گزارش کارآموزی آشنایی با نحوه بهره برداری و تعمیرات توربین های نصب شده در نیروگاه کارون 3 (توربین های فرانسیس)

3- سازه توربین

توربین فرانسیس با محور عمودی است. قطر نامی، D1 برابر 4540 میلیمتر است. محفظه حلزونی جوشکاری شده و از صفحات فولادی کم آلیاژ با مقاوت بالا ساخته شده است. بخشی از لاینر لوله مکش به قسمت خروجی زانویی با صفحه فولادی A283-88 جوش شده است. سرعت متوسط محوری در خروجی لاینر زانویی از 6 متر بر ثانیه تجاوز نمی کند. هر واحد دارای دو محور است:

محور توربین و محور ژنراتور، که توسط 20 عدد پیچ (از نوع انتقال دهنده قدرت) به یکدیگر متصل شده‌اند. یاتاقان هادی توربین خود روانکار، با خنک کاری خارجی، با غلاف نازک لایه روغن است. آب بند محور اصلی از نوع آب بند خود تنظیم است. توربین دارای دو سروموتور با استوانه های مستقیم برای سیستم عملکرد بیست پره هادی توسط اوپریتینک رینگ و اتصالات مکانیکی است، تا بدینوسیله بتوان خروجی توربین را تنظیم نمود و جریان آب را در حالتی که واحد از کار ایستاده است قطع نمو.

به منظور تزریق هوای فشرده سوراخ هایی روی در پوش توربین تعبیه شده تا بتوان از پایداری عملکرد توربین در حالت های نیاز به شرایط کار در بار جزئی اطمینان حاصل نمود. لوله های تزریق هوای فشرده به صورت حلقوی روی مخروطی لوله مکش قرار داده شده اند تا سطح آب را برای کارکرد در حالت های کارکرد کندانسور سنکرون و اسپین رزرو پایین براند، یا در صورت لزوم بمنظور کاهش آشفتگی پهنای ورتکس در لوله مکش بکار گرفته شود.

تجهیزات توربین از قطعات مدفون، توزیع کننده، قطعات دوار، وسایل کمکی و قسمت های جانبی تشکیل شده است. ابزارهای ویژه جهت نصب نیز از این جمله هستند.

نقشه های مرجع توربین به شرح ذیل هستند:

Section of Power House                                                               87A1504

Plan of Powerhouse                                                                      87A1505

Cross section of Turbine                                                              86j7021

Plane Section of Turbine                                                              86 j 7022

Distributor Assembly                                                                    86j7035

Rotating Parts Assembly                                                              87A1506

Arrangment of servomotor                                                         86j7044

Water and Oil and Air Pipe System in pit                                86j7045

سازه بیشتر تجهیزات اصلی مختلف قبلا در کلاس های آموزشی ارائه شده تا بحال شرح داده شده اند.

در ذیل شرح دو قسمت مهم دیگر آورده می شوند:

3-1- جرثقیل پیت توربین (86j7046)

جرثقیل پیت توربین از دو مسیر حلقوی درونی و بیرونی، کالسکه 3 تنی، موتور بالابر 3 تنی و سری زنجیر 3 HS-A تنی و سایر تجهیزات تشکیل شده است.

جرثقیل پیت توربین عمدتا برای تعمیرات توربین داخل پیت بکار می رود. چهار جعبه قرقره زنجیر 3 تنی برای بلند کردن اپریتینگ رینگ جهت تعویض نمودن صفحات سایشی روی سفححات متحرک مربوطه، یا بلند کردن بدنه یاتاقان یکپارچه (در صورت نیاز) مورد استفاده قرار می گیرند.

کالسکه 3 تنی می تواند تیر اصلی را در مسیری دایره ای بحرکت در آورد، بنابراین موتور بالابر می تواند اشیاء را از هر موقعیتی حمل نماید.

3-2- تخته تعمیرات[1] (86j7056)

تخته تعمیرات از تیر اصلی ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم، قطعه شماره 1 (87B5612)، آویز نصب[2]، قطعه شماره 2 (87B5587) ، تیر عرضی و طبقه و سایر قطعات تشکیل شده است.

