Устройство мониторинга смолистого вещества, способ измерения смолистого вещества и система газовой турбины

Устройство мониторинга смолистого вещества, способ измерения смолистого вещества и система газовой турбины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для мониторинга смолистого вещества, образующегося в топливном газе, к способу измерения такого смолистого вещества и к системе газовой турбины, снабженной устройством для мониторинга. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству для мониторинга степени, в которой смолистое вещество налипает на камеру сгорания, трубы подачи топливного газа, клапаны и пр., и к способу измерения степени налипания смолистого вещества. Такое смолистое вещество может образовываться в топливном газе, когда топливный газ, подаваемый в камеру сгорания газовой турбины и т.п., находится под давлением. Настоящее изобретение также относится к системе газовой турбины, снабженной таким устройством для мониторинга смолистого вещества.

Предпосылки к созданию изобретения

На металлургических предприятиях и на заводах по производству кокса в качестве побочного продукта процесса производства кокса, в результате карбонизации угля, выделяется коксовый газ. Коксовый газ используется как топливо в металлургии, как бытовой газ и как топливо для электростанций. Основными компонентами коксового газа являются водород и метан, при этом в коксовом газе имеется летучие компоненты угля (бензол, толуол и ксилол), сульфиды и другие компоненты.

При использовании коксового газа в качестве топлива, например, для газовой турбины в системах генерирования электроэнергии этот коксовый газ перед подачей в камеру сгорания газовой турбины сжимают компрессором до высокого давления. Когда коксовый газ находится под высоким давлением, может возникать реакция полимеризации между оксидом азота (NO) и ненасыщенными диенами углеводорода (включая бутадиен, стирол, циклопентадиен и инден), которые в ультрамалых количествах имеются в коксовом газе, в результате чего возникает смола оксида азота (NO-смола). Сразу после образования такое смолистое вещество имеет форму плавучего вещества, содержащего мелкие частицы размером приблизительно 0,1 мкм, которое также называют "смолой газовой фазы". Затем смола газовой фазы окисляется и полимеризуется, в результате чего возникает коричневая или черная липкая жидкая смола.

Такая жидкая смола (далее именуемая "смолистое вещество") прилипает и отлагается на трубах подачи топливного газа, идущих к камере сгорания, и на любых внутренних деталях различных устройств, имеющихся в топливном трубопроводе. Эмпирически известно, что, например, в газотурбинной установке для генерирования электроэнергии большое количество жидкой смолы прилипает и отлагается на криволинейных внутренних поверхностях топливных трубопроводов, на внутренних поверхностях корпусов клапанов, на внутренних деталях и внутренних поверхностях различных трубопроводов и подобных компонентов. Поверх налипшего и отложившегося смолистого вещества возникают отложения пылевидного вещества, на которое вновь отлагается смолистое вещество, таким образом формируя слоистое отложение. Когда смолистое вещество и пыль прилипают и отлагаются на внутренние поверхности упомянутых труб и устройств, площадь сечения канала трубопровода уменьшается, а сопротивление подвижным частям каждого из устройств, включая клапаны, увеличивается. В результате увеличивается сопротивление потоку внутри трубопровода и возникают отказы клапанов или камеры сгорания, что может привести к внезапному аварийному останову системы. Поскольку стандартного способа измерения налипания и отложения смолистого вещества еще не существует, невозможно спрогнозировать возникновение аварийного останова системы, вызванного отложениями смолистого вещества.

Когда коксовый газ используется в качестве бытового газа и подвергается сжатию для доставки к удаленным потребителям, смолистое вещество может возникать и отлагаться так же, как описано выше.

Ниже перечислены известные способы ограничения объема образования смолистого вещества в коксовом газе или удаления образовавшегося смолистого вещества (см. также патентный документ 1).

