BUHAR TÜRBİNLERİ VE BAKIMI

Sina Kuseyri

BUHAR TÜRBİNLERİ

Yüksek basınç altındaki buharın sahip olduğu termal enerjiyi, mekanik dönme enerjisine çevirmeye yarayan makinalardır. Genellikle bunun sonucu olarak elektrik üretilir.  Buhar, yüksek bir hızla, yerleştirilmiş kanatlar içinden geçecek şekilde gönderilir. Bununla bir dönme hareketi ortaya çıkar. Buharın hızının yüksekliği nisbetinde, buhar jetinin rastladığı engele tatbik edeceği basınç da artar. Buharda bulunan enerjinin en verimli şekilde alınması için birbirini tâkip eden kademeler şeklinde kanat montajları yapılır. Bu dönen düzene bütün olarak "rotor" denilir.

ISI KAZANLARI

Isı kazanlarında, genel olarak üç ayrı ısı eşanjör bölümü bulunur. Su-buhar çevriminde, su-kondensat ilk önce kazanın ekonomizer bölümüne girer ve doyma sıcaklığının çok az altında bir sıcaklığa kadar ısıtılır, daha sonra evaporatör bölümünde buhar haline dönüşür ve bu doymuş buhar kızdırıcı bölümünde tekrar ısıtılarak kızgın buhar olarak buhar türbinine verilir. Ancak, kazan-buhar türbini gruplarının tekrar kızdırmalı veya tekrar kızdırmasız, iki yada üç basınç kademeli olmaları durumunda, ekonomizer, evaporatör ve kızdırıcı bölümleri de basınç kademelerine göre kazan içinde ayrı ayrı yer alırlar ve bu basınç kademelerine bağlı olarak su-buhar çevrimi de kendi içinde ayrı çevrimler oluşturur.

Atık ısı kazanında üretilerek türbine verilen buhar, türbin kademelerinde genleşir ve böylece termik enerji mekanik enerjiye dönüştürülmüş olur. Buhar türbininden çıkan düşük basınç ve düşük sıcaklıktaki buhar kondensere gelir ve burada soğutma sistemi vasıtasıyla yoğuşturularak su haline dönüşür ve tekrar kazana verilir. Bu şekilde su-buhar kapalı çevrimi; kazan, buhar türbini ve kondenser arasında sirküle eder.

RANKINE BUHAR ÇEVRİMİ

77

Termodinamiğin 1nci Yasası

Enerji teknolojik yöntemlerle yaratılamaz veya yok edilemez. Ancak bir formdan başka bir forma dönüştürülebilir.

88

Entalpi

İdeal akışlı bir sistemde, yani etrafıyla ısı alışverişi yapmayan ve potansiyel-kinetik enerji seviyesinde bir değişme olmayan akışta, sistemin yaptığı iş iki durum (örneğin türbine giriş ve çıkış) arasındaki entalpi farkı yapılan işe eşittir.

99

Termodinamiğin 2nci YasasıSisteme verilen ısı enerjisinin tümü ile iş (mekanik enerji) üretilemez. Bir kısım ısı dışarı atılır. Bu kural buhar türbini dahil tüm ısı makinalarının veriminde bir sınır olduğunu gösterir. Termodinamiğin ikinci yasası entropi ( S ) kavramı ile incelenir.

1010

Sıcaklık-Entropi Diyagramı

1111

Entalpi-Entropi (Mollier) Diyagramı

Buhar ve Kombine Güç Çevrimleri

- Buhar Güç Çevrimleri- Kojenerasyon- Verim artışı için Rankine Güç Çevrimi modifikasyonları- Reheat (Yeniden Isıtma) and Rejeneratif çevrimler- Kombine çevrimler

Rankine – Termodinamik Buhar Güç Çevrimi

Örnek

1515

Rankine Çevrimi

Çevrimin toplam verimi, termodinamik verimle türbin veriminin çarpımından elde edilir.

Alternatif bir performans tanımı ise 'Isı Oranı'dır. Isı Oranı türbine verilen ısı enerjisinin jeneratörden elde edilen işe oranıdır.

İdeal ve Gerçek Çevrimler

Örnek- İdealden farklı çevrim

Verim artışı: Kondenser basıncını düşürmek

Verim artışı: Buharı kızdırmak (superheating)

Verim artışı: Kazan basıncını arttırmak

Süperkritik Rankine çevrimi

İdeal Kızdırmalı (Reheat) Rankine Çevrimi

Örnek

2424

Rejeneratif Rankine Çevrimi

Buharın türbinin çeşitli kademelerinden alınarak yeniden ısıtılması (reheat) yoluna gidilir. Böylece daha fazla genleşme elde edilir ve verim artar. Ayrıca çıkıştaki nem azalır ve türbin kanatlarının korozyonu önlenir. Tek bir yeniden ısıtma prosesi, toplam sistem verimini %4-6 arttırır. İkincisi yarı oranda etki eder.

HRSG: Heat Recovery Steam GenerationTürbinin çeşitli kademelerinden alınan buhar besleme suyunun ısıtılmasında kullanılarak verimin arttırılması sağlanır.

Rejeneratif Rankine Çevrimi: Açık FWH (Besleme Suyu Isıtma)

Örnek

Rejeneratif Rankine Çevrimi: Kapalı FWH

Örnek

2929

Farklı Çevrim Şartlarında Çalışan Türbinler

Kojenerasyon

Kojenerasyon, ayarlanabilir yük

Örnek

Buhar türbini ısı enerjisini mekanik enerjiye çeviren ekipmandır. Su buharının bir mile bağlı kanatlara çarptırılarak milin döndürülmesi esasına dayanır. Kanatlara çarpan buhar akışı ne kadar fazla ise milde o kadar hızlı döner. Aşağıdaki Şekil ’de basit bir türbin görülmektedir

BUHAR TÜRBİNLERİ

Türbinden çıkan düşük basınçlı buharın girdiği yere göre yoğunlaştırıcılı veya yoğunlaştırıcısız olacak şekilde de sınıflandırılır. Yoğunlaştırıcılı türbinler çıkış buharının ısısını ve basıncını düşürdüğünden basıncın türbindeki düşme oranı dolayısıyla türbinin verimi artar. Yoğunlaştırıcısız sistemlerde ise, türbinde işi biten kullanılmış buhar atmosfere veya bir ısıtma sistemine veya herhangi bir kullanım yerine gönderilir.

