Lata 50-te rozwój zabiegów wokół wzrostu sprawności przez zastosowanie podwójnego przegrzewu pary

2. Lata 50-te rozwój zabiegów wokół wzrostu sprawności przez zastosowanie podwójnego przegrzewu pary • Nowe materiały opanowanie parametrów nadkrytycznych pary • Poszukiwanie wysokosprawnej struktury energetycznej

3. Wolny rynek energetyczny-cena produktu – prąd elektryczny i ciepło. Potrzeba: • Modernizacji starych urządzeń • Nowe inwestycje • Utrzymanie w nienagannym stanie i wzrost dyspozycyjności urządzeń • Wdrażanie nowych koncepcji konstrukcyjnych

4. Troska o otrzymanie maszyn i urządzeń w dobrym stanie. Szczególne znaczenie dla dużych bloków-drastyczne konsekwencje ekonomiczne w przypadku wypadnięcia jednostki z ruchu z powodu awarii. Lata 70-te nowe metody do wczesnego wykrywania degradacji i zagrożenia awaryjnego. Rozwój informatyki.

5. Kluczowy element utrzymania maszyny w dobrym stanie - monitoring i diagnostyka. • Przez monitoring rozumie się: • Zbieranie danych, przetwarzanie ich i selekcję według wybranych kryteriów, archiwizowanie, wizualizacja w postaci wydruków, wykresów, tabel, porównanie wielkości mierzonych z wartościami granicznymi.

6. Najprostsza forma diagnostyki – uruchomienie alarmów po przekroczeniu wartości granicznych dla parametrów- cieplno-przepływowa diagnostyka I generacji.

7. Przez diagnostykę rozumie się analizę pozyskanych danych polegającą na: • Obliczeniu stanów referencyjnych obiektu • Obliczeniu różnicy między wielkościami referencyjnymi a wielkościami zmierzonymi (symptomy degradacji maszyn i urządzeń) • Określeniu przyczyn degradacji

8. Diagnostyka II-ej generacji – na podstawie doświadczenia i bazy wiedzy inżynierskiej • Rozwój informatyki – degradacja III-ej generacji na podstawie systemu ekspertowego – program komputerowy, który poprzez reguły oparte na bazie wiedzy wyciąga wnioski i oferuje rozwiązania problemów. Dobrze jeśli system ekspertowy służy także informacją: • Dlaczego wybrał takie rozwiązanie • Jak do niego doszedł.

9. Blok 500 MW • Temperatura pary świeżej mniejsza o 10K ubytek mocy 11,5 MW • Temperatura przegrzewu 10K mniej 1,1MW • Sprawność turbiny NP. 1% mniejsza 0,9 MW • Sprawność turbiny SP. 1% mniejsza 1,2 MW

10. Diagnostyka cieplno-przepływowa znalazła zastosowanie najczęściej w następujących elementach instalacji energetycznych: • - turbiny, • - kondensatory (skraplacze), • - wymienniki regeneracyjne, • - kotły, • - peryferyjne maszyny i urządzenia kotłowe tj. młyny, wentylatory, urządzenia oczyszczania spalin, • - ciągi (trakty) spalinowe, • - pompy kondensatu i wody zasilającej.

11. Zadania systemu diagnostyki cieplno-przepływowej • Czy pogorszyły się globalne charakterystyki złożonego obiektu energetycznego i jeżeli tak to: • Które urządzenia składowe są za to odpowiedzialne oraz jakie są techniczne przyczyny pogorszenia charakterystyk wytypowanych niesprawnych urządzeń

12. Do diagnostyki cieplno-przepływowej maszyn i urządzeń głównie są stosowane dwa modele: • - model entalpowy, • - model entropowy.

13. Model entalpowy bazuje na bilansach strumieni mas i energii (ustalony model bilansu cieplno-przepływowego bloku). W tym modelu miarą jakości obiegu jest sprawność i jednostkowe zużycie paliwa. Miarą jakości poszczególnych elementów instalacji mogą być ich sprawności lub inne charakterystyki. Miarą degradacji obiektu i jego elementów jest różnica między wartościami aktualnymi i wartościami referencyjnymi (odniesienia) dla nowych maszyn i urządzeń lub po kapitalnym remoncie.

