La centrale électrique de Hunts Bay améliore les performances de la turbine grâce au refroidissement par évaporation

Les défis auxquels est confronté l’industrie de la production d’énergie

La technologie moderne des turbines à gaz a fait d’énormes progrès dans l’augmentation de la capacité et l’amélioration de l’efficacité des centrales, mais même ces conceptions modernes peuvent subir des pertes de chaleur à moins que des techniques de refroidissement appropriées ne soient mises en œuvre. La centrale électrique de Hunts Bay est une centrale de cogénération à cycle combiné de 668 mégawatts (MW) située à Kingston, en Jamaïque. L’usine appartient à Jamaica Public Service Company Ltd. L’installation de Hunts Bay comprend trois turbines à combustion : deux GT Brown et une GE Frame 7. Ils devaient améliorer le fonctionnement de l’usine et augmenter la production et l’efficacité afin de récupérer de l’énergie et de générer davantage de revenus. Les émissions d’oxydes d’azote et de monoxyde de carbone doivent également être surveillées et contrôlées en permanence dans l’installation tout en réduisant au minimum l’impact environnemental.

Demande croissante

La demande moyenne annuelle d’électricité en Jamaïque au cours des dix dernières années a été d’environ cinq pour cent, et les prévisions pour les cinq prochaines années sont de six pour cent par an. « Sur la base de notre capacité installée actuelle de 668 mégawatts (MW), il est prévu que la demande dépasse notre capacité de production », a déclaré Dave Stamp, ingénieur d’installation à la centrale électrique de Hunts Bay. Cette situation a conduit Jamaica Public Service Company Ltd. à étudier de nouvelles méthodes économiques pour augmenter la capacité de ses unités de production. L’une de ces méthodes utilise la technologie de refroidissement évaporatif, qui refroidit l’air d’admission de la turbine à gaz. La solution Munters Comme une grande quantité d’air est nécessaire pour faire fonctionner les turbines à gaz, la puissance de sortie et la consommation de carburant dépendent fortement du débit massique, de la qualité et de la température ambiante de l’air aspiré dans la chambre de combustion. « Plus l’air aspiré dans la turbine est propre et froid, plus la turbine fonctionne efficacement, ce qui conduit à une puissance de sortie plus élevée », a déclaré Stamp. « Inversement, lorsque la température de l’air d’admission augmente, la puissance diminue et l’efficacité baisse. » Afin de démontrer la pertinence de la technologie de refroidissement de l’air d’admission aux conditions climatiques jamaïcaines, un projet pilote a été lancé. La turbine à gaz n°4, une unité John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) avec une puissance nominale ISO de 25,5 MW [59°F et 14,7 psi absolus (psia) d’air d’admission] et une puissance nominale sur site de 21,750 MW [88°F et 14,7 psia], a été sélectionnée. « Nous avons découvert le refroidissement de l’air d’admission en voyant une publicité Munters à ce sujet », a déclaré Stamp. « Nous les avons ensuite contactés pour une analyse économique. » Hunts Bay choisit le système Munters TURBOdek Selon Stamp, plusieurs raisons ont conduit Hunts Bay à choisir un système de refroidissement évaporatif plutôt que d’autres méthodes. « Nous avons choisi le refroidissement évaporatif en raison de sa facilité d’installation en retrofit, de son faible coût de fonctionnement et de sa faible chute de pression à l’admission », a-t-il expliqué. « C’était aussi le choix économique approprié pour nous, et l’unité était facile à installer. » Le système Munters TURBOdek a fourni le refroidissement de l’air d’admission lors du test pilote, ce qui a conduit à des installations permanentes. Les conditions climatiques en Jamaïque étaient idéales pour l’installation du refroidissement évaporatif. « Une réduction progressive de la capacité est attendue avec l’augmentation de la température ambiante, et comme Kingston connaît des températures élevées de 90-92°F pendant les mois d’été, seulement environ 85 % de la puissance nominale ISO MCR (micro carbone résiduel) peut être réalisée », a indiqué Stamp. Les résultats du test pilote ont démontré que la centrale électrique de Hunts Bay a bénéficié de l’installation du système de refroidissement évaporatif Munters. « Nous avons récupéré jusqu’à 10 % de notre capacité de production grâce à l’ajout de l’unité de refroidissement évaporatif », a déclaré Stamp. « Alors que les compagnies d’électricité des climats méridionaux comprennent l’impact que le refroidissement évaporatif peut avoir sur la performance des turbines, nous constatons également des opportunités se développer jusqu’à Toronto, au nord », a ajouté Larry Klekar, directeur des ventes chez Munters Systems Division. « Le refroidissement de l’air d’admission permet un retour sur investissement si rapide que les installations sont une bonne décision dans la majeure partie de l’Amérique du Nord et du Sud. » « Refroidir l’air de combustion pour une centrale à turbine à gaz est une manière intelligente d’augmenter la puissance », a conclu Klekar. « Avec le système de refroidissement évaporatif Munters et une température sèche ambiante de 95°F, il est possible de récupérer jusqu’à 15 % de la puissance perdue simplement en refroidissant l’air d’admission. » Stamp a souligné : « Nous sommes extrêmement satisfaits des performances des unités de refroidissement évaporatif Munters et prévoyons d’installer prochainement d’autres unités sur nos turbines. »