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Wartungstipp: Messung der Leckage eines Kondensators
von Tony Smith, Nash Außendienst-Servicetechniker


Es wurden mehrere Filme darüber gedreht, dass man durch das Stehlen der Nachkommastellen von Cents bei Finanztransaktionen reich werden kann, ohne erwischt zu werden. In einem Wärmekraftwerk kann eine übermäßige Luftleckage, wenn sie nicht behoben wird, die Effizienz unbemerkt senken, was den Betreiber im Verlauf eines Jahres tausende von Euro kosten kann.

Eine große Luftleckage erhöht den Gegendruck auf die Dampfturbine, was zu einer geringeren Leistungsabgabe bei einer gegebenen Wärmezufuhr führt. Zu einem schleichenderen Verlust kommt es, wenn die Luftleckage nicht groß genug ist, um die Leistungsabgabe spürbar zu reduzieren: Sie kann aber dennoch den Gehalt an gelöstem Sauerstoff auf einen Punkt ansteigen lassen, an dem Chemikalien verwendet werden müssen, um die Sauerstoffgehalte im Kesselwasser zu kontrollieren. Der erste Schritt, um diesen Verlust zu stoppen, ist nachzuweisen, dass er auftritt.

Wenn Sie ein Kondensator-Vakuumpumpenpaket von Nash verwenden, gibt es eine einfache Methode zur Messung der Luftleckage in Ihrem Kondensator. Alle unsere Kondensator-Vakuumpumpen-Einheiten sind mit einem Werkzeug ausgestattet, das Sie bei diesem Verfahren unterstützt – das Rotameter.

Ein Rotameter (oder Schwebekörper-Durchflussmesser) ist ein Durchflussmesser, der nach dem Prinzip der variablen Strömungsdurchgangsfläche arbeitet. Nash montiert ihn auf dem Auslassabscheider, mit einem dem Gerät vorgeschalteten Absperrventil. Wenn das Rotameter unterhalb der Verbindung zum Abscheider platziert wurde, um es einfacher ablesen zu können, ist eventuell auch ein Ablassventil vorhanden. Über dem Abscheider befindet sich ein manuelles Entlastungsventil. Alle diese Komponenten sind in der Zeichnung zu sehen. Im Normalbetrieb ist das Absperrventil in der Regel geschlossen.

Wenn Sie bereit sind, eine Luftmessung vorzunehmen, während die Kondensator-Vakuumpumpe in Betrieb ist, öffnen Sie das Absperrventil, damit Luft zum Rotameter strömen kann (und schließen Sie das Ablassventil, wenn eines vorhanden ist). Schließen Sie als Nächstes das Entlastungsventil oberhalb des Abscheiders mit dem Hebel. Dadurch muss die gesamte Luft durch das Rotameter strömen. Innerhalb des Rotameters befindet sich ein kleines Teil, der Schwimmer, der durch die Luftströmung nach oben gedrückt wird.

Beobachten und notieren Sie sich den Messwert am Rand des Schwimmers. Verwenden Sie die Skala und die Zahlen auf dem Rotameter, um den Durchflusswert zu ermitteln. Sie können den Messwert auch mit Klebeband oder einen Kabelbinder markieren, damit Sie ihn mit zukünftigen Testergebnissen vergleichen können. Dieser Messwert ist die Menge an Leckluft, die aus dem Kondensator abgeführt wird. Wenn der Schwimmer springt, schließen Sie das Absperrventil etwas, bis sich die Position stabilisiert.

Idealerweise sollte die Luftleckage so gering wie möglich sein (der Schwimmer sollte nahe dem Boden des Rotameters bleiben). Die „HEI Standards for Steam Surface Condensers“ empfehlen Durchflüsse basierend auf der Größe des Kondensators, d. h. etwa ein Viertel der Nennkapazität der Kondensator-Vakuumpumpe. Bei einer Kondensator-Vakuumpumpe mit 20 m³/h sollte die Luftleckage unter 5 m³/h betragen. Eine weitere Faustregel sind 1,7 m³ pro 100 MW erzeugten Stroms.

