Remont pompy 900 kW na instalacji odsiarczania spalin – studium przypadku

Przedstawiamy szczegółowy opis remontu głównej pompy cyrkulacyjnej o mocy 900 kW pracującej w instalacji odsiarczania spalin. Przeprowadzony przez nas remont to wyjątkowe przedsięwzięcie techniczne, ponieważ urządzenie to pracuje w ekstremalnie trudnych warunkach – na wysoce abrazyjnym medium, jakim jest mleczko wapienne. Ten rodzaj prac remontowych wymaga nie tylko wysokiej specjalizacji technicznej, ale także dogłębnej znajomości procesów technologicznych zachodzących w elektrowniach węglowych.

Charakterystyka instalacji odsiarczania spalin (IOS)

Instalacje odsiarczania spalin stanowią kluczowy element systemów ochrony środowiska w elektrowniach węglowych. Ich główne zadanie to redukcja emisji tlenków siarki (SO₂) do atmosfery, co umożliwia spełnienie norm środowiskowych oraz ograniczenie negatywnego wpływu na zdrowie ludzi i środowisko naturalne.

Znaczenie środowiskowe i regulacyjne

W kontekście rosnących wymagań ekologicznych i zaostrzających się norm emisyjnych, instalacje IOS odgrywają fundamentalną rolę w funkcjonowaniu nowoczesnych elektrowni. Bez sprawnie działających systemów odsiarczania, elektrownie węglowe nie mogłyby spełniać aktualnych standardów środowiskowych, co uniemożliwiłoby ich dalszą eksploatację.

W elektrowni, w której realizowaliśmy projekt, zastosowano mokrą metodę wapienno-gipsową – jedną z najczęściej wykorzystywanych technologii na świecie. Ta technologia charakteryzuje się wysoką skutecznością, osiągając efektywność odsiarczania na poziomie powyżej 95%, co czyni ją standardem w branży energetycznej.

Proces technologiczny odsiarczania

Proces odsiarczania polega na płukaniu spalin zawiesiną węglanu wapnia (CaCO₃), co prowadzi do chemicznej absorpcji tlenków siarki i ich przekształcenia w siarczan wapnia (gips). Reakcja chemiczna zachodzi według równania:

CaCO₃ + SO₂ + ½O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O + CO₂

Gips otrzymywany w tej technologii charakteryzuje się wysoką czystością (powyżej 95% CaSO₄·2H₂O), co umożliwia jego przemysłowe wykorzystanie w budownictwie, przemyśle cementowym oraz produkcji płyt gipsowo-kartonowych.

Komponenty systemu IOS

Główne elementy instalacji obejmują:

Absorber – pionowy zbiornik, w którym zachodzi proces absorpcji SO₂. Składa się ze strefy absorpcji (górna część) oraz strefy utleniania (dolna część). Wysokość absorbera może sięgać nawet 40-50 metrów, a jego średnica przekracza 15 metrów w przypadku dużych bloków energetycznych.

Węzeł przygotowania sorbentu – instalacja odpowiedzialna za przygotowanie zawiesiny węglanu wapnia o odpowiednim stężeniu i granulacji. Kluczowe jest utrzymanie właściwego pH zawiesiny (około 5,5-6,0) oraz odpowiedniej koncentracji sorbetu.

Węzeł przeróbki produktu końcowego – system odwadniania i oczyszczania gipsu, obejmujący hydrocy klony, zagęszczacze oraz filtry próżniowe lub taśmowe. Finalny produkt zawiera mniej niż 10% wilgoci.

Wentylator wspomagający – urządzenie zapewniające odpowiedni przepływ spalin przez absorber, kompensujące straty ciśnienia w systemie.

Rola pompy cyrkulacyjnej w systemie IOS

Pompy recyrkulacyjne pracujące w instalacjach odsiarczania mają za zadanie przetłaczanie zawiesiny gipsu z dna absorbera do górnych poziomów zraszania. W tym miejscu medium w przeciwprądzie omywa spaliny, z których wychwytywane są cząstki dwutlenku siarki.

Znaczenie dla efektywności procesu

Przy maksymalnym przepływie spalin i maksymalnych mocach bloków energetycznych muszą pracować wszystkie pompy zamontowane w instalacji odsiarczania. Typowo instalowane są 3-4 pompy główne plus jedna rezerwowa. Awaria jednej z pomp recyrkulacyjnych powoduje:

• Zmniejszenie parasola deszczu zawiesiny – redukcja powierzchni kontaktu między spalinami a sorbentem
• Obniżenie skuteczności instalacji – spadek efektywności odsiarczania nawet o 10-15%
• Zwiększenie emisji dwutlenku siarki do atmosfery, co może prowadzić do przekroczenia limitów emisyjnych
• Konieczność redukcji obciążenia bloku energetycznego w przypadku braku rezerwy

Zakres wykonanych prac remontowych przez zespół POMPAX

W maju 2025 roku przystąpiliśmy do prac remontowych głównej pompy o mocy 900 kW, realizując je zgodnie z warunkami zlecenia. Remont był planowany od kilku miesięcy, uwzględniając harmonogram remontów elektrowni oraz dostępność części zamiennych.

