خانه » نفت و گاز » سیستم شستشوی کمپرسور

سیستم شستشوی کمپرسور

  • رسوبات ایجاد شده روی پره‌ها در طول کارکرد باعث کاهش بازده توربین گاز خواهد شد
  • که نتیجه آن کاهش توان تولیدی واحد نیروگاهی می‌باشد. برای حل این مشکل از شستشوی کمپرسور به صورت آنلاین و آفلاین استفاده می‌شود.
  • در صورت همراه شدن شستشوی آفلاین کمپرسور با شستشوی IGV به صورت دستی، اثر شستشوی آفلاین افزایش می‌یابد.
  • در این مقاله به بررسی شستشوی آنلاین کمپرسور در دو واحد نیروگاهی با برنامه زمانی شستشوی جداگانه و نوع شستشوی متفاوت پرداخته شده است.
  • در نگاه اول، جهت افزایش بازده توربین گاز، شستشوی آفلاین کمپرسور در دوره‌های زمانی بین بازدیدهای واحد و زمانی که واحد سرد شده است پیشنهاد می‌گردد.

شستشوی آنلاین در صورتی که به طور روزانه انجام شود

  • کمترین مقدار کاهش بازده را بر اثر تشکیل رسوب روی پره‌ها دارد.
  • همچنین شستشو با مواد اضافه شده جهت تمیزکاری مورد بررسی قرار گرفته است
  • و با بررسی اعداد در دوره‌های زمانی مشخص شده است
  • که شستشوی آنلاین کمپرسور می‌تواند تا ۱۱ طبقه از کمپرسور را تمیز نماید.
  • به طور خاص برای توربین گازهایی که با سرعت بالاتری رسوب می‌گیرند،
  • یک برنامه زمانی روزانه شستشوی آنلاین می‌تواند اثر قابل ملاحظه‌ای در کاهش میزان کم شدن توان توربین گاز داشته باشد.
  • در واحدهای گازی که دارای سیستم فاگ می‌باشند، شستشوی آنلاین هیچ‌گونه مزیت اضافه‌تری ندارد.
  • جهت تعیین بهترین جدول زمانی شستشوی آنلاین، فرسایش پره‌های توربین نیز باید مدنظر قرار گیرد.
  • یک تعادل میان شستشوی آنلاین و آفلاین می‌تواند باعث بالا رفتن راندمان توربین گاز شده و امکان استفاده بهینه از توربین گاز را مهیا سازد.

شرایط کار توربین گاز

  • متاثر از شرایط محیطی سایت می‌باشد (دما و ارتفاع از سطح دریا)
  • با افزایش زمان کارکرد کمپرسور از بازده آن کاسته می‌شود
  • دلیل اصلی این کاهش سایش و رسوب‌گیری سطح پره‌ها می‌باشد
  • و رسوبات دلیل اصلی کاهش دبی جرمی هوای ورودی به کمپرسور می‌باشند
  • افت توان کمپرسور واحد توربین گازی تاثیر مستقیم بر بازده واحد و توان تولیدی دارد
  • برای جلوگیری از این مسئله واحد مجهز به سیستم‌های پیچیده فیلتری می‌باشد
  • که تاثیر چشمگیری در کاهش میزان این عوامل آلوده‌کننده دارند. ولی نمی‌توانند تمام ذرات آلوده‌کننده را فیلتر نمایند
  • بسیاری از عوامل آلوده‌کننده دارای اندازه‌های بسیار کوچکی می‌باشند
  • که به ‌طور معمول حدود ۸۰ درصد این ذرات زیر ۲ میکرومتر می‌باشند
  • به هر حال در حین کار، توربین گاز چندین تن از این مواد آلوده‌کننده را به داخل می‌کشد
  • به‌ طور مثال به ازای ورود آلودگی در حد ppm۱ توربین گاز در معرض ۱۲۵۰۰ کیلوگرم جرم ناخالص با نرخ s/kg450 می‌باشد. نوع مواد و منابع آلوده‌کننده می‌توانند کاملا متفاوت باشند
  • مواد شیمیایی همچون نمک و روغن و مواد طبیعی دیگر آلوده‌کننده مثل قارچ و حشرات نیز می‌تواند اثرگذار باشد
  • هوای آلوده نیز ایجاد رسوب می‌کند که این کار به‌ وسیله اضافه شدن ذرات ریز شن با ذرات مایع که گرداگرد پره‌های کمپرسور را دربر می‌گیرند، ایجاد می‌شود
  • با ورود از مسیر مستقیم و انحراف این ذرات، سطح پره‌ها را مورد سایش قرار می‌دهند. رسوب‌گیری کمپرسور به دبی جرمی مواد، کوچکی مواد، جنس مواد، وابسته می‌باشد
  • وجود بخارات روغن، رطوبت بالا، محیط‌های بیابانی (کویری) نیز می‌تواند پروسه رسوب‌گیری را سرعت ببخشد
  • یکی از نتایج این رسوب‌گیری، افزایش سطح ناهموار و تاثیر منفی بر روی دبی و تغییر در میزان دبی موثر، می‌باشد
  • رسوب‌گیری کمپرسور میزان بازده کمپرسور و همچنین ظرفیت دبی کمپرسور را کاهش می‌دهد

