DE19643574C2

DE19643574C2 - Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Weichstoffkompensators für die Abdichtung an einem Dampfkessel

Info

Publication number: DE19643574C2
Application number: DE1996143574
Authority: DE
Inventors: Klaus-Juergen Wieland; Rainer Schmidt; Uwe Tuegend
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2016-10-12
Also published as: DE19643574A1

Description

Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Weich stoffkompensators für die Abdichtung an einem Dampfkes sel.

Im Dampfkessel werden in Bereichen, mit horizontalen und vertikalen Dehnungen Weichstoffkompensatoren einge setzt. Entsprechend der Bewegungsart, der Temperatur und der mechanischen Belastungen sowie entsprechend den Ein satzbedingungen bestehen Weichstoffkompensatoren aus ei ner Anzahl von Lagen unterschiedlicher Materialien.

Bei Betrieb des Dampfkessels tritt eine Alterung der Ma terialien der Weichstoffkompensatoren auf, die im Laufe der Betriebszeit zu Undichtheiten führen und damit keine opti malen Betriebsbedingungen für den Dampfkessel zulassen.

Die Weichstoffkompensatoren unterliegen einer sehr ho hen Beanspruchung, daher werden folgende Eigenschaften an sie gestellt:

- hohe Festigkeit
- gute Flexibilität
- gute Temperaturbeständigkeit
- gute Beständigkeit gegenüber Prozeßmedien und Witterungseinflüssen
- Dichtheit.

Da es kein Material gibt, daß diese Forderungen bei Langzeiteinwirkung erfüllt, ist eine Kontrolle des Kompen sators in bestimmten Zeitabständen erforderlich.

Die Prüfung des Kompensators er folgt an außer Betrieb befindlichen Dampfkesseln, wobei lediglich ein offensicht licher Defekt des Kompensators festgestellt wird.

Bei vorhandener Undichtheit des Kompensators wäre eine sofortige Reparatur erforderlich, dessen Realisierung von einem Reparaturstillstand des Dampfkessels und das Vorhandensein des Materials sowie des Instandhaltungsper sonals abhängt.

Bekannt ist die Anwendung der Thermografie als Verfah ren zur Temperaturmessung (DE 26 44 299). Häufigstes Anwendungsgebiet ist dabei die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstoffen. Die Untersuchung des Objektes erfolgt mittels eines Mikroskops. Dieses Verfahren ist nicht für die Ermittlung der Restlebensdauer von Weichstoffkompensa toren an einem in Betrieb befindlichen Dampfkessel geeig net. Zur Fernmessung der Temperatur eines Objektes sind Thermovisionspyrometer bekannt (DE 31 25 217). Dabei wird die Intensität der von dem zu untersuchenden Objekt ausgesandten Strahlung gemessen. Auch hier ist eine An wendung nicht gegeben. Weiterhin ist ein Verfahren zur Er fassung und Darstellung thermografischer Bilder von tech nischen Strukturen bekannt (DE 30 20 359). Dieses Verfah ren ist für die thermografische Untersuchung von metalli schen Werkstücken und zur Überprüfung der Wärmedäm mung von Gebäuden auf der Grundlage thermografischer Aufnahmen geeignet. Eine Anwendung für die Bestimmung der Zeitlebensdauer von Weichstoffkompensatoren ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die infolge Al terung noch vorhandenen Eigenschaften des Weichstoff kompensators zu ermitteln und den daraus resultierenden Zustand zu bestimmen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß wäh rend des Betriebes des Dampfkessels mittels Thermovisi onsmessung Bereiche von Oberflächentemperaturinhomo genitäten der Außenlage des Weichstoffkompensators sowie an dessen Einspannung ermittelt werden und bei Stillstand des Dampfkessels der Weichstoffkompensator an den ermit telten Bereichen Lage für Lage geöffnet, die Einzellagen stoffspezifisch untersucht und die dabei ermittelten Werte mit Ausgangswerten verglichen werden, wobei mit dem Er gebnis des Vergleiches in Abhängigkeit von der Betriebs stundenzahl der technisch notwendige Wechselzeitpunkt des Weichstoffkompensators bestimmt wird.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 Der Schnitt des Weichstoffkompensators;

Fig. 2 Die mittels Thermovisionsmessung ermittelten Oberflächentemperaturinhomogenitäten.

Der Weichstoffkompensator 1 am Übergang zwischen den Bauteilen 8; 9 des 1. und 2. Zuges eines 815 t/h - Dampfkessels weist 5 Lagen auf, wobei die Innenlage 2 aus Edelstahldrahtgeflecht, die beiden Isolierlagen 3 aus Keram faser, die Dichtlage 4 aus PTFE und die Außenlage 5 aus be schichtetem Gewebe bestehen. Die Lagen 2; 3; 4; 5 sind an der Einspannverstärkung 6 über die Schraubverbindung 7 mit den Bauteilen 8; 9 verbunden. Die Bewegungen zwi schen den Einspannstellen 10 der Kesselbauteile 8; 9 in der Vertikalen betragen +/-90 mm und in der Horizontalen +/- 30 mm und die des Bauteiles 9 in der Vertikalen +/-0 mm und in der Horizontalen +/-30 mm, so daß der Kompensa tor 1 ständigen Wechselbeanspruchungen bei An- und Ab fahrvorgängen ausgesetzt ist.

