A Central Elétrica de Hunts Bay melhora o desempenho da turbina com resfriamento evaporativo

Desafios enfrentados pela indústria de geração de energia

A moderna tecnologia de turbinas a gás fez enormes progressos no aumento da capacidade da planta e na melhoria da eficiência, mas mesmo esses projetos modernos de usinas podem sofrer perda de calor, a menos que técnicas de resfriamento adequadas sejam implementadas. A Hunts Bay Power Station é uma usina de cogeração de ciclo combinado de 668 megawatts (MW) localizada em Kingston, Jamaica. A fábrica é propriedade da Jamaica Public Service Company Ltd. A instalação de Hunts Bay inclui três turbinas de combustão: duas GT Browns e uma GE Frame 7. Eles precisavam melhorar as operações da usina e aumentar a produção e a eficiência para recuperar energia e gerar maior receita. As emissões de óxidos nitrosos e monóxido de carbono também devem ser continuamente monitoradas e controladas na instalação, mantendo o impacto ambiental ao mínimo.

Aumento da demanda

A demanda média anual de eletricidade na Jamaica nos últimos dez anos foi de cerca de cinco por cento, e a previsão para os próximos cinco anos é de seis por cento ao ano. “Com base na nossa capacidade instalada atual de 668 Megawatts (MW), espera-se que a demanda ultrapasse a nossa capacidade de geração,” disse Dave Stamp, Engenheiro da Instalação da Usina de Hunts Bay. Essa situação levou a Jamaica Public Service Company Ltd. a investigar novas formas de aumentar economicamente a capacidade de suas unidades geradoras. Um desses métodos utiliza a tecnologia de resfriamento evaporativo, que resfria o ar de admissão para a turbina a gás. A solução Munters Como grandes quantidades de ar são necessárias para operar turbinas a gás, a potência gerada e o consumo de combustível dependem fortemente do fluxo de massa, qualidade e temperatura do ar ambiente que é aspirado para a câmara de combustão. “Quanto mais limpo e mais frio for o ar que entra na turbina, mais eficiente a turbina opera, o que leva a uma maior potência,” disse Stamp. “Por outro lado, à medida que a temperatura do ar de admissão aumenta, a potência cai e a eficiência diminui.” Para comprovar a adequação da tecnologia de resfriamento do ar de admissão às condições climáticas jamaicanas, um projeto piloto foi iniciado. A Turbina a Gás 4, uma unidade John Brown Engineering MS5001 (Frame 5) com classificação ISO de 25,5 MW [59°F e 14,7 psi absoluto (psia) de ar de admissão] e classificação no local de 21,750 MW [88°F e 14,7 psia], foi selecionada. “Conhecemos o resfriamento do ar de admissão quando vimos um anúncio da Munters sobre o assunto,” disse Stamp. “Posteriormente, entramos em contato para uma análise econômica.” Hunts Bay escolhe o sistema Munters TURBOdek Segundo Stamp, houve várias razões para a Hunts Bay escolher um sistema de resfriamento evaporativo na planta, em vez de outros métodos de resfriamento. “Escolhemos o resfriamento evaporativo devido à facilidade de instalação retrofit, baixo custo operacional e baixa queda de pressão na admissão,” disse Stamp. “Também foi a escolha econômica certa para nós e a unidade foi fácil de instalar.” O sistema Munters TURBOdek forneceu resfriamento ao ar de admissão durante o teste piloto, o que levou a instalações permanentes. As condições climáticas na Jamaica eram ideais para a instalação de resfriamento evaporativo. “Espera-se uma redução gradual na capacidade com o aumento da temperatura ambiente, e como Kingston tem altas temperaturas ambiente de 90-92°F nos meses de verão, apenas cerca de 85% da ISO MCR (resíduo micro de carbono) pode ser alcançado,” disse Stamp. Os resultados do teste piloto provaram que a Usina Hunts Bay se beneficiou da instalação do sistema de resfriamento evaporativo Munters. “Recuperamos até 10% da nossa capacidade de energia com a adição da unidade de resfriamento evaporativo,” disse Stamp. “Enquanto as empresas de energia em climas mais ao sul reconhecem o impacto que o resfriamento evaporativo pode ter no desempenho das turbinas, também estamos vendo oportunidades se desenvolverem até Toronto,” disse Larry Klekar, gerente de vendas da Divisão de Sistemas da Munters. “O resfriamento de admissão retorna o investimento tão rapidamente que as instalações são uma boa decisão na maior parte da América do Norte e do Sul.” “Resfriar o ar de combustão para uma usina de turbina a gás é uma maneira inteligente de obter mais potência,” disse Klekar. “Com o Sistema de Resfriamento Evaporativo Munters e uma temperatura seca ambiente de 95°F, é possível recuperar até 15% da potência perdida, apenas resfriando o ar de admissão.” Stamp observou: “Estamos extremamente satisfeitos com o desempenho das unidades de resfriamento evaporativo Munters e planejamos instalar mais unidades em nossas turbinas em breve.”