(1) Оксид азота удаляют из коксового газа с помощью сульфида железа, активированного угля, тихим электрическим разрядом в условиях высокого давления, способом сохранения давления и т.п. Однако эти способы требуют больших систем, потребляют много энергии, и, следовательно, стоимость инвестиций в систему и эксплуатационные расходы увеличиваются. Кроме того, увеличивается объем работ по техническому обслуживанию. В результате стоимость очистки топлива становится высокой и стоимость генерирования электроэнергии существенно возрастает.

(2) Коксовый газ намеренно подают в емкость низкого давления для получения смолистого вещества. Полученное смолистое вещество, остающееся в коксовом газе, удаляют промывкой и т.п. Этот способ, однако, требует больших инвестиций, поскольку для него необходимы дорогие площади и огромный бак для хранения газа. Расходы на эксплуатацию также высоки из-за потребления огромного количества воды. Далее, эффективность процесса трудно повысить.

(3) Ненасыщенные диены, содержащиеся в коксовом газе, насыщают, используя дорогой катализатор, например никель или ванадий. Согласно этому способу, когда образуется большое количество смолистого вещества, это смолистое вещество конденсируется в микропорах катализатора и образует высокополимерную смолу, которая быстро снижает эффективность катализатора. Поэтому катализатор нужно часто менять, что увеличивает расходы на эксплуатацию и снижает экономическую эффективность генерирования электроэнергии.

Любой из вышеперечисленных способов требует больших затрат и использования высокоэффективной системы очистки. Даже если эти способы способны удалить большую часть смолистого вещества, они не могут удалить его полностью. Поскольку свойства коксового газа зависят от условий производства кокса, количества и форма, в которой образуется смолистое вещество, также изменяются. Поэтому в некоторых случаях в коксовом газе, даже после процесса очистки, остается смолистое вещество.

Следовательно, для определения степени отложений смолистого вещества в трубопроводах подачи топливного газа, в камере сгорании и пр., необходимо остановить работу системы и разобрать систему для визуальной проверки внутренних объемов системы. Далее, в то время как технологические процессы, включая процесс получения кокса, продолжают выполняться, продолжается генерирование побочных продуктов в форме газов. Поэтому частые остановки газотурбинной системы для проверки заранее определенных участков непрактичны. Поскольку эффективных предупредительных мер принять нельзя, систему приходится восстанавливать только после возникающих аварийных остановов.

Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии №SHO 59-230090.

Краткое описание изобретения

Проблемы, решаемые настоящим изобретением

Настоящее изобретение направлено на решение вышеописанных проблем. Соответственно, целью настоящего изобретения является создание устройства мониторинга и способа измерения, которые способны недорого и легко оценивать и измерять прилипание и отложение смолистого вещества, образующегося в топливном газе, в камере сгорания, в трубопроводах подачи топливного газа, подходящих к камере сгорания, в клапанах и т.п., и в газовой системе, снабженной устройством для мониторинга.

Средства решения проблем

Устройство мониторинга смолистого вещества по настоящему изобретению содержит:

измерительный канал, отходящий от канала подачи топливного газа, выполненного с возможностью подавать топливный газ в камеру сгорания, при этом измерительный канал выполнен с возможностью пропускать часть топливного газа для исследования;

устройство измерения смолистого вещества, установленное на измерительном канале и выполненное с возможностью измерять степень налипания смолистого вещества, образовавшегося в топливном газе,

при этом устройство измерения смолистого вещества содержит элемент имитирующего канала, для пропускания образца газа, сформированный путем имитации канала для подачи топливного газа, проходящего на участке, на котором осуществляется мониторинг смолистого вещества и расположенном после точки отвода, в которой измерительный канал отводится от канала подачи топливного газа, при этом устройство измерения смолистого вещества выполнено с возможностью измерять степень налипания смолистого вещества на элемент имитирующего канала.

