Turbines mono-étages

Transcription

Siemens Customer Day – 23 avril 2015
Bienvenue
Turbines à vapeur industrielles et concepts de
maintenance
Turbines à vapeur : le portfolio
François-Xavier Dubois
Turbines vapeur & turbines à gaz
Le Portfolio
Turbines à gaz (MW)
Turbines à vapeur (MW)
340
SGT5-8000H
SGT5-4000F
278
SGT6-6000G
266
SGT6-5000F
198
SST-9000 1 500 U/min
SST-8000 3 000 U/min
SST-6000
SST-5000
188
SST-4000
SGT6-4000F
185
SST-3000
100 - 220
SST-2000
Jusqu‘à 140
163
SGT6-3000E
121
SGT6-2000E
110
SGT-1000F
SGT-800
45
SGT-700
SGT-600
30
17
SGT-400
SGT-300
SGT-200
SGT-100
Nouvelle TG : SGT-750 : 36 MWe
25
SGT-500
13
8
7
SST-1000
100
SST-900
180
SST-800
68
Comparaison Package TG
et TV fabrication client
5
!!! NOUVEAU !!!
Modules ORC Siemens
150
SST-700
130
SST-600
100
SST-500
85
SST-400
65
SST-300
50
SST-200
10
SST-100
9
SST-50
3
SST-120
12
SST-110
7
SST-060
SST-050
150 – 1 200
130 - 700
Jusqu‘à 240
SGT5-3000E
SGT5-2000E
500 – 1 900
5
1
Nouvelle TV : SST-040 : 75 à 300 kW
200
SGT-500
Unfired
Fired
125
SGT-600
150
SGT-700
Notes:
1. Steam values are
indicative only. Actual
values depend on site
configuration
2. Firing to 850ºC only.
Higher firing is available
175
50
SGT-300
75
SGT-400
100
SGT-100
Steam (tonnes/hr) [12 bar saturated]
SGT-800
Turbines à Gaz de Cogénération
Production de vapeur par chaudières de récupération
25
0
0
5
10
15
20
25
Power (MWe)
30
35
40
45
50
Turbines à vapeur Siemens
L’héritage de 100 ans de technologie
Görlitzer MaschinenbauAnstalt
1992
Demag Delaval
2002
KK&K
Industrial Steam Turbines
Large Steam Turbines
Steam Turbines
AEG
Steam Turbines
20th
century
1960
2007
1969
1970
AEG Kanis
ASEA STAL
ABB
1980
1980
1990
Alstom Industrial
Turbines
1990
2000
2004
2010
Turbines à vapeur Siemens
Implantation mondiale
Global Steam Turbine Organization
16 locations
~ 6.000 employees
Newcastle
Erlangen
Muelheim
Charlotte
Finspong
Brno
Budapest
Frankenthal
Goerlitz/
Nuremberg
Orlando
Vadodara
Huludao
Bandung
Jundiai
Cilegon
Gurgaon
Manufacturing
Siemens Industrial Power:
Segmentation du marché
Pulp & paper
Sugar & ethanol
Oil & gas
Chemical
Metals & Mining
Biomass & WtE
Solar CSP
Heat & power
Geothermal
Portfolio Turbines à vapeur
Des produits pour toutes les applications
SST-9000
1,900 MW
SST-8000
1,900 MW
SST-6000
1,200 MW
750 MW
SST-5000
SST-4000*
380 MW
SST-3000
250 MW
SST-900
250 MW
175 MW
SST-700
250 MW
150 MW
SST-600
100 MW
SST-500
65 MW
SST-400
50 MW
SST-300
SST-200
SST-150
Compact app.
Génération industrielle
Power Generation (50/60 Hz)
SST-800
*) currently no development
10 MW
20 MW
SST-111
12 MW
SST-110
7 MW
SST-100
8.5 MW
SST-070
SST-050
SST-040
Turbines
multi-étagées
8 MW
0.75 MW
0.3 MW
Turbines
mono-étagées
Frankenthal
Turbines à vapeur
Comparaison mono-étagées multi-étagées
Mono-étagées
Détails de la
conception
Rendement
et points
forts
Multi-étages
1 à 2 étages
Aubes à action
Multiplemultiples
Étages
stages
Aubes à
Impulse/reaction blades
impulsion/réaction
Conception suspendue
Réducteur intégré
Entre les paliers
Réducteur distinct
Controlledcontrôlé
Soutirage
extraction
Contrôle d’admission/de
Bleed/admission steam
soutirage
Controlledcontrôlé
Soutirage
extraction
Contrôle d’admission/de
soutirage
Quick start-up
Fonction
de démarrage
capabilityrapide
Préchauffage et vireur nécessaires
Rendement limité
Availability
Disponibilité
High
efficiency
Rendement
élevé
flexibility
Flexibilité
Facilité
Easy maintenance
d’entretien
Jusqu’à 15 % supérieur
Up to 15% higher
aux turbines monothan single stage
étages
Turbines mono-étages <12MWe
Plage de puissance
Modèle
SST-040
SST-050
SST-060
SST-110
SST-111
0,5
1
2
3
Puissance fournie (MW e)
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,3
0,75
6
7
12
Turbines pré-étudiées offrant des solutions flexibles
•
•
•
•
Entraînements mécaniques
Cogénération
Biomasse
Valorisation énergétique des
déchets
• Récupération de chaleur
Turbine multi-étages
