یکی از بحث برانگیز‌ترین مواردی در بحث هوای ورودی توربین گازی، تعیین حد مجاز آلودگی هوای ورودی توربین گازی است. آیا شما می‌دانید:

• حد مجاز آلودگی هوای ورودی توربین گازی براساس اظهار نظر سازندگان توربین چقدر است؟
• اگر غلظت ذرات و آلودگی هوای ورودی توربین گازی از 0.08ppm به 0.1ppm افزایش یابد، چه پیامدهایی در پی دارد؟
• آیا انجام فیلتراسیون بیشتر، و کاهش غلضت آلودگی هوای ورودی توربین به نفع توربین است؟
• افت فشار هوا در ورودی کمپرسور در تولید توربین گازی V94.2 چه اثری دارد؟

من برای پاسخ به این سوال شما سه مثال و بررسی موردی از بزرگترین تامین کننده های توربین گازی دنیا یعنی GE، SIEMENS را انتخاب کرده ام.

البته پیشنهاد میکنم اگر هنوز مقاله “شش آسیب شایع و بزرگ توربوکمپرسور به دلیل فیلتراسیون ضعیف هوای ورودی” را مطالعه نکرده اید، این مقاله بسیار کاربردی و مهم را مطالعه نمایید.

برای دانلود ویدئو اینجا کلیک کنید

حد مجاز آلودگی هوای ورودی توربین: جنرال الکتریک 

اول به احترام جنرال الکتریک، گه 40% برق دنیا تولبد میکند،

حد مجاز آلودگی هوای ورودی به توربین گازی LM 2500 را بررسی میکنیم.

در مدارک این توریبن اشاره کرده که شما در طول 95% از کل عمر بهره برداری توربین،

آلودگی هوای ورودی توربین گازی نبایستی از 0.0076ppm بیشتر شود

و فقط در 5% مواقع شما مجاز هستید که با 0.076ppm آلودگی از این توربین بهره برداری کنید.

شرکت جنرال الکتریک باز هم سخت گیر تر شده و اعلام میکند:

اگر غلظت ذرات در هوای ورودی به این توربین از 190ppm بیشتر شود،

شما فقط 48 ساعت اجازه دارید از این توربین در این شرایط بهره برداری کنید.

حد مجاز آلودگی هوای ورودی توربین: زیمنس 

من از محصولات شرکت زیمنس، توربین 2000E را برای شما انتخاب کردم.

این توربین در کشور ما با نام توربین V94.2 معروف شده و شناخته میشود.

شرکت زیمنس حداکثر غلظت ذرات و آلودگی هوای ورودی توربین گازی 2000E را 0.08ppm عنوان کرده است.

جالب است که بدانید زیمنس برای توربین گازی V94.2 اعلام کرده است،

بزرگترین سایز ذره ای که اجازه دارد وارد این توربوکمپرسور شود 10micron می باشد.

به همین علت absolute filter mesh را 10micron تعیین کرده است.

حد مجاز آلودگی هوای ورودی توربین: آنسالدو 

شرکت آنسالدو د مورد توربین گازی AE94.2 با شرکت زیمنس هم نظر و موافق بوده

و حداکثر مجاز غلظت ذرات و آلودگی هوای ورودی توربین گازی را 0.08ppm قرار داده است.

استاندارد ASTM D3605 را برای اندازه گیری غلظت ذرات و محاسبه این عدد معرفی کرده است.

 سوال: اگر غلظت ذرات و آلودگی هوای ورودی توربین گازی از 0.08ppm به 0.1ppm افزایش یابد، چه پیامدهایی در پی دارد؟

برای خودمان یک حساب کتاب ساده سرانگشتی انجام دهیم.

دبی هوای ورودی به توربین گازی V94.2 در حدود 500Kg/s است.

اگر 0.08ppm یا  از این 500Kg/s ، سیلیس ماسه گرد و خاک و ذرات خارجی باشد،

دبی ذرات ورودی به این توربین  است.

اگر در طول 24 ساعت این عدد را حساب کنیم، جرم ذرات ورودی به این توربین 3.456kg میشود.

تعمیرات اساسی (Major Maintenance) توربین گازی V94.2، هر چهار سال می باشد.

بنابراین انتظار داریم که توربین به مدت چهار سال بدون مشکل اساسی به کار خود ادامه دهد.