Такая конструкция способна использовать тестовый газ, который идентичен по составу и состоянию топливному газу, и определять степень налипания и отложения смолистого вещества, образовавшегося в тестовом газе. Поэтому можно прогнозировать степень налипания и отложения смолистого вещества на реальном участке, на котором осуществляется мониторинг смолистого вещества, без необходимости разбирать этот реальный участок для мониторинга смолистого вещества и т.п.

Устройство измерения смолистого вещества может быть снабжено детектором перепада давлений для измерения перепада давлений между входным и выходным концами элемента имитирующего канала во время прохождения по этому элементу тестового газа. Этот признак позволяет определить степень налипания и отложения смолистого вещества на элемент имитирующего канала по изменению перепада давлений от измерения к измерению (в большинстве случаев это изменение заключается в увеличении перепада давлений).

Элемент имитирующего канала может быть выполнен из прозрачного материала, а устройство измерения смолистого вещества может быть далее снабжено фотоэлементом для количественного измерения света, пропущенного через элемент имитирующего канала. Этот признак позволяет определять степень налипания и отложения смолистого вещества на имитирующий канал по изменению количества прошедшего света от измерения к измерению (в большинстве случаев это изменение заключается в уменьшении количества прошедшего света).

Элемент имитирующего канала может быть выполнен съемным с устройства измерения смолистого вещества, и устройство измерения смолистого вещества может быть снабжено устройством для измерения веса, выполненным с возможностью измерять изменение веса смолистого вещества, налипшего на элемент имитирующего канала, снятый с устройства измерения смолистого вещества. Этот признак позволяет определить степень налипания и отложения смолистого вещества на имитирующий канал по изменению веса от измерения к измерению (в большинстве случаев это изменение заключается в увеличении веса). Устройство измерения веса может быть расположено рядом с элементом имитирующего канала или может быть удалено от точки измерений.

Устройство мониторинга смолистого вещества далее может содержать устройство регулирования потока, выполненное на измерительном канале для управления расходом тестового газа, при этом устройство регулирования потока может быть выполнено управляемым так, чтобы поддерживать по существу постоянным отношение между расходом тестового газа, подаваемого от точки отвода к устройству измерения смолистого вещества, и расходом топливного газа, подаваемого от точки отвода к участку, на котором осуществляется мониторинг смолистого вещества. Такая конструкция является предпочтительной, поскольку такая конструкция может учитывать случаи, например, когда расход топлива, подаваемого в камеру сгорания, меняется, и, следовательно, такая конструкция позволяет точно оценивать степень налипания и отложения смолистого вещества на участке, на котором осуществляется мониторинг, и определять неисправности, вызванные таким налипанием и отложением смолистого вещества.

Устройство управления потоком может быть выполнен так, чтобы период времени, необходимый для прохождения тестовым газом расстояния от точки отбора до устройства измерения смолистого вещества, и период времени, необходимый для прохождения топливным газом расстояния от точки отбора до участка, являющегося объектом мониторинга на смолистое вещество, были по существу равны друг другу. Что касается смолистого вещества, объем, в котором оно образуется, со временем изменяется, например смола оксида азота или смола оксида серы, и этот признак позволяет по существу уравнять условия формирования смолистого вещества на устройстве измерения с условиями формирования смолистого вещества на участке, являющемся объектом мониторинга. Таким образом, можно дополнительно повысить точность оценки налипания и отложения смолистого вещества.

Измерительный канал может содержать множество измерительных каналов, расположенных параллельно друг другу и снабженных устройствами регулирования потока и соответствующими устройствами измерения смолистого вещества, при этом устройства измерения смолистого вещества соответствующих измерительных каналов могут быть связаны с одним или разными участками, являющимися объектом мониторинга на смолистое вещество, и каждое из устройств регулирования потока выполнено с возможностью управления так, чтобы период времени, необходимый для прохождения тестовым газом расстояния от точки отвода до соответствующего устройства измерения смолистого вещества, и период времени, необходимый для прохождения топливным газом расстояния от точки отвода до того участка, который является объектом мониторинга соответствующего одного из устройств измерения смолистого вещества, были по существу равны друг другу.