پس از اتصال دو تیر اصلی باید آن ها را از ورودی مخصوص روی مخروطی لوله مکش بوسیله ابزار غلطش بدرون آن غلطانید. پس از آن باید از طریق دریچه آدم رو مخروطی لوله مکش تیر عرضی را در جهت مخالف روی تیرهای اصلی قرار داد و با پیچ به آن ها محکم نمود. بعد از آن باید سه تیر عرضی را بوسیله آویز نصب روی لاینر مخروطی لوله مکش نصب نمود. سپس باید طبقات روی تیرهای عرضی قرار گیرند و به یکدیگر با پیچ بسته شوند. در آخر باید صفحات مانع[3] نصب شوند تا از حرکت تخته تعمیرات جلوگیری کند. جهت حفظ ایمنی باید کلیه کارگران بوسیله طناب محافظت شوند.

تخته تعمیرات جهت بازرسی شرایط کاویتاسیون رانر و تعمیرات رانر مورد مورد استفاده قرار می گیرد.

4- بهره برداری و تعمیرات توربین

4-1- اجزای دوار

4-1-1-

وضعیت کاویتاسیون و سایش رانر را بصورت منظم بازرسی کنید. وقتی وضعیت تخریب از مقدار قید شده در مدارک مناقصه بیشتر شد برای تصحیح باید آنرا با استفاده از الکترود جوشکاری کرد. پس از جوشکاری باید با استفاده از سنگ زنی زبری سطح را تا Ra3.2 پایین آورد و در صورتی که حجم جوشکاری بسیار زیاد بشاد با استفاده از شابلون پروفیل پره را بررسی نمود. در هنگام جوشکاری باید سیم زمین جوشکار قوسی به ناحیه تحت تعمیر متصل گردد تا از صدمات الکتریکی ناشی از جریان های گردشی بین پدهای یاتاقان محوری ژنراتور و رینگ یا یاتاقان محوری یا هر گونه سطوح یاتاقان ها یا سطوح سایشی، جلوگیری گردد. دستورالعمل تعمیر کاویتاسیون رانر بشرح ذیل می باشد:

الف)‌تعمیرات:

تعمیرات بوسیله جوشکاری فقط باید در موارد ذیل انجام شوند:

عیوبی که نمی توان بوسیله سنگ زنی رفع نمود.

عیوبی که بوسیله بهره برداری پدید آمده اند و بدون تعمیرات جوشکاری ممکن است پس از مدت کوتاهی مجددا ظاهر شده یا افزایش یابند.

اگر نیاز است جوشکاری انجام گیرد، باید ابتدا ناحیه گود شدگی جهت اطمینان از عدم وجود هر گونه عیبی تحت آزمون مایع نافذ[4] قرار گیرد.

ب) کار جوشکاری:

الکترودها:                                                                            17/6 electrodes

قطر الکترودها:                                                                      3.2 یا 4.0   

جریان الکتریکی برای جوشکاری تخت[5]:                                          90 الی 120 آمپر برای 3.2

جریان الکتریکی برای جوشکاری تخت:                                                150 الی 170آمپربرای4.0

جریان الکتریکی برای جوشکاری عمودی[6]:                                        80 الی 110 آمپر برای 3.2

جریان الکتریکی برای جوشکاری عمودی:                                         120 الی 160آمپربرای 4.0

جریان الکتریکی برای جوشکاری سربالا[7]:                                         80 الی 110 آمپر برای 3.2

جریان الکتریکی برای جوشکاری سربالا:                                          120 الی 160آمپربرای 4.0

ولتاژ جوشکاری:                                                                    22 الی 28 ولت

سرعت جوشکاری:                                                                  60 الی 200 میلمتر بر دقیقه

پیش گرمایش (با ترمومتر یا تمپلاستیک بررسی شود):                          80 درجه سانتیگراد

جوشکاری:

گرمای ورودی باید کم باشد، یعنی باید در ردیف های کوتاه جوشکاری انجام گیرد. حداکثر دمای بین مراحل جوشکاری 150 درجه سانتی گراد باید باشد. بجز نواحی حساس باید نقاط جوشکاری بوسیله یک لایه اضافه تقویت شوند، که باعث می شود فلز پایه بیشتر ذوب شود. ضروری است که این نقاط جوشکاری عملیات حرارتی شوند.

عملیات حرارتی:

گرمایش با نرح حداکثر 50 درجه سانتی گراد بر ساعت

دمای عملیات حرارتی : 580 الی 600 درجه سانتی گراد

زمان نگهداری: 35 دقیقه بازای هر میلیمتر عمق جوشکاری

حداقل 3 ساعت، حداکثر 6 ساعت

سرمایش:

          حداکثر نرخ سرمایش 30 درجه سانتیگراد بر ساعت

          عمیلات حرارتی باید بصورت موضعی در یک محدوده وسیع یا در کوره انجام گیرد. پس از عملیات حرارتی موضعی، سرمایش در پوششی از عایقهای پنبه نسوز توصیه می گردد.