هوا قبل از ورود به کمپرسور توسط فیلتر تمیز می شود

  • که البته ممکن است ذرات خیلی ریز موجود در هوا از فیلتر عبور کرده و روی پره های کمپرسور بصورت رسوبات نشست کند
  • و همین امر نیز با توجه به عناصر موجود در سوخت ( مایع یا گاز ) که در اتاق احتراق با هوا ترکیب می شوند
  • موجب تشکیل رسوباتی روی نازلها و پره های توربین خواهد شد
  • نشست رسوبات روی پره های کمپرسور کاهش فلوی هوا و کاهش راندمان کمپرسور و افت فشار در کمپرسور را به دنبال دارد
  • که نتیجه این عوامل در کاهش کارایی توربین تأثیر بسزایی دارد لذا
  • با مشاهده علایم فوق باید پس از بازید و بررسیهای لازم در صورت کثیف بودن کمپرسور اقدام به از بین بردن مواد رسوبی فوق گردد
  • رسوبات ایجاد شده روی پره های توربین و کمپرسور دو نوع می باشند
  • مرطوب که با شستشو برطرف می گردد و رسوبات خشک و چسبنده که با تمیز کاری با مواد جامد برطرف می گردد ذیلاً به بررسی و دستور العمل هر یک از موارد فوق می پردازیم

شستشوی کمپرسور ( COMPRESSOR WASHING )

  • تجربه نشان داده است که کارایی توربینهای گاز به مرور زمان بدلیل ایجاد رسوبات حاصله از عناصر موجود در هوا و سوخت بر روی پره های توربین و کمپرسور کاهش می یابد
  • هوای محیط شامل آلودگی هایی مانند گرد و غبار ، ماسه های ریز ، دود و بخارات هیدروکربن ، حشرات ریز و نمک می باشند
  • که بخش مهم اینها توسط فیلترهای واحد قبل از ورود به کمپرسور گرفته می شود آن بخش از آلودگیها که از فیلتر ها عبور می کند
  • موجب تشکیل رسوبات روی پره های توربین کمپرسور می شوند که اگر خشک و چسبنده نباشند می توان آنها را توسط مواد شوینده از بین برد

شستشوی کمپرسور به دو روش انجام می شود :

۱- شستشو در حالتی که واحد در مدار است ( ON-LINE )
2- شستشو در حالتی که واحد متوقف است (OFF-LINE )

شستشو در حالتی که واحد در مدار است ON-LINE COMPRESSOR WASH

هدف از شستشو در این حالت تمیز نگه داشتن کمپرسور در فواصل مابین تمیزکاری اصلی می باشد و زمان این عملیات نیز کوتاه است اگر کمپرسور خیلی کثیف باشد باید شستشو بطریق OFF-LINE انجام شود .

مراحل و شرایط عملیات شستشو ( ON-LINE ) بشرح ذیل می باشد

مشخصات آب جهت شستشو عبارت است از

سختی آب ۵ppm میزان عناصری مانند پتاسیم و سدیم ۰٫۵ppm و ph بین ۶٫۵- – ۷٫۵ و دمای آب بین ۶۵ تا ۹۳ درجه سانتی گراد باشد .

۲- توربین در دور کامل باشد ( ۳۰۰۰ ppm ).
3- دمای هوای ورودی به کمپسور باید بیشتر از ۱۰ درجه سانتیگراد باشد .
۴- گایدون در وضعیت کاملاً باز باشد .
۵- شرایط مندرج در جدول ضمیمه (table 3 ) رعایت شود.
۶- زمان عملیات ۲۰ دقیقه می باشد .

