Sự phát triển của phương pháp tẩy rửa máy nén tua bin khí

• Nếu không tiến hành tẩy rửa, năng lượng đầu duy giảm một cách ổn định theo thời gian hoạt động của tua bin khí. Trong thử nghiệm, năng lượng tổn thất tới 10% sau khoảng 700 giờ hoạt động so với công suất thiết kế của tua bin khí 
• Năng lượng phục hồi sau mỗi lần tẩy rửa offline cao hơn online
• Tẩy rửa online được tiến hành lần lượt cách nhau 700, 350 và 120 giờ hoạt động. Kết quả cho thấy với khoảng cách thời gian ngắn hơn, tẩy rửa online cho hiệu quả cao hơn và ngăn ngừa tốt hơn sự suy giảm hiệu suất động cơ.
• Sự kết hợp của cả hai phương pháp tẩy rửa là hiệu quả và kinh tế nhất.
• Dựa trên các kết quả với các phép đo được thực hiên ở trên và suy cho 8000 giờ hoạt động, người ta ước tính rằng có thể cải thiện hiệu suất tương đương 450.000 USD mỗi năm nếu kết hợp cả 2 phương pháp tẩy rửa online và offline trên cùng một tua bin khí 30 MW.

Ngay sau khi kết thúc phần thí nghiệm đầu tiên, động cơ đã được ngưng lại hoàn toàn để tiến hành bảo dưỡng toàn bộ, quy trình này giúp cải thiện động cơ trở về trạng thái như với với hơn 100.8 % hiệu suất. Các kết quả tổng hợp trên hình 2 cho thấy động cơ đã hoạt động 4174 giờ với mức tải thấp nhất là 99% hay ít hơn 1% so với sản lượng định mức ở điều kiện mới hoàn toàn; cần lưu ý rằng vào thời điểm cuối cùng của thí nghiệm, động cơ đã vận hành được tổng cộng 30,725 giờ. 

Trong giai đoạn 2 của thí nghiệm này, 45 lần tẩy rửa online đã được tiến hành, mỗi 4 ngày một lần. Thêm vào đó, hai lần tẩy rửa offline đã được thực hiện, một lần sau 1143 giờ và lần thứ hai sau 1381 giờ hoạt động. Sản lượng gia tăng trung bình sau mỗi lần tẩy rửa offline trong giai đoạn 2 là xấp xỉ 1 MW.

• 82 lần tẩy rửa online đã được thực hiện trong toàn bộ quá trình thì nghiệm kéo dài 8089 giờ, 87% hay 72 lần tẩy rửa online đã chứng minh được khả năng phục hồi năng lượng cho động cơ hoạt động ở chế độ đầy tải.
• 712 kW là mức năng lượng trung bình được phục hồi sau mỗi lần tẩy rửa online. Lượng nhỏ này chiếm khoảng 1% sản lượng định mức của động cơ tua bin khí.
• Tẩy rửa online và offline bổ sung cho nhau
• Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng tẩy rửa online thường xuyên kéo dài thời gian giữa 2 lần tẩy rửa offline. Điều này đem đến hiệu quả thực sự cho các nhà vận hành, bời vì thời gian tắt động cơ cho bảo trì sẽ được giảm xuống. Hiệu suất, cũng như lợi nhuận tổng thể của nhà máy sẽ được cải thiện.
• Các kết quả đã chỉ ra rằng sử kết hợp giữa tẩy rửa online và offline có thể được sử dụng trên cả các động cơ mới và cũ.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu suất trung bình trên 4000 giờ hoạt động của nhà máy thử nghiệm khi không tẩy rửa máy nén khí bị suy giảm tới 10% (Hoeft, 1993). Bằng cách sử dụng các tiêu chí tương tự như Diakunchak (1991), lợi nhuận đã được cải thiện dựa trên quá trình tẩy rửa online và offline là 1,175,000USD trong hơn 8000 giờ hoạt động, một mức lợi nhuận rất đáng kể. Một lượng xấp xỉ 20,000 USD đã được sử dụng để chi trả cho hóa chất tẩy rửa, một mức chi phí rất thấp so với lợi nhuận mang lại. Hơn nữa, khi không có quá trình tẩy rửa sẽ có thêm một lượng lợi nhuận bị tổn thất do sự suy giảm sản lượng của tua bin hơi nước như là kết quả của bám bẩn trên máy nén tua bin khí trong nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp.

Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã đưa ra nhiều cách giải thích khác nhau liên quan đến hiên tượng này ảnh hưởng từ các bề mặt ướt của cánh máy nén khí đến khí động học, ảnh hưởng của các chất bẩn gốc hữu cơ đến khả năng tẩy rửa của nước, … . Trong đó, giả thuyết đạt được nhiều sự ủng hộ nhất là sự tái đóng cặn của các chất bẩn do hàm lượng ẩm lớn di chuyển vào trong máy nén khí, được chứng minh bởi Stalder (2001).

• Nhiệt độ không khí: 12.15oC
• Áp suất khí quyển : 1.004mbar

• Tẩy rửa online bằng nước liên tục có thể duy trì được hiệu suất ổn định của động cơ tua bin khí trong thời gian dài. Nếu không duy tri phương pháp tẩy rửa online, hiệu suất động cơ sẽ giảm nhanh chóng ngay sau mỗi lần tẩy rửa offline.
• Việc sử dụng hóa chất kết hợp trong phương pháp tẩy rửa online duy trì hiệu suất cao hơn hẳn chỉ dùng nước thông thường.
• Các ghi nhận cũng cho thấy không có hiện tượng tái đóng cặn trên máy nén tuabin khí sau một khoảng thời gian dài sử dụng phương pháp tẩy rửa online sử dụng hóa chất kết hợp với nước.
• Chi phí thu hồi được của mỗi tháng sau khi trừ đi chi phí hóa chất lên tới 20.000 USD, một số lượng rất đáng kể

1. Hoeft, R. F., 1993, ‘‘Heavy Duty Gas Turbine Operating and Maintenance Considerations,’’ GER-3620B, GE I&PS.
2. Stalder, J. P., and van Oosten, P., 1994, ‘‘Compressor Washing Maintains Plant Performance and Reduces Cost of Energy Production,’’ ASME PaperNo. 94-GT-436.
3. Diakunchak, I. S., 1991, ‘‘Performance Deterioration in Industrial Gas Turbines,’’ASME Paper No. 91-GT-228.
4.  Tarabrin, A. P., Schurovsky, V. A., Bodrov, A. I., and Stalder, J. P., ‘‘An Analysis of Axial Compressor Fouling and a Cleaning Method of their Blading,’’ ASME Paper No. 96-GT-363.
5. Bird, J., and Grabe, W., 1991, ‘‘Humidity Effects on Gas Turbine Performance,’’ ASME Paper No. 91-GT-329.
6. Jeffs, E., 1992, ‘‘Compressor Washing On Line for Large Gas Turbine,’’ Turbomachinery International, 33, (6)
7. J.-P. Stalder, 2001, “Gas Turbine Compressor Washing State of the Art: Field Experiences”, P. O. Box 1411, Ch-540 Baden, Switzerland
8. Martin Howarth, 2014,”Online Washing Water vs FYREWASH chemical”, Rochem Technical Services Ltd, UK
9. Meherwan P.Boyce, 2002, “Gad Turbine Engineering Handbook , Second edition”, Gulf Professional Publishing, Elsevier, US
10. Cyrus B. Meher-Homji, 2004, “Gas Turbine Axial Compressor Fouling And Washing”, Principal Engineer, Turbomachinery Group, LNG Product Development Center, Houston, Texas