Nach ca. 15000 Betriebsstunden ist der aktuelle Zustand des Weichstoffkompensators festzustellen, damit der opti male Wechselzeitpunkt festgelegt werden kann. Hierfür wird bei Betrieb des Dampfkessels eine Thermovisionsmes sung des Weichstoffkompensators über dessen gesamte Länge im Bereich der Außenlage 2 sowie der Temperatur im Bereich der Einspannstellen 10 durchgeführt. Dabei werden Bereiche 11 mit geringen Oberflächentemperaturen infolge auftretender Undichtheiten im Bereich der Einspannstellen 10 und Bereiche 12 mit ebenfalls geringen Oberflächentem peraturen an der Außenlage 2 festgestellt, während die übri gen Bereiche der Außenlage 2 eine höhere gleichmäßige Oberflächentemperatur aufweisen. In den Bereichen 13 der Schraubverbindungen 7 sind höhere Oberflächentemperatu ren als in den übrigen Bereichen der Einspannstellen 10 zu verzeichnen. Die Verteilung der Oberflächentemperaturen sind über die Thermovisionsmessung visuell, über Bild schirm oder fototechnisch darzustellen.

Die Abweichungen der Oberflächentemperaturverteilun gen in den Bereichen 11; 12; 13 lassen Unregelmäßigkeiten bzw. Undichtheiten am Weichstoffkompensator 1 und den Einspannstellen 10 vermuten.

Bei Stillstand des Dampfkessels werden die bei der Ther movisionsmessung durch stark abweichende Werte ermittel ten Bereiche 11; 12; 13 des Weichstoffkompensators 1 und der Einspannstelle 10 geöffnet, jeweils eine Sichtkontrolle durchgeführt und jeweils die einzelnen Lagen 2; 3; 4; 5 des Weichstoffkompensators 1 stoffspezifisch untersucht. Grundlage für die Auswertung der Untersuchung sind die vom Hersteller vorgegebenen zulässigen Abweichungen der stoffspezifischen Ausgangswerte der einzelnen Materialien der Lagen 2; 3; 4; 5 des Weichstoffkompensators 1.

Die Auswertung der Untersuchung erfolgt durch den Ver gleich der Ausgangswerte mit den chemisch oder physika lisch ermittelten Werten. Grundlage für die Bestimmung des Zustandes des Weichstoffkompensators bilden die Kriterien der nachfolgend aufgeführten, für Weichstoffkompensato ren am häufigsten eingesetzten Materialien:

Innenlage 2 aus Edelstahldrahtgeflecht

- Isolierlagen 3 aus Keramfaser
- Kontrolle des Abriebes des Gewebes (Ermitteln der noch vorhandenen Gewebedicken)
- Kontrolle der noch verbliebenen Verpreßbarkeit der Fasern
- Begutachtung der Gewebestruktur zur Feststellung von Faserbrüchen sowie der Schädigung des Gewebes durch Säuren oder andere Fremdstoffe.

Dichtlage 4 aus PTFE

- Kontrolle der Oberfläche auf Risse und andere Un dichtheiten sowie Ermittlung und Bewertung der Knickstellen.
- Feststellung des Zustandes der Folie hinsichtlich thermischer Überhitzungen.

Außenlage 5 aus PTFE-beschichtetem Glasgewebe

- Feststellung von eventuellen Ablöseerscheinungen der PTFE-Beschichtung vom Trägergewebe (Kontrolle der Bindung zwischen dem Trägergewebe und der Be schichtung).
- Kontrolle des Abriebes der Beschichtung (Ermitteln der noch vorhandenen Reststärke der PTFE-Beschich tung).
- Kontrolle der PTFE-Oberfläche auf Anrisse oder thermisch bedingte Schädigungen sowie Bewertung der Knickstellen.

Durch die erhaltenen Ergebnisse und die tatsächliche Be triebsstundenzahl des Weichstoffkompensators 1 wird der Zustand des Weichstoffkompensators und damit der Zeit punkt für den technisch notwendigen Wechsel des jeweili gen Weichstoffkompensators 1 bestimmt.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Feststellen des thermischen Belastungsgrades des Weichstoffkompensators durch Thermovisionsmes sung bei Betrieb des Dampfkessels.
2. Gezielte Untersuchung des Weichstoffkompensa tors in den am meisten beanspruchten Bereichen.
3. Der Wechsel des Weichstoffkompensators kann bei planmäßigen Stillständen des Dampfkessels eingeord net werden.

Bezugszeichenliste

1

Weichstoffkompensator

2

Innenlage

3

Isolierlage (Keramfaser)

4

Dichtlage

5

Außenlage

6

Einspannverstärkung

7

Schraubverbindung

8

Kesselbauteil

9

Kesselbauteil

10

Einspannstelle

11

Bereich

12

Bereich

13

Bereich

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Zustandes eines Weich stoffkompensators für die Abdichtung an einem Dampfkessel, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes des Dampfkessels mittels Thermovisi onsmessung Bereiche von Oberflächentemperaturinho mogenitäten der Außenlage des Weichstoffkompensa tors sowie an dessen Einspannung ermittelt werden und bei Stillstand des Dampfkessels der Weichstoffkom pensator an den ermittelten Bereichen Lage für Lage geöffnet, die Einzellagen visuell untersucht werden, wobei im Ergebnis der technisch notwendige Wechsel zeitpunkt des Weichstoffkompensators bestimmt wird.