BUHAR TÜRBİNLERİ

3636

Buhar Türbini: Kondense

Çıkış basıncı < atmosfer basıncıÇıkış sıcaklığı < 100 CMaksimum 8-10% nem

3737

Buhar Türbini: Karşı basınçlı

Çıkış basıncı > atmosfer basıncıÇıkış sıcaklığı > 100 C

3838

Buhar Türbini: Ara Kademeli Kondense

3939

Genel Amaçlı API 611 TürbiniAna problem yataklara buhar girmesine müsaade eden packing kaçaklarıdır. Modern (pahallı) çözüm dry seallerdir.

4040

Genel Buhar Dağıtım Ağları

• VHP (Çok Yüksek Basınç) >100 bar, >500°C• HP (Yüksek Basınç) 50-100 bar, 400-500°C• MP (Orta Basınç) 15-50 bar, 350-400°C• LP (Düşük Basınç) 5-15 bar, 150-350°C

Bir türbinde üç temel kısım vardır:

Bir türbinde üç temel kısım vardır:

1. Rotor 2. Meme (Nozul) 3. Enerji kaynağı

Nozul buhar giriş hücresinin duvarına yerleştirilmiştir. Buhar giriş hücresine giren buhar miktarı ise regülatör vanası tarafından kontrol edilir. Regülatör vanası açılırsa daha çok buhar akışı olacağından rotorun hızı artar. Mil üzerindeki yük arttığında rotor hızı azalır, regülatör vanası açarak rotoru eski hızına döndürür. Mil üzerindeki yük azalırsa rotor hızlı döner ve bu durumda regülatör vanası kapatılarak buhar girişini dolayısıyla milin hızını azaltır Sonuç olarak milin hızı üzerindeki yük miktarına ve buhar giriş miktarına bağlıdır.

Parsons Buhar türbini (1883). İki hareketli bir de sabit kanat kademesi görülmekte.

TEK KADEMELİ TÜRBİNLER : Basınç yalnız bir kademede düşürülüyorsa, bu türbin tek kademelidir.

ÇOK KADEMELİ TÜRBİNLER : Basınç yalnız birden fazla kademede düşürülüyorsa, bu türbin çok kademeli türbin denir.

Buhar girişi ile egzos arasında büyük basınç farkı olan türbinler genellikle çok kademeli türbinlerdir.

Şekilde A rotoru tek kademelidir. B rotoru çok kademelidir ve basıncı kademeli olarak düşürür. Kademeden kademeye genişleyen buharın

hacmi büyür. Bu nedenle müteakip kademelerde bu genişleyen hacme yer temini için kanat boyları daha uzun olur.

SABİT KANATLAR:

Kademenin her çeşidinde iki sıra kanat vardır. Memeler buharı iki kanat sırası üzerine yöneltir. Buhar kanatlan terk ettiğinde, hareket eden kanatların aksi yönünde hareket eder. Bu nedenle buhar ikinci kanat sırasında, birinciye aynı yönde dönecek şekilde yönlendirilmelidir. iki sıra hareketli kanat arasında bir sıra sabit kanat yerleştirilerek bu problem halledilir. Bu durum şekil 4’te görülmektedir

4646

Reaksiyon derecesi :%5Basınç düşmesi: 20 bar

Reaksiyon derecesi :%50Basınç düşmesi: 10 bar

İmpuls (Aksiyon) Türbin Reaksiyon Türbin

REAKSİYON TÜRBİNİ

Genleşmenin büyük bir bölümünün çark kanadının üzerinde meydana gelen türbinlere reaksiyon türbini denir, Şekilde görülen türbinde sabit meme yoktur. Bütün basınç düşmesi çark veya rotorlarda olmaktadır. Türbin kanatları aynen hareket eden memeler gibi davranır.

Boyle Kanunu

Charles ve Gay-Lussac's Kanunu

REGÜLATÖRLER Regülatör, regülatör vanası açıp kapayan mekanizmadır. Türbin hızını kontrol etmek için regülatör vanası kullanılır. Türbine giren buhar miktarı ve üretilecek iş miktarı regülatör vanası ile ayarlanır.

DOĞRUDAN TESİRLİ MERKEZKAÇ SİSTEMLİ REGÜLATÖRLER:

Şekilde bu tip bir regülatör görülmektedir. Türbine yol vermeden önce regülatör vanası tam açık olup yay topları mile yakın konumda tutar. Mil dönmeye başladığında yayın topların birbirinden uzaklaşmasına engel olur. Mil normal işletme devir sayısına yaklaştığında yayın gerilme kuvveti, dönme kuvveti (santrifüj kuvveti) tarafından yenilir ve toplar birbirinden uzaklaşır. Böylece regülatör vanası kapanır. Türbin normal işletme devrine eriştiğinde regülatör vanası ilk yol verme sırasındakinden daha az buhar akışına müsaade eder ve türbinin hızlkuvvetianması durur.

Türbin ilave bir yük artışından dolayı yavaşladığı taktirde, toplar birbirlerine yaklaşarak regülatör vanası açılır ve türbin hızlanır. Tam yüklü bir türbinin yükü artırılırsa, hızı da yükselir.