Такая конструкция позволяет оценивать степень налипания и отложения смолистого вещества на каждом из разных участков трубопровода подачи топливного газа, являющихся объектом мониторинга на наличие смолистого вещества, и в то же время прогнозировать неисправности, вызванные налипанием и отложением смолистого вещества.

Имитирующий канал может иметь форму сечения, по существу повторяющую форму сечения реального канала топливного газа на участке, являющемся объектом мониторинга, но имеющую уменьшенные размеры. Этот признак позволяет эффективно и точно оценивать степень налипания и осаждения смолистого вещества на участке, являющемся объектом мониторинга, и прогнозировать неисправности, вызванные налипанием и отложением смолистого вещества.

Устройство мониторинга смолистого вещества далее может содержать управляющее устройство, в котором хранятся данные, где степень налипания смолистого вещества на элемент имитирующего канала, соотнесена со степенью налипания смолистого вещества на участке, являющемся объектом мониторинга, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью выдавать результат от устройства измерения смолистого вещества, когда этот результат достигнет заранее определенной величины налипания смолистого вещества.

Устройство мониторинга смолистого вещества далее может содержать управляющее устройство, в котором хранятся данные, где степень налипания смолистого вещества на элемент имитирующего канала, соотнесена с рабочими условиями участка, являющегося объектом мониторинга, и управляющее устройство может быть выполнено с возможностью выдавать информацию о результате от устройства измерения смолистого вещества, когда результат измерения достигнет заранее определенной величины налипания смолистого вещества.

Система газовой турбины по настоящему изобретению содержит:

канал подачи топливного газа, выполненный с возможностью подавать топливный газ на газовую турбину; и

устройство мониторинга смолистого вещества, соединенное с каналом подачи топливного газа,

при этом устройство мониторинга смолистого вещества является одним из устройств, описанных выше.

Канал подачи топливного газа может быть снабжен компрессором для сжатия топливного газа, а входной конец измерительного канала соединен с участком канала подачи топливного газа, расположенным после компрессора, а выходной конец соединен с участком канала подачи топливного газа, расположенным до компрессора.

Канал подачи топливного газа может быть снабжен компрессором для сжатия топливного газа и устройством регулирования потока топливного газа, расположенным после компрессора, при этом входной конец измерительного канала соединен с участком канала подачи топливного газа до устройства регулирования потока топливного газа, а выходной конец соединен с участком канала подачи топливного газа после устройства регулирования потока топливного газа.

Способ измерения смолистого вещества по настоящему изобретению содержит:

этап подготовки измерительного канала, при котором измерительный канал подключают для пропускания сквозь части топливного газа в качестве тестового газа в канал подачи топливного газа, выполненный с возможностью подавать топливный газ в камеру сгорания;

этап формирования имитирующего канала, при котором в измерительном канале формируют имитирующий канал для пропускания сквозь него тестового газа из канала подачи топливного газа, проходящего на участке, являющемся объектом мониторинга, который расположен после точки отвода, в которой измерительный канал отходит от канала подачи топливного газа;

этап предварительного измерения, при котором измеряют степень налипания смолистого вещества, образовавшегося в тестовом газе, на имитирующий канал при подаче топливного газа, и

этап измерения смолистого вещества, при котором измеряют степень налипания смолистого вещества, образовавшегося в топливном газе, на участок, являющийся объектом мониторинга, в соответствии с имитирующим каналом, на основе степени налипания смолистого вещества, измеренной на этапе предварительного измерения.

На этапе предварительного измерения можно измерять перепад давлений между входной стороной и выходной стороной элемента имитирующего канала во время пропускания тестового газа через имитирующий канал; и на этапе измерения смолистого вещества степень налипания смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, измеряют на основе перепада давления, измеренного на этапе предварительного измерения.

