Improvements in Air Intake on Frame 6 Gas Turbines

Abstract

Työssä tarkastellaan kahta kaasuturbiinin imuilman sisäänottojärjestelmän kehitysmenetelmää, imuilman jäähdytystä ja sähköstaattista suodatusta. Imuilman jäähdytysmenetelmien tarkastelussa käytettiin kahta kaasuturbiinin tehonlisäystekniikoiden laskentatyökalua. Arviointi kohdistettiin Glanford Brigg Generating Station -voimalaitoksen kaasuturbiinityyppiin ja paikallisiin englantilaisiin ilmasto-olosuhteisiin. Tarkastelussa olivat kostutusjäähdytys ja overspray. Tuloksia vertailtiin keskenään ja näiden perusteella arvioitiin menetelmien vaikutuksia tehoon, hyötysuhteeseen sekä veden kulutukseen. Sähköstaattisen suodattimen prototyyppi oli rakennettu Briggin voimalaitokselle. Järjestelmää kehitetään kaupalliseksi tuotteeksi ja tätä varten kerättiin tekninen dokumentaatio kokonaisuudeksi, jota voitiin hyödyntää tuotteistusprosessissa. Imuilman jäähdyttämisellä voidaan saavuttaa merkittävä tehonlisäys ilmasto-olosuhteista riippuen. Menetelmällä voidaan myös tasata lämpötilan vuorokausi-vaihtelusta aiheutuvia tehoeroja. Sähköstaattisen suodattimen prototyyppi saavutti kehitysvaiheelle asetetut tavoitteet. Sähköstaattinen suodatus tarjoaa useita etuja perinteiseen mekaaniseen suodatukseen verrattuna.

The study covers two new developments in gas turbine air intake systems, inlet air fogging and electrostatic precipitation. Two gas turbine power augmentation evaluation tools were utilised in the inlet air fogging assessment. The assessment was focused into the gas turbine type and local climatic conditions of the Glanford Brigg Generating Station, UK. In the study, the evaporative cooling and overspray techniques were evaluated. The results were compared with each other and the potential power and efficiency increase was evaluated as well as the theoretical water consumption. A pilot unit of the electrostatic precipitator has been built at the Glanford Brigg Generating Station. The system was being developed into a commercial product. For this purpose, the appropriate technical documentation was compiled as a Technical File. By cooling the inlet air, it is possible to increase the power output markedly depending on the climatic conditions. It is also possible to trim the daily power output differences caused by the fluctuation of the ambient temperature. The pilot unit of the electrostatic precipitator application reached the targets given for the phase of the development. The electrostatic precipitator offers many advantages compared to the traditional mechanical filtering.