فرایند بازسازی سوخت پاش مایع توربین گازی V94.2

بخش اول

کلمات کلیدی: سوخت‌پاش مایع- توربین گازی V94.2- نازل کامپلیت- لوله برگشت- زاویه پاشش- ردیف چینی – بالانس حرارتی – گردابه

چکیده :

در این مقاله به بررسی برخی از آسیب‌های وارده به سوخت پاش مایع توربین گازیV94.2 پرداخته شده است. آسیب‌های وارده طبقه‌بندی شده و براساس نوع قطعه و فرایند تعویض قطعات معیوب، سطوح بازسازی تعیین گردیده است. فرایند بازسازی و مراحل کار از زمان ورود مجموعه سوخت پاش‌ها تا زمان تحویل تشریح گردیده است. این عملیات شامل شستشو و تعویض اورینگ‌ها، تست سوخت‌پاش‌ها (شامل تست پارامترهای سیالاتی، زاویه پاشش و انحراف چتر پاشش)، تحلیل نتایج تست‌ها و جداسازی سوخت‌پاش‌های خارج از محدوده مجاز عملکردی، بررسی قطعات و تشخیص عیوب، تعیین سطح بازسازی، انجام مراحل بازسازی متناسب با سطح تعیین شده، تست نهایی سوخت پاش‌ها و ردیف‌چینی آنهاست. بخش اعظم سوخت‌پاش‌های معیوب قابلیت بازسازی و ورود به چرخه بهره‌برداری را دارد. این فرایند برای سوخت‌پاش نیروگاه‌های مختلفی از جمله نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون انجام شده است.

۱. مقدمه

سوخت پاش مایع توربین گازی V94.2 در بالای محفظه احتراق در دو محفظه جداگانه قرار داشته و سوخت عبوری از آن سبب احتراق و تولید انرژی لازم جهت به حرکت در آوردن توربین گازی می‌شود. سیال مورد استفاده گازوئیل بوده که از طریق پمپ اسکرو به سمت ورودی سوخت‌پاش هدایت می‌شود. فشار سیال خروجی پمپ ۸۰ بار است که پس از اتلاف در مسیر، در هنگام ورود به سوخت‌پاش به ۵۰ بار تقلیل می‌یابد. پس از ورود به سوخت پاش از مجراهای انتهایی نازل کامپلیت وارد لوله برگشت شده، مقداری از آن به سمت پایین در داخل محفظه احتراق پاشش گردیده و بقیه سیال به سمت بالا حرکت کرده، از چک والو عبور می‌کند. میزان سیال برگشتی توسط سرو والو تنظیم گردیده و درنهایت به اسکید گازوئیل برگردانده می‎شود.

تصویر ۱- شماتیک کلی سوخت پاش مایع توربین گازی V94.2- [1]

عیوب ایجاد شده در اثر کارکرد سوخت پاش مایع سبب افزایش یا کاهش میزان دبی سوخت، نوسان دبی ورودی به محفظه احتراق، انحراف زاویه پاشش و باز یا بسته شدن چتر پاشش می‌گردد. این عوامل درنهایت باعث سوختن دیواره محفظه احتراق یا ناهمگونی حرارتی در اثر احتراق ناقص می شود که درنتیجه آن اختلاف نقطه داغ افزایش می‎یابد. اختلاف نقطه داغ سبب آسیب دیدن نازل ردیف اول شده و چنانچه ازحد مشخصی بالاتر رود با تریپ واحد مواجه می‎شویم.

نحوه عملکرد سوخت پاش مایع

سوخت مایع پس از پمپاژ توسط پمپ اسکرو با فشار خروجی ۹۰ بار وارد مسیر سوخت شده و پس از اتلاف فشار در مسیر با فشار ۵۰ بار وارد سوخت پاش مایع می‎شود. بدنه اصلی سوخت پاش مایع شامل سه لوله با ضخامت‌ها و طول‌های مختلف است. سیال از ورودی b نشان داده شده در تصویر ۱ وارد سوخت پاش شده و در محدوده بین دو لوله برگشت و میانی به سمت پایین حرکت می‌کند. در انتهای مسیر از دو مجرای نازل کامپلیت به صورت چرخشی وارد نازل گردیده مقداری از آن از سوخت پاش خارج شده و پاشش در محفظه احتراق انجام می‌گردد ، مابقی سیال از داخل لوله برگشت به سمت بالا حرکت کرده و پس از عبور از چک‌والو در نهایت به اسکید گازوئیل برگردانده می‌شود.

مشخصات فنی سوخت‌پاش مایع در شرایط پیک بار، در جدول ۱ آورده شده است.

جدول ۱- مشخصات فنی سوخت پاش مایع در شرایط پیک بار- [۱]

Fuel Oil Burner/Technical Data

Description

No

Pressure Inlet: 50 bar

۱

Pressure Return: 34 bar

۲

Flow: Min 0.605 Lit/s – Max 0.739 Lit/s

۳

 

تصویر۲- نقشه انفجاری سوخت پاش مایع توربین گازی V94.2

۳- قطعات سوخت پاش گازوئیل

۳-۱- نازل کامپلیت

این مجموعه شامل دو قطعه به صورت مونتاژ شده بر روی هم می‌باشد. مجموعه نازل کامپلیت بر روی لوله‌برگشت و از طرف دیگر داخل نازل میانی نصب می‌شود. بیشترین آسیب‌های وارده به سوخت پاش مربوط به این قطعه است.

نمای شماتیک نازل کامپلیت سوخت پاش مایع توربین گازی V94.2

۳-۱-۱- نوع آسیب

  • سایش شدید در اثر عبور سیال
  • سوختگی در اثر حرارت شدید ناشی از برخورد مستقیم تشعشع اتاق احتراق
  • خوردگی دیواره‌ها و مجراها، شامل مجرای خروجی به محفظه احتراق و مجراهای جانبی در دنباله نازل کامپلیت. در اثر خوردگی، قطر مجرای انتهایی افزایش پیدا کرده و حجم سیال عبوری بیشتر می‌شود که ممکن است سبب افزایش میزان دبی گردد. همچنین قطر مجراهای جانبی و زاویه آنها تغییر کرده و سبب افزایش حجم سیال عبوری و اختلال در چرخش آن می‌شود.
  • گرفتگی مجراها در اثر ورود جرم‌های خارجی از قبیل بقایای اورینگ‌ها، ناخالصی‌های موجود در سوخت مانند آب، که در اثر آن میزان دبی کاهش یافته و زاویه پاشش منحرف می‌گردد.

تصویر ۴- نازل کامپلیت نیروگاه سیکل ترکیبی شیروان
نوع آسیب : خوردگی مجراهای جانبی نازل

تصویر۵- نازل کامپلیت نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون
نوع آسیب : خوردگی شدید نازل و جوش خوردن دراثر حرارت شدید

تصویر۶- نازل کامپلیت و لوله برگشت
نوع آسیب: گرفتگی مجراها در اثر وجود ناخالصی در سوخت