Elektrárna Hunts Bay zvyšuje výkon turbíny pomocí odpařovacího chlazení

Výzvy, kterým čelí energetický průmysl

Moderní technologie plynových turbín učinila obrovský pokrok při zvyšování kapacity zařízení a zlepšování účinnosti, ale i tyto moderní konstrukce elektráren mohou trpět tepelnými ztrátami, pokud nejsou implementovány správné chladicí techniky. Elektrárna Hunts Bay je kogenerační elektrárna s kombinovaným cyklem o výkonu 668 megawattů (MW), která se nachází v Kingstonu na Jamajce. Závod je vlastněn společností Jamaica Public Service Company Ltd. Zařízení v Hunts Bay zahrnuje tři spalovací turbíny: dvě GT Browns a jednu GE Frame 7. Potřebovali zlepšit provoz elektrárny a zvýšit výkon a efektivitu, aby získali zpět energii a generovali vyšší příjmy. Oxidy dusíku a emise oxidu uhelnatého musí být v zařízení nepřetržitě monitorovány a kontrolovány při zachování minimálního dopadu na životní prostředí.

Rostoucí poptávka

Průměrný roční růst poptávky po elektřině na Jamajce za posledních deset let činil přibližně pět procent a prognóza na příštích pět let předpokládá růst o šest procent ročně. „Na základě naší současné instalované kapacity 668 megawattů (MW) se očekává, že poptávka překročí naši výrobní kapacitu,“ uvedl Dave Stamp, provozní inženýr elektrárny Hunts Bay Power Station. Tato situace přiměla společnost Jamaica Public Service Company Ltd. k hledání nových způsobů, jak ekonomicky zvýšit kapacitu svých výrobních jednotek. Jednou z metod je využití technologie odpařovacího chlazení, která ochlazuje nasávaný vzduch pro plynovou turbínu. Řešení Munters Protože k provozu plynových turbín je potřeba velké množství vzduchu, výkon a spotřeba paliva silně závisí na hmotnostním průtoku, kvalitě a teplotě nasávaného vzduchu do spalovací komory. „Čím je vzduch nasávaný do turbíny čistší a chladnější, tím efektivněji turbína pracuje, což vede k vyššímu výkonu,“ řekl Stamp. „Naopak, když teplota nasávaného vzduchu stoupá, výkon klesá a účinnost se zhoršuje.“ Aby byla ověřena vhodnost technologie chlazení nasávaného vzduchu pro jamajské klimatické podmínky, byl spuštěn pilotní projekt. Byla vybrána turbína č. 4, jednotka John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) s ISO výkonem 25,5 MW [59 °F a 14,7 psia (absolutní tlak)] a provozním výkonem na místě 21,750 MW [88 °F a 14,7 psia]. „O chlazení nasávaného vzduchu jsme se dozvěděli, když jsme si všimli inzerátu od Munters na toto téma,“ řekl Stamp. „Později jsme je kontaktovali ohledně ekonomické analýzy.“ Hunts Bay volí systém Munters TURBOdek Podle Stampa existovalo několik důvodů, proč si elektrárna Hunts Bay vybrala pro chlazení odpařovací systém místo jiných metod. „Zvolili jsme odpařovací chlazení kvůli jednoduché dodatečné instalaci, nízkým provozním nákladům a nízkému tlakové ztrátě na vstupu,“ uvedl Stamp. „Byla to také správná ekonomická volba a jednotka se snadno instalovala.“ Systém Munters TURBOdek během pilotního testu ochlazoval nasávaný vzduch, což vedlo k jeho trvalému nasazení. Klimatické podmínky na Jamajce byly ideální pro instalaci odpařovacího chlazení. „S rostoucí okolní teplotou se očekává postupné snižování kapacity a jelikož má Kingston v letních měsících vysoké teploty 90–92 °F, je možné dosáhnout pouze asi 85 % ISO MCR (mikro uhlíkového zbytku),“ vysvětlil Stamp. Výsledky pilotního testu potvrdily, že elektrárna Hunts Bay těžila z instalace odpařovacího chladicího systému Munters. „Získali jsme zpět až 10 % naší výrobní kapacity díky přidání odpařovací jednotky,“ uvedl Stamp. „Zatímco energetické společnosti v jižních oblastech si uvědomují vliv, který může mít odpařovací chlazení na výkon turbín, vidíme nyní příležitosti i tak daleko na severu, jako je Toronto,“ řekl Larry Klekar, obchodní manažer divize systémů Munters. „Chlazení nasávaného vzduchu přináší návratnost investice tak rychle, že je instalace výhodným řešením ve většině oblastí Severní i Jižní Ameriky.“ „Chlazení spalovacího vzduchu u plynové turbíny je chytrý způsob, jak získat více výkonu,“ dodal Klekar. „S odpařovacím systémem Munters a při okolní teplotě 95 °F je možné získat zpět až 15 % ztraceného výkonu jen tím, že se ochladí nasávaný vzduch.“ Stamp doplnil: „Jsme mimořádně spokojeni s výkonem odpařovacích jednotek Munters a plánujeme v krátké době instalovat další jednotky na naše turbíny.“