شستشو در حالت توقف واحد OFF-LINE COMPRESSOR WASH

  • شستشو در این حالت پس از توقف عادی واحد انجام می شود و در همه مراحل واحد در مدکرنک استارت می شود آب مورد استفاده باید دارای شرایط زیر باشد .
  • سختی آب ۱۰۰ ppm و میزان سدیم و پتاسیم موجود در آن ۲۵ ppm و مقدار ph آن حدود تفاوت دمای آب شستشو و دمای ویل اسپیسها نباید بیشتر از ۴۸ درجه سانتیگراد باشد .
  • توجه : در صورتیکه در زمان بهره برداری از واحد افزایش تدریجی اسپرد درجه حرارت ترموکوپلها وجود داشته
  • ،لازم است که از ترموکوپلها بازدید بعمل آید
  • تا در صورت نشست رسوبات روی سنسورهای آنها قبل از شروع عملیات شستشوی کمپرسور نسبت به تمیزکاری سنسورها اقدام گردد
  • تا ترموکوپلها بتوانند طی زمان شستشو درجه حرارت صحیح را گزارش کنند .
  • محلول شستشو از طریق والو موتوری ( ۲۰ tw-1 ) به مانیفولد قبل از ورودی کمپرسور هدایت و از آنجا به هشت قسمت تقسیم شده
  • که توسط هشت نازل به سمت ورودی پره های گایدون پاشیده می شود
  • والو فوق توسط پوش باتون مربوط به سوئیچ ۲۰ tw-1/pb فرمان استارت می گیرد و زمانی که سلکتور سوئیچ فوق در وضعیت خاموش قرار بگیرد والو فوق بطور اتومات می بندد .

تکرار شستشوی کمپرسور

  • دفعات شستشو منوط به نوع و میزان آلوده کننده های جوی میباشد که موجب کثیف شدن کمپرسور می شود
  • لذا می توان در هر نوبت شسشتو در طی عملیات و پس از اتمام آن پارامترهای مؤثر در بیان کارایی را قرائت و بررسی نمود
  • در صورتیکه داده ها به حد مطلوب نرسیده باشد لازم است که شستشو تکرار گردد برای حصول اطمینان از اینکه کمپرسور تمیز شده است دو روش پیشنهاد می شود .
  • روش اول اینکه واحد استارت و بار تا مرحله بیس افزایش داده شود
  • و پارامترهای مؤثر در کارایی که عبارتند از دمای اگزوز ، دمای هوای ورودی به کمپرسور ، فشارجو و دمای دیسشارژ کمپرسور ، میزان مصرف سوخت و ارزش حرارتی سوخت را یادداشت نموده
  • و سپس داده های فوق را با مقادیر حاصله از تستهای کارایی مقایسه نمائیم
  • البته بهتر است که پارامترهای فوق را برای وضعیت واحد قبل از انجام شستشوی کمپرسور نیز داشته باشیم
  • انالیز و مقایسه داده های هر سه مورد میزان تمیز شدن کمپرسور را نشان می دهد
  • روش دوم ، بازدید چشمی از توربین و کمپرسور ، پره های گایدون ، اولین در صورت امکان دومین مرحله پره های کمپرسور و نازلهای مرحله اول توربین و در صورت مشاهده آلودگی یا رسوبات در محلهای یاد شده لازم است که شستشوی کمپرسور مجدداً انجام گردد اگر آلودگی خشک و چسبیده نباشد محلول آب و پاک کننده (detergent) برای از بین بردن کثیفی کمپرسور کافی می باشد .

توجه

  • اگر رسوبات حالت روغنی و چرب دارد باید علت بررسی گردد تا محل احتمالی نشت روغن به داخل سیستم مشخص شود
  • یکی از پارامترهای نشاندهنده زمان شستشو برای حالت off-line طبق منحنی زیر این است
  • که بار نامی واحد به ۹۰% کاهش پیدا کند ، افت بار نامی به مفهوم این است که کمپرسور نیاز به شستشو دارد

