Gas Turbine Performance Optimization Using Compressor Online Water Washing Technique

The ability to predict the behaviour of a gas turbine engine and optimize its performance is critical in eco-nomic, thermal and condition monitoring studies. Having identified fouling as one of the major sources of compressor and therefore gas turbine deterioration, a computer-based engine model was developed to optimize the performance of gas turbines. The paper thus presents an analysis of compressor hand cleaning, on and offline compressor washing to actualize the technique using a computer program in Visual Basic programming language with data collected over a period of fifteen weeks for 2 gas turbine plants GT1 and GT2. The results of the data collected, when collated, shows that after washing, the overall operational efficiency changed from 39.2% to 46.25%. To optimize the performance of gas turbine engines, it is therefore recommended that operators should perform a combination of compressor hand cleaning, offline and online washing simultaneously.

多级压缩机气阀寿命评估与极限含水量预测

针对目前油田天然气回注具有介质含水多、压力高且变化范围宽等特点,多级往复式压缩机容易产生水击破坏,如何预测极限含水量以有效防止水击是亟需解决的关键问题。采用计算流体力学方法,数值模拟并分析了多级压缩机注入湿气条件下各级气阀阀片的动力学特性,得到了不同天然气含水量的气阀阀片载荷分布。进一步结合nCode计算疲劳,预测了多级压缩机气阀服役寿命与极限含水量。JGC-4型压缩机模拟计算结果表明:随着进气含水量增大,压缩机排气压力提高,气缸内不断析出水滴,致使水击产生,且对高压级影响更为显著,压缩机整机进气含水体积分数上限为0.43%。研究结果可为多级往复式压缩机的应用提供技术支撑。

基于数字孪生的压气机水洗运维决策

为了提高燃气轮机的发电效率,针对压气机水洗运维经济成本过高的问题,对压气机进行基于数字孪生的运维决策研究,提出一种基于数字孪生的电厂燃气轮机健康管理框架,基于该框架对压气机运行数据进行处理,使用极端梯度提升树算法搭建水洗周期预测模型,选取数据集内部分参数作为模型输入量,气耗量为输出量,分析其变化规律及其与输入量之间的关系,对水洗周期及水洗恢复率进行计算和比较,得出合适的水洗周期,对压气机进行运维决策。模型预测结果表明:8次水洗气耗量预测的平均R 2_score达到0.98,预测结果准确;8次水洗中,第2、第3次水洗周期合适,第3次水洗恢复率最优,得出压气机水洗周期的指导小时数为1824 h;与电厂实际执行的平均水洗周期相比,每次水洗成本可以降低2190万元。

雾滴冷却对压气机边界层分离流动的影响研究

采用欧拉-拉格朗日坐标系对喷雾减温过程进行数值研究,研究喷雾条件下NASA stage 35的流场特性,以及雾滴冷却对边界层分离的影响,探究对边界层分离产生的黏性损失。结果表明,喷雾冷却使流场进口质量流量增加和温度降低。雾滴的蒸发使流体组份发生变化,流场的运动黏度增加,导致边界层分离延迟和边界层厚度变薄。在干空气条件下边界层在25%弦长发生分离。喷雾使边界层移动至29%弦长发生分离。尽管雾滴冷却下边界层分离产生的黏性损失增大,但是边界层分离延迟和变薄对叶型损失起主导作用,喷雾冷却工况下叶型损失减小3.68%。

变流量水源热泵系统频率与阀开度联合调控策略

为提高变流量水源热泵系统在实际应用过程中的运行性能,分别进行恒定压缩机频率变膨胀阀开度和恒定阀开度变频率实验,提出一种频率-阀开度联合调控的策略并进行协同控制实验,研究该策略对于水源热泵系统性能的影响,并与仅使用电子膨胀阀或压缩机频率调控进行对比。结果显示:较低频率下电子膨胀阀的调节区间减小,适当增加冷冻水温度可以扩大其调控范围,最高制热量和最优性能系数C_(OP)对应的阀开度相同;频率为45—55 Hz时,调控区间较小,改变冷冻水进水温度对频率的调节特性影响不大,制热量随着频率的升高而升高,C_(OP)随着频率的升高而降低,可根据用户的不同需求选择较优的频率值;频率-阀开度的联合调控策略使系统在2个工况下的最高C_(OP)比仅使用阀开度调节提高了10%和9.9%,比使用频率调节提高了6.5%和7.6%。