HİDROLİK REGÜLATÖR:

Şekilde hidrolik regülatörü görülmektedir. Türbin hızının ayarlanması için türbinin milinden hareket alan bir yağ pompası kullanılmaktadır, Türbin çalışmadığı zaman yağ pompası hidrolik devrelerine hiçbir basınç uygulamaz. Regülatör vanası da tam açık konumdadır.

AŞIRI HIZ TRİP (Ani durdurma) SİSTEMİ:

Regülatörler türbini normal işletme şartlarında ayarlayabilirler. Ancak bazan anormal şartlar meydana gelebilir. Örneğin; tam yüklü türbinin üzerindeki yük aniden kalkabilir. Bu durumda türbin aşırı hızlanır. Regülatörler türbinin aşın hızlanmasını önlemek için geç kalabilirler, hatta hiç kumanda etmeme durumu bile olabilir. Eğer böyle bir durumda buhar derhal kesilmezse türbin dağılıp parçalanıncaya kadar hız kazanır.

Türbin mili üzerine yerleştirilen bir tüp (ani durdurma) pimi acil bir durumda buhar akışını kesmeye yarar. Şekilde milin üzerine yerleştirilmiş bir trip pimi görülmektedir. Pim mil içinde yay aracılığıyla tutulan dengelenmemiş bir ağırlıktan oluşmaktadır. Şayet türbin aşırı hızlanırsa pim santrifüj kuvvet etkisiyle mil içindeki yuvasından fırlar, tüp mandalina çarpar. Tetik trip kolunu yerinde tutan bir mandalı serbest bırakır ve trip kolu bir yayla geri çekilir. Yayın kuvveti trip vanasını kapatır. Böylece türbin durur. Türbini tekrar devreye almak için tip kolu yeniden kurulmalıdır.

Şekilde trip mekanizmasının çalışması görülmektedir.

Şekilde büyük tüp vanalarının açılması ve açık tutulması için basınçlı yağdan faydalanan bir trip mekanizması görülmektedir.

Türbin aşırı hızlandığında yağ basıncıda artar ve tahliye vanası açılarak yağ depoya dönüş hattından depoya döner. Pistona etki eden basınç yok olunca trip vanası kapatılarak türbini durdurur.

YATAKLAR

Türbinin uygun bir şekilde çalışması için asgari ölçüde sürtünmeyle çalışması gerekir. Şekilde milin üç tür hareketi görülmektedir.

Dönme hareketi dışında mil diğer iki şekilde de hareket etmeye çalışır. Buhar rotora çarptığı zaman mili itmeye zorlar ve mil memeden uzaklaşır. Mil boyunca bu harekete eksenel hareket denir. Mil merkezkaç kuvvet tesiriyle merkezden uzaklaşmaya çalışır, bu harekete radyal hareket denir. İşte yataklar milin minimum sürtünme ile dönmesini sağlarken aynı zamanda radyal ve eksenel hareketleri de sınırlarlar. Yatağa verilen yağ ise, dönen mil ile mili taşıyan hareketsiz parçalar arasında koruyucu film tabakası oluşturarak bu parçaların sürtünmesini önler,

Eksenel itme yatağı (trast yatağı) milin türbinin her iki başı yönündeki hareketi sınırlar. Milin içine oturduğu radyal bilyalı yatak veya jurnal yatak ise milin radyal hareketini sınırlar. Şekil 14te görülen yatak tipi, pompa çeviren birçok türbinde kullanılmaktadır.

Mil kayar yatak üzerine oturmuş olup, kayar yatak milin radyal hareketini, trast yatağı da eksenel hareketini önler. Yataklar vasıtasıyla çeviricilerdeki vibrasyon (titreşim) minimuma indirilir.

YAĞ DOLAŞIMI: Basınçlı yağlama sistemlerinde, yağ yataklara basınçlı olarak verilir. Yağ basıncı kaybedilirse, yatak yağlanamaz. Şekilde yağ roleli bir regülatörle donatılmış bir türbinde yağ dolaşım sistemi görülmektedir.

• Yağ sıcaklığı kontrol edilmelidir. Fazla ısınan bir yağ incelir ve yataklarda koruyucu film tabakası oluşturma özelliğini yitirir. Bunun sonucu yataklar aşırı ısınır, yanar ve türbin hasara uğrar. Yağ giriş ve çıkış basınçları arasındaki farkın büyük olması filtrenin tıkandığını gösterir. Yağ yataklara by-pass hattından verilerek filtre değiştirilmelidir.

İŞLETMEDE KARŞILAŞILAN SORUNLAR GÖVDEDE AŞIRI BASINÇ OLUŞMASI: Türbine ilk yol vermede ilk önce egzos (çıkış) vanası daha sonra giriş vanası açılmalı, durdurmada ise ilk önce giriş vanası kapatılmalıdır. Türbinlerin aşırı yüksek basınçlara karşı korunması için, egzos ham üzerinde emniyet vanaları konulmuştur.

SALMASTRA KAÇAKLARI Türbine yol verme sırasında, mil ve salmastra arasındaki boşluk normalden daha fazladır ve bir miktar buhar kaçağı olabilir. Mil ısındıktan sonra buhar kaçağı olmaz.

BUHARIN YOĞUNLAŞMASI (Kondensasyon)

İlk yol vermede türbin gövdesi soğuktur. Giriş vanası tamamen açılarak yol verilirse gövdeye giren buhar ısısını gövdeye

vererek yoğunlaşır. Arkadan gelen buhar yoğunlaşan kondenseyi buharlaştırır ve buhar çekiçlemesi olayı meydana

gelir. Gövde de oluşan aşırı basınç gövdeyi patlatabilir. Bu yüzden ilk yol vermede buhar, giriş blok vanası by-pass'ından azar azar verilerek gövde düzenli olarak ısıtılmalı ve oluşan kondenseler alçak noktalardan ve gövde dreynlerinden kuru

buhar gelinceye kadar dreyn edilmelidir. Ayrıca türbine gelen buhar hattı ısıtılmadan türbine buhar

verilirse, hatta kondense oluşur ve çok yüksek hızda dönmekte olan kanatlara çarpan kondense kanatları koparabilir. Sonuç

olarak, türbine gelen buhar hatları ve türbin gövdesi kullanılan buharın işletme sıcaklığına kadar kondense dreyni yapmak

suretiyle ısıtılmalıdır.