На этапе формирования имитирующего канала элемент имитирующего канала можно формировать из прозрачного материала, на этапе предварительного измерения можно измерять количество света, прошедшего сквозь элемент имитирующего канала, и на этапе измерения смолистого вещества степень налипания смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, можно определять на основании количества света, измеренного на этапе предварительного измерения.

На этапе формирования имитирующего канала элемент имитирующего канала, может быть выполнен съемным с измерительного канала; на этапе предварительного измерения можно измерять изменение веса налипшего смолистого вещества, измеряя вес элемента имитирующего канала; и на этапе измерения смолистого вещества степень налипания смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, можно определять по изменению веса, определенному на этапе предварительного измерения.

Способ измерения смолистого вещества далее может содержать:

первый этап калибровочного измерения, при котором определяют степень налипания смолистого вещества, образовавшегося в тестовом газе, на имитирующий канал во временных интервалах во время подачи топливного газа перед этапом предварительного измерения;

второй этап калибровочного измерения, при котором определяют степень налипания смолистого вещества на участке, являющемся объектом мониторинга в соответствии с имитирующим каналом одновременно с каждым из измерений на первом этапе калибровочного измерения; и

этап обработки данных, при котором соотносят результаты измерений, полученные на первом этапе калибровочного измерения с результатами измерений, полученными на втором этапе калибровочного измерения, и регистрируют такие соотнесенные друг с другом результаты в качестве эталонных данных измерения, при котором

на этапе измерения смолистого вещества степень налипания смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, которая соответствует степени налипания смолистого вещества на имитирующий канал, определенной на этапе предварительного измерения, обнаруживают, используя эталонные данные измерения.

Другой способ измерения смолистого вещества по настоящему изобретению содержит:

этап подготовки измерительного канала, на котором подключают измерительный канал, позволяя части топливного газа в качестве тестового газа, проходить по измерительному каналу в канал подачи газа, выполненный с возможностью подачи топливного газа в камеру сгорания;

этап формирования имитирующего канала, на котором в измерительном канале формируют имитирующий канал для пропускания сквозь него тестового газа, имитируя канал подачи топливного газа, проходящий на участке, являющемся объектом мониторинга и расположенном после точки отвода, в которой измерительный канал отведен от канала подачи топливного газа;

этап предварительного измерения, на котором определяют степень отложения смолистого вещества, образованного в тестовом газе, на имитирующий канал во время подачи топливного газа,

первый этап калибровочного измерения, на котором определяют степень налипания смолистого вещества, образованного в тестовом газе, на имитирующем канале во временных интервалах во время подачи топливного газа перед этапом предварительного определения;

третий этап калибровочного измерения, на котором определяют неисправность на участке, являющемся объектом мониторинга и соответствующем имитирующему каналу одновременно с каждым из измерений на первом этапе калибровочного измерения;

этап обработки данных, на котором соотносят результаты измерений, полученные на первом этапе калибровочного измерения, с результатами измерений, полученными на третьем этапе калибровочного измерения, и регистрируют такие соотнесенные друг с другом результаты как эталонные данные измерения; и

этап определения неисправности, на котором обнаруживают неисправность на участке, являющемся объектом мониторинга, соответствующем имитируемому каналу, на основе степени налипания смолистого вещества, обнаруженного на этапе предварительного измерения.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению имеется возможность недорого и легко оценивать и измерять налипание и отложение смолистого вещества, образовавшегося в топливном газе, на камеру сгорания и трубопроводы подачи топливного газа, подходящие к камере сгорания в системе газовой турбины и т.п.Таким образом, становится возможным прогнозировать ситуацию, в которой становится возможен внезапный аварийный останов системы, тем самым позволяя выполнять плановые остановки системы. В результате система может осуществлять стабилизированную непрерывную работу, не допуская внезапных аварийных остановов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема системы, иллюстрирующая газотурбинную электростанцию, содержащую устройство мониторинга смолистого вещества как один из вариантов настоящего изобретения.

