BETVICTOR体育官网泵和系统,2008年12月

由于提高效率和满足更低排放要求的需求给燃气轮机运营商带来了压力,他们寻求不需要大资本成本或高风险的创新解决方案来进行改进。一些更可靠的改进包括:注水以降低氮氧化物(NOx),在线和离线洗水程序以保持压缩机效率,以及雾化以提高功率。

注水

注水是用来减少涡轮废气中的氮氧化物排放的,注水是根据总燃料流量、环境温度和相对湿度来安排的。提供预定流量的泵送滑块可能很复杂,效率也很低。目前,辅助系统均采用效率等级为60%或更低的动态泵(如离心或多级离心泵)或具有较高维护间隔的正排BETVICTOR体育官网量“柱塞式”泵。

操作人员可以通过检查和/或更换电动泵组来提高流量精度并降低功耗。例如,轴向活塞泵的改进,正排量泵已使其在电力市场上可行。BETVICTOR体育官网这些PD泵的效率为BETVICTOR体育官网97%,在某些情况下,所需马力降低到50%以上。这些泵由31BETVICTOR体育官网6SS(泵体、法兰、轴和内件)制成,每运行8000小时有一次维护间隔。此外,它们不需要掺杂去矿化水供应或减速装置,如滑轮、皮带或齿轮箱,从而产生紧凑的占地面积。

9柱塞泵的设计减少了与柱塞泵相关的脉动,并允许滑橇设计人员移除脉动阻尼器。BETVICTOR体育官网由于这些泵直接与电机耦合,它BETVICTOR体育官网们也可以由变频驱动器驱动,以实现精确的流量控制,这通常是喷雾优化所需要的。

一个新的注水装置通常需要燃气轮机制造商,但信誉良好的第三方原始设备制造商可以设计、建造和安装这些改进的泵系统,以满足当地和联邦的环境法规。

水洗系统

为了使燃气轮机性能提高2%至4%,可以安装水清洗滑块/系统,并创建离线/在线维护计划。GTE技术总监Tom Wagner表示,高雾化水清洗装置是维持燃气轮机输出的最有效方法(见图1)。

gas-turbine-auxiliary.jpg最近的改进使水清洗系统能够有效地防止压气机叶片污染造成的性能下降。当空气中的污染物被吸入燃气轮机的入口并“粘”在压气机叶片上时,就会发生污染。这些颗粒的积聚逐渐降低了效率,增加了操作成本。

更新的洗水泵系统使用VFD精确控制高压水流,通过与上述PD泵直接耦合的高效电机产生。下游喷嘴的设计可以采用这种压力和流量参数来产生最佳的液滴,从而清洁叶片,但不会在在线清洗过程中造成侵蚀。所需液滴尺寸已确定为大约80-120微米,但每个燃气轮机都是独特的,液滴优化应由OEM或信誉良好的第三方确定。

注水、水洗和雾化(见下文)都需要精确的液滴定义和体积限制/比例,以达到最佳效果。oem越来越多地依靠CFD分析和激光测量来设计喷嘴,基于这些新型泵的功能,更好地控制液滴大小、液滴动量和喷射模式。

入口起雾和湿压缩

两种有争议但非常有效的增强功率的方法是入口雾化和湿压缩。虽然它们很相似,但雾化是通过在进气道中喷射精确控制的液滴来冷却进气道空气的。蒸发发生在叶片接触之前,这增加了进入压气机的大量空气流量和功率输出。根据温度和相对湿度等环境条件,这种技术的收益最高可达11%,但典型的平均收益为6%。安装成本低,投资回报可达18个月或更短。

湿压缩或高雾化是一种专利方法,允许>20微米的水滴穿透压缩机。西门子发电公司的唐·弗雷泽表示,这项技术已经安全地应用于传统机器。考德威尔能源公司的唐·谢泼德报告称,增加的产能可高达15%至25%。

结论

这些系统的核心是高效的VFD驱动电机泵组和精确设计的喷嘴,适用于每个应用。通常,这些辅助系统可以在短时间停机期间安装,并且每个系统都有快速的回报。

参考文献

  1. 托马斯·瓦格纳和罗伯特·伯克,ASME演讲,2008年7月22日。燃气轮机效率。