Buhar türbinlerinin önemli proses değerlerinden biri de gland buhar parametreleridir.Glandbuharı, Kondenserde vakum tutulmaya başlayınca; HP/IP türbin casing – rotorbağlantısından dışarı buhar çıkmasını önlemek, LP ‘de ise kondensere havanın girmesiniönlemek için gland sistemine verilen tampon buhar ile sağlanır.Gland sisteminin devreyegirmesi için besleme buhar basıncı P > 15 bar ve T > 250 C’ olmalı.Gland sistemi devreyealındıktan sonra vakum breaker kapatılmalı ve vakum pompaları devreye alınmalı.

DÜZENSİZ ISINMA VE SOĞUMANIN ETKİLERİ Türbin gövdesi soğuk durumdayken devreye alınacaksa, gövde yavaş yavaş ısıtılmalıdır. Gövdeye stim hızlı verilirse rotor gövdeden daha çabuk genleşir ve sabit kısımlara sürtünür. Türbin devreye alınırken rotorun çok yavaş bir şekilde dönmesi sağlanmalıdır. Rotor dönmediği takdirde stim rotorun sadece üst tarafına temas eder. Rotorun üst yarısı alt yarısından daha fazla genleşeceğinden mil eğilir. Mil eğik iken türbine yol verilirse yataklar tahrip olur, kanallar kopabilir.

Mil eğilmesi şekilde görülmektedir. Düzensiz ısınma ve soğumalardan dolayı meydana gelen eğilmelere geçici eğilme denir. Milde geçici eğilme varken türbine yol verilirse, geçici eğilme kalıcı eğilmeye dönüşebilir.

KANAT BİRİKİNTİLERİ: Türbine verilen buhar katı madde ihtiva ediyorsa, bunlar kanatlar

üzerinde toplanarak birikintileri meydana getirirler. Şekilde bu durum görülmektedir. Buhar akışındaki azalmalardan dolayı, çarkın bir tarafında basınç artar. Kanatçık üzerine etki eden buhar basıncındaki bu değişme rotoru ileri doğru iter. Bu itme trast yatağı üzerindeki yükü artırır. Normal şartlar altında kanat birikintileri kanatlar üzerinde eşit birikerek düzenli bir dağılım oluşturur. Eğer kanalların bir veya birkaçından birikintiler koparsa

rotorun vibrasyonu artar.

YOL VERME

1. Trip mekanizmasını kurunuz. 2. Giriş vanası kapalı, egzos vanası açık olmalıdır. 3. Türbine buhar geliş hederini alçak noktalardan kuru stim gelinceye kadar dreyn ederek kondenseleri atınız. 4. Türbine stim giriş blok vanasının by-passını açarak (yavaş yavaş) türbin gövde dreynlerinden kuru stim gelinceye kadar dreyn ederek gövdeyi ısıtınız. Gövdenin ısıtılması esasında türbin milini gözleyerek çok yavaş dönecek şekilde by-pass’tan stim verilmelidir. 5. Türbin gövdesi yaklaşık işletme sıcaklığına ulaşınca türbinlere yol verilir. 6. Türbin devreye alınmadan önce hareket verdiği ekipmanlarda bütün ayarlamaların tamamlanmış olması gerektiği akıldan çıkarılmamalıdır.

6969

KOMBİNE ÇEVRİMKombine Çevrim terimi, gaz türbin çevrimi ve buhar çevriminin bir sistem icine alınarak birbirini tamamlayıcı şekilde çalıştırılmasını ifade etmekte olup, genel prensibi gaz türbin çevriminden çıkan ekzoz gazlarının yüksek dereceli ısının su-buhar çevriminde kullanılarak ek bir enerji üretiminin sağlanmasına dayanmaktadır. Kombine çevrimlerde birincil olarak elektrik üretimi sağlanmakla birlikte, istenirse çevrimden ara buhar alınarak santral, kojenerasyon (birleşik-ısı güç) sistemi olarak da çalıştırılabilir.

KOMBİNE ÇEVRİM

7171

KOMBİNE ÇEVRİMBir kombine çevrim santralı; gaz türbini, atık ısı kazanı, buhar türbini ve bunların yardımcı aksamlarından oluşur.Atmosferden alınan hava, bir filtre sisteminden geçirildikten sonra gaz türbinin kompresor kısmına girer ve burada sıkıştırılarak yanma odasına iletilir. Yanma odasına püskürtülerek verilen yakıt da bu sıkıştırılmıs hava ile karışarak yanar. Yanma sonucu oluşan yüksek sıcaklıktaki yüksek basınçlı gazlar, gaz türbini kanatlarından geçerek türbini döndürür ve türbine bağlı generatörden elektrik enerjisi üretilir. Kullanılan yakıtın iş görmesi neticesi Gaz turbininden açığa çıkan yüksek sıcaklıktaki eksoz atık gazları bir eksoz kanalıyla atık ısı kazanına (HRSG) iletilir. Eksoz gazları, ısılarını burada su-buhar çevrimine transfer ederek soğur ve daha sonra kazan bacasından atmosfere atılırlar. Atık ısı kazanından elde edilen buhar, Buhar turbinine verilir. Turbinin tahrik edilmesiyle de turbine bağlı generatorde elektrik enerjisi uretilir.