Фиг.2(а)-2(с) - сечения, иллюстрирующие пример устройства измерения смолистого вещества, входящего в систему газотурбинной электростанции, показанной на фиг.1.

Фиг.3 - схема, иллюстрирующая систему газотурбинной электростанции, включающей устройство измерения смолистого вещества как другой вариант настоящего изобретения.

Фиг.4 - схема, иллюстрирующая систему газотурбинной электростанции, включающей устройство измерения смолистого вещества как еще один вариант настоящего изобретения.

Фиг.5 - схема, иллюстрирующая систему газотурбинной электростанции, включающей устройство измерения смолистого вещества как еще один вариант настоящего изобретения, и

Фиг.6 - диаграмма, иллюстрирующая пример соотношения между результатом измерения устройством измерения смолистого вещества по настоящему изобретению и плановой остановкой системы газотурбинной электростанции.

Подробное описание предпочтительных вариантов

Далее следует более подробное описание устройства для мониторинга смолистого вещества, способа измерения смолистого вещества и системы газовой турбины, содержащей устройство мониторинга смолистого вещества по настоящему изобретению со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг.1 представлена схема системы 1 газотурбинной электростанции (далее именуемая "система 1 электростанции") как один вариант газотурбинной системы по настоящему изобретению. Система 1 электростанции содержит трубопровод 4 подачи топливного газа, выполненный с возможностью подачи в камеру 3 сгорания газовой турбины 2 коксового газа в качестве топливного газа, компрессор 5 для сжимания топливного газа, расходомер 6 для измерения расхода топливного газа и клапан 7 регулирования потока для управления расходом топливного газа. Согласно настоящему изобретению компрессор 5 топлива может быть выполнен с возможностью привода двигателем 5а, однако он может приводиться в действие и газовой турбиной 2. Устройство 6 измерения расхода может быть расположено перед клапаном 7 регулирования потока или после него. В некоторых случаях на пути топлива от источника до компрессора 5 установлено непоказанное устройство, например пылевой фильтр, упрощенный узел обработки топлива или узел очистки топлива. С газовой турбиной 2 соединен воздушный компрессор 8.

Расходом топливного газа, сжатого до высокого давления компрессором 5, управляет клапан 7 регулирования потока в соответствии с нагрузкой на газовую турбину, и сжатый газ смешивается с воздухом, сжатым воздушным компрессором 8, и поступает в камеру 3 сгорания для сжигания. Сгоревший газ приводит в действие газовую турбину 2, которая, в свою очередь, приводит во вращение соединенный с ней электрический генератор 9 для выработки электроэнергии.

Система 1 электростанции содержит устройство 10 для мониторинга смолистого вещества (далее именуемое просто "устройство мониторинга"), которое является ее отличительным признаком. Устройство 10 мониторинга служит для оценки и мониторинга степени налипания и отложения смолистого вещества (которая включает величину налипания и отложения смолистого вещества), которое может налипать и отлагаться на участках, являющихся объектами мониторинга, включая внутренние поверхности трубопроводов и горелок (не показаны) камеры 3 сгорания и внутренние поверхности трубопровода 4 подачи топливного газа, клапана 7 регулирования расхода и других различных устройств. Такая оценка позволяет прогнозировать ситуации, в которых возможен внезапный аварийный останов газовой турбины 2, и, следовательно, осуществлять плановый останов газовой турбины 2 для устранения неисправностей, влияющих на работу электростанции. Таким образом, можно реализовать эффективное техническое обслуживание для восстановления системы 1 электростанции.

Участки, расположенные после компрессора 5 топлива, выбраны как объекты мониторинга потому, что смолистое вещество образуется, когда газ находится под высоким давлением, которое возникает на выходе компрессора. Поэтому, если существует возможность образования смолистого вещества на других участках, помимо расположенных после компрессора 5, например на участке до компрессора 5, можно установить устройство, способное осуществлять мониторинг таких участков.

