Čištění plynových turbín v elektrárně chemickou pěnou

  • Název služby: Chemické čištění kompresorů plynových turbín pěnovou metodou
  • Datum dokončení: duben – květen 2024
  • Název zařízení / vybavení: Elektrárna, plynové turbíny GE 7FA
  • popis problému

    V elektrárně v USA, která patří velké energetické společnosti, se vyskytly vážné problémy s usazeninami na lopatkách kompresorů plynových turbín GE 7FA. Tyto usazeniny omezovaly průchodnost kompresorů, což přímo ovlivňovalo účinnost turbín a snižovalo výkon generovaný turbínovými jednotkami. Během inspekce byla na povrchu kompresoru zjištěna usazenina. Ta byla způsobena vadným systémem filtrace vzduchu a nesprávnou aplikací surové vody v procesu mlžení.

    Zákazník se původně rozhodl, že úklidové práce provede sám. Po provedení proplachu vodou došlo k mírnému zlepšení, ale problém to nevyřešilo. Vedení elektrárny kontaktovalo společnost Ecol North America, která již měla zkušenosti s chemickým čištěním turbín získané z jiných projektů.

    turbina GA 7F, source: gevernova.com

    navrhované řešení

    Bylo navrženo chemické čištění kompresorů plynových turbín s použitím pěny jako nosiče účinné látky, které umožňuje účinné odstranění obtížně omyvatelných usazenin, jako je sodík, vápník a křemík, které jsou zodpovědné za snížení výkonu zařízení. Technologie čištění pěnou, vyvinutá společností Ecol, byla navržena tak, aby obnovila optimální provoz turbín a kompresorů bez ovlivnění jejich vnitřních povrchů.

    V přípravné fázi projektu proběhla vize, na jejímž základě byl připraven komplexní akční plán a projekt úprav pro realizaci plánovaných řešení.

    Turbína byla mechanicky připravena na vstřikování pěny. Byl instalován systém monitorování procesu a měřicí stanice. Cílem je ochrana součástí turbíny a potřeba kontroly a monitorování celého procesu a jeho fyzikálních a chemických parametrů. Nakonec byl prostředek aplikován pomocí připojených trysek.

    turbina

    Dobré vědět: dopad sedimentů

    vliv kalu na výkon lopatek plynové turbíny

    • • Lopatky turbín jsou navrženyłopatek tak, aby byl zajištěn optimální výkon.
    • • Sediment mění „tvar” lopatek a průtočných kanálů, což ovlivňuje jejich aerodynamiku.
    • • Zvýšená drsnost povrchu lopatek má za následek zvětšení plochy povrchu, což podporuje další usazování nečistot.
    • • Usazeniny omezují volné proudění vzduchu, což snižuje účinnost lopatek a vede k celkovému snížení účinnosti turbíny.
    • • Usazeniny mohou také přispívat ke korozi a únavě způsobené namáháním.
    • • U plynových turbín (GT) mohou usazeniny navíc ucpávat chladící kanálky lopatek, což negativně ovlivňuje jejich životnost.

    obecný postup kroků implementace:

  • 1. analýza sedimentů: Vzhledem k tomu, že nebylo možné odebrat vzorky sedimentu z turbíny na místě, byly použity údaje z předchozích analýz z Washington Energy Facility, které umožnily výběr vhodných chemických roztoků.
  • 2. Příprava procesu: Tým Ecol provedl plánování a přípravu chemických zařízení.
  • 3. Zkušební vstřikování pěny z důvodu: Odhalení možných problémů v počáteční fázi, kontrola správné konzistence pěny při vstřikování do kompresoru a testování předpokladů použitého procesu v souvislosti s úpravou počátečních parametrů z hlediska optimalizace výkonu.
  • 4. Proces čištění: Chemické čištění turbínových kompresorů bylo provedeno pomocí pěny, která odstranila škodlivé usazeniny z lopatek a rotoru.
  • 5. Neutralizace a pasivace: Po vyčištění byl celý povrch turbín neutralizován a pasivován, aby byl chráněn před další korozí.
  • 6. Měření výkonu: Zákazník porovnal výkonnost zařízení před a po čištění s ohledem na stejné povětrnostní podmínky.
  • dosažený výsledek / závěry

    Po údržbě se turbíny v elektrárně vrátily ke svému jmenovitému výkonu.

    Výkon byl změřen v dubnu 2024 před čištěním a znovu v květnu 2024 po čištění.