14. Model entropowy bazuje na bilansie strumieni mas, energii i entropii. Model ten uzupełnia model entalpowy, ponieważ wskazuje miejsca w instalacji, w których występują największe straty energii. Do określenia największych strat energii w układzie tworzone są również modele egzergetyczne. W tych modelach straty egzergii dostarczają informacji o elementach instalacji, które generują największe straty energetyczne i które procesy fizyczne są za to odpowiedzialne.

15. Modele diagnostyczne można podzielić na statyczne (ustalone) i dynamiczne (nieustalone). Należy zaznaczyć, że warunki pracy każdej maszyny czy urządzenia są zawsze nieustalone. Niemożność osiągnięcia pełnego stanu ustalonego w maszynie czy urządzeniu wynika z ciągłej zmiany parametrów wejściowych. O ile wahania parametrów nie przekraczają pewnych umownych wartości, to proces taki jest uznawany jako ustalony. W przeciwnym razie mamy do czynienia z procesem dynamicznym (nieustalonym).

16. W diagnostyce bloków energetycznych modele ustalone znalazły większe zastosowanie, ponieważ mają prostszą postać oraz ze względu na troskę o jakość określania aktualnego stanu obiektu.

17. Zwiększenie mocy obliczeniowych komputerów pozwoliło na tworzenie bardziej zaawansowanych dwu-wymiarowych (two-dimensional 2-D) i trój-wymiarowych (three-dimensional 3-D). Jednak dla celów bieżącej diagnostyki (on-line) najszersze zastosowanie znalazły modele zero-wymiarowe (0-D) i jedno-wymiarowe (1-D).

18. Mimo znacznego wzrostu mocy obliczeniowej komputerów, czasy obliczeń w modelach trój- i dwu -wymiarowych (3-D i 2-D) zastosowanych do bieżącej diagnostyki (on-line) są niezadowalające. Dlatego modele te zaleca się stosować do diagnostyki off-line. Drugim ograniczeniem w szerokim zastosowaniu modeli 3-D i 2-D jest trudna dostępność do szczegółowych danych konstrukcyjnych np. profile łopatek, niezbędnych przy tworzeniu modeli. Ilość potrzebnych danych konstrukcyjnych rośnie wraz ze złożonością (ilością wymiarów) modeli.

19. Zmiana (pogorszenie) osiągów maszyny lub urządzenia może nastąpić w sposób nagły lub powolny. Gwałtowne pogorszenie się osiągów elementu instalacji wynika najczęściej z awarii. W tego typu przypadkach pogorszenie się osiągów następuje zazwyczaj skokowo, więc zaobserwowanie procesu degradacji elementu instalacji i lokalizacji przyczyn awarii jest stosunkowo łatwe. Trudniejsze do wykrycia są procesy, które powodują pogorszenie się osiągów elementów instalacji w sposób stopniowy, dlatego do oceny degradacji potrzebne są specjalne modele i metody diagnostyczne.

20. W przypadku elementu instalacji energetycznej jakim jest wymiennik ciepła stopniowe pogarszanie się osiągów może wynikać z osadzania się zanieczyszczeń zawartych w czynnikach przekazujących ciepło na powierzchni wymiany ciepła. Na pogorszenie się osiągów wymienników, szczególnie pracujących w obszarze niskich ciśnień jak np. skraplacze (kondensatory) i niskoprężne wymienniki regeneracyjne, ma również wpływ ich szczelność. Przy braku dostatecznej szczelności następuje zasysanie powietrza z otoczenia (gazu inertnego) do wnętrza wymiennika, co utrudnia dostęp czynnika grzejnego do powierzchni wymiany ciepła.

21. W turbinie parowej stopniowe pogarszanie się osiągów wynika głównie z rozszczelnienia uszczelnień międzyłopatkowych (dławnic) oraz ze zmiany geometrii układu łopatkowego na skutek oddziaływania zanieczyszczeń i wilgoci zawartych w czynniku roboczym (odkładanie się osadu na powierzchni łopatek, erozja i korozja łopatek na krawędzi spływu).

22. Ogólna koncepcja miar degradacji Zmiana charakterystyki cieplno – przepływowej: - wyznaczana i aproksymowana jest charakterystyka bazowa Yb - wyznaczana jest charakterystyka bieżąca (Y) i porównywana z bazową Y Y Yb urządzenie „nowe” Y urządzenie „zdegradowane” Yb X