Устройство 10 мониторинга содержит трубопровод 11 измерения смолистого вещества (далее именуется просто "измерительный трубопровод "), который соединяет с возможностью сообщения участок трубопровода 4 подачи топливного газа, расположенный перед топливным компрессором 5, с участком трубопровода 4 подачи топлива, расположенным после топливного компрессора 5 и перед всеми участками, являющимися объектом мониторинга. По измерительному трубопроводу 11 циркулирует часть топливного газа (далее именуемая "тестовый газ") от выходной стороны топливного компрессора 5, которая является стороной высокого давления, к входной стороне топливного компрессора 5. Далее точка соединения, в которой измерительный трубопровод 11 соединен с трубопроводом 4 подачи топливного газа после топливного компрессора 5, будет именоваться "первой точкой соединения (или входом измерительного трубопровода 11) С1". Соединительная точка, в которой измерительный трубопровод 11 соединен с участком трубопровода 4 подачи топливного газа перед топливным компрессором 5 будет именоваться "второй точкой соединения (или выходом измерительного трубопровода 11) С2".

Измерительный трубопровод 11 снабжен устройством 12 измерения смолистого вещества, образующегося в тестовом газе, расходомером 13 тестового газа, и клапаном 14 регулирования потока для регулирования расхода тестового газа. Одно из этих устройств, а именно расходомер 13 или клапан 14 регулирования потока, может быть установлено перед другим (или после другого). Имеется управляющее устройство 50, которое выдает команды на выполнение различных операций, включая управление открыванием каждого из клапанов 7 и 14 управления потоком, и выдает сигнал тревоги, на основе результатов измерения устройством 12 измерения смолистого вещества.

Устройство 12 измерения смолистого вещества содержит элемент 15 имитирующего канала, определяющий канал 15А, имитирующий форму канала подачи топливного газа, проходящего на участке, являющемся объектом мониторинга (например, в горелке камеры сгорания 3), и дифференциальный манометр 16 для измерения перепада давлений между входной стороной и выходной стороной имитирующего канала 15А. Измеряя перепад давлений между входной стороной и выходной стороной имитирующего канала 15А, можно оценить степень налипания и отложения смолистого вещества на имитирующем канале 15А. Например, степень налипания и отложения смолистого вещества на имитирующий канал 15А обнаруживается на основе величины перепада давлений, которая со временем увеличивается относительно эталонного значения (т.е. начальной величины), которое является величиной перепада давлений, полученной в начале работы системы 1 электростанции. Строго говоря, необходимо измерить степень налипания и отложения смолистого вещества на реальном участке, являющемся объектом мониторинга. Однако во время работы системы электростанции это сделать трудно, поэтому измеряют налипание смолистого вещества на имитирующем канале 15А. Поэтому такое измерение является, так сказать, предварительным измерением (пилотным измерением).

Устройство 10 для мониторинга отслеживает степень налипания и отложения смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга. Примеры участка, являющегося объектом мониторинга, включают, помимо прочего, количества налипания и отложения, которые можно выразить числовыми значениями (включая толщину отложения, вес, количество пропускаемого света и площадь сечения канала, по которому течет газ). Это вызвано тем, что конечной целью оценки и мониторинга является обеспечение стабилизированного и эффективного генерирования электроэнергии путем прогнозирования ситуации, в которой возможно возникновение внезапного аварийного останова газовой турбины 2, и путем эффективного использования плановых остановов газовой турбины 2 или принятия других мер, как описано выше. Поэтому налипание и отложение смолистого вещества можно оценивать количественно по другим величинам, которые могут эффективно преследовать конечную цель. То есть время, когда возникнет аварийный останов, можно прогнозировать недорого и легко, используя количественную оценку, основанную на эмпирическом правиле, заключающемся в том, что аварийный останов возникает, когда состояние налипания и отложения смолистого вещества достигает определенного уровня. Поэтому устройство 12 измерения смолистого вещества также может быть выполнено с возможностью измерения налипания и отложения смолистого вещества путем количественной оценки. Короче, любой способ оценки или нахождения может служить цели, если он соотнесен со степенью налипания и отложения смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга.

