ทำไมกำลังผลิตของกังหันก๊าซจึงลดลงในสภาพอากาศร้อน และควรรับมืออย่างไร

ในช่วงบ่ายที่อากาศร้อน กังหันก๊าซอาจผลิตกำลังได้น้อยลงในขณะที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าของสถานที่ปฏิบัติงานกำลังถึงจุดสูงสุด สาเหตุหลักคืออากาศขาเข้าที่อุ่นขึ้นมีความหนาแน่นต่ำลง ทำให้คอมเพรสเซอร์รับมวลอากาศได้น้อยลง และกังหันจึงผลิตกำลังได้น้อยลง แนวทางที่เหมาะสมคือประเมินว่าภายใต้สภาวะแวดล้อมปัจจุบัน คาดว่าจะมีกำลังลดลงเท่าใด ตรวจสอบว่ามีสิ่งกีดขวางเพิ่มเติมหรือสมรรถนะเสื่อมลงหรือไม่ จากนั้นประเมินว่าควรใช้ระบบทำความเย็นหรือปรับเปลี่ยนการเดินเครื่องหรือไม่

อย่าสันนิษฐานว่ากำลังผลิตที่ลดลงในฤดูร้อนทุกกรณีเป็นความขัดข้อง ขณะเดียวกันก็อย่ามองข้ามกำลังที่ลดลงอย่างฉับพลันว่าเป็นการลดกำลังตามปกติจากอุณหภูมิ โดยไม่ตรวจสอบข้อมูลการเดินเครื่อง การเปรียบเทียบกับเส้นโค้งสมรรถนะของเครื่องและประวัติการทำงานล่าสุดเป็นจุดเริ่มต้นในการแยกแยะสองกรณีนี้

เหตุใดอุณหภูมิอากาศขาเข้าที่สูงขึ้นจึงทำให้กำลังผลิตลดลง

คอมเพรสเซอร์จัดการกับอากาศปริมาณมาก แต่การเผาไหม้และการทำงานของกังหันขึ้นอยู่กับมวลของอากาศที่ไหลผ่านเครื่อง เมื่ออุณหภูมิขาเข้าสูงขึ้นที่ความดันเท่าเดิม ความหนาแน่นของอากาศจะลดลง เมื่อมีมวลอากาศน้อยลง ระบบควบคุมต้องจำกัดปริมาณเชื้อเพลิงเพื่อให้อยู่ภายในขีดจำกัดด้านการเผาไหม้และอุณหภูมิ ส่งผลให้กำลังที่เพลาผลิตได้ลดลง

อากาศขาเข้าที่ร้อนขึ้นยังเปลี่ยนความต้องการกำลังงานของคอมเพรสเซอร์และสภาวะการทำงานตลอดทั้งวัฏจักร ผลกระทบที่แน่นอนต่อกำลังไฟฟ้าสุทธิและอัตราความร้อนขึ้นอยู่กับการออกแบบกังหัน ระบบควบคุม และสภาวะของสถานที่ ไม่มีค่าปรับแก้ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับกำลังผลิตแบบเดียวที่ใช้ได้อย่างน่าเชื่อถือกับเครื่องจักรทุกเครื่อง

ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ผลกระทบอาจขยายไปไกลกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหัน การเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลและอุณหภูมิไอเสียอาจส่งผลต่อการนำความร้อนกลับมาใช้และการผลิตไอน้ำ ประเมินโรงไฟฟ้าทั้งระบบ แทนการใช้ค่าที่อ่านได้จากกังหันก๊าซเพียงอย่างเดียวเป็นตัวชี้วัดกำลังผลิตที่สูญเสียไป

แยกการลดกำลังตามปกติออกจากปัญหาสมรรถนะ

เริ่มจากบันทึกข้อมูลที่อ้างอิงเวลาเดียวกัน ได้แก่ อุณหภูมิขาเข้า ความดันบรรยากาศ ความชื้น กำลังไฟฟ้าขาออก อัตราการไหลของเชื้อเพลิง อัตราส่วนความดันของคอมเพรสเซอร์ อุณหภูมิไอเสีย และขีดจำกัดการควบคุมที่เกี่ยวข้อง รวมค่าการสูญเสียความดันของตัวกรองขาเข้าและระบบไอเสีย หากมีเครื่องมือวัด เปรียบเทียบค่าที่โหลดและโหมดการทำงานใกล้เคียงกัน การเดินเครื่องที่โหลดบางส่วนไม่สามารถใช้แทนการเปรียบเทียบสมรรถนะที่โหลดเต็มได้โดยตรง

