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Monitoraggio in linea del degrado delle parti calde di turbine a gas mediante misura della carica elettrostatica trasportata dai gas allo scarico: criteri diagnostic

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Monitoraggio in linea del degrado delle parti calde di turbine a gas mediante misura della carica elettrostatica trasportata dai gas allo scarico: criteri diagnostic

Recently updated on Maggio 11th, 2021 at 08:59 am

La misura della carica elettrostatica associata al particolato trasportato dai gas di scarico delle turbine a gas o dei motori a getto è una tecnica diagnostica che si è dimostrata valida ed è stata applicata con successo in campo aeronautico come strumento per la diagnosi precoce del degrado delle parti “calde” di queste macchine (strisciamenti, usura del coating delle palette e delle barriere termiche, bruciature focalizzate nei combustori, combustione impropria, ecc.). La tecnica di misura è generalmente nota come EDMS (Engine Distress Monitoring System) oppure come EEMS (Electrostatic Engine Monitoring System). La possibilità di estendere il campo di applicazione di tale metodologia di monitoraggio alle turbine a gas industriali, che sono dotate di condotti di scarico più grandi, sono alimentate con differenti combustibili e vengono esercite in differenti condizioni operative rispetto ai motori aeronautici, necessitava di verifiche e conferme sperimentali specifiche. Questo articolo presenta una sintesi dei dati e delle esperienze più significative raccolte da CESI in un ampio programma dimostrativo, effettuato in campo su turbine a gas industriali, per valutare l’influenza delle condizioni operative delle macchine sulla risposta di un sistema strumentale basato sulla tecnica suddetta, e per valutarne la sensibilità ai differenti possibili meccanismi di degrado. E’ stato effettuato un numero consistente di prove, inizialmente su una stazione di prova combustori in scala reale e poi direttamente su turbogas in esercizio presso Centrali di generazione di energia elettrica, di differente tipologia e taglia, dove è stato possibile confrontare le indicazioni delle misure di carica elettrostatica con gli esiti dei controlli ispettivi sulle macchine, effettuati ad intervalli programmati o a seguito dello sviluppo di malfunzionamenti. I dati raccolti confermano i vantaggi potenziali di questa metodologia, in grado di evidenziare fenomeni di degrado dei componenti interni con largo anticipo rispetto alle tecniche di monitoraggio convenzionali, basate sull’analisi delle vibrazioni o del “gas path”. Viene inoltre descritto lo stato di sviluppo attuale dell’hardware e del software del sistema strumentale messo a punto da CESI (ELMO = Electrostatic Monitoring) per consentire il monitoraggio continuo di turbine a gas industriali, e viene delineato il lavoro che resta da fare per consentire a tale metodologia la segnalazione automatica e puntuale dei principali tipi di malfunzionamento manifestati dal macchinario. CESI, Via Rubattino 54, 20134 Milano; zippo@cesi.it

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