противообледенительные системы для турбин GE серии LM

Описание и принцип работы антиобледенительных систем газотурбинных установок на примере газовых турбин General Electric серии LM

Блоки серии LM могут подвергаться обледенению на впуске даже в благоприятных условиях. Зона обледенения отображается главным образом при температуре наружного воздуха менее 40°F (4.4°C) и относительной влажности более 65%.
Образование льда во впускном воздушном канале двигателя LM может привести к повреждению лопаток компрессора и, следовательно, к дорогостоящему ремонту и простою. Потребителю предлагаются различные варианты оборудования для предотвращения образования льда и возможности работы в условиях обледенения.

Описание

Двигатель LM оснащен тонкими, легкими лопатками компрессора, которые могут быть повреждены в значительной степени при ударах о частицы льда. Если лопатки первой ступени неподвижны или вращаются, образование льда может возникнуть даже при нормальных условиях. Из-за понижения температуры в раструбе, вызванном ускорением потока в двигателе, наружная температура может быть выше точки замерзания, кроме того сохраняется риск образования льда.

Для предотвращения образования льда поступающий воздух должен нагреваться до температуры как минимум 40 °F или должен быть теплее на 10°F наружной температуры. Дополнительные 10 градусов приводят к повышению температуры в необходимой степени для того, чтобы сочетание температуры и влажности не было в диапазоне замерзания. Стандартный силовой блок оснащен системой оповещения, которая сообщает, что температура на входе падает ниже 43°F и подразумевает влажность 100%. Система обязывает оператора выполнить один из следующих пунктов:

• Отключить противообледенительную систему.
• Отключить блок.
• Учесть все опасности, которые могут возникнуть при дальнейшей работе.

Возможные источники обогрева впускного воздушного канала:

1. Змеевики на впуске с горячей водой или паром
2. Воздушный вытяжной теплообменник с распределительной решеткой
3. Кожух для рециркуляции охлаждающего воздуха
4. Отбираемый от компрессора воздух
5. Отходящие газы турбин

Предпочтительным методом является нагревание поступающего воздуха по возможности вверх по потоку в кожухе воздушного фильтра на входе.

• Использование змеевиков на впуске с горячей водой или паром является предпочтительным методом с применением воды/гликоля для контролирования температуры впускного воздуха и равномерного распределения тепла к поверхности фильтра.
• Использование пара, однако, остается риск замерзания при наличии протечки или неполного дренажа змеевика.
• Если невозможно использовать источник утилизации тепла отходящих газов (простой цикл), то можно использовать отходящие газы турбин. Данная система использует наружный воздух, проходящий через теплообменники и распределяющийся решеткой в передней части кожуха воздушного фильтра на входе.
• Некоторые потребители предпочитают использовать вентиляционный воздух турбин, который рециркулируется и распределяется в передней части фильтров. При использовании данной системы остается риск засасывания скрытых утечек газа и смазочного масла блока, направленного к турбине, в двигатель.

• Как вариант, отбираемый от компрессора воздух, но не может использоваться при использовании двухкомпонентного топлива или блоков DLE.
• Отходящие газы турбин могут использоваться для предотвращения обледенения, тем не менее, это не является предпочтительным методом, так как напрямую влияет на здоровье и безопасность людей, а также загрязняет фильтр.

Рекомендации

Не имея определенной системы нагревания на входе, подходящей для предотвращения образования льда  в системе подачи воздуха в зону горения, остается рис повреждения газовой турбины, работая в условиях обледенения.

Система контроля выдает оповещение, если температура наружного воздуха на входе ниже 43 F, предупреждая о возможном обледенении. Тем не менее, ответственность за возможность работы блока без противообледенительной защиты полностью возлагается на операторов и владельцев. Противообледенительная система рекомендуется для всех блоков LM, которые работают в условиях обледенения.

При выполнении пуска в холодных условиях мы рекомендуем полностью проверить впускное отверстие на наличие льда до выполнения пуска. Следовательно, во время прогревания до полной активации системы обогрева, выходная мощность системы GTG должна ограничиваться 5 МВт. Работа газовой турбины во время прогревания должна ограничиваться периодом в один час.