compressor blade cleaning

1

ET-01ET-01

การประเมิ�นสภาพเบื้��องต้�นของการประเมิ�นสภาพเบื้��องต้�นของเคร��องอ�ดอากาศของเคร��องยนต้�ก�งหั�นแก�สของโรงไฟฟ"าเคร��องอ�ดอากาศของเคร��องยนต้�ก�งหั�นแก�สของโรงไฟฟ"า

น#�าพองน#�าพองรศรศ..ดรดร..สมิหัมิาย ปร%เปรมิสมิหัมิาย ปร%เปรมิ

การประชุ'มิเชุ�งวิ�ชุาการเคร�อข)ายพลั�งงานแหั)งประเทศไทยคร��งท%� การประชุ'มิเชุ�งวิ�ชุาการเคร�อข)ายพลั�งงานแหั)งประเทศไทยคร��งท%� 4414-16 14-16 พฤษภาคมิ พฤษภาคมิ 2551 2551

โรงแรมิโรสการ�เด�น ร�เวิอร�ไซด� สวินสามิพราน จั�งหัวิ�ดนครปฐมิโรงแรมิโรสการ�เด�น ร�เวิอร�ไซด� สวินสามิพราน จั�งหัวิ�ดนครปฐมิ

2

คณะผู้��วิ�จัยคณะผู้��วิ�จัย1 .1 .รศรศ..ดรดร..สมิหัมิาย ปร%เปรมิ สมิหัมิาย ปร%เปรมิ

11

2.2. ดรดร..ชุนกน�นท� ส'ขก#าเน�ดชุนกน�นท� ส'ขก#าเน�ด 11

3.3. จัร�ส พ�ส�ยพ�นธ์�จัร�ส พ�ส�ยพ�นธ์� 11

4.4. จั�กรา นราพ�น�จั จั�กรา นราพ�น�จั 22

5.5. คมิกร�ชุ โคต้รพ�ฒน� คมิกร�ชุ โคต้รพ�ฒน� 22

1 1 ภาควิ�ชุาวิ�ศวิกรรมิเคร��องกลั คณะวิ�ศวิกรรมิศาสต้ร� ภาควิ�ชุาวิ�ศวิกรรมิเคร��องกลั คณะวิ�ศวิกรรมิศาสต้ร� มิหัาวิ�ทยาลั�ยขอนแก)นมิหัาวิ�ทยาลั�ยขอนแก)น

2 2 โรงไฟฟ"าน#�าพอง การไฟฟ"าฝ่5ายผลั�ต้แหั)งประเทศไทยโรงไฟฟ"าน#�าพอง การไฟฟ"าฝ่5ายผลั�ต้แหั)งประเทศไทย

NortheastNortheast

3

โรงไฟฟ�าน้ำ��าพองโรงไฟฟ�าน้ำ��าพอง

• เป็�น้ำโรงไฟฟ�าพลังงาน้ำควิามร�อน้ำร�วิม(Combined Cycle) ขน้ำาดใหญ่�ที่$%สุ'ดของภาคตะวิน้ำออกเฉี$ยงเหน้ำ,อ

• เร�%มด�าเน้ำ�น้ำการมาต�งแต�ป็. พ.ศ. 2533

• ม$ขน้ำาดก�าลังผู้ลั�ต 710 MW

4

โรงไฟฟ"าพลั�งงานควิามิร�อนร)วิมิน#�าพอง ขนาด 710 MW

โรงไฟฟ"าพลั�งงานควิามิร�อนร)วิมิน#�าพอง ขนาด 710 MW

113 MW Steam Turbine

113 MW Steam Turbine

121 MW GT 121 MW GT

2- Block @ 355 MW

121 MW GT 121 MW GT

• ใชุ�ก�าซธ์รรมิชุาต้�วิ�นลัะ 130 ลั�านลั8กบื้าศก�ฟ'ต้ • ผลั�ต้พลั�งงานไฟฟ"าป9ลัะ 4,660 ลั�านก�โลัวิ�ต้ต้�ชุ��วิโมิง • ประส�ทธ์�ภาพเชุ�งควิามิร�อนประมิาณ 40%

