Make your own free website on Tripod.com
 

GAZ TÜRBİNLERİ PERİYODİK BAKIMLARI

Hasan GÜNEŞ
Serkan S. ÖZSU

ERDEMİR

hasangunes@erdemir.com.tr

sozsu@erdemir.com.tr 

Not: Bu sunuyu power point'te izlemek için tıklayınız

GİRİŞ

Son yıllarda enerji sektörü, Türkiye'nin  en hızlı gelişen sektörlerinden birisi oldu. Bir çok avantajından dolayı, gaz türbinleri de bu sektörün vazgeçilmez unsuru haline geldi. Yatırımlar ve teknoloji seçimi büyük bir süratle yapıldı. Gaz türbinleri bakım maliyetleri  diğer sistemlere göre oldukça fazladır. Yakın gelecekte karşımıza dev bir problem olarak çıkmaması için şimdiden ciddi ve kapsamlı çalışmalar yapılması ve birikimlerin paylaşılması gerekmektedir.

GAZ TÜRBİNLERİNDE BAKIM FELSEFESİ
 

Makinaların   veya sistemlerin maliyetine ve işletmedeki fonksiyonlarına göre bakım stratejisi önem kazanmaktadır. Enerjiden dolayı meydana gelen duruş maliyetleri oldukça fazladır. Gaz türbinlerinde sistemin kompleks olması ve enerjinin öneminden dolayı Türkiye ve dünya genelinde bakım  firmalarıyla uzun süreli, bakım, tamir ve  yedek parça temini şeklinde anlaşmalar yapılmaktadır. Gaz türbinlerinde bakım maliyetleri önemli bir kalem tutar. Bu sebeple planlama, zamanında bakım, yedek parça temini ve personel eğitimi oldukça önemlidir. 

Bakımda dikkate alınacak parametreler şunlardır: 

  1. Maksimum güvenilirlilik
  2. Minimum bakım süresi,
  3. Minimum stok,
  4. Minimum yedek parça ve tamir maliyeti.

Bugün günümüzde en çok rağbet gören bakım metodu ve tekniği olarak Periyodik bakım ve Kestirimci bakımı(predictive maintenance)  görüyoruz. 

Periyodik bakımda,  imalatçı firma, gerek tecrübelerine dayanarak gerekse makinanın  malzeme ve imalat özelliklerini  ve çalışma şartlarını dikkate alarak çalışma saati esaslı periyotlar belirler. Bu çalışma saatlerine  göre makinalar bakıma alınır. 

Bu sistemin dezavantajı, makinanız çok iyi durumda iken de bakım periyodu geldiği için bakıma almak zorunda kalırsınız. Bazı parçalar  zamanından önce yenilenmiş olur.  Bu da bakım ve duruş maliyetlerini artıran bir husustur. Ayrıca bazı parçalar da tam aksine periyodundan önce bakıma ihtiyaç duyabilirler.  Bu da plansız duruşlara ve daha büyük yedek parça maliyetine ve bakım masraflarına sebep olabilir.  

Kestirimci bakım (predictive maintenance), periyodik bakımın dezavantajlarını ortadan kaldıracak şekilde ortaya konulmuş bir sistemdir.  Bir sistem dahilinde belirli değerler izlenerek makinanın bakımının gerçek  zamanı tespit edilir. Plansız duruşlar ve  beklenmedik arızalar önemli ölçüde ortadan kalkar. Yada daha uzun süreli periyotlarla makine bakıma alınır.  İşçilik, yedek parça, duruşlar gibi bakım maliyetlerinde tasarruf sağlanır.  

Bu sistemin dezavantajı ise, makinalarda bakım sürelerini etkileyen faktörlerin hepsi ölçülememekte yada izlenememektedir. Ölçülemeyen bazı değerlerden dolayı  bakımda gecikebilirsiniz. 

Modern bakımcılık tekniğinde bu iki bakım tekniği karma olarak kullanılır. Bunların oranı makinanızın sisteminizdeki konumuna ve önemine göre belirlenir.  

