GAZ TÜRBİNİ PERİYODİK BAKIMLARININ SİSTEM PERFORMANSINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Yıl 2025, Cilt: 66 Sayı: 718, 129 - 172

Orhan Özay Köse , Mustafa Zeki Yılmazoğlu

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1564458

Öz

Gaz türbinlerinin sürdürülebilir bir şekilde işletilmesi için periyodik bakımlarının zamanında yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, Alstom (GE) GT13E2 1996 model bir gaz türbininin 8. C tipi (combustion) bakımı incelenmiştir. Bakım kapsamında yapılan işlemler, elde edilen bulgular ve iyileştirmeler hakkında bilgi verilmiştir. Türbin giriş havası filtre sistemindeki kirlenmenin sistem çalışma performansına etkileri incelenerek filtre değişim periyotlarının maliyet analizi yapılmıştır. Türbin giriş havası filtre sistemindeki basınç farkının (∆p) türbin işletme saatine (OH) göre değişim profili oluşturularak, basınç farkının ∆p=15 mbar değerine kadar artışının giriş hava debisi, yakıt tüketimi, türbin çıkış gücü, ısı oranı ve verim üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen veriler ve yapılan hesaplamalara göre her 2,5 mbar basınç düşüşünde giriş hava debisinde %0,26 azalma, yakıt tüketiminde %0,25 azalma, türbin çıkış gücünde %0,46 azalma, ısı oranında %0,18 artış ve sistemin genel veriminde %0,19 düşüş olduğu sonucuna varılmıştır. Türbin giriş havasındaki basınç farkı artışının sistem performansına etkileri yönünden filtre değişiminin maliyet analizi yapıldığında, belirlenen koşullar altında, her 2500 işletme saatinde (OH) ve basınç farkının ∆p=5 mbar değerine ulaştığında filtrelerin yenilenmesinin maliyet yönünden optimum seçenek olduğu değerlendirilmiştir. Ayrıca gaz türbininde yapılan C tipi bakım kapsamında tespit edilen bulgulara yönelik uygulanan işlemlerin gaz türbinindeki degradasyon etkilerini azaltarak bir sonraki bakıma kadar emre amadelikte ve güvenilirlikte önemli bir artış sağlayacağı öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Gaz türbini, periyodik bakım, muayene, sistem performansı, hava giriş filtresi

Etik Beyan

-

Destekleyen Kurum

-

Proje Numarası

-

Teşekkür

-

INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF GAS TURBINE PERIODIC MAINTENANCE ON SYSTEM PERFORMANCE

Öz

Gas turbines require periodic maintenance in a timely manner for sustainable operation. In this study, the 8th C type (combustion) maintenance of an Alstom (GE) GT13E2 1996 model gas turbine is investigated. The operations performed during the maintenance, findings and improvements are summarized. The effect of blockage due to contamination in the turbine inlet air filter system on the operating performance of the system is examined and the cost analysis of the filter replacement periods is carried out. By profiling the variation of the differential pressure (∆p) in the turbine inlet air filter system according to the turbine operating hours (OH), the effects of the differential pressure increase up to ∆p=15 mbar on inlet air flow rate, fuel consumption, turbine output power, heat rate and efficiency are analyzed. According to the data obtained, it was concluded that for every 2.5 mbar pressure drop there is 0.26% decrease in inlet air flow rate, 0.25% decrease in fuel consumption, 0.46% decrease in turbine output power, 0.18% increase in heat rate and 0.19% decrease in overall efficiency of the system. When the cost analysis of the filter replacement in terms of the effects of the differential pressure increase in the turbine inlet air on the system performance is performed, it is evaluated that under the specified conditions, replacement of the filters at every 2500 operating hours (OH) and when the differential pressure reaches ∆p=5 mbar is the optimum option in terms of cost. In addition, it is predicted that the treatments applied for the findings detected within the scope of C type maintenance performed on the gas turbine will provide a considerable increase in availability and reliability until the next maintenance by reducing the degradation effects on the gas turbine.

