Découvrir les problèmes cachés grâce à un audit de performance thermique
Recommander des points d'action et quantifier leur impact
- Objectifs
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- Diminuer le coût thermique
- Augmenter la production d’énergie
- Augmenter la production de vapeur
- Secteurs
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- Production d'énergie
- Actif
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- Turbines à gaz lourdes
- Turbines à vapeur
- Localisation
- Midwest, NOUS
Le défi
Détecter un problème de perte de puissance
Le marché de la production d'électricité est de plus en plus concurrentiel. Il n'a jamais été aussi important de s'assurer que votre centrale électrique offre les meilleures performances. Mais comment pouvez-vous être sûr de tirer le meilleur parti de tous les actifs de votre centrale ?
Si vous êtes un opérateur expérimenté, vous pourrez peut-être détecter une légère diminution de la production de l'usine. Mais il est très difficile de l'identifier en cas de changement des conditions ambiantes. Et il est encore plus difficile d'en identifier la cause profonde ; des problèmes cachés peuvent être en jeu.
C’était exactement la situation de notre client, une centrale électrique à cycle combiné 4x2 dans le Midwest des États-Unis.
Nous assurions une surveillance à distance grâce à notre système Plant Health & Diagnostics (PHD Advance). Cela nous a permis d'alerter nos ingénieurs et l'usine sur les performances de la centrale. La puissance de sortie avait diminué d'environ 2,5 MW et se dégradait à un rythme plus rapide que prévu.
La question qui se posait alors était de savoir pourquoi. Qu’est-ce qui était à l’origine d’une baisse aussi brutale des performances ?
La solution
Identifier les enjeux, les actions et l'impact
La découverte de la cause du problème de performance n’était pas la seule préoccupation. En effet, lorsque votre installation subit une perte de puissance, vous souhaitez non seulement identifier la cause, mais également savoir ce que vous pouvez faire pour y remédier. Et si la solution proposée est réellement judicieuse sur le plan financier…
C'est pourquoi notre client nous a chargé de réaliser un audit de performance thermique.
Plutôt que de nous concentrer uniquement sur les performances de la turbine à gaz, nous effectuons une analyse approfondie de l'ensemble de l'installation. Nos ingénieurs expérimentés comparent chaque système aux données de performance des constructeurs et aux attentes du secteur. Cette approche holistique nous permet de prendre en compte les répercussions des mesures correctives potentielles.
Ici, l’un des problèmes que nous avons pu identifier était un problème avec la température de refroidissement du système de brumisation d’admission.
Le système de brumisation était pratiquement indépendant de toute surveillance du reste de l'usine. Il n'était pas relié à l'historique de l'usine et les données d'exploitation n'étaient pas facilement accessibles. Les opérateurs de l'usine n'avaient donc aucune indication de l'existence d'un problème. Ils n'avaient aucun moyen de voir si les performances du système de brumisation correspondaient à ce qui était prévu.
Mais nous nous efforçons de recueillir des données météorologiques de la région environnante, notamment celles de l'aéroport régional local. Ces données indiquaient que le système de brumisation ne refroidissait pas l'air d'admission autant qu'il le devrait et qu'il fonctionnait de manière inégale dans différentes conditions météorologiques. Cela coûtait à la centrale 3,5 MW et 72 Btu/kWh pour chacune des deux unités concernées.
Nous avons également identifié un certain nombre d’autres problèmes. Pour chacun d’entre eux, nous avons non seulement recommandé une mesure à prendre, mais nous avons également quantifié son impact probable, en termes de gains d’énergie prévus et d’économies de coûts attendues.
L'impact
Un chemin quantifié pour sauver des millions et récupérer des MW
Nous avons pu recommander une série de mesures qui pourraient permettre à l'usine d'économiser plus de 3 millions de dollars par an. Ces mesures comprenaient :
Diminution de la température de refroidissement du système de brumisation d'admission de 2°F
- Cela permettrait de récupérer 3,5 MW et 72 Btu/kWh pour chacune des deux unités concernées. En suivant notre recommandation,
Levée des contraintes de température auto-imposées pour le tir en gaine
- Jusqu'à 20 MW par unité pourraient être récupérés. Même une récupération de 10 % sur chaque unité pourrait se traduire par des revenus supplémentaires de plus de 1,6 million de dollars par an.
Réduire la température de 3 à 4 °F
- La température actuelle entraînait une sous-performance du condenseur du générateur à turbine à vapeur. La centrale perdait 1,3 MW et 9 Btu/kWh par unité et, si le problème n'avait pas été réglé, il aurait pu entraîner une perte annuelle potentielle de plus de 600 000 $.
Avancer un lavage à l'eau
- Les performances de la turbine se dégradaient lentement pendant la saison de production de pointe, ce qui entraînait une perte de 2,0 MW et de 200 Btu/kWh. En effectuant une courte interruption pour effectuer le lavage à l'eau, la centrale a évité une perte de production d'une valeur de plus de 300 000 $.
Ainsi, non seulement nous avons mis en lumière les points où les systèmes de l'usine étaient sous-performants, mais notre analyse technique complète a également montré la voie vers des économies de coûts importantes.