Gaz Türbinleri

Gaz Jeneratörü Güç bölümüHava

Kompresör KompresörTürbini

Y.O.

Y.O.

GüçTürbini

Egzost

Gaz Türbini ünitesinin elemanlarıY.O. : yanma odaları

7373

Basit Çevrim, Kojenerasyon, Kombine Çevrim

En düşük elektrik ve termal verim Basit Çevrim

En yüksek termal verimKojenerasyon

En yüksek elektrik verim

KombineÇevrim

En Çok petrol&D.Gaz alanında kullanılıyor.

En çok elektrik ve buhar kullanılan endüstri uygulamalarında kullanılıyor.

HRSG

14% kayıp

53% ısı

33% elektrik

gücü

HRSG

GT

Stim türbini

33%

36%

16%15%

33%

67%

100% yakıt

Kombine Gaz-Buhar Güç Çevrimi

DURUM İZLEME Buhar türbininin durumunu belirlemede kullanılan temel yöntem Vanalar

Tam Açık Testi'dir (Valves Wide Open test, ASME 1985). Referans şartlarda (tam kapasitede) jeneratörden elde edilen elektriksel güç ölçülür.

Standart test şu şekilde yapılır: 1. Governer tarafından kontrol edilen vanalar tümüyle açılarak buhar girişi

tümüyle açık hale getirilir. Bu durum kontrol odasındaki endikatörlerden değil, yerinden vana güç servoları üzerinden teyid edilmelidir. Aynıyla tekrar edilebilecek yegane koşul tam açık durumudur.

2. Ana giriş ve yeniden ısıtılan (reheat) buharın sıcaklığı mümkün olduğunca referans değerlere yaklaştırılmalıdır.

3. Giriş basıncı referans değerine getirilmelidir. Çoğu türbinin kapasitesi nominal değerinden yüksek olduğu için, aşırı yüksek çıkış kapasitesiyle karşılaşılırsa standart giriş basıncı nominal basıncınaltında ayarlanabilir.

4. Condenser basıncı mevsimsel ve günlük şartlara göre değişir. Test gününde elde edilebilen en iyi (en düşük) değer referans alınır.

5. Besleme suyu ısıtıcılarına çıkışlar tamamen açık olmaldır. Nominal çalışma şartlarında bazı ısıtıcıların devre dışı olduğu varsayılmışsa, bu şartlar sağlanmalıdır.

DURUM (Performans) İZLEME

Değişimler oldukça küçük değerlerde olacağından test cihazlarının kalibrasyonu oldukça önem taşımaktadır.

Bir saatlik sabit şartlarda çalışma esnasında jeneratörün MW çıkışı test cihazlarıyla kaydedilir ve referans şartlarla farklılık var ise düzeltilir. Örneğin kondenser basıncı referans değerden yüksekse türbinin enerji üretimi daha düşük olacaktır. Düzeltme değerleri genellikle üretici firma tarafından ilk kabul testleri için verilir. Alternatif olarak termodinamik modelleme programları ile belirlenebilir.

FARKLI TARİHLER VE ÇALIŞMA ŞARTLARINDA YAPILMIŞ İKİ TEST ÖRNEĞİ

Test data TEST A Düzeltme faktörü TEST B Düzeltme faktörü

Jeneratör Çıktısı MW 355.8   349.7  

Buhar Basıncı – Ana Giriş kPa 12155 1.02285 12255 1.02053

Buhar Sıcaklığı – Ana Giriş °C 529.5 0.99832 526.7 0.99773

Buhar Sıcaklığı - Reheat °C 525.8 1.0101 539.5 0.99873

Reheater Basınç Kaybı % 6.76 0.99814 6.03 0.99633

Kondenser Basıncı - kPa 9.34 1.01225 12.44 1.03615

Jeneratör Güç Faktörü 0.923 1.00012 0.945 1.00064

Buhar Sıcaklık Kontrol (Spray) – Ana Giriş kg/s

6.5 0.99889 24.6 0.99584

Buhar Sıcaklık Kontrol (Spray) - Reheater kg/s

0 1 0 1

Besleme Suyu Kazan Giriş Sıcaklığı °C 234.9 1.0005 230.5 0.98957

Kombine düzeltme faktörü   1.04741   1.03521

Düzeltilmiş VWO Çıktı MW 372.7   362  

SEKSİYON TESTLERİ (Basınç ve Sıcaklık Ölçümleriyle) Parametre Yorum

Buhar süzgeçi (strainer) basınç kaybı Giriiş ve çıkış arasındaki basınç farkı ölçümüyle belirlenir. Artış tıkanmayı gösterir. Muhtemel neden kazan borularının kaynak işlemi sırasında oluşan metal parçacıklar olabilir.

Seksiyon entalpi düşüşü (kızgın buhar seksiyonları)

Buhar tablolarını içeren bilgisayar programları ile hesaplanır. Düşüş kanatta birikinti veya erozyon hasarı gösterir.

Seksiyon basınç oranları Kademe basınçları öncelikle standart ana giriş basıncına göre düzeltilmelidir. Her seksiyonun giriş ve çıkış basıncı standard giriş basıncına göre düzeltilebilir.. Ancak bir ölçüm hatası tüm sonuçlara yansıyacaktır.. Oranlar her seksiyonun giriş ve çıkış basıncı için kullanılır.. Değişimler erozyon veya kirlenme emaresidir..

İlk kademe basıncı düzeltmesi Vanalar Tam Açık Testinde ilk kademe basıncındaki artış, türbi,ndeki buhar akışına orantılı olarak, girişte erozyon veya daha ilerideki kadaemelrdeki kirlenmeyi gösterir

Kıızgın buhar seksiyonlarından alaınan buharda normalin üstünde sıcaklık.