5

1-unit of GT x 1-unit of HRSG 1-unit of GT x 1-unit of HRSG

Turbine

Fuel

Load

Exhaust

Air

Air Compressor

Gas Turbine

Combustion Chamber

2-unit of HRSG x 1-Steam Turbine2-unit of HRSG x 1-Steam Turbine

Condenser

Combined CycleCombined Cycle

6

• ใชุ�พลั�งงานประมิาณ 60% ท%�ผลั�ต้ได�จัาก Turbine

• มิ%อ�ทธ์�พลัส#าค�ญต้)อประส�ทธ์�ภาพรวิมิของโรงไฟฟ"า

ควิามิส#าค�ญของควิามิส#าค�ญของ Gas Turbine Gas Turbine CompressorCompressor

7

การเส��อมิสภาพของเคร��องอ�ดอากาศของเคร��องก�งหั�นก�าซฝ่'5นลัะอองหัร�อส��งสกปรกอ��นๆ

ไปเกาะท%�ใบื้ก�งหั�น(Blade) เพ��มิควิามิเส%ยดทานการไหัลั

ของอากาศต้�องใชุ�งานในการข�บื้เคร��องอ�ด

อากาศมิากข<�น ท#าใหั� Power Output ลัดลัง


8

การท#าควิามิสะอาดใบื้พ�ดของเคร��องก�งหั�นก�าซจัะชุ)วิยค�นประส�ทธ์�ภาพการท#างาน


Time

As Cleaned Condition

1

9

เป=นประโยชุน�ต้)อ• การก#าหันดกลัย'ทธ์�ในการ

ท#าควิามิสะอาดเคร��องอ�ดอากาศ

• การประเมิ�นผลัการท#าควิามิสะอาดเคร��องอ�ดอากาศ


การศ<กษาเพ��อพ�ฒนาวิ�ธ์%การประเมิ�นสภาพการท#างานของเคร��องอ�ดอากาศได�อย)างต้)อเน��อง

การศ<กษาเพ��อพ�ฒนาวิ�ธ์%การประเมิ�นสภาพการท#างานของเคร��องอ�ดอากาศได�อย)างต้)อเน��อง

10

วิตถุ'ป็ระสุงค2ของวิตถุ'ป็ระสุงค2ของโครงการโครงการเพ��อศ<กษาแลัะพ�ฒนาวิ�ธ์%การประเมิ�น

สภาพเบื้��องต้�นของ เคร��องอ�ดอากาศของเคร��องยนต้�ก�งหั�นแก�ส

ของโรงไฟฟ"าน#�าพอง โดยใชุ�ค)า Isentropic Efficiency เป=นต้�วิชุ%�วิ�ด

11

Compressor Isentropic Efficiency Compressor Isentropic Efficiency

ใชุ�บื้)งชุ%�ประส�ทธ์�ภาพของเคร��องอ�ดอากาศโดยท��วิไปใชุ�บื้)งชุ%�ประส�ทธ์�ภาพของเคร��องอ�ดอากาศโดยท��วิไป

actual

isentropicisentropic w

wAir

Compressorw

2

Air1

12

การหัาค)า ηisentropic ของโรงไฟฟ"าน#�าพอง• ด#าเน�นการโดยทางฝ่5ายประส�ทธ์�ภาพส)วิน

กลัางของการไฟฟ"าฝ่5ายผลั�ต้ • เมิ��อมิ%งานซ)อมิใหัญ)เคร��องก�งหั�นแก�ส • เพ��อเปร%ยบื้เท%ยบื้สภาพก)อนแลัะหัลั�งการ

ซ)อมิ

Compressor Isentropic Efficiency Compressor Isentropic Efficiency

13

T

ss1=s2 s2

P1

2

1

2s

P2T

2T2

s

T

1

I sentropic

Process

Actual

Process

2 1

2 1

2 1

2 1

1. Isentropic Efficiency

1st law:

,

isentropic sisen

actual a

s s

a

s sisentropic

a

w w

w w

w h h

w h h

therefore

w h h

w h h

Air Compressor

wa

2

Air1

การพ�ฒนาวิ�ธ์%การหัาค)า ηisentropicการพ�ฒนาวิ�ธ์%การหัาค)า ηisentropic

14

2

2 1 1

2 3po

2 2 3 3 4 42 1 2 1 2 1 2 1 2 1

2 1 2s 2

2s

2. Determination of h

C a bT cT dT

(T ) ( ) ( ) ( )2 3 4

to determine use T instead of T

The problem is T i

po

po

s

Ideal gas dh C dT

h h C dT

b c dh h a T T T T T T T

h h

s UNKNOWN

การพ�ฒนาวิ�ธ์%การหัาค)า ηisentropic


15

3. การหาค�า T2s• จัาก T1, P1, แลัะ P2 • หัาค)า T2s จัาก Isentropic Process (s = constant)