Anahtar Kelimeler

Gas turbine, periodic maintenance, inspection, system performance, air inlet filter

Proje Numarası

-

Kaynakça

• Beagle, D., Moran, B., McDufford, M., Merine, M. (2021). GER-3620P(01/21) Heavy-duty gas turbine operating and maintenance considerations. GE Power. Atlanta, GA. Erişim Adresi: https://www.gevernova.com/gas-power/ resources/technical-downloads/ger-3620p-operation-maintenance- considerations
• Boyce, Meherwan P. (2012). Gas Turbine Engineering Handbook. (Fourth Edition). Waltham: Butterworth-Heinemann.
• Brun, K., Kurz, R. (2010). Turbo myth busters. Turbomachinery International, 51(2), 40.
• Cilindro, A. (2015). Performance analysis and economic effects of maintenance and hot gas path inspection of a combined cycle power plant. Master Thesis, Università degli studi della Campania Luigi Vanvitelli, Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’Informazione, Caserta.
• Çetin, B. (2005). Çok amaçlı enerji üretim sistemlerinin termoekonomik optimizasyonu. Doktora Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Çetin, B. (2006). Gaz türbinlerinin optimal performans analizi. Doğuş Üniversitesi Dergisi, 7(1) 59-71.
• Diakunchak I. S. (1992, April). Performance degradation in industrial gas turbine. Journal of Engineering for Gas Turbine and Power, 114(2), 161-168. doi: https://doi.org/10.1115/1.2906565
• Freudenberg Filtration Technologies Product Catalog International. (2024). Compact pocket filter T 60 T 60 1/1 8L Viledon.
• Freudenberg Filtration Technologies Product Catalog International. (2024). Maxipleat cassette filters box type series, MX 98 R-D Viledon.
• ISO 3977–9:1999, (1999). Gas turbines – Procurement – Part 9: Reliability, availability, maintainability, and safety standard.
• İnternet: Alstom GT13E2 gas turbine information documentation. (2003). Erişim Adresi: :https://www.scribd.com/document/411248140/GT13E2- General-Data-pdf Son Erişim Tarihi: 15.06.2024
• Kappis, W. (2013). Compressors in gas turbine systems. Modern gas turbine systems, high efficiency, low emission, fuel flexible power generation, Wo- odhead Publishing Series in Energy, 20, Chapter 4.
• Knorr, R. H., Jarvis, G. (1975). Maintenance of industrial gas turbines. ASME Publication 75-GT-93. General Electric Company. Schenectady, New York.
• Kurz, R., Brun K. (May 2000). Degradation in gas turbine systems, Conference Paper in Journal of Engineering for Gas Turbines and Power.
• Kurz, R., Brun, K. (2001). Degradation in gas turbine systems, Transactions of the ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 123(1), 70-77. doi: https://doi.org/10.1115/1.1340629
• Kurz, R., Meher-Homji, C., Brun K., Moore J., Gonzalez F. (2013, October 1-3). Gas turbine performance and maintenance, Proceedings of the Forty-Second Turbomachinery Symposium, Houston, Texas, US.
• Loud, L. A. A. S. (1991). Gas turbine inlet air treatment. General Electric Company. Schenectady, New York.
• Meher-Homji, Cyrus B. (2000). The historical evolution of turbomachinery. Proceedings of the 29th Turbomachinery Symposium, Texas, 281-322.
• Tejedor, T. A., Singh, R., Pilidis P. (2013). Maintenance and repair of gas turbine components. Modern gas turbine systems, high efficiency, low emission, fuel flexible power generation, Woodhead Publishing Series in Energy, 20, Chapter 13.
• Tuğran Enerji A.Ş. (2023). EÜAŞ Tekirdağ Combined Cycle Power Plant (A) GT13E2 8th C-inspection Report. Tekirdağ.
• Wilcox, M., Baldwin, R., Garcia-Hernandez, A., Brun, K. (2010, April) Guideline for gas turbine inlet air filtration systems. Release 1.0. Gas Machinery Research Council, Southwest Research Institute.