حالا که در 24 ساعت 3.456kg آلودگی وارد این توربوکمپرسور شده است،

درطول چهار سال این مقدار برابر 5045kg یا حدود 5ton می باشد.

حال میتوانید تصور کنید اگر میخواستیم 0.08ppm را به 0.1ppm افزایش دهم، چه فاجعه ای اتفاق می افتاد.

بنابریان وقتی سازنده این توربین حداکثر مجاز غلظت ذرات و آلودگی های ورودی به کمپرسور را 0.08ppm قرار داده است،

تبعات و مشکلات این حجم از آلودگی را در نظر گرفته و با جمع بندی این مشکلات و سایر مسائل توربین گازی V94.2 زمان تعمیرات اساسی را چهار سال تعیین کرده است.

الان که اهمیت و اثر گذرای 0.08ppm آلودگی در هوای ورودی به توربوکمپرسور شفاف سازی گردید این سوال به ذهن میاید:

آیا انجام فیلتراسیون بیشتر، و کاهش غلضت آلودگی هوای ورودی توربین به نفع توربین است؟

فرضا غلظت ذرات ورودی به توربین گازی را از 0.08ppm به مقدار 0.002ppm کاهش دهیم. به نظر شما آیا مجار به این کار هستیم؟

در پاسخ باید به شما بگویم که ما مجاز به این کار هم نیستیم.

اجازه دهید پاسخ این سوال را با بررسی مدرک تست و کارایی توربین گازی (V94.2 Gas Turbine Performance Acceptance Test Specification) بررسی نماییم.

شرکت زیمنس در این مدرک در مورد توان تولیدی توربین

با توجه به پارامترهای مختلفی مانند دمای محیط، ارتفاع از سطح دریا، ترکیبات سوخت تحویلی به نیروگاه و … اظهار نظر کرده است.

یکی از این  پارامترهای تاثیر گذار در توان تولیدی توربین، افت فشار هوای ورودی به کمپرسور است.

به عنوان مثال با افزایش افت فشار هوا به دلیل گرفتگی فیلترهای کارتریجی، توان تولیدی توربین نیز کاهش میابد.

همانطور که در این تصویر مشاهده میکنید،

شرکت زیمنس برای توربین 2000E افت فشار هوای ورودی به کمپرسور را با پارامتر P2 معرفی کرده است.

از طریق لینک زیر میتوانید به سادگی آموزش ببینید که فیلتر هوای ورودی توربین گازی V94.2 براساس استاندارد EN 779، چطور تست میشود:

استاندارد EN 779 و تست فیلتر هوای توربین گازی V94.2

افت فشار هوا در ورودی کمپرسور  در تولید توربین گازی V94.2 چه اثری دارد؟

همانطور که مشاهده میکنید اگر افت فشار هوا در ورودی کمپرسور صفر باشد ضریب P2 برابر یک است.

در نتیجه حاصل ضرب عدد یک در توان توربین بی اثر و خنثی می باشد.

حال اگر مقدار افت فشار 10mbar شود، پارامتر P2 از 1 به 0.985 کاهش میابد.

در نتیجه توان توریبن جای 1 در عدد 0.985 ضرب شده و کاهش میابد.

به بیان ساده تر اگر توربین شما با افت فشار هوا برابر صفر، 1000 تومان درامد داشته باشد،

وقتی افت فشار 10mbar شود،  درامد توربین 985 تومان میشود.

جالب است بدانید، زمانی که توربین گازی V94.2 در بار پایه بهره برداری میشود،

مدیای خنک کن هوای ورودی 1mbar، لورها 3mbar و کارتریج فیلترها 5mbar تا 10mbar برای ما افت فشار ایجاد میکنند.

یعنی یک توربین در بهترین حالت 8mbar افت فشار ورودی دارد و این افت میتواند تا عدد 14mbar پیشروی داشته باشد.

بنابراین اگر میزان فیلتراسیون هوا را سختگیرانه تر نماییم،

رنتیجه افت فشار هوا به علت انجام فیلتراسیون سخت گیرانه، بیشتر شده

و این افت فشار هوا مستقیما روی درامد و توان تولیدی توربین اثر گذار است.

خیلی دوست دارم نظر شما خوانند گرامی و همراه همیشگی وبسایت آموزشی نیروگاه را  در مورد حد مجاز آلودگی هوای ورودی به توربین گازی را بدانیم؟ لطفا در بخش نظرات با ما به اشتراک بگذارید…