1. ตรวจสอบกำลังผลิตที่คาดการณ์ไว้ ใช้ข้อมูลสมรรถนะเฉพาะสถานที่จากผู้ผลิต หรือเส้นโค้งปรับแก้ที่ได้รับอนุมัติ ซึ่งสอดคล้องกับสภาวะแวดล้อมจริง เชื้อเพลิง และการกำหนดค่าอุปกรณ์ ตรวจสอบว่าค่าอ้างอิงเป็นกำลังขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือกำลังขาออกสุทธิของโรงไฟฟ้า
2. ตรวจสอบแนวโน้ม การลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปตามอุณหภูมิขาเข้าที่สูงขึ้นอาจสอดคล้องกับการลดกำลังตามปกติ แต่การเปลี่ยนแปลงแบบฉับพลัน การเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติของช่วงการกระจายอุณหภูมิไอเสีย หรือช่องว่างที่เพิ่มขึ้นจากค่าพื้นฐานที่ปรับแก้แล้ว ควรได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติม
3. ตรวจสอบการวัดและขีดจำกัด ตรวจยืนยันค่าที่น่าสงสัยของอุณหภูมิ ความดัน และกำลัง ก่อนสรุปผล ระบุว่าเครื่องถูกจำกัดด้วยอุณหภูมิ เชื้อเพลิง หรือขีดจำกัดการควบคุมอื่นที่กำลังทำงานอยู่หรือไม่
4. ตรวจสอบการสูญเสียความดันและสภาพเครื่อง ความดันแตกต่างคร่อมตัวกรองขาเข้าที่เพิ่มขึ้น คราบสกปรกในคอมเพรสเซอร์ หรือการอุดกั้นของระบบไอเสีย อาจซ้ำเติมผลกระทบจากอากาศร้อน ปฏิบัติตามขั้นตอนการตรวจสอบและบำรุงรักษาของสถานที่ก่อนสรุปว่ากำลังที่สูญเสียไปทั้งหมดเกิดจากอุณหภูมิแวดล้อม

เปรียบเทียบสภาวะที่เทียบเคียงกันได้มากที่สุด การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเชื้อเพลิง สถานะการทำงานของระบบทำความเย็นขาเข้า โหลดของอุปกรณ์ช่วย หรือสภาวะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อาจทำให้การเปรียบเทียบวันต่อวันอย่างง่ายคลาดเคลื่อน บันทึกทั้งกำลังขาออกขั้นต้นและสุทธิ ระบบทำความเย็นหรืออุปกรณ์ช่วยอื่นอาจเพิ่มกำลังขาออกของกังหัน แต่ก็ใช้ไฟฟ้าที่ผลิตเพิ่มขึ้นบางส่วน

ฟื้นฟูสมรรถนะก่อนติดตั้งอุปกรณ์ทำความเย็นเพิ่มเติม

การแก้ไขการสูญเสียที่ป้องกันได้บริเวณทางเข้าและคอมเพรสเซอร์มักเป็นขั้นตอนแรกที่เหมาะสม ตรวจสอบความดันแตกต่างคร่อมตัวกรองเทียบกับขีดจำกัดของผู้จำหน่ายอุปกรณ์ และตรวจหาความเสียหาย การอุดตัน หรือการรั่วไหลที่ทำให้อากาศไหลผ่านโดยไม่ผ่านตัวกรอง ตัวกรองที่สกปรกทำให้สูญเสียความดันขาเข้าสูงขึ้น การถอดหรือบายพาสระบบกรองโดยไม่ได้รับอนุญาตทำให้คอมเพรสเซอร์สัมผัสกับสิ่งปนเปื้อน และไม่ใช่ทางลัดที่ยอมรับได้