T

ss1=s2 s2

P1

2

1

2s

P2T

2T2

s

T

1

I sentropic

Process

Actual

Process



16

1

po

22

2 1 11

22

11

2 2 3 32 22s 1 2s 1 2s

1 1

from Tds = dh - vdP

dT dP ds C R

T P

0 *ln

*ln

ln T - T T - T T - T *ln 2 3

po

po

s

C Ps s dT R

T P

C PdT R

T P

T Pc da b R

T P



หัาค)า T2s โดย trial-and-errorหัาค)า T2s โดย trial-and-error

17

• ใชุ� MS-ExcelMS-Excel เป=นเคร��องมิ�อในการค#านวิณ

• การค#านวิณมิ%ควิามิยาวิแลัะต้�อง Iterate จั<งได�พ�ฒนาชุ'ดการค#านวิณท%�ส#าค�ญๆในลั�กษณะเป=น User Defined FunctionUser Defined Function โดยเข%ยนใน Visual Basic Module



18

การค#านวิณใน Cell

= Dh (T1 ,T2)= Dh (T1 ,T2)

ใหั�ค)า (h2 – h1)(h2 – h1)

= T2s (T1, P1, P2)= T2s (T1, P1, P2)

ใหั�ค)า T2sT2s

19

DateLoad Pdrop Patm T1 P2 T2

Time MW

mmH

2O

mmH

goC

kgf/sqcm oC

20-06-07

8:00109.

79 70

741.077

28.06 12.7

417.32

20-06-07

8:30109.

36 70

741.311

28.85 12.67

418.13

20-06-07

9:00108.

48 70

741.338

29.76 12.6

419.16

20-06-07

9:30108.

00 70

741.444

30.36 12.6

419.88

20-06-07

10:00107.

43 70

741.451

30.87 12.57

420.58

ตวิอย�างตารางข�อม�ลัน้ำ�าเข�า

20

ตวิอย�างตารางผู้ลัการค�าน้ำวิณno P1 P2 T2s T2s

h2-h1

h2s-h1

IsenEff

kPa kPa K oC

kJ/kg

kJ/kg %

198.00

1344.1

624.25

351.1

387.1

319.75

82.682.600

298.03

1341.2

625.38

352.23

387.2

320.12

82.682.699

398.03

1334.4

626.3

353.15

387.3

320.16

82.682.666

498.04

1334.4

627.45

354.3

387.5

320.74

82.782.788

598.05

1331.4

628.07

354.92

387.7

320.87

82.782.766

21

ผู้ลัการที่ดสุอบ ηisentropic

กบการบ�งชี้$�สุภาพ Compressor

ผู้ลัการที่ดสุอบ ηisentropic

กบการบ�งชี้$�สุภาพ Compressor

22

การเก>บื้แลัะประมิวิลัข�อมิ8ลั การเก>บื้แลัะประมิวิลัข�อมิ8ลั

• เก>บื้ข�อมิ8ลัการเด�นเคร��องก�งหั�นแก�สท'ก 3 นาท%

• รวิมิระยะเวิลัาการเก>บื้ข�อมิ8ลั ประมิาณ 1500 ชุ��วิโมิง (3เด�อน)

• บื้�นท<กชุ)วิงเวิลัาการท#าควิามิสะอาดใบื้ก�งหั�นของเคร��องอ�ดอากาศ

23

ηηisentropicisentropic vs.vs. Operating hourOperating hourηηisentropicisentropic vs.vs. Operating hourOperating hour

24

Compressor Degradation Curve of GT11

79.50

80.00

80.50

81.00

81.50

82.00

82.50

83.00

83.50

84.00

84.50

0 50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

100

0

105

0

110

0

115

0

120

0

125

0

130

0

135

0

140

0

145

0

150

0

155

0

160

0

Date&Time

Co

mp

res

sor

Ise

ntr

op

ic E

ff

90

95

100

105

110

Ga

s T

urb

ine

Po

wer

Ou

tpu

t, M

W

Comp Efficiency Gas Turbine Load

%5.0ป็ระสุ�ที่ธิ�ภาพ ของเคร,%องอดอากาศลังลังตามระยะเวิลัาการที่�างาน้ำ (~ 0.5% ใน 2 เด�อน)

25

Off line Cleaning:

• ต้�องหัย'ดการเด�นเคร��อง • ท#าประมิาณ 3 เด�อนต้)อคร��ง

Off line Cleaning:

• ต้�องหัย'ดการเด�นเคร��อง • ท#าประมิาณ 3 เด�อนต้)อคร��ง

ηηisentropicisentropic vs.vs. Off line cleaningOff line cleaningηηisentropicisentropic vs.vs. Off line cleaningOff line cleaning

26


79.50

80.00

80.50

81.00

81.50

82.00

82.50

83.00

83.50

84.00

84.50

0

50

10

0

15

0

20

0

25

0

30

0

35

0

40

0

45

0

50

0

55

0

60

0

65

0

70

0

75

0

80

0

85

0

90

0

95

0

10

00

10

50

11

00

11

50

12

00

12

50

13

00

13

50

14

00

14

50

15

00

15

50

16

00

Date&Time

Co

mp

res

so

r Is

en

tro

pic

Eff

90

95

100

105

110

Ga

s T

urb

ine

Po

we

r O

utp

ut,

MW


1.25%

Off-line Cleaning ท#าใหั�ประส�ทธ์�ภาพ ของเคร��องอ�ดอากาศเพ��มิข<�นอย)างชุ�ดเจัน

27

ηηisentropicisentropic vs.vs. Power outputPower outputηηisentropicisentropic vs.vs. Power outputPower output

28


80.00

80.50

81.00

81.50

82.00

82.50

83.00

83.50

84.00

84.50

0 50 100 150 200 250 300 350

Date&Time

Co

mp

ress

or

Ise

ntr

op

ic E

ff

90

95

100

105

110

Gas

Tu

rbin

e P

ow

er O

utp

ut,

MW


Average Load 106.13 MW

Average Compressor Efficiency 80.28


80.00

80.50

81.00

81.50

82.00

82.50

83.00

83.50

84.00

84.50

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 304.00 354.00

Date&Time

Co

mp

ress

or

Ise

ntr

op

ic E

ff

90

95

100

105

110

Ga

s T

urb

ine

Po

wer

Ou

tpu

t, M

W


Average Load 109.5 MW

Average Compressor Efficiency 82.50

GT ηavg

%

Load

MW

11 82.5 109.5

22 80.3 106.1

ชุ'ดก�งหั�นแก�สท%�

มิ%Compressor efficiency

ส8งกวิ)า ใหั�ก#าลั�งผลั�ต้ส8ง

กวิ)า

29

สร'ปสร'ป1 .ได�การพ�ฒนาวิ�ธ์%การค#านวิณ

Compressor Isentropic Efficiency โดยใชุ� MS-Excel ซ<�งสามิารถใชุ�งานได�สะดวิก

2. Isentropic Efficiency สามิารถใชุ�เป=นต้�วิชุ%�วิ�ดสภาพของ Compressor ได�ด%

30

1. สามิารถประเมิ�นสภาพการท#างานของเคร��องอ�ดอากาศของโรงไฟฟ"าน#�าพองได�อย)างต้)อเน��องโดยบื้'คลัากรของโรงไฟฟ"าเอง

2. สามิารถน#าไปใชุ�ก�บื้โรงไฟฟ"าอ��นๆได�3. เพ��อน#าไปส8)ค#าต้อบื้ถ<ง การเพ�%ม

ผู้ลัผู้ลั�ตหัร�อบ�าร'งรกษาอย�างเหมาะสุม ควิรมิ%การศ<กษาวิ�จั�ยเพ��มิเต้�มิต้)อไป

การใชี้�ป็ระโยชี้น้ำ2การใชี้�ป็ระโยชี้น้ำ2

31

ก�ตต�กรรมป็ระกาศ ก�ตต�กรรมป็ระกาศ บื้ทควิามิน%�เป=นส)วินหัน<�งของผลัการวิ�จั�ยภายใต้�โครงการควิามิร)วิมิมิ�อทางวิ�ชุาการ กฟผ - .

มิข . ผ8�เข%ยนใคร)ขอขอบื้พระค'ณ • การไฟฟ"าฝ่5ายผลั�ต้แหั)งประเทศไทย ท%�ได�ใหั�การสน�บื้สน'นเง�นท'นส#าหัร�บื้การการวิ�จั�ยน%�• บื้'คลัากรโรงไฟฟ"าน#�าพอง การไฟฟ"าฝ่5าย

ผลั�ต้แหั)งประเทศไทยท%�ได�ใหั�การสน�บื้สน'นการเก>บื้ข�อมิ8ลัเพ��อการวิ�จั�ยน%�

32

ขอขอบค'ณครบขอขอบค'ณครบ

compressor blade cleaning

Documents