Konumuz olan gaz türbinlerinde, bakım zamanını belirlemede her ikisi de dikkate alınır. Fakat, enerjideki güvenilirlilik ön planda olduğundan ve makinada, yüksek sıcaklık ve yüksek devir sebebiyle, arıza halinde meydana getireceği hasar çok büyük olduğundan,  bakım zamanını belirlemede, çalışma saatinin etkisi oldukça yüksektir. Ayrıca başka kategoride sınıflandırmaya tabi tutulan koruyucu bakım da gaz türbinleri bakımında yoğun olarak kullanılan bir uygulamadır. Buna göre yapılan bakımda sadece bir  sonraki bakıma kadar değil, makinanın daha uzun vadeli bir dönemdeki güvenilirliğini ve ekonomikliğini planlarsınız. Mesela bazı  parçaları  tamir etmeseniz yada yeni bir kaplama uygulamasanız da 10 000 saat daha çalışabilir. Ama daha sonra o parça artık tamir edilemez hale gelir ve atmak zorunda kalırsınız. Aşağıda nozullarla ile ilgili bir örnek incelenmiştir. 

 


 

 -Birinci kademe nozulu koruyucu bakım ve ömür mukayesesi 

MS 6000 serisi GE gaz türbinlerinde bakım periyotları standart üretimler için aşağıda belirtildiği gibi  8 000 saatlik periyotlar şeklindedir: Yanma odası bakımları (Combustion inspection), Hot-Gas-path  inspection ve major inspection olarak isimlendirilir. Bu süreler özellikle yanma odası bakımları, imalatçı firmaların önerdiği bazı modifikasyonlarla iki-üç katına uzatılabilmektedir. 

1.    8 000 saat yanma odası bakımı  (Combustion inspection).

2.  16 000 saat yanma odası bakımı (Combustion inspection).

3.  24 000 saat Hot gas path bakımı.

4.  32 000  saat  yanma odası bakımı (Combustion inspection).

5.  40 000  saat yanma odası bakımı (Combustion inspection).

6.  48 000 saat büyük bakım (major inspection)  

BAKIM PERİYOTLARINI BELİRLEYEN FAKTÖRLER  

Start-stop sayısı, yük durumu, çevre ve yakıt  gibi faktörler etkili olmaktadır. Kataloglarda  Hot gas path inspection için bu faktörlere göre bakım saatini belirleyen formüller mevcuttur. Ayrıca kestirimci bakım(predictive maintenance)   metotları da uygulanarak gerçek bakım zamanı belirlenmektedir.  

Kestirimci bakımda kullanılan değerler şunlardır:

Vibrasyonlar

Eksoz sıcaklıkları dağılımı

Kademeler arası sıcaklıklar

Baroskop kontrolü

Kapasite değişimi

Yağ analizi  

Bu değerleri iyi izleyerek  yanma odalarında, kanatlarda veya diğer bölgelerde herhangi bir sorun olup olmadığını anlamak mümkündür.

  Erdemir'de yapılan bakımlar

Generatör bakımları:  

İlk  1 yıl içerisinde,  yapılan ölçümler sonucunda generatör  sargılarındaki kirlenmeden dolayı izolasyon seviyesinin düştüğü tespit edildi. Firmanın  garanti süresi içerisinde olduğundan bakım, imalatçı firma ile birlikte yapıldı. Rotorun  birisinin bakımı  firmanın atölyesinde diğeri de kendi  atölyemizde firma elemanları ile birlikte yaptık. Ortaya çıkan balans sorunu da ekibimiz tarafından giderildi. Filtre sistemindeki iyileştirme ile sorun tamamen ortadan  kaldırıldı.  

Yanma odası bakımları:

Erdemir'de  2 adet  MS 6001B gaz türbini bulunmaktadır.  1 nolu gaz türbini 1.bakımı 11 000 saatte yapılmıştır. İkinci bakım ise 21 000  saatte yapılmıştır. 2 nolu gaz türbininin 1. yanma odası bakımı 12 000 saatte yapılmıştır.  

Yanma  odası bakımları  GE'den temin edilen  süpervizör ve Erdemir personeli ile yapılmaktadır. Erdemir'de gaz türbinleri bakımı için ayrı bir ekip mevcut değildir.  Şu  anda Kuvvet santralı ve Oksijen fabrikalarında faal olan, buhar türbinleri, generatörler, blowerler ve yüksek kapasiteli  kompresörlerde tecrübeli, sayısı az olmakla birlikte, bakım ekibimiz mevcuttur.  Gaz türbinleri bakımları da bu ekibimiz tarafından yapılmaktadır.  