Szczegółowy harmonogram prac

Zakres realizowanych działań obejmował:

Etap I: Demontaż i transport

• Opróżnienie pompy z medium roboczego i płukanie systemem wodnym
• Odłączenie instalacji elektrycznej i rurociągów
• Demontaż pompy przy użyciu sprzętu dźwigowego
• Zabezpieczenie pompy do transportu i transport do Centrum Serwisowego POMPAX w Rydzynie

Etap II: Diagnostyka i ocena

• Demontaż pompy na główne podzespoły
• Przegląd i ocena stanu technicznego pompy metodami nieniszczącymi
• Ocena stanu techniczne wnętrza korpusu spiralnego
• Szczegółowa kontrola wirnika
• Pomiary geometryczne elementów
• Ocena stanu łożysk, uszczelnień i pozostałych elementów

Etap III: Wymiana części

• Wymiana uszczelnienia mechanicznego na nowe, dostosowane do pracy z medium abrazyjnym
• Wymiana łożysk tocznych na nowe, wysokotemperaturowe

Etap IV: Wyważanie

• Wyważanie dynamiczne wirnika w klasie jakości G1
• Kontrola geometrii zespołu wirującego

Etap V: Montaż i uruchomienie

• Transport pompy z powrotem do elektrowni
• Montaż pompy z zachowaniem wymaganych tolerancji osiowania
• Podłączenie instalacji rurociągowych i elektrycznych
• Laserowe osiowanie agregatu pompowego z wykorzystaniem laserowych systemów pomiarowych
• Kontrolne pomiary drgań po montażu
• Nadzór nad pierwszym uruchomieniem i wprowadzeniem do eksploatacji

Całość prac została zrealizowana zgodnie z harmonogramem i wymogami BHP obowiązującymi na terenie zamawiającego, przy zachowaniu procedur bezpieczeństwa i dokumentacji potwierdzającej jakość wykonania.

Znaczenie wyważania dynamicznego w remontach pomp

Wyważanie dynamiczne odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu niezawodności i długotrwałej pracy pomp, szczególnie w przypadku urządzeń pracujących z mediami abrazyjnymi.

Konsekwencje niewłaściwego wyważenia

Nierównomierne rozmieszczenie masy w obracających się częściach, na przykład w wirniku, prowadzi do powstawania drgań, które przyspieszają zużycie:

• Łożysk
• Uszczelnień mechanicznych
• Elementów konstrukcyjnych
• Fundamentów

Korzyści z precyzyjnego wyważenia

Przeprowadzenie wyważania dynamicznego pozwala na dokładną korekcję rozkładu masy i zredukowanie sił dynamicznych działających na układ. Korzyści obejmują:

Zwiększenie żywotności – prawidłowo wyważone elementy wirujące mogą pracować dłużej

Redukcję kosztów eksploatacyjnych – zmniejszenie zużycia energii o 2-5% oraz kosztów utrzymania

Poprawę komfortu pracy – eliminacja nadmiernych drgań i hałasu

Zwiększenie niezawodności – zmniejszenie prawdopodobieństwa awarii

W kontekście remontu omawianej pompy wyważenie dynamiczne wirnika było niezbędne dla zapewnienia prawidłowej pracy po wymianie elementów.

W firmie POMPAX od lat wykonujemy wyważanie wkładów wirujących, wałów, wirników i innych elementów pomp – nawet w klasie 1G w razie wymagań danej pompy lub na życzenie klienta. Dysponujemy profesjonalnym zapleczem obejmującym:

• Maszyny wyważające do elementów o masie do 5000 kg
• Systemy pomiarowe o wysokiej dokładności
• Certyfikowane procedury zgodne z ISO
• Wykwalifikowaną kadrę z wieloletnim doświadczeniem

Zalecamy wykonywanie wyważania zawsze w przypadku remontu pompy, ponieważ ma to realny wpływ na efektywność układu oraz końcowy koszt eksploatacji pompy.

Więcej na temat wyważania pisaliśmy w artykule na naszym blogu

Wyzwania związane z abrazyjnym medium

Remontowana pompa była eksploatowana w warunkach intensywnego oddziaływania medium w postaci mleczka wapiennego – zawiesiny węglanu wapnia w wodzie, stosowanej w procesie odsiarczania spalin.

