Assicurazione sulle prestazioni per pompe mission-critical in una centrale elettrica di punta

Jul 01, 2023

Che si tratti di un ingegnere dell'affidabilità o di un responsabile degli acquisti in una centrale elettrica, nessuno vorrebbe mai sapere che la propria pompa in un'applicazione mission-critical è irreparabile. Tuttavia, ciò può accadere quando i controlli sanitari di una pompa non vengono mai programmati, in particolare se, grazie ad una scelta fortunata dell'attrezzatura, la pompa ha funzionato in modo affidabile per diversi decenni.

Ciò si è verificato con un fornitore primario di energia elettrica di riserva, che fornisce energia supplementare ai clienti residenziali e commerciali nel suo territorio quando la rete elettrica è sovraccarica.

Le condizioni del processo sono cambiate più volte nel corso degli anni poiché gli standard federali sulle emissioni richiedevano ai fornitori di energia di ridurre l’inquinamento. Ma ciò che non era cambiato era l'affidabilità delle due pompe del carburante a doppia vite dell'impianto. Nessuna delle due pompe si era guastata durante quel periodo, nonostante la loro età di oltre 40 anni. Tuttavia, la viscosità del carburante è stata ridotta più volte nel corso dei decenni poiché le condizioni del processo venivano alterate e le pompe non erano progettate per funzionare in questa situazione.

Le due pompe a doppia vite fornivano il carburante a due turbine separate, che generavano l'energia. Ciascuno funzionava separatamente, con solo uno necessario alla volta per fornire il 100% degli obblighi di produzione dell'impianto, e il secondo fungeva da backup se necessario. Tuttavia, le prestazioni affidabili e costanti delle pompe avevano dato all'impianto un falso senso di sicurezza e l'impianto non aveva immagazzinato kit di riparazione maggiori o minori per rispondere a tempi di fermo imprevisti, se mai si fossero verificati.

Il produttore di pompe a doppia vite ha condotto un audit a livello di stabilimento. Gli elementi valutati includevano apparecchiature obsolete, applicazioni mission-critical e processi che avevano subito cambiamenti radicali del sistema. Con la presenza di tutte e tre queste condizioni, un approccio run-to-fail su pompe con più di 40 anni comportava rischi significativi. In mancanza di kit di ricambi in stock, le opzioni di riparazione sarebbero più limitate e la centrale elettrica dovrebbe attendere più a lungo per una nuova pompa sostitutiva.

Riconoscendo la situazione precaria, il personale dell'impianto ha collaborato con il centro di assistenza autorizzato del fornitore per condurre uno smontaggio completo, un'ispezione e un'analisi della durata di due settimane su una delle due pompe bivite che erano state vendute nuove nel 1979. L'analisi e i risultati, con raccomandazioni , incluso:

Custodia della pompa

Tutte e quattro le posizioni dei fori presentavano aree di grippaggio dovute al contatto delle viti nelle aree di aspirazione e scarico. I diametri interni del foro misuravano fino a 0,0085 pollici oltre l'elevata tolleranza progettata. Questo corpo era in ghisa e non poteva essere restaurato.

Raccomandazione: sostituire

Assemblea rotante

I fianchi delle viti presentavano un'usura eccessiva, indicativa di una fasatura errata degli alberi delle viti rispetto agli ingranaggi. Entrambi i lati dei fianchi hanno mostrato contatto. Sia gli alberi lunghi che quelli corti presentavano un rivestimento staccato sulle estremità di aspirazione e di scarico della coclea. Ciò corrispondeva alle aree di contatto pesante sopra indicate nei fori dell'involucro. Diametri esterni misurati sia superiori che inferiori rispetto al progetto a seconda del punto di misurazione. Ciò era il risultato dell'usura e del materiale sollevato sulla superficie delle viti a causa del contatto sul fianco. Il gioco sui fianchi misurava fino a 0,012 pollici, ovvero 0,005 pollici al di sopra della tolleranza elevata. Questo gioco aggiuntivo ha comportato una perdita di flusso erogato durante il funzionamento. Gli ingranaggi della distribuzione mostravano segni di forte sfregamento e il diametro interno dei fori degli ingranaggi superava la tolleranza progettata.

Raccomandazione: sostituire; il prezzo della riparazione ammontava a oltre il 60% del prezzo di una pompa nuova

Staffe portanti

Le staffe dei cuscinetti anteriore e posteriore hanno richiesto una piccola pulizia per lavare a fondo le porte di tenuta, ma potevano essere utilizzate così come sono una volta effettuate la pulizia e la sbavatura.

Raccomandazione: riutilizzo

Alloggiamento ingranaggio distribuzione e testata anteriore

Entrambi gli articoli sono stati ritenuti utilizzabili nello stato attuale, previa pulizia e sbavatura.

Raccomandazione: riutilizzo

In conclusione: i revisori della pompa hanno riscontrato che una tempistica errata delle viti aveva causato un'eccessiva usura dei fianchi delle viti, impedendo una riparazione economica dell'unità. Le turbine funzionavano con la viscosità dell'olio combustibile leggero. Supponendo una viscosità dell'olio combustibile di 44 Saybolt Seconds Universal (SSU), il passo più piccolo per una pompa di dimensioni pari a 1.250 (0,875 pollici) alle massime rotazioni al minuto (rpm) (1.550) e una pressione differenziale di 1.000 libbre per calibro in pollici quadrati (psig) (come indicato sulla targhetta), un nuovo elemento rotante sostitutivo e un corpo riutilizzato continuerebbero a funzionare con un'efficienza volumetrica solo del 30%, con conseguente perdita eccessiva di efficienza volumetrica e generazione di calore.