GAZ TÜRBİNLERİ PERİYODİK BAKIMLARI Hasan GÜNEŞ Serkan S. ÖZSU Ereğli Demir Çelik Fabrikaları Enerji Üretim ve Dağıtım Müdürlüğü

ENERJİ SEKTÖRÜ VE GAZ TÜRBİNLERİ Son yıllarda enerji sektörü, Türkiye'nin en hızlı gelişen sektörlerinden birisi oldu. Bir çok avantajından dolayı, gaz türbinleri de bu sektörün vazgeçilmez unsuru haline geldi. Yatırımlar ve teknoloji seçimi büyük bir süratle yapıldı. Gaz türbinleri bakım maliyetleri diğer sistemlere göre oldukça fazladır. Yakın gelecekte karşımıza dev bir problem olarak çıkmaması için şimdiden ciddi ve kapsamlı çalışmalar yapılması ve birikimlerin paylaşılması gerekmektedir.

GAZ TÜRBİNLERİNDE BAKIM FELSEFESİ Makinaların veya sistemlerin maliyetine ve işletmedeki fonksiyonlarına göre bakım stratejisi önem kazanmaktadır. Enerjiden dolayı meydana gelen duruş maliyetleri oldukça fazladır. Gaz türbinlerinde sistemin kompleks olması ve enerjinin öneminden dolayı Türkiye ve dünya genelinde bakım firmalarıyla uzun süreli, bakım, tamir ve yedek parça temini şeklinde anlaşmalar yapılmaktadır.

Gaz türbinlerinde bakım maliyetleri önemli bir kalem tutar. Bu sebeple Planlama, Zamanında bakım, Yedek parça temini, Personel eğitimi Oldukça önemlidir.

Bakımda dikkate alınacak parametreler şunlardır: Maksimum güvenilirlilik Minimum bakım süresi, Minimum stok, Minimum yedek parça Minimum tamir maliyeti.

Günümüzde en çok rağbet gören bakım metodu ve teknikleri Periyodik bakım Kestirimci bakım (predictive maintenance)

Periyodik bakım İmalatçı firma, Tecrübelerine dayanarak Malzeme ve imalat özelliklerini Çalışma şartlarını dikkate alarak çalışma saati esaslı periyotlar belirler. Bu çalışma saatlerine göre makinalar bakıma alınır. 

Periyodik bakımın dezavantajı Makinanız çok iyi durumda iken de bakım periyodu geldiği için bakıma almak zorunda kalabilirsiniz. Bazı parçalar zamanından önce yenilenmiş olur. Bu da bakım ve duruş maliyetlerini artıran bir husustur.

Periyodik bakımın dezavantajı-2 Bazı parçalar da tam aksine periyodundan önce bakıma ihtiyaç duyabilirler. Bu da Plansız duruşlar Daha büyük yedek parça maliyetine ve bakım masraflarına sebep olabilir.

Kestirimci bakım (predictive maintenance) Periyodik bakımın dezavantajlarını ortadan kaldıracak şekilde ortaya konulmuş bir sistemdir. Bir sistem dahilinde belirli değerler izlenerek makinanın bakımının gerçek zamanı tespit edilir. Plansız duruşlar ve beklenmedik arızalar önemli ölçüde ortadan kalkar. Yada daha uzun süreli periyotlarla makina bakıma alınır. İşçilik, yedek parça, duruşlar gibi bakım maliyetlerinde tasarruf sağlanır.

Kestirimci bakımın (predictive maintenance) dezavantajı Makinalarda bakım sürelerini etkileyen faktörlerin hepsi ölçülememekte yada izlenememektedir. Ölçülemeyen bazı değerlerden dolayı bakımda gecikebilirsiniz.

İki bakım tekniği Modern bakımcılık tekniğinde bu iki bakım tekniği karma olarak kullanılır. Bunların oranı makinanızın sisteminizdeki konumuna ve önemine göre belirlenir. Gaz türbinlerinde, bakım zamanını belirlemede her ikisi de dikkate alınır. Fakat, enerjideki güvenilirlilik ön planda olduğundan ve makinada, yüksek sıcaklık ve yüksek devir sebebiyle, arıza halinde meydana getireceği hasar çok büyük olduğundan, bakım zamanını belirlemede, çalışma saatinin etkisi oldukça yüksektir.