Bu durum buharın alındığı kısımdan önce daha sıcak kısımdan sızmayı işaraet eder.

Doymuş buhar seksiyonlarındaki sıcaklıklar

Doymuş buhar sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklar buharın alındığı kısımdan önceki bir kademedeki sızmayı işaret eder.

Casing veya şaft keçesi (gland) seksiyonlarındaki sıcaklıklar

Tasarım manul değerlerindeki değerlerle (eğer varsa) mukayaese edildiğinde göreceli bir sızmayı gösterir.

KAZAN BORULARINDAKİ KOROZYON PROBLEMLERİ

Su kısmındaki korozyon mekanizmaları:

1. Hidrojen hasarı2. Kostik (alkali) aşındırması 3. Asit fosfat korozyonu

Bu problemlerin tümü ilk bakışta aynı şekilde kendisini gösterir. Su taşıyan borularda ve daha sıcak tarafta bulunan iç yüzeylerde gelişir.

Aşındıran malzemenin belirlenmesi ve alınabilecek önlemlerin belirlenmesi için nalitik yöntemler kullanılması (örneğin X-ışını enerji yayılımı) gereklidir.

Yüksek Na:P:Fe oranı asit fosfat korozyonu hasarını, sodyum ferroat ve/veya sodyum ferroit içeren Na oluşumu da asit fosfat korozyonunu işaret eder.

Korozyon nedeniyle hasara neden olan olayların kök nedeni farklıdır.

Hidrojen hasarının kaynağı olan unsurlar:1. Uzun süre (aylar) boyunca oluşan kondenser kaçakları.2. Kondensere kirli su girişine (mesela deniz suyu) neden olabilecek büyük miktarda kondenser kaçağı.3. Su kimyası işleme prosesindeki hatalar nedeniyle (uygun olmayan vana vs.) istenmeyen iyonların oluşması yoluyla sistemde sülfrik veya hidroklorik asit oluşması.4. Kimyasal temizleme prosedüründeki hatalar nedeniyle oluşan depozitlerin tam olarak temizlenememesi.

Kostik hasarının kaynakları:1. Kazan suyunun kostik işlemi sırasında aşırı miktarda kostik kullanılması.2. Asit kontaminasyonunu nötralize etmek için ilave edilen kostik miktarındaki aşırılık.3. Fosfatlama işleminde kontrol kimyasalı olarak eklenen kostik seviyesindeki fazlalık.4. Su kimyası işleme prosesinde veya kondensat temizleme prosesindeki sorun nedeniyle sisteme kostik girmesi.

Asit fosfat korozyonunun temel nedeni uygun olmayan fosfat çevrimi kimyasal kontroludur. Özellikle monosodyum fosfat veya aşırı disodyum fosfat ilavesi bu soruna neden olabilir.

Bahsedilen kirliliklerin (depozit) giderilmesi için optimum zamanlarda kimyasal temizleme yapılmalıdır.

TİTREŞİM NEDİR? Yönünü bir defadan fazla değiştiren harekete

titreşim denir. Diğer bir ifadeyle, titreşim, bir makine parçasının

sürekli yön değiştiren biçimdeki doğrusal veya açısal hareketidir.

TİTREŞİM NEDEN OLUR?

Titreşimin nedeni, yönü, büyüklüğü veya her ikisi birden değişen (dinamik) kuvvetlerdir.

KESTİRİMCİ BAKIMDA NEDEN TİTREŞİM KULLANILIR?

TÜM MAKİNALAR TİTRER.

TİTREŞİMDEKİ ARTIŞIN NEDENİ,MEKANİK ELEKTRİKSEL VEYA PROSESLE İLGİLİ BİR SORUNDUR.

HER SORUNUN NEDEN OLDUĞU TİTREŞİM ŞEKLİ FARKLIDIR. BU NEDENLE,TİTREŞİM KARAKTERİSTİĞİ BELİRLENEN BİR SORUN, KOLAYCA TESPİT EDİLEBİLİR.

TİTREŞİM GENLİĞİ TİTREŞİM GENLİĞİ,NE KADAR TİTREŞİM OLDUĞUNU GÖSTERİR.

TİTREŞİM GENLİĞİ AŞAĞIDAKİ PARAMETRELER CİNSİNDEN ÖLÇÜLÜR:

DEPLASMAN HIZ İVME

ÖLÇÜM PARAMETRELERİDEPLASMAN: Ne kadar yer değiştiriyor ? MIKRON,MILS

HIZ: Hangi hızla yer değiştiriyor ? MM / SN

İVME: Hız ne kadar çabuk değişiyor ? g (MM / SN2)

TİTREŞİMİN TÜRÜ ZORLANMIŞ TİTREŞİMLER Makinanın periyodik olarak yön veya büyüklük

değiştiren kuvvetin etkisiyle ve kuvvetin yön/büyüklük değiştirme frekansına göre titremesidir. Balanssızlık, Eksenel Ayarsızlık, Dişli Kavraması, Gevşeklik vs. durumunda ortaya çıkan kuvvetler bu tür titreşimlere neden olur.

SERBEST TİTREŞİMLER Makinadaki bir veya birkaç parçanın, darbesel

olarak etki gösteren bir kuvvetin etkisiyle kendi seçtiği frekansta titremesidir. Bu frekansa parçanın öz (doğal) frekansı denir. Kavitasyon ve rulman hasarının başlangıç aşamasında ortaya çıkan titreşimler bu türdendir.

REZONANS Makinayı titreşime zorlayan herhangi bir dinamik

kuvvetin frekansının, makinadaki herhangi bir parçanın özfrekansıyla çakışması halinde ortaya çıkan duruma denir.

AKUSTİK REZONANS Zorlanmış titreşimin, havada ses dalgalarıyla

iletilerek bir parçaya ulaşması ve parçanın özfrekansına eş bir frekansta olması durumunda parçayı çok yüksek genlikte titretmesi ve hatta kırmasıdır.

