Simulador - Partida Turbina A GÁS PDF

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SIMULADOR - PARTIDA TURBINA A GÁS - EME804...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e Distribuída

Centro de Treinamento de Operadores de Centrais Termelétricas Prof. Dr. Osvaldo José Venturini Aluno de Pós Graduação MSc.Tiago Mendes

Central Termelétrica de Referência • Ratchaburi Electricity Generating Holding (Thailand) Equipamento • Turbinas a Gás:

02 x GE MS9001 FA (225MW)

• Turbina a Vapor:

01 x GE D-11 (275MW)

• HRSG:

02 x três níveis de pressão (130/26/6,5 bar) com damper

• Geradores:

03 x geradores trifásicos resfriados a hidrogênio

Características • Potência Líquida: 712 MW • Eficiência Líquida: 58% • Combustível principal: gás natural • Combustível secundário: óleo diesel Fabricante do Simulador: • TRAX Corporation (VA, USA)

Partida de Turbinas a Gás • Para a partida de uma turbina a gás é necessária a operação simultânea de 2 sistemas independentes: • Sistema de partida • Sistema de ignição

• Sistema de Partida: • Promover o fluxo de ar através da máquina. • Acelerar o compressor e a turbina até a velocidade de auto-sustentação •

Portanto torque e força artificial deverão ser proporcionados

• Sistema de Ignição: • Proporciona a ignição da mistura combustível-ar, na câmara de combustão, no ponto de acendimento.

Partida de Turbinas a Gás O processo de partida pode ser dividido nas seguintes fases: • Acionamento a seco • Purga • Acendimento • Aceleração em vazio • Saturação térmica

• Podem ocorrer variações em algumas das fases acima, em função das características específicas do equipamento e/ou fabricante • Sincronização com a rede • Carregamento

Partida de Turbinas a Gás Acionamento a Seco • O eixo da máquina é rotacionado sem a adição de combustível. • Aceleração do compressor até se obter pressão e fluxo mássico de ar adequados para a ignição (ou completar a purga) • Para a minimização de choques mecânicos, a aplicação de torque no eixo deve ser efetuada de forma gradual

Partida de Turbinas a Gás Purga • Limpeza da máquina e dutos de exaustão, retirando gases voláteis que possam estar presentes • Sempre é necessária quando se usa um gás como combustível ou com HRSG • Sempre efetuada, com combustíveis líquidos, após um partida com falha ou uma parada de emergência • Pode variar de 1 a 10 minutos, dependendo da potência do equipamento e do combustível empregado

Partida de Turbinas a Gás

Ignição • A ignição é ativada e uma quantidade de combustível é injetada no combustor • Podem ser empregadas unidades capacitivas, com centelhamento em baixa voltagem (c. 2000 V) e alta energia (3 a 5 Joules) dissipados na faísca • Detectores de chama fornecem uma indicação do acendimento das câmaras para o sistema de controle • Em aplicações industriais não há necessidade operação contínua dos ignitores • Em aplicações aeronáuticas, algumas vezes, o sistema opera continuamente para o reacendimento em razão de elevadas altitudes e de chuvas fortes

Partida de Turbinas a Gás Aceleração em Vazio • Com o fluxo de combustível aumentando constantemente há a aceleração da máquina em vazio (sem carga) • Após a ignição, com o aumento da potência produzida pela turbina, há redução do consumo de potência do acionador

Partida de Turbinas a Gás Static Starter (LCI Load Commutating Inverter) • Motorização do gerador utilizando um conversor-inversor de freqüência • Utilizado em sistema de geração de energia elétrica • Unidades de médio e grande porte

Partida de Turbinas a Gás Turbina a Gás – 9FA

MS9001FA

Partida de Turbinas a Gás Turbina a Gás – 9FA

Partida de Turbinas a Gás Turbinas a Gás • 02 turbinas a gás GE MS9001FA • Compressor axial de 18 estágios • Turbina axial de 3 estágios • Dry Low NOx (DLN) 2+

®

menos de 25 ppm de NOx

• As turbinas operam a 3600 rpm • Heat Rate de 9936 kJ/KWh. • Combustível principal: gás natural • Combustível secundário: óleo diesel • 02 Geradores GE trifásicos 60 hertz • Potência de 250MW • Fator de Potência 0,85 • Resfriados com hidrogênio/água • Selagem do gerador com óleo

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

• O eixo da turbina começa a girar acionado pelo “turning gear”. Quando a unidade atinge aproximadamente 6 RPM o LCI é energizado e começa a acelerar a unidade. • Para a purga dos gases, antes da ignição, o LCI acelera a turbina até a velocidade de purga (1100 rpm) por um período de tempo definido pelo operador.