Koruyucu Bakım Buna göre yapılan bakımda sadece bir sonraki bakıma kadar değil, makinanın daha uzun vadeli bir dönemdeki güvenilirliğini ve ekonomikliğini planlarsınız. Mesela bazı parçaları tamir etmeseniz yada yeni bir kaplama uygulamasanız da 10 000 saat daha çalışabilir. Ama daha sonra o parça artık tamir edilemez hale gelir ve atmak zorunda kalırsınız.

Nozullarla İle İlgili Bir Örnek Birinci kademe nozulu koruyucu bakım ve ömür mukayesesi

MS 6000 serisi GE gaz türbinlerinde bakım periyotları (standart üretimler) 8 000 saatlik periyotlar şeklindedir: Yanma odası bakımları (Combustion inspection), Hot-Gas-path inspection ve Major inspection olarak isimlendirilir. Bu süreler özellikle yanma odası bakımları, imalatçı firmaların önerdiği bazı modifikasyonlarla iki-üç katına uzatılabilmektedir.

Bakım periyotları 1. 8 000 saat yanma odası bakımı (Combustion inspection). 2. 16 000 saat yanma odası bakımı(Combustion inspection). 3. 24 000 saat Hot gas path bakımı. 4. 32 000 saat yanma odası bakımı(Combustion inspection). 5. 40 000 saat yanma odası bakımı(Combustion inspection). 6. 48 000 saat büyük bakım (major inspection)

BAKIM PERİYOTLARINI BELİRLEYEN FAKTÖRLER Start-stop sayısı, Yük durumu, Çevre Yakıt gibi faktörler etkili olmaktadır. Kataloglarda Hot gas path inspection için bu faktörlere göre bakım saatini belirleyen formüller mevcuttur. Ayrıca kestirimci bakım(predictive maintenance) metotları da uygulanarak gerçek bakım zamanı belirlenmektedir.

Kestirimci bakımda kullanılan değerler şunlardır: Vibrasyonlar Eksoz sıcaklıkları dağılımı Kademeler arası sıcaklıklar Boroskop kontrolü Kapasite değişimi Yağ analizi

Erdemir'de yapılan bakımlar Generatör bakımları İlk 1 yıl içerisinde, yapılan ölçümler sonucunda generatör sargılarındaki kirlenmeden dolayı izolasyon seviyesinin düştüğü tespit edildi. Firmanın garanti süresi içerisinde olduğundan bakım, imalatçı firma ile birlikte yapıldı. Rotorun birisinin bakımını firmanın atölyesinde diğeri de kendi atölyemizde firma elemanları ile birlikte yaptık. Ortaya çıkan balans sorunu da ekibimiz tarafından giderildi.

Generatör sargılarındaki kirlenme Filtre sistemindeki iyileştirme ile sorun tamamen ortadan kaldırıldı.

Yanma odası bakımları Erdemir'de 2 adet MS 6001B gaz türbini bulunmaktadır. 1 nolu gaz türbini 1. bakım 11 000 saatte yapılmıştır. 2. bakım 21 000 saatte yapılmıştır. 2 nolu gaz türbininin 1. yanma odası bakımı 12 000 saatte yapılmıştır.

GE'den temin edilen süpervizör & Yanma odası bakımları GE'den temin edilen süpervizör & Erdemir personeli ile yapılmaktadır.

Yanma odası bakımları Erdemir'de gaz türbinleri bakımı için ayrı bir ekip mevcut değildir. Kuvvet santralı ve Oksijen fabrikalarında faal olan, Buhar türbinleri, generatörler, blowerler ve yüksek kapasiteli kompresörlerde tecrübeli, sayısı az olmakla birlikte, bakım ekibimiz mevcuttur. Gaz türbinleri bakımları da bu ekibimiz tarafından yapılmaktadır.

Bakımlarda Gaz ölçümleri, Sızdırmazlık testleri Yangın söndürme sistemi gibi, bakım öncesi ve bakım sonrası alınması gereken güvenlik tedbirleri oldukça önemlidir.

Bakımlarda değişen parçalar Transition piece, Crossfire tube Bağlantı elemanları Contalar ve sızdırmazlık elemanları Diğer parçaların kontrolu ve bakımı yapılarak tekrar kullanıldı.

Yanma odasının en önemli parçaları Transition piece (TP) Kaplamalarının kısmen kalktığı ve Montaj elemanlarında aşınmalar olduğu tespit edildi.