螺杆式水蒸气压缩机性能分析及优化技术发展

相比其他类型水蒸气压缩机,螺杆式水蒸气压缩机具有动力平衡性好、适应性强、可实现较高压比等优势,但是这对其安全稳定性、密封性能等提出了更高的要求。本文从螺杆式水蒸气压缩机的应用场合、性能分析、优化技术3个方面对现有相关研究进行总结,并在此基础上分析螺杆式水蒸气压缩机的优化改进方向。

慢化剂覆盖气系统设计缺陷及其改进

作为主慢化剂系统的辅助系统,慢化剂覆盖气系统发挥着重要作用,但系统设计上仍存在缺陷,使系统正常投运期间水环式压缩机无法正常疏排机械密封引漏水,导致高氚重水在疏水管线中积聚并最终从备用机械密封处泄漏到外部环境中。在机组投入正常商业运行后,随着这一缺陷问题的逐渐暴露,为此展开了一系列分析检查,最终定位了慢化剂覆盖气系统上存在的设计缺陷。通过变更压缩机疏水管线、拆除管线止回阀等一系列举措,先后经过3次改进和调整,彻底解决了系统上存在的设计缺陷问题。

次氯酸钠清净系统的工艺优化

针对乙炔次氯酸钠清净系统设备及管道易腐蚀、水洗塔和冷却塔结垢严重的问题进行了工艺改造,变更了水环压缩机和乙炔气柜在工艺流程中的位置,改变了水洗塔及冷却塔的工作介质。改造后解决腐蚀和结垢问题。

运用Aspen Plus模拟甲醇制烯烃产品气压缩机注水

产品气压缩机是甲醇制烯烃(MTO)下游烯烃分离装置的核心设备。某甲醇制烯烃项目烯烃分离装置产品气压缩机采用四段压缩,当产品气压缩机排出温度超过90℃,产品气中的二烯烃可能发生聚合,在叶轮上形成结焦物,影响产品气压缩机的运行;所以为防止产品气压缩机排出温度超过90℃,在产品气压缩机前三段设置注水管线。通过喷淋注水可以降低压缩机排出温度,抑制二烯烃聚合反应的发生,降低了压缩机叶轮结焦的风险;同时通过注水降低排出温度,可以降低压缩机功耗,提高了机组运行效率。本文运用Aspen Plus模拟产品气压缩机流程,采用Aspen Plus灵敏度分析模块分析压缩机吸入温度与排出温度的线性关系及不同吸入温度下注水注水量与排出温度的线性关系。

氯碱生产中的节能降耗措施

介绍了某公司对10万t/a烧碱和12万t/a聚氯乙烯生产装置进行的节能降耗改造及达到的效果。

空压机冷却系统节能改造

针对空压机冷却系统存在水泵、风机功率大,用电、水单耗高和冷却器易结垢堵塞,运行风险、成本高问题,采用将原来水(自来水)—风露天集中式冷却塔(一用一备),改造升级为一台空压机配置一台小型水(纯水)—水(自来水)闭式冷却塔的措施,达到空压机正常运行时一级、二级排气温度小于35°C,用电量节约40000 kWh/月,用水量节约3000m^(3)/月的效果,每年可节约用电、用水和冷却器更换成本共计约73.2万元。

大功率水冷螺杆空压机换热分析与研究

功率为315 kW及以上的螺杆空压机在运行时会释放出大量的热量,为保证螺杆空压机的稳定运行,根据热力学第一定律及对流换热公式,通过对大功率水冷螺杆空压机热量分布及传热过程进行分析与研究,给出了螺杆压缩机组其冷却系统的设计计算方法:包括空压机的循环喷油量,油冷却器换热面积,后冷却器换热面积,冷却水进出水温度,冷却水塔换热参数,冷却水泵流量与扬程等参数进行了分析与计算,能够为大功率水冷螺杆空压机冷却系统的设计提供了较好的指导意义。

基于压缩机的小型恒湿机设计方案

为了改善博物馆恒湿机的性能、提高加湿除湿效率,采用小型压缩机作为除湿装置、超声波雾化器作为加湿装置,其能效比高、除湿能力强、加湿速度快、加湿量大等特点,可以满足1~10 m^(3)展柜的恒湿需求。双冷凝器结构设计可以解决安装空间空气不流通导致的热量聚集问题,通过隔膜泵将冷凝水回收到外置水箱,降低了冷凝水外溢的风险和加湿时人工补水的困扰。经过实验测试,恒湿机运行稳定,可以实现良好的恒湿效果,精度可满足±3%RH的要求。方案可以有效解决目前博物馆恒湿机存在加湿除湿量小、效率低的问题,适用不同体积的展柜,具有广泛的应用前景。

