رفع درجة حرارة الاحتراق لوحدات (GE)

 

 

رفع درجة حرارة الاحتراق لوحدات (GE)

  العاملة على الغاز

  

مقدمة

         نظراً لتوجه الشركة للعمل على خفض تكاليف الصيانة والتشغيل في محطات التوليد وذلك باتخاذ عدد من القرارات والذي يأتي في مقدمتها تشغيل وحدات التوليد على الغاز, وعليه بداء العمل على تزويد محطات التوليد التاسعة والثامنة والسابعة بالغاز الطبيعي, حيث تم الانتهاء من تشغل جميع وحدات المحطات التاسعة والثامنة والسابعة على الغاز .

 ومن أهم مميزات تشغيل وحدات التوليد على الغاز الطبيعي إمكانية رفع درجة حرارة احتراق الغازات الداخلة للتوربين للوحدات عن ما كانت عليه أثناء تشغيلها على الوقود الخام وذلك بناء على توصيات المصنع والموضحة في المرفق ( أ ) مما يساهم في زيادة قدرة الوحدات.

 وعليه فقد قام مدير إدارة التوليد بتوجيه دائرة التشغيل بالعمل على رفع درجة حرارة الاحتراق لجميع وحدات جنرال إلكترك والتي تعمل على الغاز الطبيعي دون الأخذ في الإعتبار حالة الأجزاء الساخنة وذلك على أساس أن الأجزاء الساخنة للوحدات تتحمل درجات الحرارة الجديدة.   

 الدراسة

 قام قسم الكفاءة بعمل زيارات لمحطات التوليد التاسعة والثامنة والسابعة وذلك لجمع البيانات المبدئية والتعرف على أنظمة التحكم بدرجة حرارة الاحتراق لكل نوع من أنواع الوحدات, وخلال هذه المرحلة تم ملاحظة وجود بعض الاختلافات في أنظمة التحكم من طراز إلى آخر ومن محطة إلى أخرى.

 وعلى هذا الأساس بداء العمل على رفع درجة حرارة الاحتراق لكل نوع من أنواع وحدات جنرال إلكترك في كل محطة على حدة.

           من خلال دراسة البيانات التي كانت متوفرة في محطات التوليد تبين أن حرارة الاحتراق يتم حسابها عن طريق معادلة حسابية وهي كالتالي:-

 

Firing Temp. = TTKR0_F1*TTXM + TTKR0_F2*CPD + TTKR0_F3*CTIM + TTKR0_F4

 

TTKR0_F1 = Constant = 1.43

TTKR0_F2 = Constant = 6.53

TTKR0_F3 = Constant = 0.623

TTKR0_F4 = Constant = - 448

 

TTXM     = Exhaust Temp. = TTK0_I  – TTK0_S * ( CPD – TTK0_C )   ( ° F )

TTK0_I   = Isothermal of  Exhaust Temp. Control Curve.    = 1035 ( ° F )

TTK0_S  = Slop of  Exhaust Temp. Control Curve.               = 5.486 ( Psi )

TTK0_C  = Corner of  Exhaust Temp. Control Curve.         =113.4  ( ° F/ Psi )

 

CPD = Compressor Discharge Pressure.

CTIM = Compressor Inlet Air Temp.

 

          ومن خلال المعادلة يتضح أن درجة حرارة الاحتراق تعتمد على متغيرين هما ضغط الهواء الخارج من الضاغط (CPD) ودرجة حرارة الهواء الداخل للضاغط (CTIM).

 

        وبإيجاد علاقة بين كلا ًمن ضغط الهواء الخارج من الضاغط ودرجة حرارة الهواء الداخل للضاغط, تكون المعادلة ذات متغير واحد هو ضغط الهواء الخارج من الضاغط (CPD).

        ومن خلال معادلة ذات متغير واحد يمكن تغيير الثابت (TTK0_C) لرفع أو خفض درجة حرارة الاحتراق.