KRİTİK HIZ Makineyi titreşime zorlayan 1xRPM deki

dinamik kuvvet (balanssızlık, eksantriklik, eksenel ayarsızlık) frekansının makine milinin doğal frekansına denk geldiği sıradaki makine devridir.

Bu durumda milde bir süre için (makine bu devirden geçerken) rezonans olur.

Milin doğal frekansının çok sayıda olması dolayısıyla birden fazla kritik hız bulunur.

YATAK TÜRLERİ

SÜRTÜNMELİ YATAKLAR SÜRTÜNMESİZ YATAKLAR

Hidrodinamik Yataklar

Hidrostatik Yataklar Burçlar Rulmanlar Manyetik

Yataklar

HibridYataklar

HİDRODİNAMİK KAYMALI YATAK

Hidrodinamik (Tilting Pad) Ayarlı Yatak

RULMAN

Yuvarlanma Elemanlı Yataklar (Rulmanlar)

Rulmanlar radyal, aksiyal (eksenel) veya her ikisinden oluşmuş kombine yükleri taşımak ve mil ile yatak arasındaki sürtünme kaybını azaltmak için kullanılır. Sürtünme katsayısı avantajına bağlı olarak elde edilen enerji tasarrufu rulmanları, kaymalı yataklara karşı üstün kılsa da, darbeye karşı zayıf ve sönümleme katsayılarının düşük olması dezavantajlarıdır.

Hibrid Hidrostatik Rulmanlı Yatak

Manyetik Yatak

BUHAR TÜRBİNLERİ ÇALIŞMA KRİTERLERİ

Buhar türbin rotoru;-1 günden az durmuşsa en az 2 saat virörde çevrilmeli-1 ile 7 gün arasında ise 6 saat virörde çevrilmeli-7 ile 30 gün arasında ise 12 saat virörde çevrilmeli-30 günden fazla durmuşsa 24 saat virörde çevrilmeli.Bunun amacı rotorun termal ve statik ağırlık dağılımını homojen hale getirmektirEğer turbini hemen almak kaçınılmaz ise makina devreye alındıktan sonra 500

rpm’de 20-30 dakika çevrilir ve vibrasyonlar izlenir.Eğer değerler normal ise devam edilir yoksa makina virörde çevrilmeye devam edilir.

Uzun bakımlar sonrasında rotor önce manuel çevrilip yataklar kontrol edilmeli, eğer anormal bir ses yada indikasyon yoksa virör motoru devreye alınmalı.

Lube oil sisteminin devreye alınabilmesi için yağ sıcaklığı T>15 C olmalı.Bunun amacı yağın uygun yağ filmini oluşturacak viskozite değerine ulaşmasını beklemek.

Virör sisteminin devreden çıkarılma şartı; HP/IP rotor sıcaklıkları T<150 C olmalı.Acil durumlarda T<200 C iken virör sistemi kapatılabilir.

Hidrolik pompalara start izni için Tyağ > 15 C olmalı ve bu değer işletmede 30 C ‘nin üzerinde olmalı.

HANGİ SEVİYEDEKİ TİTREŞİM YÜKSEK?KAYNAKLAR:

MAKİNA İMALATÇILARI ULUSLAR ARASI STAND.(ISO 10816-3, API 670) İSTATİSTİKSEL VERİLER ÖZDEŞ MAKİNALARLA KIYAS (ÇALIŞMA ŞARTLARI

AYNI OLMALI YÜK,SICAKLIK,MONTAJ VS.) UZMAN KİŞİ VE KURULUŞLAR ZAMANLA EDİNİLECEK DENEYİM

Makine Arızalarının Temel Nedenleri

Yağ kirliliği (kontaminasyon) Yağ katkı maddesinin tükenmesi Viskozite bozulması veya yanlış yağ Eksenel ayarsızlık/balanssızlık Hatalı montaj Aşırı ısınma

Yağ/Makine ÖmrüISI PARÇACIK SAYIMI

YAĞDAKİ PROBLEMİN KİRLİLİK YAĞ SICAKLIĞITEMEL NEDENİ SU P SU/NEM ANALİZİ

HAVA R ELEMENTAL ANALİZOA

ANTİOKSİDANT K FTIR ANALİZİİLK ZARAR KATKILARA AŞINMA ÖNLEYİCİ T ELEMENTAL ANALİZ

ALKALİ REZERVİ İ TBNOKSİDASYON İNHİBİTÖRÜ F TAN

ASİTLER TANYAĞDAKİ BAZ STOĞUNDA VERNİKLER K VİSKOZİTEBOZULMA POLİMERİZASYON E RENK

TORTU S KOKUÇAMUR T FTIR (OKSİDASYON İÇİN)

İR

AŞINMA İ PARÇACIK SAYIMIEKİPMANDA VE YAĞLAMA KOROZYON M ELEMENTAL ANALİZYÜZEYLERİNDE SORUN YORULMA C ANALİTİK FERROGRAFİ

ARIZA İ

Yağ KirliliğiPARÇACIKLAR : Makinada; aşınma ve yüzeyde yorulma, yağda; katkı ayrılması, oksidasyon.

SU/NEM : Makinada; korozyon ve yağ filmi mukavemetinde azalma, yağda; oksidasyon.

ISI : Makinada; yağ filmi mukavemetinde azalma,cilalanma, yağda; oksidasyon ve viskozite bozulması.

HAVA : Makinada; yağ filmi mukavemetinde azalma, cilalanma, kavitasyon, yağda; oksidasyon ve köpüklenme.

Yüksek Sıcaklığın Yağa EtkisiGeçici olarak viskozite düşer.Daha sonra viskozite kalıcı olarak artmaya başlar.

