de.wedoany.com-Bericht: Hanwha Power (ehemals PSM) und Mee Industries haben gemeinsam ein Gasturbinen-Upgrade vorgestellt, das die Stromerzeugungskapazität steigern und Emissionen senken soll. Die Lösung kombiniert die FlameSheet-Brennkammer-Umrüstung von Hanwha Power mit der Nasskompressionstechnologie von Mee Industries und bietet den Betreibern eine doppelte Verbesserung von Leistung und Umweltfreundlichkeit. Laut Daten von Industrial Information Resources (IIR) suchen derzeit in den USA über 12.000 aktive Rechenzentrumsprojekte nach einem Netzanschluss, was einer Stromerzeugungskapazität von 1.570 Gigawatt und einer Speicherkapazität von 1.030 Gigawatt entspricht. Die monatlichen Neuinvestitionen in diese Projekte belaufen sich auf bis zu 100 Milliarden US-Dollar, was einen enormen Druck auf Gasturbinen und die Netzinfrastruktur ausübt.
Die FlameSheet-Brennkammer-Umrüstung von Hanwha Power kann den Lastbereich von Gasturbinen um bis zu 30 % erweitern und gleichzeitig die Stickoxid- (NOx) und Kohlenmonoxid- (CO) Emissionen im einstelligen Bereich halten. Das System verwendet ein zweistufiges, radial nach innen strömendes Brennkammer-Design, das einen gestuften Betrieb unter verschiedenen Lastbedingungen ermöglicht: Bei hoher Last arbeiten beide Brennkammern, bei niedriger Last hauptsächlich die äußere Brennkammer. Das Upgrade ist für F-Klasse-Turbinen von GE Vernova, Siemens Energy und Mitsubishi Power sowie für B- und E-Klasse-Einheiten von GE Vernova geeignet. Beispielsweise kann die Technologie an einer 7F.03-Gasturbine den Niedriglastbetriebsbereich um bis zu 30 % erweitern, mit NOx-Werten von nur 5 ppm und CO-Werten unter 9 ppm, einer Lastabwurfkapazität von bis zu 26 %, Inspektionsintervallen von bis zu 32.000 Betriebsstunden oder 1.250 Starts und einer Brennstoffflexibilität, die eine Beimischung von bis zu 60 Volumenprozent Wasserstoff unterstützt.
Die Nasskompressionstechnologie von Mee Industries steigert die Leistungsabgabe und den Wärmeverbrauch, indem sie winzige Tröpfchen aus deionisiertem Wasser in den Lufteinlass der Gasturbine einspritzt. Pro 1 % eingespritztem Wasser kann die Leistung um 5 % bis 10 % gesteigert werden. Ein 100-Megawatt-Kraftwerk kann nach der Injektion von 1 % Wasser eine zusätzliche Leistung von 10 Megawatt erzielen, bei 2 % Wasser sogar bis zu 20 Megawatt. Allerdings ist der Nutzen der Nasskompression an einer 7F.03-Turbine mit dem DLN 2.6-Brennsystem aufgrund von Verbrennungsdynamikproblemen begrenzt. Derek Grayson, Gasturbinenexperte bei Mee Industries, erklärte, dass eine Nasskompression von 1 % die Verdichterablufttemperatur um etwa 100 Grad Fahrenheit senken und eine zusätzliche Leistung von 10 Megawatt liefern könne, ein Überschreiten dieser Schwelle jedoch zu inakzeptablen Verbrennungsdynamikproblemen führe.
Hanwha Power und Mee Industries haben gemeinsam diesen Engpass an der 7F.03 gelöst. Durch das Upgrade auf das FlameSheet-Brennkammersystem kann der Wasserdurchfluss für die Nasskompression auf 140 Gallonen pro Minute (GPM) erhöht werden, während die NOx-Emissionen unter 10 ppm bleiben. Dies ist möglich, da die FlameSheet-Brennkammer über mehrere Kraftstoffeinspritzstufen verfügt. Durch die Änderung des Kraftstoffflusses zwischen den verschiedenen Stufen mittels des AutoTune-Systems kann die Verbrennungsdynamik auf einem akzeptablen Niveau gehalten werden. Eine Nasskompression von 2 % kann eine Leistungssteigerung von etwa 22 Megawatt ermöglichen. Hany Rizhalla, Director of Service Engineering bei Hanwha Power, erklärte, dass die NOx-Abstimmfähigkeit von FlameSheet die Emissionen unter 10 ppm halten könne.
Die Installationszeit für dieses kombinierte Upgrade ist relativ kurz: Die FlameSheet-Umrüstung dauert etwa 10 Tage, die Installation der Nasskompressionsausrüstung kann innerhalb von drei Tagen abgeschlossen werden. Grayson erwähnte, dass kürzlich an zwei 7F.03-Einheiten eines Gasturbinenkraftwerks erfolgreich sowohl die Nasskompression als auch das FlameSheet-Brennkammer-Upgrade durchgeführt wurden. Dieses Upgrade-Paket soll nun auch an den sechs verbleibenden 7F.03-Einheiten des Standorts eingesetzt werden.
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