İkinci makinada yanma odası bakımı 12 000 saat sonunda yapıldı. Boroskop kontrolünde kanatların birinin ucunda yabancı madde çarpmasından kaynaklandığı tahmin edilen küçük bir hasar olduğu tespit edildi. Fakat çalışmaya engel teşkil etmeyeceği kararı verildi. Yaklaşık 10 000 saattir de herhangi bir sorun meydana gelmedi.

Bu makinanın parçalarında aşınmanın daha fazla olduğu TP'lerin destek elemanlarının bazılarının koptuğu tespit edildi. Parçaların, kanatların olduğu bölgeye gitmediği, gövdede kaldığı görüldü. Yanma odası elemanlarında meydana gelecek büyük hasarların dışında içeriye parça gitme ihtimali zayıf olduğu görüldü. Bu aşınmalar, 12 000 saatin tehlike sınırı olduğunun bir göstergesidir. TP'ler tamir ve kaplama için GE'nin atölyesine gönderildi.

Liner

Liner Her ne kadar her bakımda değişmesi öngörülüyor ise de yapılan kontrollerde Parçaların uzun ömürlü olduğunu tespit ettik ve ikinci yanma odası bakımında yenilenmesi kararı verildi. Sonraki bakımda, (21 000 saatte) değiştirildi. Bu parçalarda kaplama (TBC) yoktu. Kaplama olmadan da 20 000 saat dayanabiliyor. Fakat bundan sonra bu parçalar artık TBC uygulaması yapılarak kullanılacaktır.

Fuel nozullar ilk bakımlarda değişmesine ihtiyaç olmadığı görüldü. İkinci bakımlarda yakıt veriminde etkili olacağı düşünülerek değiştirilmesine karar verildi.

Birinci bakımların zamanı Özellikle birinci bakımların zamanında yapılması önemlidir. Makinalar imalat montaj kalitesi ve işletme şartları gibi değişik sebeplerden dolayı farklı özellikler arzedeceğinden makinanızı tanımanız açısından ilk bakımı zamanında yapıp iyi gözlemlemeniz gerekmektedir.

İkinci bakım ilk bakımlara göre daha kısa olmasının sebepleri Bazı parçaların demontaj ve montajında aparat ihtiyacı olduğunu gördük ve bu aparatlar imal edilerek zaman kazanıldı. Demontaj sırasında karşılaşılan sorunları dikkate alarak montaj sırasında daha iyi bir montaj prosedürü uyguladık.

İlk bakımda Buna benzer örnekler çoğaltılabilir. Cıvataların büyük çoğunluğunun gövdeye kaynamış olduğu görülerek, montajda anti-size gibi malzemeler yeteri miktarda kullanılarak ikinci bakımda demontajda zaman ve malzeme tasarrufu yaptık. Bazı parçaların gerek imalatındaki ölçü hataları ve gerekse ağır işletme şartlarından dolayı maruz kaldıkları deformasyonlar dikkate alınarak hazırlıklar yapıldı. Buna benzer örnekler çoğaltılabilir.

Planlama Yedek parça ve Tamir süreci oldukça önemli bir süreçtir. Burada tamamen dışarıya bağımlı olmanız planlamanın çok iyi yapılmasını gerektiriyor. Biz bu hususta önemli bir sorunla karşılaşmadık ama, yedek parça temini ve parça tamiri hususunda sizden yada firmadan kaynaklanan en küçük bir hata kesinlikle üretim programınızı etkileyecektir. Firmalar bu hususlarda gerektiği kadar yardımcı olamıyorlar.

Inspectiondaki metotlar Erdemir tüm tahribatsız muayeneleri yapacak donanıma sahiptir. Boroskop, Manyetik partikül, Penetrant ve Ultrasound gibi test metodları parçaların özelliğine göre malzemelerin muayenesinde kullanılabilmektedir.

Gaz türbinleri Türkiye için yeni bir teknoloji olması ve süratle sayısının artması sebebiyle şüphesiz bazı zorluklarla karşılaşılacaktır. Fakat Eğitime öncelik verilmesi ve Kuruluşlar arasındaki işbirliğinin ve bilgi alış-verişinin artırılmasıyla bu engellerin aşılacağına inanıyoruz.

Teşekkür ederiz