مراحل شستشوی کمپرسور در حالت OFF- LINE

  • مرحله اول خیساندن (WETING ) : در این مرحله برای مدت یک تا دو دقیقه جهت نمدار کردن کمپرسور آب خالص با دبی ۷-۱۰ متر مکعب در ساعت به کمپرسور تزریق می شود
  • مرحله دوم شستشو (washing) : در این مرحله آب و ماده پاک کننده (detergent) برای مدت سه تا پنج دقیقه با دبی ۷-۱۰ متر مکعب در ساعت به کمپرسور تزریق می شود
  • مرحله سوم آبکشی (rincing ) : در این مرحله به مدت پنج تا ده دقیقه آب خالص با مقدار دبی مراحل قبل به کمپرسور تزریق می شود
  • مرحله چهارم خشک کردن ( drying ) : در این مرحله توربین به مدت ۲۰ دقیقه با دور ۲۰% موتورکرنک در مدار قرار می گیرد

راهنمای کلی

زمانی که سیکل تبرید را شستشو می­ دهید­:

  •  از شستشو دهنده درست و ابزار و تجهیزات درست استفاده کنید­
  •   شستشو دهنده را به کمپرسور نفرستید­. در حقیقت یا کمپرسور را از سیکل جدا کنید و یا یک مسیر بای پس بوجود آورید­
  •   سیستم ­های بزرگ و یا دارای ساختار غیر معمول که امکان تله شدن محلول شستشو دهنده وجود دارد
  • باید اجزای سیکل از هم جدا شوند و جزء به جزء شستشو انجام گیرد­
  • یک کپسول برای مثال گاز R-141b توانایی شستشوی یک سیستم 5 تا 7 تن را دارا است­
  • هرچند مقدار دقیق سیال شستشو دهنده وابسته به عوامل مختلفی از قبیل طراحی داخلی سیستم­، درجه آلودگی و دمای محیط است­
  •  اگر سیستم را بخواهیم شستشو دهیم که شامل تجهیزات بزرگ از قبیل ریسیور باشد­
  • پیشنهاد می­ شود هر جزء به صورت مجزا شستشو شده و با چشم تمیز شدن و رفع آلودگی مشاهده شود­

تجهیزات مورد نیاز

تجهیزات زیر برای شستشوی سیکل تبرید تراکمی مورد نیاز است­.

  •  مخزن شستشو دهنده که در اینجا منظور R-141b است­.
  •  یک ابزار تزریق شارژ به سیستم(می­ توان از یک گیج و شلنگ مانیفیلد استفاده کرد و همچنین نیاز به تجهیز خاص نیز است که می­ توانید در فیلم­های آموزشی مشاهده کنید.)
  •  یک مخزن برای جمع آوری سیال بعد از شستشو و جمع­ آوری شستشو دهنده و مشاهده آلودگی­ ها که می­ توان شرایط سیکل و تمیز شدن آن را مشاهده کرد­.
  •   یک کپسول نیتروژن و ریگلاتور تنظیم شده
  •  یک پمپ وکیوم
  • تجهیزات ایمنی مورد نیاز مانند دستکش کار­، عینک محافظ چشم

دستعور­العمل­های ویژه

  • گاز و روغن سیستم را ریکاوری کنید­.
  • سیکل را بازبینی کنید­. در سیستم­های بزرگ­، اجزای سیستم را جدا کنید و هر جزء باید به صورت مجزا تمیز شود­.
  • کپسول شامل گاز R_141b را از طریق شلنگ شارژ و ابزار ورود شستشو دهنده به اجزای سیکل وصل کنید
  • و تک تک اجزا را شستشو دهید تا زمانی که در قسمت خروجی آلودگی مشاهده می­ شود­، این کار را ادامه دهید­.
  • در سیستم ­هایی که یک جزء بزرگ یا کل سیکل شستشو می­ شود­، از گاز نیتروژن برای حل دادن R_141b در سیستم و خروج آن سیستم استفاده کنید­.
  • سیستم را وکیوم کنید تا مقادیر گاز باقی مانده در سیکل به جوش آید­. برای مثال برای یک مینی چیلر 5 تن­، وکیوم کردن را 15 دقیقه انجام دهید­.
  • در گام آخر سیستم را باز گاز(مبرد) و روغن شارژ کنید و اتصالات الکتریکی را وصل کنید­.
  • توجه کنید فیلتر درایر­ها و فیلتر­های ساکشن در حین شستشو باید از مدار خارج شوند­.
  • در بعضی موارد نیاز به باز کردن کمپرسور و شستشوی کمپرسور وجود دارد که زمانی که آلودگی شدید باشد­، این مورد توصیه می گردد­.