Bakımlarda, gaz ölçümleri, sızdırmazlık testleri ve yangın söndürme sistemi  gibi, bakım öncesi ve bakım sonrası alınması gereken güvenlik tedbirleri oldukça önemlidir.  

Bakımlarda Transition piece, crossfire tube ve sarf malzemeleri olan bağlantı elemanları, contalar ve sızdırmazlık elemanları değiştirildi. Diğer parçaların kontrolu ve  bakımı yapılarak tekrar kullanıldı. Yanma odasının en önemli parçalarından Transition piecelerin(TP)  kaplamalarının kısmen kalktığı ve montaj elemanlarında aşınmalar olduğu tespit edildi. İkinci makinada yanma odası bakımı 12 000 saat sonunda yapıldı. Boroskop kontrolünde kanatların birinin ucunda yabancı madde çarpmasından kaynaklandığı tahmin edilen küçük bir hasar olduğu tespit edildi. Fakat çalışmaya  engel teşkil etmeyeceği kararı verildi. Yaklaşık 10 000 saattir de herhangi bir sorun meydana gelmedi.  Bu makinanın parçalarında aşınmanın daha fazla olduğu, TP'lerin destek elemanlarının bazılarının koptuğu görüldü. Parçaların, kanatların olduğu bölgeye gitmediği, gövdede kaldığı görüldü. Ayrıca, yanma odası elemanlarında meydana gelecek büyük hasarların dışında içeriye parça gitme ihtimali zayıf olduğu görüldü.  Bu aşınmalar, 12 000 saatin tehlike sınırı olduğunun bir göstergesidir. TP'ler tamir ve kaplama için  GE'nin atölyesine gönderildi. Linerlar ise, her ne kadar kataloglar her bakımda  değişmesini öngörüyor ise de yapılan kontrollerde parçaların uzun ömürlü parçalar olduğunu tespit ettik ve  ikinci yanma odası bakımında yenilenmesi kararı verildi. Sonraki bakımda, 21 000 saatte değiştirildi. Bu parçalarda kaplama (TBC) yoktu. Kaplama olmadan da 20 000 saat dayanabiliyor. Fakat bundan sonra bu parçalar artık TBC uygulaması yapılarak kullanılacaktır.  

Fuel nozulların ilk bakımlarda değişmesine ihtiyaç olmadığı görüldü. İkinci bakımlarda yakıt veriminde etkili olacağı düşünülerek değiştirilmesine karar verildi.  

Bütün bu tecrübelere rağmen özellikle birinci bakımların zamanında yapılması önemlidir. Makinalar imalat ve montaj kalitesi ve işletme şartları gibi değişik sebeplerden dolayı  farklı özellikler  arzedeceğinden makinanızı tanımanız açısından ilk bakımı zamanında yapıp iyi gözlemlemeniz gerekmektedir.  

İkinci bakım ilk  bakımlara göre daha kısa  oldu.  Bunun sebeplerini inceleyecek  olursak, bazı parçaların demontaj  ve montajında aparat ihtiyacı olduğunu gördük ve bu aparatlar imal edilerek zaman kazanıldı. Diğer bir husus, demontaj sırasında karşılaşılan sorunları dikkate alarak montaj sırasında daha iyi bir montaj prosedürü uyguladık. Mesela ilk bakımda, cıvataların büyük çoğunluğunun gövdeye kaynamış olduğu görülerek, montajda anti-size gibi malzemeler yeteri miktarda kullanılarak ikinci bakımda demontajda zaman ve malzeme tasarrufu yaptık.  Bazı parçaların gerek imalatındaki ölçü hataları ve gerekse ağır işletme şartlarından dolayı maruz kaldıkları deformasyonlar dikkate alınarak hazırlıklar yapıldı. Buna benzer örnekler çoğaltılabilir.  

Yedek parça ve tamir süreci oldukça önemli bir süreçtir. Burada tamamen dışarıya bağımlı olmanız planlamanın çok iyi yapılmasını gerektiriyor. Biz bu hususta önemli  bir sorunla karşılaşmadık ama, yedek parça temini ve parça tamiri hususunda sizden yada firmadan kaynaklanan en küçük bir hata kesinlikle üretim  programınızı etkileyecektir. Firmalar bu hususlarda gerektiği kadar yardımcı olamıyorlar.  

