Elektrownia Hunts Bay zwiększa wydajność turbiny dzięki chłodzeniu wyparnemu

Wyzwania stojące przed energetyką

Nowoczesna technologia turbin gazowych poczyniła ogromne postępy w zwiększaniu wydajności elektrowni i poprawie wydajności, ale nawet te nowoczesne projekty elektrowni mogą cierpieć z powodu strat ciepła, jeśli nie zostaną wdrożone odpowiednie techniki chłodzenia. Hunts Bay Power Station to elektrownia kogeneracyjna o mocy 668 MW w cyklu kombinowanym, zlokalizowana w Kingston na Jamajce. Zakład jest własnością Jamaica Public Service Company Ltd. W zakładzie w Hunts Bay znajdują się trzy turbiny spalinowe: dwie GT Browns i jedna GE Frame 7. Musieli usprawnić działanie zakładu oraz zwiększyć produkcję i wydajność, aby odzyskać energię i generować większe przychody. Emisje podtlenków azotu i tlenku węgla muszą być również stale monitorowane i kontrolowane w zakładzie, przy jednoczesnym ograniczeniu wpływu na środowisko do minimum.

Rosnący popyt

Średnie roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną na Jamajce w ciągu ostatnich dziesięciu lat wynosiło około pięciu procent, a prognoza na następne pięć lat to sześć procent rocznie. „Na podstawie naszej obecnej zainstalowanej mocy wynoszącej 668 megawatów (MW), oczekuje się, że zapotrzebowanie przekroczy naszą zdolność wytwórczą” — powiedział Dave Stamp, inżynier obiektu w Elektrowni Hunts Bay. Ta sytuacja skłoniła Jamaica Public Service Company Ltd. do poszukiwania nowych sposobów ekonomicznego zwiększenia mocy swoich jednostek wytwórczych. Jedną z takich metod jest wykorzystanie technologii chłodzenia adiabatycznego, która chłodzi powietrze zasysane do turbiny gazowej. Rozwiązanie Munters Ponieważ do pracy turbin gazowych potrzebne są duże ilości powietrza, moc wyjściowa i zużycie paliwa są w dużym stopniu zależne od przepływu masowego, jakości oraz temperatury powietrza otoczenia zasysanego do komory spalania. „Im czystsze i chłodniejsze powietrze trafia do turbiny, tym bardziej efektywnie ona pracuje, co prowadzi do wyższej mocy wyjściowej” — powiedział Stamp. „Natomiast wraz ze wzrostem temperatury powietrza wlotowego, moc spada, a efektywność maleje.” Aby udowodnić przydatność technologii chłodzenia powietrza wlotowego w warunkach klimatycznych Jamajki, rozpoczęto projekt pilotażowy. Wybrano turbinę gazową nr 4, jednostkę John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) z normą ISO na poziomie 25,5 MW [59°F i 14,7 psia powietrza wlotowego] oraz parametrami lokalnymi na poziomie 21,750 MW [88°F i 14,7 psia]. „Dowiedzieliśmy się o chłodzeniu powietrza wlotowego, gdy zauważyliśmy reklamę Munters na ten temat” — powiedział Stamp. „Później skontaktowaliśmy się z nimi w celu analizy ekonomicznej.” Hunts Bay wybiera system Munters TURBOdek Według Stampa, było kilka powodów, dla których Hunts Bay wybrał system chłodzenia adiabatycznego zamiast innych metod. „Wybraliśmy chłodzenie adiabatyczne ze względu na łatwość montażu retrofitowego, niskie koszty eksploatacji oraz niskie spadki ciśnienia powietrza wlotowego” — powiedział Stamp. „Był to także właściwy wybór ekonomiczny dla nas, a jednostkę łatwo było zainstalować.” System Munters TURBOdek zapewniał chłodzenie powietrza wlotowego podczas testu pilotażowego, co doprowadziło do instalacji stałych. Warunki klimatyczne na Jamajce były idealne do zastosowania chłodzenia adiabatycznego. „Spodziewany jest stopniowy spadek mocy przy wzroście temperatury otoczenia, a ponieważ w Kingston latem panują wysokie temperatury rzędu 90-92°F, można osiągnąć tylko około 85% wartości ISO MCR (micro carbon residue)” — powiedział Stamp. Wyniki testu pilotażowego pokazały, że Elektrownia Hunts Bay skorzystała na instalacji systemu chłodzenia adiabatycznego Munters. „Odzyskaliśmy nawet do 10% naszej mocy dzięki dodaniu jednostki chłodzenia adiabatycznego” — powiedział Stamp. „Podczas gdy firmy energetyczne w klimacie południowym dostrzegają wpływ chłodzenia adiabatycznego na wydajność turbin, widzimy również rozwijające się możliwości aż do Toronto” — powiedział Larry Klekar, menedżer sprzedaży w Munters Systems Division. „Chłodzenie wlotowe zwraca inwestycję tak szybko, że instalacje są dobrym wyborem na większości obszarów Ameryki Północnej i Południowej.” „Chłodzenie powietrza spalania dla elektrowni gazowej to inteligentny sposób na uzyskanie większej mocy” — powiedział Klekar. „Z systemem chłodzenia adiabatycznego Munters i temperaturą suchej kuli otoczenia wynoszącą 95°F, można odzyskać nawet do 15% utraconej mocy, tylko przez chłodzenie powietrza wlotowego.” Stamp dodał: „Jesteśmy bardzo zadowoleni z działania jednostek chłodzenia adiabatycznego Munters i planujemy zainstalować więcej jednostek na naszych turbinach w najbliższym czasie.”