ج) بازرسی مجدد

پس از آنکه سطوح بخوبی سنگ زنی شد، باید در نقاط جوشکاری جهت اطمینان از عدم وجود عیب ازمون مایع نافذ (PT) را انجام داد.

د) ثبت

توصیه می گردد تا از عیوبی که باید تعمیر شوند کروکی تهیه نمود، زیرا در بازرسی های بعدی باید به این نقاط توجه ویژه ای شود.

ه) دوره های بازرسی تعمیرات جوشکاری

بازرسی مجدد بعد از حدود 3 ماه (2000 ساعت کارکرد)

بازرسی مجدد بعد از حدود 9 ماه (6000 ساعت کارکرد)چ

کلیه بازرسی ها دیگر باید در دوره های زمانی معمول انجام گیرد.

4-1-2-

مقدار تنظیم شده Runout شفت اصلی توربین در محل یاتاقان هادی:

هشدار[8]:                                                                    0.30 میلیمتر

توقف[9] :                                                                     0.45 میلیمتر

فرآیند رفع مشکلات Runout ، بشرح ذیل می باشد:

بررسی گردد آیا ارتعاشات واحد بسیار زیاد است، باید از کارکرد در شرایطی غیر از محدوده کارکد عادی پرهیز نمود.

بررسی شود اگر قطعات متحرک با قطعات ثابت درگیر می شوند، علت مشکل را برطرف کنید.

لقی میان یاتاقان و محور اصلی مورد بررسی قرار می گیرد، تا اگر بدلیل شل شدن پیچ های اتصال باشد علت آن را رفع نمود.

4-1-3- یاتاقان هادی

4-1-3-1-

یاتاقان با روغن توربین ISO VG46 روغن کاری می شود. بر طبق اصل لوله پیتوت، روغن روانکاری از مخزن روغن بالایی در اسلینگر پر می شود، سپس از لوله ورودی وارد دستگاه کولر روغن شده و آن گاه از طریق لوله بالایی و لوله خروجی به سمت مخزن بالایی روغن جریان می یابد و بعد از آن به فضای لقی یاتاقان وارد شده و آن را روغن کاری می کند. سطح روغن در مخزن جریان بالایی در حین کارکرد بشرح ذیل است:

سطح و حجم روغن در حالت عادی:                  500 میلیمتر              1027 لیتر

بالاترین سطح و حجم روغن:                          560 میلیمتر              1145 لیتر

پایین ترین سطح و حجم روغن:                      370 میلیمتر              770 لیتر

در حین کارکرد واحد، وسیله سیگنال شناور وقتی سطح روغن به بالاترین یا پایین ترین میزان خود برسد سیگنال هشدار می فرستد. وقتی سطح روغن به پایین ترین میزان برسد، مخزن بالایی را از روغن پر کنید تا سطح آن تنظیم شود. وقتی واحد از کار ایستاده است در صورتی که سطح خالص روغن در اسلینگر به سطح پایین روغن یعنی 370 میلیمتر تنزل یابد روغن روانکاری جبرانی از طریق یک لوله 1 تا 2 اینچی از مخزن بالایی روغن تامین می گردد.

4-1-3-2-

وقتی لوله بالایی روغن نصب می شود به منظور آنکه مشخص شود نازل روغن ورودی در وضعیت شعاعی قرار دارد یا خیر موقعیت خط حکاکی شده روی لوله بالایی روغن را بازرسی کنید.

نشتی روغن از مخزن بالایی روغن، سطح روغن و وسیله سیگنال شناور را بصورت دوره ای بازرسی کنید. لوله کشی روغن، شیر قطع و وصل و آب بند را متناوبا بازرسی کنید.

4-1-3-3-

بصورت منظم از شیر کروی 2-G1'' در قسمت تحتانی اسلینگر روغن نمونه روغن تهیه کنید و کیفیت آنرا بررسی نمائید. اگر اجسام خارجی (نظیر آب، براده های آهن و مواد زائد) در روغن روانکاری یاتاقان هادی وجود داشته باشد و کیفیت روغن از حداقل معیارهای مشخص شده در استاندارد پایین تر باشد، باید واحد متوقف گردد. سپس باید روغن را با دقت تمیز نمود و در صورت نیاز آن را تعویض نمود. وقتی نیاز باشد روغن روانکاری یاتاقان هادی تعویض گردد، ابتدا روغن را از شیر کروی 2-GI'' واقع در پایین ترین سطح اسلینگر تخلیه نمایید، سپس از طریق لوله ورودی واقع بر مخزن بالایی ان را از روغن تازه پر نمایید. بمنظور پاکسازی اسلینگر روغن، عمل پر و خالی کردن باید چندین بار انجام گیرد.

