|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 03/2003
By skrócić czas przestojów. Roboty w kotłach.
|
|
Według danych Instytutu Badań Energetyki USA (EPRI) awarie kotłów węglowych, olejowych lub gazowych stanowią najczęstszą przyczynę wymuszonych odstawień bloków.
W 2001 r. uszkodzenia rur spowodowały 3600 awaryjnych postojów kotłów w elektrowniach amerykańskich, przy czym większość (ok. 2000) związana była z nieszczelnością ekranów. Co roku awaryjne odstawienia kotłów kosztują energetykę tego kraju około 1 mld USD.
|
Zanim pracownicy wejdą do kotła w celu wykonania naprawy, musi upłynąć średnio 12 godzin, co stanowi czas niezbędny dla wystudzenia komory paleniskowej do bezpiecznej temperatury. Dla bloku 500 MW postój taki oznacza dla elektrowni utratę przychodu w granicach 0,24–1,2 mln USD. Kwotę tę należy powiększyć o koszt zużytych elementów i wykonawstwa remontu.
Aby zmniejszyć te straty w amerykańskiej energetyce prowadzone są zaawansowane prace badawcze i próby użycia robotów do wykonywania remontu kotłów. Pomysł ten nie jest bynajmniej nowy: od końca lat 80. w elektrowniach atomowych USA zastępują one ludzi w wykonywaniu bardziej niebezpiecznych lub odpowiedzialnych prac. Użycie robotów przystosowanych do wysokich temperatur, panujących w kotle, może znacznie skrócić czas postoju bloku. Badania przeprowadzone przez specjalistów EPRI i Uniwersytetu stanu Teksas określiły trzy obszary potencjalnego zastosowania robotyki: montaż rusztowań, badanie stanu rur ekranów wodnych oraz wymiana całych sekcji tych ekranów.
Tradycyjna metoda spawania rur kotłowych od zewnętrznej strony jest kłopotliwa dla spawaczy z powodu utrudnionego dostępu, a ponadto posiada liczne wady m.in. wprowadza ograniczenie przepływu wody i ułatwia postępy korozji. Dla pokonania tych trudności EPRI opracował automatyczny układ spawania rur od wewnątrz. Przed spawaniem uszkodzona rura zostaje wymieniona przez pracowników na przygotowaną rurę z wziernikami służącymi do wykonania spawania obu końców od wewnątrz. Spawanie wykonuje automat: najpierw od wewnątrz rury, następnie dokonuje zaspawania wzierników.
Naukowcy EPRI opracowali także konstrukcję robota wspinającego się po rurach kotłowych w celu przeprowadzenia ich badania i diagnostyki. Robot przemieszcza się za pomocą 32 magnesów trwałych zamocowanych na dwóch szynach wprawianych w ruch przez mechanizm o napędzie elektrycznym. Zasilanie napędu i sterowanie realizowane jest za pośrednictwem połączenia kablowego, jednak jego przerwanie lub zanik zasilania nie wprowadza żadnego zagrożenia dla robota, który zostaje unieruchomiony w dotychczasowym położeniu dzięki przyciąganiu przez wspomniane magnesy. Robot wyposażono w kamery wideo i skanery ultradźwiękowe. Już w niedalekiej przyszłości dane otrzymywane z tych urządzeń oraz parametry położenia robota pozwolą na szybką i dokładną lokalizację oraz ustalenie rodzaju uszkodzenia elementów kotła. Przewiduje się, że udoskonalone, zdalnie sterowane roboty będą w stanie wykonywać także prace spawalnicze.
Pierwszy prototyp przeszedł już pomyślnie próby w elektrowniach węglowych i gazowych stanu Nowy Meksyk. Robot opracowany przez Tennessee Technological University wykonuje badania nieniszczące i pomiary grubości rur ekranów kotła w ciągu kilku godzin-
ta sama operacja wykonywana tradycyjnym sposobem przez pracowników trwa kilka dni. Za pomocą nadajników laserowych osiągnięto dokładność rzędu 3mm lokalizacji miejsca pomiaru wykonywanego przez robota. Pierwsze urządzenia tego rodzaju zostały udostępnione do wykonywania niektórych prac diagnostyczno-remontowych w elektrowniach amerykańskich już w końcu 2002 r.
Erozja i korozja stanowią główne problemy eksploatacji palników cyklonowych w kotłach opalanych pyłem węglowym. W celu wydłużenia żywotności tych palników, a także zmniejszenia czasochłonności ich remontów, amerykańska firma Dynegy Midwest Generation opracowała zautomatyzowany układ spawalniczy, wykorzystujący zdalnie sterowanego robota. Naprawa elementów palnika polega na przywróceniu wymaganej grubości rur przez zewnętrzne napawanie. Wszystkie czynności wykonywane przez robota, w tym badanie ultradźwiękowe, operacje montażowe i samo spawanie, są sterowane i kontrolowane przez komputer. Naprawa zużytych elementów palników pyłowych wykonywana jest szybciej niż tradycyjnym sposobem przez służby remontowe.
Mimo iż zastosowanie robotów do diagnostyki i remontu rur kotłowych stawia dopiero pierwsze kroki, to pozytywne wyniki pierwszych prób dobrze rokują tej nowatorskiej technologii. Zdaniem amerykańskich specjalistów prowadzenie badań, kontroli i napraw kotłów energetycznych zostanie w przyszłości zdominowane przez te nowe sprawniejsze i wytrzymalsze od człowieka urządzenia. Dzięki nim elektrownie obniżą nie tylko czas i koszty remontów, lecz także, co jest w końcu najważniejsze, wyręczą personel przy wykonywaniu niebezpiecznych prac w uciążliwych dla zdrowia warunkach.
Na podstawie: Douglas J. Smith „Robots Aim for Greater Role in Boiler Maintenance”, Power Engineering 10/2002 przygotował Piotr Olszowiec
|
|
|
|