Partida e Sincronização das CTs • Quando se atinge 85 - 90% da velocidade o LCI é desconectado do gerador desativado. As IGVs que estavam fechadas (evitar surge do compressor), começam a abrir • Quando a turbina atinge a velocidade nominal o display do controle da unidade indica FULL SPEED/NO LOAD. • Pode-se então sincronizar e carregar a máquina

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e Distribuída

Centro de Treinamento de Operadores de Centrais Termelétricas Prof. Dr. Osvaldo José Venturini Aluno de Pós Graduação MSc.Tiago Mendes

Central Termelétrica de Referência • Ratchaburi Electricity Generating Holding (Thailand) Equipamento • Turbinas a Gás:

02 x GE MS9001 FA (225MW)

• Turbina a Vapor:

01 x GE D-11 (275MW)

• HRSG:

02 x três níveis de pressão (130/26/6,5 bar) com damper

• Geradores:

03 x geradores trifásicos resfriados a hidrogênio

Características • Potência Líquida: 712 MW • Eficiência Líquida: 58% • Combustível principal: gás natural • Combustível secundário: óleo diesel Fabricante do Simulador: • TRAX Corporation (VA, USA)

Partida de Turbinas a Gás • Para a partida de uma turbina a gás é necessária a operação simultânea de 2 sistemas independentes: • Sistema de partida • Sistema de ignição

• Sistema de Partida: • Promover o fluxo de ar através da máquina. • Acelerar o compressor e a turbina até a velocidade de auto-sustentação •

Portanto torque e força artificial deverão ser proporcionados

• Sistema de Ignição: • Proporciona a ignição da mistura combustível-ar, na câmara de combustão, no ponto de acendimento.

Partida de Turbinas a Gás O processo de partida pode ser dividido nas seguintes fases: • Acionamento a seco • Purga • Acendimento • Aceleração em vazio • Saturação térmica

• Podem ocorrer variações em algumas das fases acima, em função das características específicas do equipamento e/ou fabricante • Sincronização com a rede • Carregamento

Partida de Turbinas a Gás Acionamento a Seco • O eixo da máquina é rotacionado sem a adição de combustível. • Aceleração do compressor até se obter pressão e fluxo mássico de ar adequados para a ignição (ou completar a purga) • Para a minimização de choques mecânicos, a aplicação de torque no eixo deve ser efetuada de forma gradual

Partida de Turbinas a Gás Purga • Limpeza da máquina e dutos de exaustão, retirando gases voláteis que possam estar presentes • Sempre é necessária quando se usa um gás como combustível ou com HRSG • Sempre efetuada, com combustíveis líquidos, após um partida com falha ou uma parada de emergência • Pode variar de 1 a 10 minutos, dependendo da potência do equipamento e do combustível empregado

Partida de Turbinas a Gás

Ignição • A ignição é ativada e uma quantidade de combustível é injetada no combustor • Podem ser empregadas unidades capacitivas, com centelhamento em baixa voltagem (c. 2000 V) e alta energia (3 a 5 Joules) dissipados na faísca • Detectores de chama fornecem uma indicação do acendimento das câmaras para o sistema de controle • Em aplicações industriais não há necessidade operação contínua dos ignitores • Em aplicações aeronáuticas, algumas vezes, o sistema opera continuamente para o reacendimento em razão de elevadas altitudes e de chuvas fortes

Partida de Turbinas a Gás Aceleração em Vazio • Com o fluxo de combustível aumentando constantemente há a aceleração da máquina em vazio (sem carga) • Após a ignição, com o aumento da potência produzida pela turbina, há redução do consumo de potência do acionador

Partida de Turbinas a Gás Static Starter (LCI Load Commutating Inverter) • Motorização do gerador utilizando um conversor-inversor de freqüência • Utilizado em sistema de geração de energia elétrica • Unidades de médio e grande porte

Partida de Turbinas a Gás Turbina a Gás – 9FA

MS9001FA

Partida de Turbinas a Gás Turbina a Gás – 9FA

Partida de Turbinas a Gás Turbinas a Gás • 02 turbinas a gás GE MS9001FA • Compressor axial de 18 estágios • Turbina axial de 3 estágios • Dry Low NOx (DLN) 2+

®

menos de 25 ppm de NOx

• As turbinas operam a 3600 rpm • Heat Rate de 9936 kJ/KWh. • Combustível principal: gás natural • Combustível secundário: óleo diesel • 02 Geradores GE trifásicos 60 hertz • Potência de 250MW • Fator de Potência 0,85 • Resfriados com hidrogênio/água • Selagem do gerador com óleo

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

Partida de Turbinas a Gás

• O eixo da turbina começa a girar acionado pelo “turning gear”. Quando a unidade atinge aproximadamente 6 RPM o LCI é energizado e começa a acelerar a unidade. • Para a purga dos gases, antes da ignição, o LCI acelera a turbina até a velocidade de purga (1100 rpm) por um período de tempo definido pelo operador.

Partida e Sincronização das CTs • Quando se atinge 85 - 90% da velocidade o LCI é desconectado do gerador desativado. As IGVs que estavam fechadas (evitar surge do compressor), começam a abrir • Quando a turbina atinge a velocidade nominal o display do controle da unidade indica FULL SPEED/NO LOAD. • Pode-se então sincronizar e carregar a máquina...