Ön gőzturbinagépészként jó, ha tanul a más erőművekben előforduló súlyos üzemzavarokból, és ezeket kielemezve megelőzi a kezelési hiányosságból adódó eseteket a munkája során. Az alábbiakban ismertetjük egy 200 MW-os turbina csapágyolajellátási rendszerénél előfordult esetet. Vonja le a fontos általános és speciális tanulságokat, hogy milyen negatív körülmények, esetleg hibák vezettek az esethez! - Egy 200 MW-os turbina nagyjavítási idejét lecsökkentették, a szerelési ütemtervet pedig felgyorsították. Az utolsó időszakban a turbinaszerelésen dolgozók napi 12-16 órát dolgoztak. A turbina nagyjavítása után, a fordulatra hozáskor, kb. 600 1/percnél a tengelyemelő szivattyúkat leállították, de ekkor a turbina fordulatszáma gyorsan csökkent. Megállapították, hogy a turbina kisnyomású házának a csapágyaihoz menő vezetékébe a javításkor behelyezett vakperemet nem távolították el, így a csapágyak kenés nélkül maradtak. Két csapágynál a fehérfém kiolvadt, egy csapágynál a tengelycsap is megsérült. A kisnyomású forgórészen a futólapátok élei besúroltak (összesúroltak). Az esetből levonható tanulságok: A turbinaszerelésen dolgozókat, de általában az egyéb munkákat végzőket sem szabad huzamosabb ideig túlóráztatni, ment figyelmük csökken, ami az előbbi tévedésen kívül a dolgozókra nézve is balesetveszélyt jelent, a jelenleg érvényes magyar törvények és rendeletek is korlátozzák a túlóra mértékét. A csapágyolaj-rendszerben elhelyezett vakperem berakását és eltávolítását dokumentálni kell, úgy, mint a karbantartás során végzett más fontos munkafolyamatokat. A nagyjavítás utáni próbákat és ellenőrzéseket fokozott gonddal és körültekintéssel kell végezni, különösen az elzárások, kizárások esetén. 4. feladat Összesen: 22 pont É 4/6
Ön feladata szerint egy turbinát indít hidraulikus szabályozással. Ismertesse az indítás feltételeit és a véleménye szerint szükséges lépéseket! 1. A turbina indítható, ha a főgőzszelepházak hőmérséklete a frissgőzhőmérsékletet elérte. 2. A turbina indítását követően ellenőrizni kell, hogy a tengelyforgató kikapcsolt-e és a tengelyforgatómotor megállt-e. 3. Az indító berendezés segítségével a gép fordulatszámát 3000 ford/percre vinni, úgy, hogy a turbogépcsoport kritikus fordulatszámainál a gép fordulatszáma állandó emelkedő legyen. Ezek a turbina első indításakor feljegyzendők. 4. Az indítás folyamán ellenőrizni kell a kisnyomású rész kiömlő hőmérsékletét. Túlmelegedés esetén az átömlő vezetékbe épített befecskendezést üzembe kell helyezni. Ezt a berendezést soha sem szabad ellenőrzés nélkül hagyni, mert indokolatlan működésével eróziót okozhat. 5. A felfutás időtartamát, ha más korlátozó szempont nem merül fel, a felfutási diagram határozza meg. 6. A következő berendezéseket a turbinatengely alábbi fordulatszámainál kell leállítani. Tengelyforgató: közvetlen indítás után Csapágysegédolaj szivattyú: kb. 2500 ford/perc. 7. Természetesen a munkaolaj-ellátást biztosító szivattyúk egyike állandóan üzemben van. 8. Az olajhűtő kielégítő hűtővízellátásáról meg kell győződni. 9. Induláskor és fordulatszám-emeléskor a gép nyugodt járása, a rezgések, az excentricitás, a relatív tengelynyúlás, a peremhőmérséklet, a nyomások és egyéb hőmérsékletek (olaj, gőz, csapágyfém) figyelemmel kísérendők. 10. Indítási periódusban a turbinát a hőállapottól függően úgy kell felmelegíteni és a fordulatszámot megválasztani, hogy a rezgésérték a megengedett alatt legyen, valamint a relatív tágulási érték (a tengely helyzete a házhoz képest) a megengedett értéken belül maradjon. 11. A nagynyomású rész relatív nyúlásának kedvezőtlen alakulása esetén (a turbinaház nyúlása elmarad a tengelyétől) a peremfűtést kell üzembe helyezi. A peremfűtés adagolását igen óvatosan kell végezni az adagolószelep segítségével, az adagolószelep utáni feszmérő ellenőrzése mellett. A jó válasz egyenként 2 pont 5. feladat Összesen: 16 pont Ön feladata szerint üzembe helyezi a turbina tápolaj rendszerét. Ismertesse a munkaolaj és a középnyomású olajrendszer szokásos felépítését! Milyen kapcsolatban van ez a többi olajrendszerrel? A nagynyomású munkaolajat az általában váltóáramú csavarszivattyú alakítja ki. Az olajnyomás értéke egy Láng turbinarendszerben 28-30 bar között mozog. Az tartalék csavarszivattyú az előbbi 100%-os tartaléka, egyébként teljesen azonos azzal. A munkaolaj benyomulását a tartalék szivattyúba a visszacsapó szelep akadályozza meg. A két munkaszivattyú vezérlése úgy van kialakítva, hogy a vezénylőben a kezelőszemélyzet dönti el, hogy melyik egység legyen az üzemi, a másik szivattyú ekkor automatikusan tartalékba kerül. Ez a szivattyúk egyenletes kopása miatt fontos. A munkaolaj-rendszer nyomását a nyomástartó szelep tartja az arányosság határain belül állandó értéken. A nagynyomású munkaolaj jut el a szabályozó szelepek szervomotorjaihoz és a főgőzszelepek szervomotorjaihoz. Mindkét szervomotortípusnál szűkítők korlátozzák a szabad hozzáfolyást. A 8 bar nyomású, középnyomású olajrendszert a nyomástartó-redukáló szelep segítségével hozzuk létre. A nyomástartó-redukáló szelep 28 bar/8 bar értékre redukálja a nagynyomású É 5/6
munkaolajat. A túlfolyó feladata a középnyomású rendszer túlnyomás elleni biztosítása. A túlfolyó megszólalási nyomása a nyomástartó-redukáló arányossági határa fölé van beállítva. A 8 bar nyomású olajat a párhuzamos elrendezésű szűrő egyik ágán vezetjük keresztül, a másik ág 100%-os tartalékot képez. A szűrés után a középnyomású olaj elsősorban vezérléshez, ill. a megcsapolási, kényszerzárású, vezérelt visszacsapó csappantyúkhoz, a vákuumtörő szelephez, az elektrohidraulikus átalakító elővezérlő fokozatához jut. A kényszerzárású visszacsapó szelepek és vákuumtörő szelep betáplálását a szűkítők korlátozzák. A visszacsapó szelepek szervomotorjainak működését csapok segítségével ellenőrizhetjük. A középnyomású olaj a vezérlés, ill. szabályozás megtáplálásához a vezérlőház csatlakozásán jut át. Ebből az olajból szűkítők segítségével képezzük a főbb olajrendszereket, mint pl. biztonsági olajrendszer, parancsolt-érték olajrendszer, szabályozó olajrendszer, stb. A jó válasz mértékének megfelelően adható pont! A megoldókulcstól eltérő, más helyes megoldásokat is el kell fogadni. Összesen: 100 pont 100% = 100 pont EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 40%. É 6/6