Wzrost wydajności o 70 000 MW/rok dzięki ECOMAX®
Elastyczne i dostosowane do potrzeb rozwiązanie do automatycznego dostrajania zwiększającego sprawność i wydajność instalacji
- Cele
-
- Wzrost mocy wyjściowej
- Mniejsze koszty konserwacji
- Sektory
-
- Przemysł
- Zasób
-
- Turbiny gazowe
- Lokalizacja
- Plaquemine Parish, Luizjana, Stany Zjednoczone
Opis projektu
W ramach realizacji długoterminowych celów w zakresie zrównoważonego rozwoju rafineria chemiczna posiadająca flotę złożoną z czterech turbin gazowych 7FA o mocy 172 MW chciała zmaksymalizować sprawność i wydajność swoich jednostek. Bez rozwiązania do automatycznego dostrajania klient był zmuszony zlecać dostrajanie dostawcy zewnętrznemu, co miało negatywny wpływ na zyski i pracę turbin. Potencjał wytwórczy jednostek nie był optymalnie wykorzystywany, czego skutkiem było nadmierne zużycie paliwa, skrócenie żywotności części i brak redukcji emisji CO2.
System ECOMAX® z modułem Tru-Curve umożliwił pracę turbin z maksymalnym spalaniem przez cały rok (co daje łącznie ponad 70 000 MW rocznie), zmniejszonym zużyciem paliwa i zmniejszoną emisją (o 27 000 ton CO2 rocznie).
Wyzwanie
Klient szukał systemu do automatycznego dostrajania, jak również konsultacji i szkoleń w zakresie obniżenia parametrów jednostek oraz prawidłowego odczytywania i identyfikacji priorytetu alertów generowanych przez system monitorowania dynamiki spalania (CDMS).
Posiadany przez klienta system CDMS wysyłał alerty w momencie przekroczenia limitów spalania, zaś sam klient miał podpisaną z producentem OEM umowę na monitorowanie zdalne, jednak sprowadzanie technika do ręcznego dostrojenia jednostek za każdym razem, kiedy system CDMS wskazał jakiś problem, okazało się kosztowne i mało efektywne. Narzędzie dobrze sprawdzało się w identyfikacji i raportowaniu, jednak nie umożliwiało przeprowadzania dostrajania we własnym zakresie.
Aby zmaksymalizować wydajność swojej instalacji, klient szukał sprawnego i responsywnego rozwiązania, które może być kontrolowane z poziomu zakładu. Dodatkowym wyzwaniem był fakt, że jednostki nie były wyposażone w sondy niefiltrowanych związków NOx, co ograniczało elastyczność systemu sterowania.
(Zdjęcie: układ spalania przed montażem systemu ECOMAX®)
Rozwiązanie EthosEnergy
Po rozmowach z zespołem inżynierów EthosEnergy klient zlecił nam zainstalowanie w jednej z jednostek systemu do automatycznego dostrajania ECOMAX® z modułem Tru-Curve. To znacząco zwiększyło elastyczność i poprawiło kontrolę nad jednostką z poziomu sterowni za pośrednictwem oprogramowania do sterowania turbiną. Dzięki temu nie trzeba było już więcej wzywać technika po każdej kontroli układu spalania i ścieżki gorących gazów czy innym dużym przeglądzie, co znacząco ograniczyło koszty i konieczność planowania. Nowy system umożliwił również dostrajanie maksymalnej temperatury spalania dla sezonów zimowego i letniego przy jednoczesnym ograniczeniu dynamiki spalania, wydłużeniu trwałości eksploatacyjnej komponentów oraz automatycznym obniżaniu parametrów turbiny w przypadku braku możliwości utrzymania dynamiki spalania poniżej zdefiniowanych limitów.
Ponieważ jednostka jest teraz zawsze prawidłowo dostrojona, może pracować z maksymalnymi wartościami spalania przez cały rok, co znacznie zwiększa jej wydajność.
Po przeprowadzeniu oceny po pełnym cyklu niezawodnej pracy i przeglądu komponentów układu spalania klient zdecydował się zastosować ten sam system w pozostałych trzech turbinach gazowych znajdujących się w tym zakładzie oraz – w późniejszym czasie – w ośmiu innych jednostkach należących do północnoamerykańskiej spółki macierzystej, w tym turbinach 7FA, 7EA i 501D.
(Zdjęcie: układ spalania po montażu systemu ECOMAX®)
Najważniejsze wyniki
- Wzrost temperatury spalania z 2400 do 2424 stopni Fahrenheita
- Jeden megawat mocy elektrycznej na każde 10 stopni wzrostu temperatury spalania, co zwiększa moc wyjściową o łącznie 9,6 MWe
- 8 mlb/hr (8000 pph) przepływu pary wysokoprężnej na każde 10 stopni wzrostu temperatury spalania, co zwiększa moc wyjściową o łącznie 10,4 MW ekw. pary
- 20 dodatkowych megawatów na każde 98 MMBtu dodatkowego paliwa (4,9 INHR)
- 465 tysięcy MMBtu oszczędności paliwa rocznie
- 27 200 ton CO2 rocznie mniej dzięki zwiększonej wydajności pary i obniżonej emisji CO uzyskanym w wyniku ulepszenia dostrajania
- Zwiększenie produkcji o ponad 70 000 MW rocznie z wydajnością 4,9 MMbtu/MW
O systemie ECOMAX® z modułem Tru-Curve
Spalanie ubogiej mieszanki utrzymuje emisje NOx na niskim poziomie, jednak zbyt duża ubogość może powodować niestabilność pracy turbiny. Ta niestabilność (dynamika spalania) powoduje kosztowne uszkodzenia komory spalania i znajdujących się za nią komponentów. Dostrajanie ręczne wymaga utrzymania zachowawczej równowagi między zgodnością z przepisami a dynamiką spalania.
ECOMAX® to w pełni automatyczna platforma umożliwiająca zarządzanie emisjami, elastyczną obsługę instalacji oraz zwiększenie sprawności cieplnej turbin gazowych pracujących w elektrowni. Podstawowy system automatycznie dostraja parametry tak, aby zachować stałą zgodność z normami emisji NOx i CO, stabilność płomienia i dopuszczalną dynamikę spalania.
Kluczowym parametrem wpływającym na wydajność turbiny gazowej (a tym samym i elektrowni) jest stosunek powietrza do paliwa. Mimo że zwiększenie wartości bazowej tego parametru poprawia moc wyjściową i sprawność cieplną, ma jednak negatywny wpływ na emisję i dynamikę spalania.
Tru-Curve® to stanowiący część ECOMAX® moduł zwiększający bazowy stosunek powietrza do paliwa. Zapewnia on optymalne przesunięcie wartości parametrów spalania w kierunku jednej z krawędzi obwiedni dopuszczalnych warunków eksploatacji przy jednoczesnym stałym utrzymywaniu przez ECOMAX® emisji i dynamiki spalania w obrębie tej obwiedni.
Dowiedz się więcej
-
Optymalizacja i modernizacja
EthosEnergy jest jedynym niezależnym dostawcą posiadającym doświadczenie i wiedzę w zakresie projektowania oraz zapewniającym responsywność niezbędną do szybkiego rozwiązywania wszelkich problemów poprzez optymalizację i modernizację.
-
Turbiny gazowe
Jako kompleksowy dostawca usług oferujemy szereg rozwiązań dla turbin gazowych różnych producentów OEM oraz części OEM do silników starszej generacji.