classique
Tandem
SST-111
Tandem
SST-050 / SST-060
SST-110
SST-040
Tandem
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Puissance
(MW)
nozzle group control
Plage de puissance
Modèle
SST-040
SST-050
SST-060
SST-110
SST-111
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,3
0,75
6
7
12
Turbines mono-étages<12MWe
SST-040: 75 – 300kWe
Standardized  Easy integration in plant and
process
Plug & Play
turbine
 Minimal foundation work due
Operation with ordinary steam
parameters / minimized
peripheral equipment necessary
 to small and compact design
 Pre-tested and ready for use
with only short times for erection
and commissioning
 High reliability
 Simple operation which results
in low operating costs
 Competitive price in relation
to power output
Turbines mono-étages<12MWe
SST-040: 75 – 300kWe
Plage de puissance
Modèle
SST-040
SST-050
SST-060
SST-110
SST-111
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,3
0,75
6
7
12
SST-060 (version AFA 4 / AFA 6 / AFA10)
Turbine series SST-060 (AFA 4 + AFA 6 + AFA10) – up to 7 000 kW
Products:
Features:
Customers:
 Wheel size 4: up to 131 bara inlet; dry sat. - 530°C; exhaust cond – 29 bara; up to 3 MW
 Wheel size 6: up to 41 bara inlet; dry sat. - 450°C; exhaust cond – 11 bara; up to 5 MW
 Wheel size 10: up to 17 bara inlet; dry sat. – 400°C; exhaust cond – 1,2 bara; up to 6 MW
 Manufacturers of Pumps, Compressors, Fans etc., Chemical & Petrochemical Plants/ Refineries,
Sugar / Palmoil, Wood / Paper, Electricity Supplier / Municipal Utilities, Smelters / Steel, IPP /
Contracting / Engineering Groups, Food, Energy-from-Waste Plants, Ship / Offshore Installations.
SST-060 (version CFR3 / CFR4 / CFR5)
Turbine series SST-060 (CFR3 + CFR4 + CFR5) – up to 7 000 kW
Products:
Features:
Customers:
 Wheel size 3: up to 65 bara inlet; dry sat. - 480°C; exhaust 1-17 bara; up to 3 MW
 Manufacturers of Pumps, Compressors, Fans etc., Chemical & Petrochemical Plants/ Refineries,
Sugar / Palmoil, Wood / Paper, Electricity Supplier / Municipal Utilities, Smelters / Steel, IPP /
Contracting / Engineering Groups, Food, Energy-from-Waste Plants, Ship / Offshore Installations.
Plage de puissance
Modèle
SST-040
SST-050
SST-060
SST-110
SST-111
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,3
0,75
6
7
12
SST-110 (TWIN)
Turbine series SST-110 (2 turbine casings, 1 gearbox) – up to 9 000 kW
Features:
Customers:
 up to 131 bara inlet; dry sat. - 530°C
 up to 95% controlled extraction; up to 29 bara
 Condensing in LP part; up to 9 MW
 Chemical & Petrochemical, Wood, Paper, Electricity Supplier / Municipal Utilities, Smelters / Steel,
IPP / Contracting / Engineering Groups, Food, Energy-from-Waste Plants, Ship / Offshore
Installations.
SST-110:
Turbine vapeur pour cogénération ou production décentralisée
Boiler
HP
Steam to Process / District heating
G
LP
Boiler Feed Water Pump
SST-110 Turbo-Gen-Set
Condenser
Deaerator
Main Feed Water Tank
Main Condensate Pump
Applications:
- Biomasse
- Cogénération industrielle
Plage de puissance
Modèle
SST-040
SST-050
SST-060
SST-110
SST-111
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,3
0,75
6
7
12
SST-111 : hybride entre mono-étagée et multi-étagée
SST-111
SST-111 : le meilleur compromis pour
une puissance de 5 à 12MWe
Multiplemultiples
Étages
stages
Controlledréglé
Soutirage
extraction
Aubes à
Impulse/reaction blades
impulsion/réaction
Vapeur d’admission/de
soutirage
Fonction de démarrage
Quick
Easy maintenance
d’entretien
rapide start-up capability Simplicité
Availability
Disponibilité
Flexibility
Flexibilité
High
Rendement
efficiency
élevé
on multi
au niveau
stage multi-étages
level
SST-111
SST-111 dans application biomasse
Biomass (2 extract.)
Avantages des turbines mono-étages:
•
Robustes
•
Compactes
•
Flexibles
•
Fonctionnement à vapeur saturée
•
Régime îloté
•
Facilité d’opération
•
Entretien limité
•
Coût d’achat et de maintenance limités