Çamurlaşma ve çözünemeyen oksidasyon ürünleri ile başlangıçta viskozite düşer. Daha sonra polimerizasyon, hafif yağ fraksiyonlarının buharlaşması sonucu viskozite artmaya başlar.

Sıcaklık ile Ömür Uzama FaktörüC 2 3 4 5 6 7 8 9150 141 136 132 129 127 126 124 123135 127 122 118 116 114 112 111 109120 113 108 104 102 100 98 96 95107 100 95 91 88 86 84 82 8193 85 80 77 74 72 70 68 6779 71 66 63 60 58 56 54 5266 57 52 49 46 44 42 40 3952 43 38 35 32 29 28 27 26

ISO 4406 Parçacık Kirlilik Kodlarıa veya b

2423222120191817161514131211109

parçacık adedi (alt sınır) parçacık adedi (alt sınır)80.00040.000

160.00080.000

20.00010.0005.0002.5001.3006403201608040201053

40.00020.00010.0005.0002.5001.300640320160804020105

ISO a/b : 5 um / 15 umISO 16/13 : 1 mililitre yağda 5 mikrondan büyük

320 - 640 adet, 15 mikrondan büyük 40 - 80 adet parçacık var.

ISO 21/17 : 1 mililitre yağda 5 mikrondan büyük 10.000 - 20.000 adet, 15

mikrondan büyük 640 - 1.300 adet parçacık var.

Iso yeni kodlama sistemi ise 3 haneli olmuştur.

ISO a/b/c : 2/5/15 um

ISO 4406 Parçacık Kirlilik Kodları

a/b 2 3 4 5 6 7 8 9 1026/23 22/19 20/17 18/15 17/14 16/13 15/12 14/11 13/10 12/925/22 21/18 19/16 17/14 16/13 15/12 14/11 13/10 12/9 11/824/21 20/17 18/15 16/13 15/12 14/11 13/10 12/9 11/823/20 19/16 17/14 15/12 14/11 13/10 12/9 11/822/19 18/15 16/13 14/11 13/10 12/9 11/821/18 17/14 15/12 13/10 12/9 11/820/17 16/13 14/11 12/9 11/819/16 15/12 13/10 11/818/15 14/11 12/917/14 13/10 11/816/13 12/915/12 11/814/1113/1012/9

EKİPMAN ÖMÜR UZAMA FAKTÖRÜ

Kirlilik- Ömür İlişkisi

Yaygın Kirlilik Kaynakları

PARÇACIK KİRLİLİĞİ

İmalat veya nakliye sırasında kirlenebilir. Satın alınan yağlar kullanımdan önce test edilmelidir.

Depolama ve doldurma sırasındaki hatalar nedeniyle kirlenebilir. Yağ varillerinin üstü muhakkak kapalı olmalıdır. Dolumdan önce yağ filtre edilmelidir.

Kullanım sırasında kirlenebilir. Filtrenin yeterliliği araştırılmalıdır. Kirleten kaynaklar araştırılıp önü alınmalıdır.

Yaygın Kirlilik KaynaklarıVİSKOZİTE KAYBI

Hazneye düşük vizkoziteli yağ ilave edilmesi. Yağ varillerinin üzerine kodlu renkli bantlar yapıştırılmalıdır. Aynı renk kodlu bant ekipmanda yağ doldurma yerine de yapıştırılmalıdır.

Yağın müsaade edilenden yüksek bir sıcaklıkta çalışması. Yüksek ısıya engel olunamıyorsa yüksek viskozite endeksli yağ kullanılmalıdır.

Yağa yakıt veya su karışması. Kirleten kaynaklar araştırılıp önü alınmalıdır.

Yağdaki Su/Nem ve Kirliliğin Ömre Etkisi

YAĞA ZARARLARI

Oksidasyonu artırır.

İletkenliği arttırır. (Trafo yağları)

Oksidasyon ve pas önleyici katıklarla reaksiyona girerek asit ve çözeltiler oluştururlar.

Katkı maddelerini ayrıştırırlar. Haznenin dibinde sabunlaşma oluşur.

Aşınma önleyici katkıyı yok edip sülfrik asit oluştururlar.

80 C’DEKİ 1 LİTRE YAĞA KARIŞACAK 1 DAMLA SU, AŞINMA ÖNLEYİCİ ÇİNKO İÇEREN KATKI MADDESİNİ YOK EDER.

YAĞDAKİ SU MİKTARI

100 PPM’DEN AZ OLMALIDIR.

Yağdaki Su/Nem ve Kirliliğin Ömre Etkisi

Yağdaki Su/Nem ve Kirliliğin Ömre Etkisi

SİSTEME ZARARLARI

Metal yüzeylerde pas ve korozyon oluştururlar.

Hidrolik sistemlerde valfler buz kristalleri ile tıkanabilir.

Aşınma sonucunda parçacık sayısı artar. Büyük parçacıklar sızdırmazlık elemanlarının yüzeylerini bozarlar.

Filtre ömürleri azalır.

Arızalar artar.

Su Oranı ile Ömür Uzama FaktörüPPM 2 3 4 5 6 7 8 950000 12500 6500 4500 3500 2500 2000 1500 100025000 6250 3250 2250 1750 1250 1000 750 50010000 2500 1300 900 700 500 400 300 2005000 1250 650 450 350 250 200 150 1002500 600 300 200 155 125 100 75 501000 250 130 90 63 50 40 30 20500 125 65 45 31 25 20 15 10250 63 33 23 16 13 10 8 6100 25 13 9 6 5 4 3 2

İlginize Teşekkür Ederiz

MEKATEK Eğitim DanışmanlıkMimar Sinan Mahallesi, Saatçi Sokak No:11Çekmeköy-İstanbul

Web : www.mekateked.com Email : info@mekateked.comTel : 216-6400782Fax : 216-6400603