GAZ
TÜRBİNLERİ PERİYODİK BAKIMLARI
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:
- Maksimum
güvenilirlilik
- Minimum
bakım süresi,
- Minimum
stok,
- 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.
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
|