Mechanizmy zużycia abrazyjnego

Substancja ta, ze względu na wysoką zawartość cząstek stałych, charakteryzuje się silnymi właściwościami abrazyjnymi. Mechanizmy zużycia obejmują:

Ścieranie mechaniczne – cząstki CaCO₃ działają jak papier ścierny, powodując gradualną utratę materiału z powierzchni wirnika i korpusu pompy

Erozję kawitacyjną – przy obniżonym ciśnieniu mogą powstawać pęcherzyki pary, których implozja powoduje lokalne uszkodzenia powierzchni

Korozję elektrochemiczną – kwaśne środowisko sprzyja korozji elementów metalowych, szczególnie przy obecności chlorków i siarczanów

Zużycie zmęczeniowe – cykliczne obciążenia powodowane przepływem zawiesiny mogą prowadzić do powstawania mikropęknięć

Wpływ na elementy pompy

Stały kontakt z takim medium prowadzi do przyspieszonego zużycia elementów wewnętrznych pompy:

Wirnik – najbardziej narażony na zużycie element. Typowe żywotność w aplikacjach IOS wynosi 3-5 lat, podczas gdy w aplikacjach wodnych może przekraczać 15-20 lat.

Korpus pompy – szczególnie strefa spirali, gdzie prędkości są najwyższe. Zużycie może wynosić 1-3 mm rocznie w zależności od konstrukcji i materiału.

Tulejka wału – element szczególnie narażony ze względu na małą grubość ścianki i wysokie prędkości względne medium.

Uszczelnienia mechaniczne – zużycie przyspieszone o 200-300% w porównaniu do aplikacji wodnych ze względu na właściwości abrazyjne i obecność cząstek stałych.

Znaczenie regularnej diagnostyki

Dlatego tak ważna jest regularna diagnostyka, ocena stanu technicznego i wymiana części naturalnie zużywających się podczas eksploatacji. Program diagnostyczny powinien obejmować:

Pomiary drgań – comiesięczne pomiary w standardowych punktach pomiarowych

Analizę oleju – kontrola zanieczyszczeń i produktów zużycia w oleju łożyskowym

Termowizję – kontrola temperatury łożysk i innych elementów

Pomiary parametrów pracy – wydajność, wysokość podnoszenia, pobór mocy

Kontrolę uszczelnień – monitoring wycieków i zużycia wody płukającej

Analizę trendy – długoterminowe śledzenie zmian parametrów eksploatacyjnych

Kompleksowe usługi remontowe POMPAX

Firma POMPAX świadczy pełen zakres usług remontowych, Serwis Pomp dla pomp przemysłowych różnych typów, łącząc fachowe wsparcie techniczne z krótkimi terminami realizacji i gwarancją jakości. Dzięki bogatemu doświadczeniu oraz nowoczesnemu zapleczu technologicznemu jesteśmy w stanie sprostać nawet najbardziej wymagającym zadaniom w zakresie regeneracji urządzeń przemysłowych.

Zakres świadczonych usług

Diagnostyka i ekspertyzy techniczne

• Analiza wibracji z wykorzystaniem nowoczesnych analizatorów
• Badania nieniszczące (NDT) metodami ultradźwiękowymi, magnetycznymi i penetracyjnymi
• Ekspertyzy materiałowe i metalograficzne
• Ocena stanu technicznego i prognozy żywotności

Usługi remontowe i regeneracyjne

• Remonty kapitalne i bieżące pomp wszystkich typów
• Regeneracja wirników metodami spawalniczymi i mechanicznymi
• Wymiana łożysk, uszczelnień i innych elementów eksploatacyjnych
• Modernizacje konstrukcyjne zwiększające niezawodność

Wyważanie i testy

• Wyważanie dynamiczne
• Testy hydrauliczne i próby ciśnieniowe
• Badania charakterystyk hydraulicznych na stanowiskach testowych
• Kontrola jakości zgodnie z normami ISO i API

Usługi specjalistyczne

• Projektowanie i wykonanie modyfikacji konstrukcyjnych
• Dobór materiałów do specjalnych aplikacji
• Szkolenia personelu eksploatacyjnego
• Wsparcie techniczne i konsulting

Nowoczesne zaplecze techniczne

Centrum Serwisowe POMPAX w Rydzynie dysponuje nowoczesnym zapleczem.

Certyfikacje i standardy jakości

Firma POMPAX działa zgodnie z międzynarodowymi standardami jakości.

Doświadczenie branżowe

Nasze zespoły specjalizują się w obsłudze różnych sektorów przemysłu:

• Energetyka konwencjonalna – elektrownie węglowe, gazowe, biomasa
• Przemysł chemiczny – rafinerie, petrochemia, chemia nieorganiczna
• Górnictwo – kopanie odkrywkowe i podziemne, wzbogacanie
• Przemysł papierniczy – linie technologiczne, oczyszczalnie ścieków
• Przemysł spożywczy – cukrownie, gorzelnie, młyny
• Komunalny – oczyszczalnie ścieków, ujęcia wody, ciepłownictwo

To wieloletnie doświadczenie w różnych aplikacjach pozwala nam skutecznie diagnozować problemy i proponować optymalne rozwiązania techniczne dostosowane do specyfiki każdej branży.