寺河矿三水沟风井空压机余热回收制备洗浴热水可行性研究

为解决寺河矿三水沟风井空压机余热浪费问题,提高空压机的综合能源利用率,采用SMEET煤矿专用高效空压机余热回收技术制备洗浴热水。经测算,该项目供热系统设备及配套工程投资总费用约185.9万元,系统运行成本为12.6万元,静态投资回收期为1.3年,经济效益显著。

海上平台湿式螺杆压缩机喷液自循环系统改造

通过对喷液螺杆压缩机现有工艺流程不能实现自循环的原因进行分析,提出了三种改造方案,并从来液的稳定性、自循环得实现、改造的可行性与经济性等四个方面,对三种方案进行对比分析。通过分析表明,从一级闪蒸气压缩机入口涤气罐引液,在压缩机回流阀任意开度下,喷液都可以实现自循环,并且前期的投入与后期的维护成本都比较低。

裂解气压缩机的结焦与防治

裂解气压缩机由于其介质的特殊性,裂解气会在压缩机内部结焦,导致压缩机不能按设计条件运行,压缩机负荷下降,结焦严重时导致乙烯装置停产。文中分析了结焦的现象、原因和机理,以实例说明裂解气结焦对压缩机的危害,介绍压缩机运行中结焦的监测评估方法,并分析阐述了针对压缩机结焦的物理、化学防治措施。

国内深水气田首次降压开采应用实践

在深水气田开发过程中,随着天然气的采出,气藏能量逐渐衰减,导致气田产量逐渐下降,难以满足下游需求。为了提高气田采收率,南海某深水气田新增湿气压缩机流程,并同时采用降低深水气田登陆平台整体压力的方式,有效提高了气田采收率。该深水气田降压开采是国内深水气田首次实施降压生产,在实施中操作人员创新性地开发了在线切换流程降压模式,并应用了先进的工业模拟软件OLGA,避免了停产降压对下游用户影响,避免了深水海管泄压放空的能源浪费,避免了对新增设备的损害,避免了平台意外关停。最终,该深水气田的降压生产取得了较好的效果,对国内其他深海气田开发有较高借鉴意义。

降低氯乙烯单体中氯化氢含量的措施

分析了氯乙烯单体中氯化氢含量高的原因,采取了一系列措施降低氯化氢含量,包括提高净化工序的处理能力、降低压缩机后氯乙烯气体温度、单独处理回收氯乙烯、减少氯乙烯单体中的水含量等。

喷水螺杆压缩机在瓦斯压缩中的应用研究

活塞式压缩机压缩瓦斯气过程中,会造成瓦斯气温度升高,导致瓦斯的爆炸上限超过瓦斯中的甲烷浓度,一旦遇到火源就可能发生瓦斯爆炸。喷水螺杆压缩机对瓦斯气进行压缩的过程中,不断地向瓦斯气进行喷水冷却,利用水带走瓦斯气压缩产生的热量,可确保瓦斯气浓度在整个压缩过程中都处于爆炸极限范围之外,保证了瓦斯气压缩过程的安全性。介绍了喷水螺杆压缩机在贵州盘江瓦斯气制LNG项目的应用实践,结果表明其作为瓦斯气压缩机,解决了活塞式压缩机排气温度过高和泄漏量大的问题,可作为瓦斯气制CNG/LNG工艺的首选机型。

超高效两级压缩水冷螺杆式冷水机组开发

针对两级压缩技术在中小容量冷水机组中鲜少应用的现状,本文设计了一种名义制冷量为615.48 kW的两级压缩水冷螺杆式冷水机组,采用新型转子型线和结构设计研制了两级变频螺杆制冷压缩机,并依据国家标准对开发的压缩机和冷水机组进行实验测试。结果表明:本文研发的两级变频螺杆制冷压缩机容积效率普遍高于96%,等熵效率最高达84.4%;冷水机组在出水温度为7℃的名义工况下COP达7.01,相比标准GB 19577—2015规定的一级能效水平高16.83%,部分负荷综合性能系数IPLV达到10.45,相比标准GB 19577—2015规定的一级能效水平高39.33%。两级压缩技术能够有效提升水冷螺杆式冷水机组的性能,与无中间冷却相比,中间冷却后冷水机组制冷量和COP分别提升11%和8%以上。