Hunts Bay Power Station verbetert de prestaties van de turbine met verdampingskoeling

Uitdagingen voor de energieopwekkingsindustrie

De moderne gasturbinetechnologie heeft enorme vooruitgang geboekt bij het vergroten van de capaciteit van de installatie en het verbeteren van de efficiëntie, maar zelfs deze moderne installatieontwerpen kunnen te maken krijgen met warmteverlies, tenzij de juiste koeltechnieken worden geïmplementeerd. De Hunts Bay Power Station is een warmtekrachtcentrale van 668 megawatt (MW) met gecombineerde cyclus in Kingston, Jamaica. De fabriek is eigendom van Jamaica Public Service Company Ltd. De Hunts Bay-faciliteit omvat drie verbrandingsturbines: twee GT Browns en één GE Frame 7. Ze moesten de werking van de fabriek verbeteren en de output en efficiëntie verhogen om stroom terug te winnen en meer inkomsten te genereren. De uitstoot van stikstofoxiden en koolmonoxide moet ook continu worden bewaakt en gecontroleerd in de faciliteit, waarbij de impact op het milieu tot een minimum wordt beperkt.

Toenemende vraag

De gemiddelde jaarlijkse vraag naar elektriciteit in Jamaica over de afgelopen tien jaar was ongeveer vijf procent, en de voorspelling voor de komende vijf jaar is zes procent per jaar. “Op basis van onze huidige geïnstalleerde capaciteit van 668 Megawatt (MW) wordt verwacht dat de vraag onze productiecapaciteit zal overschrijden,” zei Dave Stamp, faciliteitsingenieur van Hunts Bay Power Station. Deze situatie leidde ertoe dat Jamaica Public Service Company Ltd. nieuwe manieren onderzocht om economisch de capaciteit van haar generatoren te vergroten. Eén van die methoden maakt gebruik van verdampingskoelingstechnologie, die de inlaatlucht naar de gasturbine koelt. De Munters-oplossing Omdat grote hoeveelheden lucht nodig zijn om gasturbines te laten draaien, zijn het vermogen en het brandstofverbruik sterk afhankelijk van de massastroom, kwaliteit en omgevingstemperatuur van de lucht die de verbrandingskamer binnenkomt. “Hoe schoner en koeler de lucht die de turbine binnenkomt, hoe efficiënter de turbine werkt, wat leidt tot een hoger vermogen,” zei Stamp. “Omgekeerd, naarmate de inlaattemperatuur stijgt, daalt het vermogen en neemt de efficiëntie af.” Om de geschiktheid van inlaatkoelingstechnologie voor de klimatologische omstandigheden van Jamaica aan te tonen, werd een pilotproject gestart. Gasturbine 4, een John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) unit met een ISO-classificatie van 25,5 MW [59°F en 14,7 psia (pounds per square inch absolute) inlaatlucht] en een site-classificatie van 21.750 MW [88°F en 14,7 psia], werd geselecteerd. “We kwamen in aanraking met inlaatkoeling toen we een advertentie van Munters hierover zagen,” zei Stamp. “Later namen we contact met hen op voor een economische analyse.” Hunts Bay kiest voor Munters TURBOdek-systeem Volgens Stamp waren er verschillende redenen waarom Hunts Bay koos voor een verdampingskoelsysteem in de fabriek in plaats van andere koelmethoden. “We kozen voor verdampingskoeling vanwege de eenvoudige retrofit-installatie, lage bedrijfskosten en lage inlaatdrukval,” zei Stamp. “Het was ook de juiste economische keuze voor ons en het systeem was gemakkelijk te installeren.” Het Munters TURBOdek-systeem verzorgde de koeling van de inlaatlucht tijdens de pilottest, wat leidde tot permanente installaties. De klimatologische omstandigheden in Jamaica waren ideaal voor het installeren van verdampingskoeling. “Een geleidelijke capaciteitsvermindering wordt verwacht bij toenemende omgevingstemperatuur, en aangezien Kingston in de zomermaanden hoge omgevingstemperaturen van 90-92°F kent, kan slechts ongeveer 85% van de ISO MCR (micro carbon residue) worden gerealiseerd,” zei Stamp. De resultaten van de pilottest bewezen dat Hunts Bay Power Station profiteerde van de installatie van het Munters verdampingskoelsysteem. “We hebben tot wel 10% van onze vermogenscapaciteit teruggewonnen dankzij de toevoeging van de verdampingskoeleenheid,” zei Stamp. “Terwijl energiebedrijven in zuidelijke klimaten het effect van verdampingskoeling op turbineprestaties erkennen, zien we ook kansen tot zover noordelijk als Toronto,” zei Larry Klekar, salesmanager van Munters Systems Division. “Inlaatkoeling verdient zich zo snel terug dat installaties een goede keuze zijn in het grootste deel van Noord- en Zuid-Amerika.” “Het koelen van de verbrandingslucht voor een gasturbine-installatie is een slimme manier om meer vermogen te krijgen,” zei Klekar. “Met het Munters verdampingskoelsysteem en een omgevingstemperatuur van 95°F is het mogelijk om tot 15% van het verloren vermogen terug te winnen, alleen door de inlaatlucht te koelen.” Stamp merkte op: “We zijn zeer tevreden over de prestaties van de Munters verdampingskoeleenheden en we zijn van plan om binnenkort meer units op onze turbines te installeren.”