Kontrollerde veya inspectionda değişik metotlar kullanılmıştır. Erdemir tüm  tahribatsız muayeneleri yapacak donanıma sahiptir. Boroskop, manyetik partikül, penetrant ve ultrasound gibi test metodları parçaların özelliğine göre malzemelerin muayenesinde kullanılabilmektedir.  

Gaz türbinleri Türkiye için  yeni bir teknoloji olması ve süratle sayısının artması sebebiyle şüphesiz bazı zorluklarla karşılaşılacaktır. Fakat eğitime öncelik verilmesi ve kuruluşlar arasındaki işbirliğinin ve bilgi alış-verişinin  artırılmasıyla bu engellerin aşılacağına inanıyoruz.

  SUMMARY  

            Maintenance  gains importance according to the cost of the machines or the systems and according to the functions  in the operation. The  outages  due to the energy   cuts cost very high.  And the strategies are established on this basis. In all over the world and in Turkey because of the  Gas Turbines’ systems’ being  complex, mostly  LTSA (Long Term Service Agreement ) is carried out   with the OEM .            

            Today in practice  we mostly  see Periodical  Maintenance and  Preventive Maintenance  as a maintenance method .  

            For the periodical  maintenance  OEM determines maintenance intervals based on operating hours,  taking in consideration their own experience, material and manufacturing specification.  

            Preventive maintenance is established to put away the disadvantages of the  Periodical  Maintenance. The actual  maintenance time of the machine is  determined by monitoring  specific values.  

            In modern maintenance  technique   and for the gas turbines subject to this  article these two maintenance techniques are used together. But because of the reliability is the most important factor in energy producing, and though, because of the high temperature and high speed a probable failure can cause a severe damage, the operating hour is very important to determine the  maintenance time.  

            For the standard MS 6000 serial GE Gas Turbines, maintenance  interval is 8.000 operating hours. And called as  Combustion Inspections, Hot-Gas –path inspections and Major Inspections.  

            The factors that affect maintenance period are, start/stop frequency, load cycle, environment and fuel. A flexibility could be gained for the maintenance time by monitoring the vibrations, heat and by  borescope control , capacity analysis and lube oil analysis.            

              There are  two  MS 6001B GE Gas Turbines  running in  Ereğli Iron and Steel Works Inc. (ERDEMİR )Power Plant. For one of the GT Units the first and second combustion inspections had been done.  For the other unit only the first combustion  inspection had been done , the second combustion inspection  will be performed soon. For both of the  Units the Combustion Inspections had been performed at  an average 10.500  operating hours.  

The inspections has  been achieved by  the ERDEMİR crew those have experience of steam turbine maintenance and air compressor maintenance,  with the  technical assistance provided by OEM company General Electric .  

During the combustion inspections, transition pieces, crossfire tubes and  consumption materials had been replaced. The other parts  had been used again after doing the inspections and maintenance. The most important parts of the combustion chambers are the transition pieces and can be used again after repairing and coating.  

The second combustion inspections had been performed in a shorter  time. The reasons for performing the inspection in a shorter time are ; First of all we developed special tools during the assembly and disassembly of  some of the parts. We gained time by  the help of  these special tools. Another point for the issue is applying a better assembly procedure regarding to the problems that we lived during the disassembly, we gained time and material by this way. We made preparation considering the  improper produced parts and  the deformation of the parts because of the severe operating conditions.  

Various inspection methods had been used during the maintenance.  Ereğli Iron and Steel Works Inc. (ERDEMİR) has all equipment and staff  to perform every kind of non-destructive material testing methods. According to the materials’ characteristic one of  these  testing methods can be applied like  borescope, magnetic particle testing, dye penetrant or  ultrasound testing. These capabilities are very important for the maintenance quality and maintenance cost.  

Gas Turbines are  quickly increasing  in quantity, though they are  a new technology for Turkey  there is no doubt that  some problems will occur. But we believe  that  the sector can easily  come over  the problems by giving priority to training  their  staff and  giving importance to the relations with the other companies in the energy  sector.  

Önceki Sayfa

 

http://hendese.tripod.com