הגברת יעילותה של טורבינת גז באמצעות מדידות גז בזמן אמת

כיום בקרה רציפה של היחס בין דלק לאוויר בתערובת בעירה להפעלת טורבינות גז הופך להיות משמעותי יותר בתעשיות האנרגיה.

ניתן בקלות למדוד את כמות הגז הזורם לתא הבעירה,  אבל ללא יכולת מדידה מהירה של הרכב הגז ואינדקס ה- WOBBE בזמן אמת ובתוך צינור הגז,  אין אפשרות לקבוע באופן מדויק את יחס השקילות בן כמות הדלק לבין האוויר.

דרישה נוספת שאין עליה עוררין היא הפחתת פליטות, הניתנת להשגה אך ורק על ידי בקרה צמודה על תהליכי שריפה בטורבינה ביחסים שונים של דלק ואוויר, תוך כדי מניעת היווצרות והגדלה של רמת פליטות CO ו NOx.

שימוש במקורות גז טבעיים בלתי קונבנציונליים, כגון גז מפצלים וביו-גז דורש גמישות בבקרת הטורבינה, כדי להתמודד עם תנודות משמעותיות בהרכב הגזים,  במצב שבו מערבבים את גזי הדלק לפני כניסתם למבער, והמאפשר להוריד את טמפרטורת הלהבה וגם את רמת המזהם  NOX וכתוצאה מכך, מחייב קביעה מאוד מהירה ומדויקת של היחס בין גז לבין האוויר.

בטורבינות הגז המופעלות בעזרת מדחסים בלחץ גבוה,  חשוב להגדיר נכון את הלחץ והזרימה של גז הבעירה על ידי ויסות היחס בין הדלק המוזרק בהשוואה לכל כמות הגז הזורם,  להורדת רמות ה- NOX ע"י בקרה של טמפרטורת הלהבה ויעלות הבעירה.

טורבינות גז מודרניות מאפשרות הפעלה רציפה עם מרווח רחב של אינדקס Wobbe בדלק עד MJ / m3 21 על ידי מדידת הרכב דלק והתאמה אוטומטית של פרמטרי הבקרה, בהתאם לערכים הנמדדים. תפיסה מתקדמת זו מאפשרת להשיג יעילות מירבית אפשרית ולמזער את גזי הפליטה עבור מגוון רחב של הרכבי הגז.

באופן מסורתי מודדים את הרכבי הגז והערך הקלורי (CV) של גז הבעירה ע"י כרומטוגרפיית גזים. אולם הזמן הארוך הנדרש לביצוע מדידה בטכנולוגיה זו אינו מאפשר בקרה רציפה. רוב הטורבינות המודרניות מסוגלות לעמוד רק כאשר השינויים באינדקס ה- WOBBE לא עולים על 5% ±, שהוא עלול להיות נמוך מהשוני באינדקס WOBBE כתוצאה משינויים משמעותיים בהרכב, כאשר משתמשים בפרמיקס (בלילה בצינור הגז) לבעירה. לכן, שיטת הגז כרומטוגרפיה אינה מאפשרת למנוע נזקים לטורבינה או עצירה של התהליך, כתוצאה מהשינויים בדינמיקה של הלהבה עקב שינויים מהירים באינדקס ה- Wobbe . בהתאם לכך יש צורך במדידה רציפה של פרמטר זה במהירות האפשרית.

למניעת בעיות אלה, נדרשת בדיקה מהירה של מרכיבי הגז ואינדקס ה WOBBE בזמן אמת. הפתרון המוצע הנו שימוש בשיטה הספקטרוסקופית, המאפשרת אנליזה בזמן אמת, עם זמן תגובה של שניה אחת בלבד. הטכנולוגיה הזאת היא בעלת היכולות לבצע את האנליזות באופן דומה לכרומטוגרפיה, אך ביתרון של אנליזה מיידית, שאינה דורשת גז נושא ותחזוקה מתמדת.

אנלייזר מדגם MOD-1022 הוא אנלייזר גז טבעי המשתמש בשיטת ספקטרוסקופיה ובעל מסננים מתכוונים המאפשרת מדידת הרכב הגז בזמן אמת. המערכת מכוילת לניטור הרכב גז טבעי, ואנליזה של הערך הקלורי.  המערכת מותאמת לבצע אנליזות של מרכיבים בפאזה הגזית, כמו אלקנים C1-C6  אשר בדרך כלל נמצאים בגז הטבעי ובגז טבעי נוזלי ( LNG)

האנלייזר מחשב את הערך הקלורי (CV) ואינדקס ה WOBBE  בהתאם לתקן ISO 6976: 1995. הדבר נחוץ  כדי לקבוע באופן מדויק את יחס השקילות בין מרכיבי הבעירה, ע"י בקרה צמודה של תאי הבעירה  בטורבינה וכתוצאה מכך למניעת היווצרות של   CO ו- NOx.

 

בנוסף לכך קיימת אופציה לבצע גם את המדידות הבאות:

  • ריכוז של מימן גופרתי (H2S) בגז טבעי.
  • נקודת טל פחמימנים – Hydrocarbon Dew Point) HDP)
  • נקודת הטל של מים – Water Dew Point) WDP)

חברת מודקון מערכות  מספקת אחריות מליאה  על המערכת ומעניקה מערכת משולבת וכוללת אופטימיזציה של טורבינות, משלב ההנדסה, דרך הייצור, בדיקות, התקנה, תצורות ועד להפעלה מוצלחת בשטח .

MOD-1022

MOD-1022S