คราบสกปรกในคอมเพรสเซอร์อาจลดอัตราการไหลของอากาศและประสิทธิภาพ หากแนวโน้มการเดินเครื่องและผลการตรวจสอบสนับสนุนการวินิจฉัยดังกล่าว ให้ใช้ขั้นตอนการล้างขณะเดินเครื่องหรือขณะหยุดเครื่องที่ได้รับอนุมัติสำหรับเครื่องนั้น ความถี่และประสิทธิผลของการล้างขึ้นอยู่กับการปนเปื้อน สภาพเครื่อง และวิธีการที่กำหนด ไม่ควรมองว่าการล้างเป็นวิธีแก้ที่รับประกันผลสำหรับกำลังผลิตที่สูญเสียไปทุกกรณี

ตรวจสอบการจัดวางทางเข้าด้วยว่ามีการหมุนเวียนกลับของอากาศร้อนที่หลีกเลี่ยงได้หรือไม่ ไอเสียที่ระบายออก อุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียง และรูปแบบการไหลของอากาศ อาจทำให้อุณหภูมิที่ทางเข้าคอมเพรสเซอร์สูงกว่าค่าที่สถานีตรวจอากาศวัดได้ วัดอุณหภูมิ ณ ตำแหน่งที่กำหนดสำหรับการประเมินสมรรถนะ ก่อนตัดสินใจว่าควรปรับเปลี่ยนท่อหรือแผงบังหรือไม่ การดัดแปลงใด ๆ ต้องคงการสูญเสียความดันให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ และต้องไม่กีดขวางการเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษา

เลือกระบบทำความเย็นอากาศขาเข้าให้เหมาะกับสถานที่ ไม่ใช่ดูเฉพาะอุณหภูมิสูงสุด

การทำความเย็นอากาศขาเข้าช่วยเพิ่มความหนาแน่นของอากาศและกู้คืนกำลังผลิตที่สูญเสียไปในช่วงอากาศร้อนได้บางส่วน ความคุ้มค่าขึ้นอยู่กับสภาพอากาศในพื้นที่ ชั่วโมงการทำงาน ความพร้อมของน้ำ การใช้พลังงานของอุปกรณ์ช่วย และปริมาณกำลังที่ต้องการในช่วงอากาศร้อน

การทำความเย็นแบบระเหยและระบบพ่นละอองน้ำ

แผงทำความเย็นแบบระเหยและระบบพ่นละอองน้ำที่ออกแบบอย่างเหมาะสมจะทำให้อากาศเย็นลงด้วยการระเหยของน้ำ ระดับการทำความเย็นที่ทำได้ถูกจำกัดด้วยสภาวะกระเปาะเปียกของอากาศขาเข้า จึงโดยทั่วไปมีศักยภาพมากกว่าในสภาพอากาศแห้งเมื่อเทียบกับอากาศชื้น การปรับสภาพน้ำ ระบบระบายน้ำ และการบำรุงรักษามีความสำคัญ คราบสะสม การปนเปื้อน หรือการกระจายน้ำที่ไม่เหมาะสมอาจลดสมรรถนะและก่อให้เกิดความเสี่ยงในการเดินเครื่อง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบที่เลือกเป็นไปตามข้อกำหนดของผู้จำหน่ายกังหันเกี่ยวกับการพัดพาหยดน้ำ คุณภาพน้ำ การกรอง และขีดจำกัดการเดินเครื่อง แผงทำความเย็นยังทำให้เกิดการสูญเสียความดัน ซึ่งต้องนำมารวมในการประเมินสมรรถนะสุทธิ

ระบบทำความเย็นแบบชิลเลอร์

ชิลเลอร์สามารถทำให้อากาศขาเข้าเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศโดยรอบ และอาจเป็นประโยชน์ในบริเวณที่ความชื้นจำกัดการทำความเย็นแบบระเหย หรือเมื่อต้องการควบคุมอุณหภูมิขาเข้าให้แม่นยำยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ต้องแลกกับอุปกรณ์และการใช้พลังงานเพิ่มเติม ประเมินความดันตกคร่อมคอยล์ทำความเย็น การจัดการการควบแน่น และความต้องการพลังงานไฟฟ้าหรือความร้อนของชิลเลอร์ เทียบกับกำลังที่กู้คืนได้ในช่วงชั่วโมงการทำงานที่ต้องการ

ก่อนเลือกวิธีใดวิธีหนึ่ง ให้ขอการประเมินสมรรถนะที่อ้างอิงกังหันจริง การออกแบบทางเข้า และข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นในพื้นที่ เปรียบเทียบกำลังขาออกสุทธิที่คาดว่าจะได้ในช่วงชั่วโมงวิกฤต ไม่ใช่ดูเพียงกำลังการทำความเย็นหรือกำลังขาออกขั้นต้นของกังหันที่เพิ่มขึ้น