4-1-3-4-

مقدار تنظیم سیگنال ترمومتر یاتاقانک

دمای روغن:

هشدار:                     50 درجه سانتیگراد

توقف واحد:                55 درجه سانتیگراد

دمای بدنه یاتاقان:

هشدار:                     60 درجه سانتیگراد

توقف واحد:                65 درجه سانتیگراد

دمای آب خنک کننده ورودی به کولر یاتاقان باید کوچکتر یا مساوی 25 درجه سانتیگراد و فشار آن 6 الی 7 بار باشد. کیفیت آب باید مطابق مشخصات مورد نیاز باشد.

4-1-4- آب بند محور اصلی

مقادیر فشار (مقدار Ps روی گیج پانل)، شاخص جریان سیستم آب تغذیه و رینگ سایشی آب بند محور اصلی را بصورت منظم بازرسی نمایید.

4-2- اجزای توزیع کننده

4-2-1-

بصورت منظم وضعیت کاویتاسیون سطوح آبراهه ای پره های هادی، درپوش توربین، رینگ تحتانی و سایر نقاط را بازرسی نمایید. همچنین لقی سطوح عمودی و انتهایی پره ها را بررسی کنید. اگر میزان لقی در پره ها افزایش پیدا کرده منجر به افزایش نشتی می شود و باید لبه پره ها را با الکترود LSE821 جوشکاری و سنگ زنی نمود تا مجددا تنظیم شود. بیشترین میزان نشتی در مقدار حداکثر هد خالص وقتی که پره‌های هادی بسته باشند 600 لیتر بر ثانیه است. میزان نشستی از میان پره های هادی را می توان به کمک صفحه کنترل نصب شده روی خط لوله بای پس شیر پروانه ای (DN300) اندازه گیری نمود.

4-2-2-

بوش های بالایی، میانی و پایینی پره ها از نوع خود روانکار هستند. در طی هر دوره تعمیرات اساسی میزان سایش (پوسیدگی) بوش ها را بررسی نمایید. اگر به شدت دچار سایش شده باشند آن ها را گریس کاری نموده یا تعویض نمایید. مخصوصا به وضعیت نشتی بوشهای میانی توجه نمایید. اگر میزان نشتی بالا باشد میزان سفتی آب بند را تنظیم نمایید تا نشتی کاهش یابد.

4-2-3-

دستگاه حفاظت اضافه بار پین برشی در مواقعی که نیروی وارده از میزان مجاز تجاوز نماید از تخریب پره‌های هادی و مکانیزم انتقال جلوگیری می نماید. اگر پین برشی حین عملکرد واحد تخریب شود علت آنرا پیدا کنید. آنگاه در هنگام توقف واحد با استفاده از ابزار مخصوص (87B5607) پین برشی تخریب شده را خارج نموده و اهرم پره را مجددا تنظیم نموده و پین برشی تخریب شده را با استفاده از ابزار تعویض پین برشی (87B5604) تعویض نمایید. به منظور جلوگیری از تخریب توزیع کننده بصورت سری بدلیل فقدان کنترل پره با پین برشی تخریب شده، هر پره به وسیله اصطکاکی پره مجهز شده است.

4-2-4-

در طی هر تعمیرات اساسی، محل اتصال یاتاقان های محور Link pin   وBig ear pin  230   اپریتینگ رینگ باید گریس کاری شود. پد دایره ای و پد پایینی روی سطح انتهایی اپریتینگ رینگ نیز باید گریس کاری شوند.

4-2-5-

دو مجموعه زهکشی (تخیله آب) روی درپوش توربین وجود دارد: زهکش ثقلی، و زهکش پمپ غوطه ور، وقتی زهکش ثقلی قادر به تخلیه به میزان کافی نباشد و سطح آب در درپوش توربین افزایش یابد.

وسیله سیگنال شناور سیگنالی می فرستد که پمپ غوطه ور را برای تخلیه آب کنترل می نماید. بصورت منظم شبکه زهکشی روی درپوش توربین را بازرسی نمایید که بسته نشده باشد.

