주의! 오래된 터빈을 개조할 때 가스 제어 밸브를 업그레이드하세요

Jun 23, 2023

미국 전역의 입법 조치로 인해 그린필드 천연가스 발전소에 대한 허가를 획득하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. 예를 들어, 뉴욕에서는 주 공무원들이 온실가스 배출 목표 달성에 장애물로 여겨졌기 때문에 제안된 두 개의 천연가스 발전소에 대한 허가를 거부했습니다.

2020년 뉴멕시코 공공 규제 위원회는 El Paso Electric Company의 새로운 천연가스 발전소 건설 계획을 취소했습니다. 이는 정부 관료들의 청정 에너지 목표를 뒤집는 것으로 여겨졌기 때문입니다. 그리고 캘리포니아에서는 전력 위원회가 새로운 가스 발전소에 대한 제안을 받아들이는 것에 대해서도 고르지 못한 메시지를 전달했습니다.

부분적으로 이러한 개발에 대응하여 가스 터빈 OEM(Original Equipment Manufacturer)은 국내 기존 터빈의 신뢰성, 유연성, 효율성 및 배출을 개선하기 위해 다양한 업그레이드 및 개조 패키지를 도입했습니다. 물론 태양광과 풍력 에너지는 날씨에 따라 변동됩니다. 전력 산업 전문가들은 가스 터빈을 업그레이드하는 것이 합리적인 전기 요금을 유지하고 미국 가정과 기업에 안정적인 전기 공급을 보장하는 데 중요하다고 믿습니다. 그리고 수력 발전뿐만 아니라 풍력 및 태양광 발전소의 성장에도 불구하고, 세계 자원 연구소(World Resources Institute)는 "천연가스가 향후 국가의 미래 전력 구성에서 중요한 역할을 할 것"이라고 지적합니다.

이러한 역할을 수행하려면 전력망의 상당 부분에 전력을 공급하는 장비를 보유한 천연 가스 터빈 운영자와 플랜트 소유자는 다음을 수행해야 합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 터빈 제조업체는 업그레이드된 제어 기술을 개조 패키지로 발전소에 판매하고 있습니다. 이러한 개선으로 원래 기대했던 20년을 훨씬 뛰어넘는 서비스 수명 연장이 가능해졌습니다. 이러한 업그레이드를 목표로 하는 대부분의 터빈은 10~25년 동안 사용되었습니다. 제조업체는 원래 이러한 터빈에 유압 작동식 제어 장치를 장착했으며, 이는 시운전 시 제공되는 제어 시스템과 함께 작동하도록 설계되었습니다.

터빈은 가스 제어 밸브와 가이드 베인 액츄에이터를 사용하여 제어 시스템의 명령을 기계적 위치로 변환하고 궁극적으로 다양한 부하와 주변 조건에서 천연 가스와 공기의 흐름을 터빈으로 조절합니다. 더욱이, 이러한 시스템의 특성상 상위 레벨 어셈블리 기반에서는 중복 가능성이 없습니다. 이중화는 구성 요소 수준(주로 전기 부품)에서만 달성할 수 있습니다. 이 중요한 장비는 시설의 단일 지점 오류입니다.

업그레이드된 제어 기술의 이점을 얻으려면 작동 조건에 따라 가스 및 가이드 베인 작동 시스템이 더 많이 요구됩니다. 예를 들어 향상된 제어 기술은 몇 초가 아닌 밀리초 단위로 조정할 수 있습니다. 이는 가스 제어 밸브에 더 높은 역동성을 부여하여 진동을 증가시키고 터빈 제조업체의 원래 설계 기준에서 동작 프로필을 변경합니다. 이로 인해 서보 밸브, 액추에이터 또는 가스 밸브 자체의 마모가 가속화될 수 있습니다. 이는 단일 지점 고장 장치이므로 터빈 운영자는 이러한 예측 가능성을 잃을까 봐 매우 염려해야 합니다.

제조업체는 몇 인치 이동 거리를 갖는 작동 시스템을 설계하지만 대부분의 터빈은 60~80% 이동 위치에 고정한 다음 최적의 성능을 달성하기 위해 해당 설정점을 중심으로 조정합니다. 이러한 미세한 조정은 매우 좁은 스트로크 밴드 내에서 진동하고 피스톤 링, 실린더 보어 및 기타 구성 요소를 마모시키는 미세한 동작 프로파일을 생성합니다. 수년 동안 이러한 구성 요소는 일반적으로 5년 이상의 서비스 수명을 제공했습니다. 업그레이드된 제어 기술이 적용되면서 새로운 작동 조건으로 인해 서비스 수명이 1년, 때로는 몇 달로 단축되었습니다. 여러 OEM 업그레이드로 인해 터빈 엔진의 주요 검사 주기도 증가한다는 점을 명심하십시오. 제어 밸브 정밀 검사 간격을 줄이는 것은 최종 목표에 역효과를 낳습니다.

마모가 특정 지점에 도달하면 생성된 미립자는 파손 지점에 도달할 때까지 마모를 가속화하는 연마 오염 물질로 작용합니다. 직선 관계보다는 마모 대 시간이 "하키 스틱" 프로필과 더 유사해 공장 소유주가 수리 및/또는 교체를 위해 유지 관리 팀을 동원할 시간이 줄어듭니다.