 une bonne réponse aux contraintes des projets en Afrique
Références principales en Côte d’Ivoire
Turbines mono-étagées <10MWe:
 SIPEF
4 turbines vapeur (<10MWe)
 SOGB:
 Palmci:
 Palmafrique:
 Société Ivoirienne de Raffinage (SIR)
SST-9000
1,900 MW
SST-8000
1,900 MW
SST-6000
1,200 MW
750 MW
SST-5000
SST-4000*
380 MW
SST-3000
250 MW
SST-900
250 MW
175 MW
SST-700
250 MW
150 MW
SST-600
100 MW
SST-500
65 MW
SST-400
50 MW
SST-300
SST-200
SST-150
Compact app.
SST-800
10 MW
20 MW
SST-111
12 MW
SST-110
7 MW
SST-100
8.5 MW
SST-070
SST-050
SST-040
Turbines
multi-étagées
8 MW
0.75 MW
0.3 MW
Turbines
mono-étagées
Frankenthal
Turbines multi-étages
Gamme de produits Turbines industrielles
SST-010 à
SST-110/120
Semi-flexibles
SST-700 et
SST-900
Standardisées
SST-200,
SST-300 et
SST-400
Flexibles
SST-500,
SST-600 et
SST-800
Pré-étudiées
Gamme de produits Turbines industrielles
Modèle
10
Puissance [MW]
30
50
70
130
150+
SST-100
SST-200
SST-300
SST-400
SST-500
Double écoulement
SST-600
SST-700
Double corps / Corps HP pour le réchauffage
SST-800
Admission centrale
SST-900
Mono-corps/Non-réchauffage
Corps BP pour le réchauffage
Personnalisée
EntraîneParamètres
ment
de vapeur
mécan.
65 bars
480 0C
110 bars
520 0C
120 bars
520 0C
140 bars
540 0C
30 bars
350 0C
140 bars
540 0C
165 bars
585 0C
140 bars
540 0C
165 bars
585 0C
Principales caractéristiques de conception
• Rendement élevé
• Performances constantes et durables
• Durée de vie espérée de 35 à 50 ans
• Disponibilité élevée
• Norme de qualité (ISO 9001)
• Excellent comportement à charge
partielle grâce à 4 ou 5 vannes de
régulation
• Turbine axiale double corps : simplicité
d’accès
• Revêtement intégral des aubes
mobiles
• Autres produits Siemens de haute
• Rotor rigide
• Conception éprouvée
• Brefs intervalles entre les révisions
• Consommation de vapeur garantie
• Contrats de service à long terme
technicité disponibles (source unique)
avec tolérance de fabrication nulle
(insensible aux vibrations)
• Présence mondiale
Turbine mono-corps SST-400
Présentation générale :
Turbine à multiplicateur pour l’entraînement d’alternateurs ;
conception compacte et flexible, avec degré élevé de
standardisation pour les applications industrielles et de
production d’électricité
Données techniques :
• Puissance :
• Pression d’admission :
• Température d’admission :
• Soutirage réglé :
• Pression d’échappement :
• Vitesse de rotation :
jusqu’à 65 MW
120 bars
520°C
< 45 bars
< 25 bars (condensation
< 0,6 bar)
< 8 000 t/min
Caractéristiques :
• Turbine à contre-pression / à condensation
• Conception en semi-package, aubage à réaction
• Modules de turbine pré-étudiés, périphériques modulaires
• Soutirage unique / non réglé
• Échappement radial ou axial (1,3 à 3 m²)
• Veine de vapeur personnalisée
Turbine mono-corps à admission frontale SST-600
Présentation générale :
Turbine à multiplicateur ou à entraînement direct convenant aux
entraînements mécaniques et d’alternateurs ; applications
personnalisées pour les processus industriels et de production
d’électricité les plus complexes
Données techniques :
• Puissance :
• Pression d’admission :
• Température d’admission :
• Vitesse de rotation :
jusqu’à 100 MW
jusqu’à 140 bars…..
jusqu’à 540 °C
3 000 à 15 000 t/min
Caractéristiques :
• Turbine à contre-pression / à condensation
• Aubage à réaction, conception en package
• Modules de turbine standard, périphériques modulaires
• Corps intérieur pour des paramètres élevés de vapeur
d’admission
• Avec ou sans soutirage réglé / non réglé
• Possibilité d’injection de vapeur
• Échappement radial ou axial (0,175 à 5,6 m²)
• Conception hautement personnalisée
Exemple de fourniture
LP steam turbine
Generator
HP steam turbine
Gear box and
Condenser
the lube oil unit
Références principales en Côte d’Ivoire
Turbines multi-étagées >10MWe:
 Sucrivoire
1 turbine vapeur (~20MWe)
 Société Ivoirienne de Raffinage (SIR)