Ein sehr hoher Luftleckagewert weist darauf hin, dass es im System übermäßige Leckagen gibt. Verwenden Sie diese Informationen bei der Planung für die nächste Systemabschaltung, um die Leitungen und jegliche Risse im System zu überprüfen und zu reparieren, damit Sie den auf die Turbine wirkenden Gegendruck so gering wie möglich halten können.

Ich empfehle, diese einfache Inspektion monatlich auszuführen und die Ergebnisse zu dokumentieren. Der Wert sollte sich nicht stark verändern. Wenn sich aber z. B. die Leckage im Vergleich zum Vormonat verdoppelt, hat sich im System etwas deutlich verändert, sodass eine weitere Inspektion erforderlich ist.

Nachdem Sie die Luftleckage gemessen haben, stellen Sie sicher, dass Sie das manuelle Entlastungsventil oberhalb des Abscheiders in die offene Position zurückstellen. Dieses Ventil ist mit einer Feder versehen, die das Ventil öffnen sollte, sobald es freigegeben wird. Diese Feder kann jedoch ermüden, sodass Sie das Ventil mit dem Hebel öffnen müssen. Sie müssen auch das Absperrventil an der Rotameter-Leitung schließen und das Ablassventil öffnen, wenn eines vorhanden ist.

Statische Rohrspannungen

Statische Rohrspannungen und ihre Auswirkungen lassen sich relativ einfach messen. Eine Methode ist, die Rohrflansche zu trennen und die etwaige Fehlausrichtung der Rohre zu messen. Die meisten Unternehmen geben für den Abstand zwischen den Flanschen eine maximale Differenz von 0,397 mm (1/64 Zoll) vor. Außerdem sollten sich die Schrauben frei durch die Bohrungen führen lassen, um die Rohrflansche auszurichten. Um die Auswirkungen von Rohrspannungen auf die Maschine zu überprüfen, sollten an jedem Lager Messgeräte vertikal und horizontal montiert werden. Die Messgeräte sind jeweils zu überprüfen, nachdem jeder Flansch verbunden oder getrennt wurde. Jegliche Bewegung des Lagers um mehr als 50,8 µm (0,002 Zoll) gilt in der Regel als nicht akzeptabel.

Dynamische Rohrspannungen

Dynamische Rohrspannungen sind weitaus schwieriger zu prüfen, da sie auftreten, während das System in Betrieb ist. Sie entstehen in der Regel durch die Wärmeausdehnung der Rohrleitungen, das Gewicht der Systemflüssigkeit oder beides, in Kombination mit einer fehlerhaften Verrohrung und einer mangelhaften Abstützung der Leitungen. Dynamische Rohrspannungen lassen sich am besten mit einem Messgerät erkennen, dass die Unterschiede bei der Bewegung der Maschine unter statischen und dynamischen Bewegungen prüft.

Wie führen Rohrspannungen zu Ausfällen?

Rohrspannungen führen zu einer Verformung des Maschinenrahmens. Wenn sich der Rahmen oder das Gehäuse verformt, verformen sich auch die Lagergehäuse, die Welle und andere Komponenten. Diese Probleme können zu übermäßigen Lagertemperaturen führen. Die Lagerprobleme können durch eine Schwingungsanalyse erkannt werden, bei der sich die Frequenzen von schadhaften Lagern als dominante Peaks zeigen. Die Leistung der Packung und von Gleitringdichtungen wird ebenfalls durch Rohrspannungen beeinflusst. Der Grund dafür sind die zusätzlichen Kräfte, die durch die Verformung der Lagerbohrung entstehen. Alles, was zu Wellenschlag oder reduziertem Lagerspiel führt, kann katastrophale Ausfällen verursachen, insbesondere von Lagern und Dichtungen.

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