La central eléctrica de Hunts Bay mejora el rendimiento de la turbina con enfriamiento evaporativo

Desafíos que enfrenta la industria de generación de energía

La tecnología moderna de turbinas de gas ha logrado un enorme progreso en el aumento de la capacidad de la planta y la mejora de la eficiencia, pero incluso estos diseños de plantas modernas pueden sufrir pérdida de calor a menos que se implementen técnicas de enfriamiento adecuadas. La central eléctrica de Hunts Bay es una central eléctrica de cogeneración de ciclo combinado de 668 megavatios (MW) ubicada en Kingston, Jamaica. La planta es propiedad de Jamaica Public Service Company Ltd. La instalación de Hunts Bay incluye tres turbinas de combustión: dos GT Browns y una GE Frame 7. Necesitaban mejorar las operaciones de la planta y aumentar la producción y la eficiencia para recuperar energía y generar mayores ingresos. Las emisiones de óxidos nitrosos y monóxido de carbono también deben monitorearse y controlarse continuamente en la instalación, manteniendo el impacto ambiental al mínimo.

Aumento de la demanda

La demanda anual promedio de electricidad en Jamaica durante los últimos diez años fue aproximadamente del cinco por ciento, y el pronóstico para los próximos cinco años es de un seis por ciento anual. “Basándonos en nuestra capacidad instalada actual de 668 Megavatios (MW), se espera que la demanda supere nuestra capacidad de generación,” dijo Dave Stamp, Ingeniero de la Planta en la Central Eléctrica Hunts Bay. Esta situación llevó a Jamaica Public Service Company Ltd. a investigar nuevas formas de aumentar económicamente la capacidad de sus unidades generadoras. Uno de estos métodos utiliza la tecnología de enfriamiento evaporativo, que enfría el aire de admisión para la turbina de gas. La solución Munters Debido a que se requieren grandes cantidades de aire para operar las turbinas de gas, la potencia y el consumo de combustible dependen en gran medida del flujo de masa, calidad y temperatura del aire ambiental que entra en la cámara de combustión. “Mientras más limpio y frío sea el aire que entra en la turbina, más eficiente será la operación de la turbina, lo que conduce a una mayor potencia,” dijo Stamp. “Por el contrario, a medida que la temperatura del aire de admisión aumenta, la potencia disminuye y la eficiencia baja.” Para demostrar la idoneidad de la tecnología de enfriamiento del aire de admisión en las condiciones climáticas jamaicanas, se inició un proyecto piloto. Se seleccionó la Turbina de Gas 4, una unidad John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) con una clasificación ISO de 25.5 MW [59°F y 14.7 libras por pulgada cuadrada absoluta (psia) de aire de admisión] y una clasificación en sitio de 21.750 MW [88°F y 14.7 psia]. “Nos enteramos del enfriamiento del aire de admisión cuando vimos un anuncio de Munters sobre el tema,” dijo Stamp. “Más tarde los contactamos para un análisis económico.” Hunts Bay elige el sistema Munters TURBOdek Según Stamp, hubo varias razones por las que Hunts Bay eligió un sistema de enfriamiento evaporativo en la planta en lugar de otros métodos de enfriamiento. “Elegimos el enfriamiento evaporativo debido a su facilidad de instalación retrofit, bajo costo operativo y baja caída de presión en la admisión,” dijo Stamp. “También fue la elección económica correcta para nosotros y la unidad fue fácil de instalar.” El sistema Munters TURBOdek proporcionó enfriamiento al aire de admisión durante la prueba piloto, lo que llevó a instalaciones permanentes. Las condiciones climáticas en Jamaica fueron ideales para la instalación de enfriamiento evaporativo. “Se espera una reducción gradual de la capacidad con el aumento de la temperatura ambiente, y dado que Kingston tiene altas temperaturas ambiente de 90-92°F en los meses de verano, solo se puede lograr alrededor del 85% del ISO MCR (residuo micro de carbono),” dijo Stamp. Los resultados de la prueba piloto demostraron que la Central Eléctrica Hunts Bay se benefició con la instalación del sistema de enfriamiento evaporativo Munters. “Recuperamos hasta un 10% de nuestra capacidad de energía con la adición de la unidad de enfriamiento evaporativo,” dijo Stamp. “Mientras las compañías eléctricas en climas más al sur reconocen el impacto que el enfriamiento evaporativo puede tener en el rendimiento de las turbinas, también estamos viendo oportunidades que se desarrollan hasta Toronto,” dijo Larry Klekar, gerente de ventas de la División de Sistemas de Munters. “El enfriamiento de admisión recupera la inversión tan rápidamente que las instalaciones son una buena decisión en la mayor parte de América del Norte y del Sur.” “Enfriar el aire de combustión para una planta de turbina de gas es una manera inteligente de obtener más potencia,” dijo Klekar. “Con el Sistema de Enfriamiento Evaporativo Munters y una temperatura seca ambiental de 95°F, es posible recuperar hasta un 15% de la potencia perdida, solo enfriando el aire de admisión.” Stamp señaló: “Estamos extremadamente satisfechos con el desempeño de las unidades de enfriamiento evaporativo Munters y planeamos instalar más unidades en nuestras turbinas en breve.”