피크 발전소의 미션 크리티컬 펌프에 대한 성능 보험

Jul 01, 2023

신뢰성 엔지니어든, 발전소 구매 관리자든, 미션 크리티컬 응용 분야의 펌프가 수리할 수 없다는 사실을 알고 싶어하는 사람은 아무도 없습니다. 그러나 이는 펌프의 상태 점검이 예정되지 않은 경우, 특히 장비의 운이 좋은 선택으로 인해 펌프가 수십 년 동안 안정적으로 작동한 경우 발생할 수 있습니다.

이는 전력망에 과부하가 걸릴 경우 해당 지역의 주거 및 상업 고객에게 보충 전력을 제공하는 백업 전력의 주요 공급업체에서 발생했습니다.

연방 배출 표준에 따라 전력 공급업체가 오염을 줄여야 함에 따라 공정 조건은 수년에 걸쳐 여러 번 변경되었습니다. 그러나 변하지 않은 것은 발전소에 있는 두 개의 이중 스크류 연료 펌프의 신뢰성이었습니다. 40년이 넘은 노후에도 불구하고 두 펌프 모두 그 기간 동안 고장이 나지 않았습니다. 그러나 공정 조건이 변경됨에 따라 연료 점도는 수십 년에 걸쳐 여러 번 감소했으며 펌프는 이러한 상황에서 작동하도록 설계되지 않았습니다.

두 개의 트윈 스크류 펌프는 두 개의 분리된 터빈에 연료를 공급하여 전력을 생성했습니다. 각각은 개별적으로 실행되었으며 공장의 생산량을 100% 제공하기 위해 한 번에 하나만 필요했고 두 번째는 필요한 경우 백업이었습니다. 그러나 펌프의 신뢰할 수 있고 일관적인 성능으로 인해 공장은 잘못된 안전감을 갖게 되었고, 공장은 예상치 못한 가동 중단 시간이 발생할 경우 이에 대응할 수 있는 주요 또는 사소한 수리 키트를 비축하지 않았습니다.

트윈 스크류 펌프 제조업체는 공장 전체에 대한 감사를 실시했습니다. 평가된 요소에는 노후화된 장비, 미션 크리티컬 애플리케이션 및 극적인 시스템 변경을 거친 프로세스가 포함되었습니다. 이러한 세 가지 조건이 모두 존재하는 경우, 40년이 넘은 펌프에 대한 Run-to-Failure 접근 방식은 상당한 위험을 안겨줍니다. 재고 부품 키트가 부족하면 수리 옵션이 더 제한되고 발전소는 새 교체 펌프를 기다려야 합니다.

위태로운 상황을 인식한 공장 직원은 공급업체의 공인 서비스 센터와 협력하여 1979년에 새로 판매된 두 개의 트윈 스크류 펌프 중 하나에 대해 2주간의 포괄적인 분해, 검사 및 분석을 수행했습니다. 분석 및 결과와 권장 사항 , 다음이 포함됩니다:

펌프 케이스

4개의 보어 위치 모두 흡입 및 배출 영역에서 나사 접촉으로 인한 마모 영역이 있었습니다. 보어 내부 직경은 설계된 높은 공차보다 최대 0.0085인치까지 측정되었습니다. 이 몸은 주철이어서 복원할 수 없었습니다.

권장 사항: 교체

회전 어셈블리

나사 측면에 과도한 마모가 나타났는데, 이는 나사 샤프트와 기어의 타이밍이 적절하지 않음을 나타냅니다. 양쪽 측면이 접촉을 보였습니다. 긴 샤프트와 짧은 샤프트 모두 나사의 흡입 및 토출 끝 부분에 코팅이 벗겨졌습니다. 이는 위에서 언급한 케이싱 보어의 심한 접촉 영역과 일치합니다. 외경은 측정 지점에 따라 설계보다 높거나 낮게 측정되었습니다. 이는 측면 접촉으로 인해 나사 표면의 마모 및 융기된 물질로 인해 발생했습니다. 측면 간격은 0.012인치까지 측정되었으며 이는 높은 공차보다 0.005인치 더 높았습니다. 이렇게 추가된 여유 공간으로 인해 작동 중 전달되는 흐름이 손실되었습니다. 타이밍 기어에 심한 프레팅 현상이 나타났으며 기어 보어의 내부 직경이 설계 공차를 초과했습니다.

권장 사항: 교체; 수리 가격이 새 펌프 가격의 60% 이상이었습니다.

베어링 브래킷

전면 및 후면 베어링 브래킷은 씰 포트를 완전히 세척하기 위해 약간의 청소가 필요했지만 일단 청소 및 디버링이 수행되면 그대로 사용할 수 있습니다.

권장사항: 재사용

타이밍 기어 하우징 및 전면 헤드

이 두 항목 모두 청소 및 디버링 이후 현재 상태에서 사용할 수 있는 것으로 간주되었습니다.

권장사항: 재사용

결론: 펌프 감사관은 나사의 부적절한 타이밍으로 인해 나사 측면이 과도하게 마모되어 장치의 경제적인 수리가 불가능하다는 사실을 발견했습니다. 터빈은 가벼운 연료유 점도로 작동되었습니다. 연료유 점도가 44 SSU(Saybolt Seconds Universal)라고 가정하면, 분당 최고 회전수(rpm)(1,550)에서 1,250프레임 크기 펌프(0.875인치)에 대한 가장 작은 피치와 1,000파운드의 차압을 갖습니다. 평방 인치 게이지(psig)(명판에 기재되어 있음), 새로운 교체 회전 요소 및 재사용된 본체는 여전히 30%의 체적 효율로 작동하여 체적 효율 및 열 발생이 과도하게 손실됩니다.