2 turbines à vapeur Westinghouse (~20MWe)
SST-9000
1,900 MW
SST-8000
1,900 MW
SST-6000
1,200 MW
750 MW
SST-5000
SST-4000*
380 MW
SST-3000
250 MW
SST-900
250 MW
175 MW
SST-700
250 MW
150 MW
SST-600
100 MW
SST-500
65 MW
SST-400
50 MW
SST-300
SST-200
SST-150
Compact app.
SST-800
10 MW
20 MW
SST-111
12 MW
SST-110
7 MW
SST-100
8.5 MW
SST-070
SST-050
SST-040
Turbines
multi-étagées
8 MW
0.75 MW
0.3 MW
Turbines
mono-étagées
Frankenthal
Optimisation des coûts de maintenance
des turbines à vapeur industrielles
François-Xavier Dubois
Table des matières
Principes de base
Stratégies de maintenance
Programme d'inspection et de révision
Étendue des inspections, révisions majeure et mineure
Conclusion
Principes de base
Objectifs de la maintenance
Plus grande disponibilité des équipements
Coûts de maintenance moins élevés
Efficacité optimale
Principes de base
Types de maintenance
Maintenance
Préserver ou rétablir un état ciblé
Surveiller l'état actuel
Inspection
Surveiller l'état actuel
Maintenance
préventive
Maintenance corrective
/ Réparation
Préserver un état ciblé
Rétablir un état ciblé
Principes de base
But des inspections et des révisions
Améliorer la disponibilité et l'efficacité économique
pour la période d'exploitation à venir
Observer/surveiller l'état actuel des turbines
Identifier et prévenir les défauts ou l'évolution
de défauts connus
Réparation des défauts
Évaluation de la vie utile restante
Réalisation d'améliorations ou de modernisations
Principes de base
Probabilités de défaillance en fonction des heures de
fonctionnement
Phase 1
Fonctionnement
initiale ayant des
perturbations
aléatoires
Phase 2
Principale période de
fonctionnement ayant une
usure prévisible
Phase 3
Période d'augmentation des
dépenses de maintien en vie
Source VGB R 115
Table des matières
Principes de base
Conclusion
Principal objectif
Le principal objectif de la
maintenance est de
réparer ou de remplacer
des composants avant
qu'ils ne tombent en
panne pour éviter les
dommages secondaires
et les arrêts de longue
durée !
Les motifs de la maintenance
Tous les composants des turbines sont sujets à l'usure
Usure normale
Vieillissement
Corrosion
Rupture
fortuite
En cas de défaillance
Préventive
Périodique
Conditionnelle
Avantages
Avantages
Avantages
+ aucun coût de
révision
+ haute disponibilité
+ arrêts programmés
+ pièces détachées
commandées en temps
utile
+ coûts de révision
minimes
Inconvénients
Inconvénients
- Coûts et durée de la
réparation
imprévisibles
- Les révisions
peuvent êtres trop
précoces ou trop
fréquentes
Inconvénients
- coût de mesure, relevés
et analyses de données
- données mesurables ne
fournissent pas
d’informations sur tous les
composants
En cas de défaillance
Préventive
Périodique
Conditionnelle
Avantages
Avantages
Avantages
+ aucun coût de
révision
+ haute disponibilité
+ arrêts programmés
+ pièces détachées
commandées en temps
utile
+ coûts de révision
minimes
Inconvénients
Inconvénients
- Coûts et durée de la
réparation
imprévisibles
- Les révisions
peuvent êtres trop
précoces ou trop
fréquentes
Inconvénients
- coût de mesure, relevés
et analyses de données
- données mesurables ne
fournissent pas
d’informations sur tous les
composants
Exemple: vibration sur un palier
Vibrations
Inspection
préventive
Temps
Table des matières
Principes de base
Conclusion
Heures de fonctionnement équivalentes
TEOH = Tact + ns x Ts
TEOH
= heures de fonctionnement équivalentes
Tact
= heures de fonctionnement réelles
ns
= nombre total de démarrage (à chaud et à froid)
Ts
= heures de fonctionnement équivalentes pour un démarrage
Source VGB R 115
Première mise
en service
Inspection
Révision
mineure
Révision
majeure
heures de
fonctionnement
équivalentes
Table des matières
Principes de base
Conclusion
Étendue des inspections, révision majeure et mineure
Types de maintenance
Catégories
Inspection
(12500 hf – 1 an 1/2)
Sans démontage !