Весьма желательно, чтобы имитирующий канал 15А по форме, размерам и свойствам поверхности был идентичен каналу подачи газа в реальном участке, являющемся объектом мониторинга, а измерительный трубопровод 11 был полностью идентичен по форме сечения проходного канала, длине от первой соединительной точки С1 для имитирующего канала 15А, по форме трубопровода и т.п., участку трубопровода 4 подачи топливного газа, проходящему от первой соединительной точки С1 до участка, являющегося объектом мониторинга. Дополнительно, уравнивая расход и т.п. тестового газа с расходом топливного газа на участке, являющемся объектом мониторинга, по результатам измерения, выполненного устройством 12 для измерения смолистого вещества, можно давать точные прогнозы. Однако с точки зрения экономической эффективности во время работы непрактично заводить на циркуляцию приблизительно половину от общего количества подаваемого топливного газа в устройстве 10 для мониторинга. Поэтому форма и размеры каждого участка устройства 10 для мониторинга, а также расход газа и давление газа в устройстве 10 для мониторинга предпочтительно не идентичны соответствующим параметрам, но уменьшены относительно них. Участок устройства 10 для мониторинга, который соответствует участку, являющемуся объектом мониторинга, может иметь простую геометрическую форму в отличие от участка, являющегося объектом мониторинга, как будет описано ниже.

Кроме того, важно, чтобы давление и температура тестового газа были по существу равны давлению и температуре топливного газа в трубопроводе 4. Для этого измерительный трубопровод 11 может быть снабжен регулятором давления, регулятором температуры, датчиком температуры, датчиком давления и пр.

Оценка налипания и отложения смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, на момент проведения оценки производится путем определения степени налипания и отложения смолистого вещества на имитирующий канал 15А. На основе этой оценочной степени налипания и отложения смолистого вещества на участок, являющийся объектом мониторинга, делается заключение, нужно или нет останавливать работу, и/или определяется, когда нужно остановить работу. Если нужно остановить работу, составляется план остановки и пр.

Предпочтительно осуществлять регулировки так, чтобы период времени, необходимый тестовому газу для прохождения от входа С1 измерительного трубопровода до устройства 12 измерения смолистого вещества, по существу был равен периоду времени, необходимому топливному газу для прохождения от входа С1 измерительного трубопровода для участка, являющегося объектом мониторинга. Это вызвано тем, что количество смолистого вещества, образующееся в газе под высоким давлением, изменяется со временем, и, следовательно, накопленное количество смолистого вещества меняется в соответствии с периодом времени, прошедшим от момента, когда газ проходит через выход топливного компрессора 5, сжимающего газ до высокого давления. Даже когда свойства топливного газа, включая его состав, подвергаются флуктуациям, условия имитации налипания и отложения в имитирующем канале 15А устройства 12 измерения смолистого вещества остаются идентичными реальным условиям, в которых смолистое вещество налипает и отлагается на такой участок, являющийся объектом мониторинга, например горелка камеры сгорания. Это объясняется тем, что отделенный поток газа попадает на устройство 12 измерения смолистого вещества одновременно с достижением потоком топливного газа участка, являющегося объектом мониторинга, при этом газ обоих потоков имеет одни и те же свойства. В результате повышается точность прогнозирования степени налипания и отложения смолистого вещества на участке, являющемся объектом мониторинга.

Для этого расходы газа соответственно измеряют расходомером 6, установленным на трубопроводе 4 подачи топливного газа и расходомером 13, установленным на измерительном трубопроводе 11. Период времени, затрачиваемого газом на достижение участка