การปรับเปลี่ยนการเดินเครื่องเมื่อยังไม่สามารถใช้ระบบทำความเย็นได้ทันที

ใช้การคาดการณ์สมรรถนะที่ปรับแก้แล้วเพื่อวางแผนการจ่ายกำลังไฟฟ้าในฤดูร้อนและกำลังสำรอง หากกระบวนการผลิตและระบบไฟฟ้าเอื้ออำนวย ให้เลื่อนโหลดที่ยืดหยุ่นได้ออกจากช่วงเวลาที่ร้อนที่สุด หรือจัดตารางการบำรุงรักษานอกช่วงที่กำลังผลิตลดลงจะส่งผลกระทบมากที่สุด ตรวจสอบความสามารถในการจ่ายเชื้อเพลิงและอุปกรณ์ช่วยที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงควบคู่กันไป การคาดการณ์กำลังของกังหันที่เพียงพอไม่ได้ขจัดข้อจำกัดอื่นของสถานที่

อย่าเพิ่มอุณหภูมิการเผาไหม้เกินขีดจำกัด ปิดใช้ขีดจำกัดการควบคุม หรือเปลี่ยนการตั้งค่าระบบป้องกันเพื่อกู้คืนกำลัง การกระทำเหล่านี้อาจทำให้ชิ้นส่วนทางเดินก๊าซร้อนเสียหายหรือบั่นทอนระบบป้องกัน หากความต้องการใช้ไฟฟ้าเกินขีดความสามารถที่อนุญาตของเครื่อง ให้ลดความต้องการโหลดหรือจัดหากำลังผลิตเพิ่มเติมตามขั้นตอนที่ได้รับอนุมัติของสถานที่

เมื่อกำลังผลิตที่ขาดไปชี้ให้เห็นถึงการตัดสินใจด้านกำลังการผลิตในภาพใหญ่

หากกังหันสะอาด เครื่องมือวัดเชื่อถือได้ และกำลังขาออกยังใกล้เคียงกับเส้นโค้งสมรรถนะที่ปรับแก้แล้ว กำลังผลิตที่ขาดไปส่วนที่เหลืออาจเป็นประเด็นด้านการวางแผนกำลังการผลิต แทนที่จะเป็นข้อบกพร่องด้านการบำรุงรักษา เปรียบเทียบระบบทำความเย็นอากาศขาเข้ากับวิธีอื่นที่ได้รับอนุมัติในการรองรับโหลดที่ต้องการในวันที่อากาศร้อน โดยคำนึงถึงพื้นที่ที่มี ข้อจำกัดในการติดตั้ง และรูปแบบการเดินเครื่อง

สำหรับการประเมินการขยายหรือเปลี่ยนทดแทน กลุ่มผลิตภัณฑ์กังหันก๊าซมีรุ่นตั้งแต่ QGT-2 ถึง QGT-110 การเลือกรุ่นควรพิจารณาจากกำลังขาออกที่ต้องการ ณ สถานที่ติดตั้งภายใต้สภาวะแวดล้อมออกแบบ ไม่ใช่อาศัยเพียงพิกัดกำลังตามชื่อเพียงอย่างเดียว ตรวจสอบชนิดเชื้อเพลิงที่ใช้ได้ เกณฑ์กำลังไฟฟ้าขาออก และค่าปรับแก้สมรรถนะของการกำหนดค่าที่เสนอ ก่อนนำไปเปรียบเทียบกับเครื่องที่ใช้อยู่

ส่งต่อกรณีที่มีความเบี่ยงเบนจากสมรรถนะที่ปรับแก้แล้วโดยอธิบายไม่ได้ ช่วงการกระจายอุณหภูมิไอเสียผิดปกติ หรือข้อจำกัดการควบคุมที่เกิดซ้ำ ผ่านกระบวนการสนับสนุนทางเทคนิคของสถานที่ สัญญาณเหล่านี้ต้องได้รับการประเมินเฉพาะเครื่องจักร แทนการปรับโหลดเพิ่มเติมโดยพิจารณาจากสภาพอากาศเพียงอย่างเดียว