    • Zvýšený skutečný výkon: MVýkon turbíny 1 se zvýšil o 8 MW a turbíny 2 o 9,5 MW. Samotný proces chemického čištění byl zodpovědný za zvýšení výkonu o 5 MW u turbíny 1 a o 6,5 MW u turbíny 2. Výkonové parametry se v obou případech vrátily na nominální výkon.
    • Odstranění kalu: Z turbíny 1 bylo odstraněno 89,8 kg kalu a z turbíny 2 było odstraněno 92 kg kalu. Jedná se o klíčový prvek, který pomohl zlepšit proudění vzduchu a obnovit plnou účinnost turbín.

    závěry:

    Realizace tohoto projektu poukázala na výhody a účinnost metody chemického čištění plynových turbín vyvinuté společností Ecol, která přispěla ke zvýšení energetické účinnosti elektráren. Jedná se o milník v komercializaci této technologie, která zapadá do úsilí o dekarbonizaci a podporuje udržitelnost v energetickém průmyslu.

    co2

    Snížení emisí CO2

    usazeniny v turbínách a kompresorech přispívají k ekonomickým ztrátám

    Kal v turbínách a kompresorech přispívá k ekonomickým ztrátám v důsledku snížené účinnosti zařízení. Neméně důležité je, že vedou ke zbytečným emisím skleníkových plynů (CO2), které mají přímý negativní dopad na životní prostředí. Udržování průtočných systémů v čistotě vede k co nejefektivnějšímu využití energie z paliva a účinné výrobě energie, což se projevuje tím, že do atmosféry nemusí být vypouštěny tisíce tun CO2.

    drobnosti: odhadované emise CO2 2 z daného typu elektrárny:

     
    • 450 kg CO2/1MWh → plynová turbína s jednoduchým cyklem
    • 750 kg CO2/1MWh → nejnovější velké nadkritické uhelné bloky.
    • 900 kg CO2/1MWh → bloky staré generace na černé uhlí
    • 1100 kg CO2/1MWh → stará generace hnědouhelných bloků

    souhrn

    Realizace byla vícerozměrným projektem, založeným nejen na úklidu, ale také na efektivním řízení logistiky a provádění prací. Je také příkladem úspěšné realizace organizačně a technologicky složitých projektů v energetice a průmyslu.

    Hlavní výhodou chemického čištění aktivní pěnou oproti jiným metodám čištění kompresorů plynových turbín je doba potřebná k provedení takové služby, která je minimálně několikanásobně kratší, což takový proces zefektivňuje i z ekonomického hlediska.

    Realizovaná služba se stala dalším milníkem v komercializaci chemického čištění plynových turbín. Jedná se o jednu z technologií společnosti Ecol, která je v souladu s odpovědností za životní prostředí prostřednictvím dekarbonizace, procesu snižování emisí oxidu uhličitého (CO2) do atmosféry, což je klíčové v boji proti změně klimatu. V kontextu energetiky to znamená snížení emisí CO2 na jednotku vyrobené energie, v tomto případě na megawatt (MW). Toho lze dosáhnout zaváděním účinnějších technologií, využíváním obnovitelných zdrojů energie a optimalizací průmyslových procesů.

    Použitím pokročilých metod čištění turbín a kompresorů můžeme zvýšit energetickou účinnost a snížit spotřebu fosilních paliv, což se přímo promítá do snížení emisí škodlivých plynů do atmosféry. Tento přístup nejen podporuje boj proti změně klimatu, ale také podporuje udržitelnost v energetickém průmyslu.

    Nikdy se nevzdávejte toho, v co věříte

    Po třiceti letech víry v čištění plynových turbín pěnou se naskytla příležitost provádět tento typ služeb v Denveru. Společnost Ecol i zákazník této myšlence věřili a chtěli ji vyzkoušet. Je to velký úspěch. V průběhu let jsem se mohl této myšlenky mnohokrát vzdát, ale byl jsem odhodlán ji uskutečnit. Děkuji všem, kteří se podíleli na jejím uskutečnění. Společně jsme otevřeli dveře. Nyní nás čeká mnoho dalších projektů.
    – Danny Foster, Chief Operating Officer, Vice President Ecol North America.

    dobré vědět: zdroje sedimentů

    zdroje sedimentů a znečištění

    zdroje sedimentů a znečištění průtočných cest v různých typech turbín nebo kompresorů:

    parní turbíny

    Látky rozpuštěné nebo suspendované v páře vstupující do turbíny (nečistoty z vody (např. oxid křemičitý; tvrdost); soli (např. sodík; fosforečnany); kovy (např. měď); korozní produkty z kotle (např. oxidy železa) atd.).

    vzduchové kompresory plynových turbín:

    Látky přenášené s proudem vzduchu (okolní prach, popel, zemina, biologické částice, oleje z netěsných ložiskových skříní; vodní kámen / kal ze vstřikování vody (mlžení), čištění turbín metodami offline a online, nasávání surové vody z odpařovacích chladičů).

    plynové turbíny:

    zbytky po spalování paliva v kombinaci s látkami přenášenými proudem vzduchu (viz výše).

    procesní kompresory a dmychadla:

    znečišťující látky přenášené s plynem

    kontakt

    máte dotazy ohledně služeb?

    Kontaktujte našeho specialistu:

    Brak połączenia z internetem

    Nie udało się nawiązać połączenia z siecią. Upewnij się, że masz dostęp do internetu, a następnie odśwież stronę, aby kontynuować korzystanie z serwisu.