Augmentation de 70 000 MW par an grâce à ECOMAX®
Solution de réglage automatique flexible et réactive pour optimiser le rendement et l’efficacité
- Objectifs
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- Augmenter la production d’énergie
- Réduire les dépenses d’entretien
- Secteurs
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- Industriel
- Actif
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- Turbines à gaz
- Localisation
- Paroisse de Plaquemine, Louisiane, États-Unis
Aperçu du projet
Une raffinerie de produits chimiques avec un parc de quatre turbines à gaz 7FA de 172 MW cherchait à optimiser le rendement et l’efficacité de ses unités dans le cadre de ses objectifs de durabilité à long terme. En l’absence d’une solution à réglage automatique, le client était contraint d’embaucher un tiers pour réaliser des réglages manuels, ce qui avait un impact négatif sur les bénéfices nets et la performance des unités. Cela n’optimisait pas non plus le potentiel de production en MW, ce qui amenait les unités à brûler plus de combustible que nécessaire, diminuait la durée de vie des pièces et empêchait de minimiser les émissions de CO2.
ECOMAX® avec Tru-Curve permettait aux unités de s’approcher de la limite de combustion tout au long de l’année, en générant des gains en matière de rendement considérables (+70 000 MW cumulés par an), diminuait la consommation de combustible et réduisait fortement les émissions (27 000 tonnes de CO2 émises en moins par an).
Le défi
La centrale était à la recherche d’une solution de réglage automatique, ainsi que d’orientations et de formation pour diminuer la puissance nominale de leurs unités et lire et identifier correctement la signification des alertes du système de suivi de la dynamique de combustion (CDMS - combustion dynamics monitoring system).
Le CDMS donnait au client la possibilité de recevoir des alertes lorsqu’il dépassait les limites de combustion. Il avait un accord de suivi à distance avec l’OEM, mais il était coûteux et peu efficace de faire venir quelqu’un pour régler manuellement les unités à chaque fois que le CDMS indiquait un problème. L’outil actuel n’était utilisé que pour la production de rapports et l’identification, avec de médiocres possibilités de résoudre en interne les problèmes de réglage.
Pour maximiser l’efficacité, le client avait besoin d’une solution flexible et adaptable qui pouvait être contrôlée depuis l’intérieur de la centrale. S’ajoutait au défi le fait que les unités n’étaient pas équipées à l’origine de capteur de NOx brut, ce qui limitait leur flexibilité au sein du système de contrôle.
(Photo : matériel de combustion avant l’installation d’ECOMAX®)
La solution d’EthosEnergy
Suite à des discussions avec l’équipe d’ingénieurs d’EthosEnergy, la centrale a fait appel à l’entreprise pour installer le réglage automatique ECOMAX® avec Tru-Curve sur l’une des unités. Cela a permis plus de flexibilité et de contrôle depuis l’intérieur de la salle des commandes via un dispositif informatique de contrôleur de turbine. En conséquence, il n’était plus nécessaire qu’un expert se rende sur place après une inspection de la combustion, du circuit des gaz chauds ou une inspection majeure, ce qui impliquait des économies de temps et de coûts. Cela permettait également d’ajuster les températures maximales de combustion en hiver et en été, d’atténuer la dynamique de la chambre de combustion, d’augmenter la durée de vie des pièces, et de diminuer automatiquement la puissance nominale de la turbine à gaz si les dynamiques de combustion ne pouvaient être maintenues en dessous des limites établies.
Comme l’unité était toujours bien réglée, cela lui permettait d’opérer près de la limite de combustion tout au long de l’année, ce qui optimisait véritablement son rendement.
Après un cycle de fonctionnement complet et un examen du matériel de combustion, le même système a été installé avec succès sur les trois turbines à gaz restantes sur le site, puis sur huit autres unités de la société mère en Amérique du Nord, dont les types de machines suivants : 7FA, 7EA et 501D.
(Photo : matériel de combustion après l’installation d’ECOMAX®)
Principaux résultats
- Augmentation de la température de combustion de 2 400 à 2 424 °F (1 316 à 1 329 °C)
- Observation d’une hausse d’un MWé pour chaque tranche de 10 degrés de la température de combustion, soit une amélioration totale de la production de 9,6 MWé
- Observation d’une hausse de 8 mlb/h (8 000 lb/h) du débit vapeur HP pour chaque tranche de 10 degrés de la température de combustion, soit une amélioration totale de la production de 10,4 éqMW de vapeur
- 20 MW supplémentaires pour 98 MMBTU de combustible supplémentaire (4,9 INHR)
- 465 000 MMBTU par an de combustible économisé
- 27 200 tonnes par an d’émissions de CO2 en moins grâce à l’amélioration de l’efficacité de la vapeur et à la baisse des émissions de CO liées aux améliorations des réglages
- Plus de 70 000 nouveaux MW par an produits à un taux de 4,9 MMBTU par MW
À propos d’ECOMAX® avec Tru-Curve
Brûler une flamme de prémélange pauvre peut maintenir les émissions de NOx à un niveau faible ; mais une flamme trop pauvre peut entraîner l’instabilité. Cette instabilité (dynamique de la combustion) peut avoir pour résultat des dommages coûteux sur la chambre de combustion et les composants en aval. Les réglages manuels exigent un équilibre conservateur entre la conformité aux obligations d’émissions et la dynamique de la combustion.
ECOMAX® est une plateforme totalement automatisée qui gère les émissions, apporte un fonctionnement flexible et augmente l’efficacité thermique d’une centrale électrique à turbine à gaz. Le système de base automatise les réglages pour la conformité aux obligations d’émissions de NOx et CO, la stabilité de la flamme et une dynamique de la combustion acceptable.
Le rapport carburant-air de la turbine est un paramètre clé qui affecte le rendement de la turbine à gaz (et de la centrale). Élever le rapport carburant-air pour la charge de base de la turbine améliorera la production électrique et la consommation spécifique de chaleur ; mais les émissions et la dynamique de la chambre de combustion sont affectées négativement.
Tru-Curve® est un module d’ECOMAX® qui élève le rapport carburant-air pour la charge de base de la turbine. Spécifiquement, il s’agit d’une distorsion de l’opération de combustion vers l’un des bords de l’enveloppe opérationnelle, tandis qu’ECOMAX® continue à gérer les émissions et la dynamique de la chambre de combustion au sein de cette enveloppe.
En savoir plus
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Optimisations et mises à niveau
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Turbines à gaz
Fournisseur de services complets offrant des solutions de turbine à gaz dans une gamme d'OEM et en tant qu'OEM pour certains moteurs matures.