  خطة العمل

 

 بعد الانتهاء من مرحلة الدراسة تم وضع خطة عمل لرفع درجة حرارة الاحتراق, حيث تم تقسيم هذه الخطة إلى عدة مراحل, وهي كالتالي:-

 o      جمع البيانات الأولية.

o      دراسة وتحليل البيانات الأولية.

o      التغيير المبدئي للثابت.

o      جمع البيانات للوضع الجديد.

o      دراسة وتحليل البيانات الجديدة.

o      التغيير النهائي للثابت.

o      التأكد من أن جميع الوحدات تعمل تحت درجة الحرارة القصوى.

o      تحديد مقدار التحسن في القدرة.

o      إصدار التقرير النهائي.

  

§       الجزء الأول : وحدات المحطة السابعة (GE 7001E).

 

§       الجزء الثاني:  وحدات المحطة التاسعة (GE 7001EA).

 

§       الجزء الثالث: وحدات المحطة الثامنة  (GE 7001EA).

 

§       الجزء الرابع: وحدات المحطة السابعة (GE 7001EA).

   

الجزء الأول

 الجزء الاول

 

وحدات المحطة السابعة

(GE 7001E)

 

 جمع البيانات الأولية

 

قامت المحطة السابعة بجمع البيانات الأولية للوحدات الجاهزة والتي يمكن أخذ القراءات عليها, وقد تم جمع بيانات الوحدات (1, 2, 4, 7 ,11 , 13 , 14) حيث كانت قيمة الثابت (TTK0_C) تساوي (113.4) والموضحة في المرفقات                 (1-1 إلى 3-3).

 

 

دراسة وتحليل البيانات الأولية

 

في هذه المرحلة تم دراسة البيانات الأولية وذلك بتحليل بيانات كل وحده على حده والتأكد من أنها كانت تعمل على حملها الأساسي والموضحة في المرفقات            (2-1 إلى 2-3).

 

كما يتم مخاطبة المحطة بالوحدات التي يتضح وجود مشاكل في بياناتها ليتم تصحيح وضع الوحدة وإعادة أخذ القراءات عليها.

 

ومن خلال البيانات المتوفرة بدء العمل على حساب درجة حرارة الاحتراق لكل وحدة على حده والتأكد من أنها تعمل على درجة حرارة احتراق أقل من درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع والتي تساوي (1979 درجة فهرنهايت) والموضحة في المرفقات (3-1 إلى 3-7).

 

 بعد التأكد من أن جميع الوحدات تعمل على درجة حرارة احتراق أقل من درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع والموضحة في المرفق (3-8), تم إيجاد العلاقة بين ضغط الهواء الخارج من الضاغط (CPD) ودرجة حرارة الهواء الداخل للضاغط (CTIM) للوحدة التي سجلت أعلى درجة حرارة احتراق ( الوحدة 14 ) والتي بلغت    ( 1840.4درجة فهرنهايت ) وذلك للتأكد من أن جميع الوحدات بعد الرفع لن تتعدى درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع المرفق (4-1).

 

ومن خلال هذه العلاقة يمكن إيجاد درجة حرارة الاحتراق (للوحدة 14) والموضحة في المرفقات (4-2أ و4-2ب).

 

ومن هنا يمكن إيجاد قيمة للثابت والذي يحقق درجة حرارة الاحتراق التي أوصى بها المصنع, وقد كانت قيمة الثابت (TTK0_C) الأولية (للوحدة 14 ) والتي تحقق درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع تساوي (131.1) والموضحة في المرفقات    (5-1 و 5-2).

 

التغيير المبدئي للثابت

في هذه المرحلة تم التنسيق مع المحطة لتغيير قيمة الثابت (TTK0_C) من قيمته الأصلية (113.4)  إلى قيمة أقل من التي تم تحديدها في المرحلة السابقة (131.1), حيث تم طلب تغيير قيمة الثابت (TTK0_C) من (113.4 إلى 127.5) وذلك للتعرف على مدى إستجابة الوحدات للتغيير.