essai de
fonctionnement
vérification /
comparaison
des données de
fonctionnement :
- puissance
- vibrations
- temps d'arrêt
- etc.
Révision mineure
Révision majeure
(25000 hf - 3 ans)
Étendue des travaux
Inspection
 roulements
 dimensions extérieures
 alignement
 vannes d'urgence et de
commande
 inspection endoscopique
(50000 hf - 6 ans)
Démontage complet de la
turbine, nettoyage et
inspection de tous les
composants

présence de dépôts

détérioration mécanique

érosion / corrosion

criques

alignement

Test d’huile

dilatation, déformation

Vérification des filtres

évaluation de la vie utile
Table des matières
Principes de base
Conclusion
Service Portfolio
Spare Parts
Repairs &
Overhauls
Field
Service
Technical
Support
Modernisations &
Upgrades
Training
Solution Service Complète
Gestion de la
stratégie
de maintenance
Performance, Fiabilité et Disponibilité
Pourquoi la maintenance ?
Avantages
Avec un concept de maintenance idéal

Minimisation des temps d'arrêt

Prévention des arrêts non programmés

Optimisation des coûts de fonctionnement

Allongement de la durée de vie utile

Plus grande disponibilité et fiabilité

Plus grande efficacité de fonctionnement
Des questions ?
Contact
Francois-Xavier Dubois
Head of Steam Turbine and
Distributed Generation
Phone: +32 253-4914
Demeurslaan 132
Fax: +32 253-62602
1654 Brussels
Siemens n.v./s.a.
PG ST & DG
Mobile: +32 478 543388
Belgium
E-mail: [email protected]
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