4-2-6-

سرو موتور: هر واحد دارای دو سروموتور مخصوص پره های هادی است. هر سروموتور یک ابزار قفل کننده ساده دارد. ابزار قفل کننده سروموتور را در مواقعی که واحد متوقف است یا در حال تعمیرات می باشد قفل می‌کند.

دو لیمیت سوئیچ روی ابزار قفل کننده وجود دارد که برای فرستادن سیگنال قف یا باز بودن بکار می رود. قبل از آنکه واحد شروع بکار کند، قفل عمل نمی کند. تنها وقتی عمل می کند که واحد برای مدت طولانی متوقف باشد تا از عملکرد تصادفی سروموتور جلوگیری نماید.

4-3- قطعات مدفون

4-3-1-

لوله مکش، پنستاک، محفظه حلزونی و رینگ ثابت به یکدیگر جوش داده شده اند. این قطعات به نگهداری خاصی احتیاج ندارند. تنها بصورت منظم رنگ سطوح داخلی را بازرسی نمایید. بر اساس مدرک:

Procedure of painting and rust prevention for turbine parts of Iranian karun-3 project No.60597

رنگ را در نقاط آسیب دیده ترمیم نموده یا مجددا رنگ آمیزی کنید.

4-3-2-

رنگ لوله های آب را بررسی کنید. رنگ را مطابق الزامات ترمیم کنید.

4-3-3-

وضعیت نشتی دریچه آدم رو محفظه حلزونی و لوله مکش را بازرسی نمایید. گشتاور پیچ‌های دریچه آدم رو محفظه حلزونی 1000 نیوتن متر و گشتاور پیچ های دریچه آدم رو لوله مکش 290 نیوتن متر است.

4-3-4-

وضعیت آسیب های وارد شده در محل پره های ثابت را بررسی کنید. اگر صدمه دیده بود باید ناحیه صدمه دیده را با جوشکاری تعمیر نموده و با استفاده از ذرات مغناطیس[10] آزمایش نمود.

4-3-5-

وضیعت نشتی لوله های مدفون را در نواحی تماس با سطوح بتون بازرسی کنید.

4-3-6-

وضعیت سفتی و ثبات هر یک از تیرهای تخته تعمیرات لوله مکش را قبل از کارکردن روی ان بررسی کنید. اگر صدمه ای به آن وارد شده باشد فورا تیر صدمه دیده را تعویض نمایید.

4-4- تزریق هوای کاویتاسیون توربین

ضرورت تزریق هوای کاویتاسیون با توجه به نتایج بهره برداری در سایت تعیین می گردد. وقتی توربین بصورت موقتی در شرایط بارهای پایین در ناحیه غیرعادی کارکرد کار کند، ارتعاشات در واحد ظاهر می‌گردد. در این حالت باید هوا تزریق گردد.

4-5- بازرسی عادی (روتین) توربین

ردیف

نوع

بازه زمانی

1.رانر

-- میزان کاویتاسیون

-- وضعیت شکست در محل اتصال پره به باند و تاج رانر

-- بازرسی

-- بازرسی

-- بازرسی دوره طولی

پس از 1000 ساعت کارکرد

پس از 2000 ساعت کارکرد

تعمیرات اساسی (5 الی 8 سال)

2.رینگ سایشی

-- لقی ورودی رینگ سایشی

--اندازه گیری

هر شش ماه

3.توزیع کننده

--پره های هادی: لقی میان هر دو پره مجاور، پره و درپوش توربین و پره و رینگ تحتانی

--پیچ های بازوهای پره شل نشده باشند

-- میزان سایش بوشهای پره

--بازرسی

--بازرسی

--بازرسی

هر چهار ماه

هر شش ماه

تعمیرات اساسی (5 الی 8 سال)

4.سروموتور پره ها

--سایش و وضعیت استوانه[11]، میله پیستون و رینگ پیستون

--بازرسی

پس از 3 الی 5 سال

ردیف

نوع

بازه زمانی

5.پمپ تخلیه درپوش توربین

--سطح آب داخل درپوش توربین

-- سیگنال شناور درپوش توربین

--بازرسی

--آزمایش

هر هفته

هر ماه

6.یاتاقان هادی

--دما

--Runout

--سطح روغن

--شاخص جریان آب خنک کننده

-- کولر

-- روغن مصرفی یاتاقان هادی

--بازرسی

--بازرسی

--بازرسی

--آزمایش

--تمیزکاری

--آنالیز