 وبسبب وجود بعض المشاكل الفنية في نظام التحكم بالغاز تم طلب تغيير قيمة الثابت (TTK0_C)  من (113.4 إلى 125).

 

جمع البيانات للوضع الجديد

 قامت المحطة بجمع البيانات بعد تغيير قيمة الثابت (TTK0_C) من (113.4) إلى  (125) للوحدات الجاهزة والتي يمكن أخذ القراءات عليها, وقد تم جمع بيانات الوحدات ( 1, 3, 4, 6 ,11 ) والموضحة في المرفقات (6-1 و 6-2).

  

دراسة وتحليل البيانات الجديدة

 

تم دراسة البيانات الجديدة المرسلة من قبل المحطة وذلك بتحليل بيانات كل وحده على حده والتأكد من أنها كانت تعمل على حملها الأساسي والموضحة في المرفقات       (7-1 و 7-2).

 

ومن خلال البيانات المتوفرة بدء العمل على حساب درجة حرارة الاحتراق لكل وحدة على حده والتأكد من أنها تعمل على درجة حرارة احتراق أقل من درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع والتي تساوي (1979 درجة فهرنهايت) والموضحة في المرفقات (8-1 إلى 8-5).

 

بعد التأكد من أن جميع الوحدات تعمل على درجة حرارة احتراق أقل من درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع والموضحة في المرفق (8-6), تم إيجاد العلاقة بين ضغط الهواء الخارج من الضاغط (CPD) ودرجة حرارة الهواء الداخل للضاغط (CTIM) للوحدة التي سجلت أعلى درجة حرارة الاحتراق (للوحدة 4 ) والتي بلغت      ( 1931.38 درجة فهرنهايت ) وذلك للتأكد من أن جميع الوحدات بعد الرفع لن تتعدى درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع المرفق (9-1).

 

ومن خلال هذه العلاقة يمكن إيجاد درجة حرارة الاحتراق (للوحدة 4 ) والموضحة في المرفقات (9-2أ و9-2ب).

 

ومن هنا يمكن إيجاد قيمة للثابت والذي يحقق درجة حرارة الاحتراق التي أوصى بها المصنع, حيث كانت قيمة الثابت (TTK0_C) النهائية تساوي (131.4) والموضحة في المرفقات (10-1 و 10-2).

 

 التغيير النهائي للثابت

 

في هذه المرحلة يتم دراسة إستجابة الوحدات للتغيير, حيث تم التنسيق مع المحطة لتغيير قيمة الثابت من قيمته الأولية إلى القيمة النهائية (131.4).

وبطلب من المحطة و نتيجة لاستمرار وجود بعض المشاكل الفنية في نظام التحكم بالغاز تمت الموافقة على عدم تغيير قيمة الثابت (TTK0_C) وإبقائها على ما هي عليه لتكون قيمة الثابت (TTK0_C) النهائية تساوي (125).

 

 

التأكد من أن جميع الوحدات تعمل تحت درجة الحرارة القصوى

 

تم أخذ قراءات الوحدات على الوضع النهائي وبما أنه لم يتم تغيير قيمة الثابت (TTK0_C) عن ما كانت علية (125) فقد تم التأكد من خلال البيانات السابقة بأن الوحدات تعمل تحت درجة حرارة الاحتراق الموصى بها من قبل المصنع والتي تساوي     (1979 درجة فهرنهايت) والموضحة في المرفق ( 11 ).

 

تحديد مقدار التحسن في القدرة

 بعد التأكد من أن جميع الوحدات تعمل تحت درجة حرارة أقل من درجة حرارة الاحتراق القصوى الموصى بها من قبل المصنع, قام القسم بإجراء اختبارات أداء للوحدات الجاهزة والتي يمكن عمل اختبار أدائها, وقد تم عمل اختبار أداء للوحدات                 ( 1, 2, 3, 4, 7 ,11 ) حيث كان متوسط الزيادة في القدرة للوحدة                  (5.25 ميغاوات ) كما يتضح من المرفق ( 12 ).    منقول