Aumento di 70.000 MW all'anno tramite ECOMAX®
Soluzione di auto-sintonizzazione flessibile e reattiva per massimizzare le prestazioni e l'efficienza
- Obiettivi
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- Aumenta la potenza in uscita
- Riduci la spesa di manutenzione
- Settori
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- Industria
- Asset
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- Turbine a gas
- Sede
- Parrocchia di Plaquemine, Louisiana, Stati Uniti
Panoramica del progetto
Una raffineria chimica con una flotta di quattro turbine a gas 7FA da 172 MW stava cercando di massimizzare le prestazioni e l'efficienza delle proprie unità come parte dei propri obiettivi di sostenibilità a lungo termine. Senza una soluzione di auto-sintonizzazione, sono stati costretti a contrattare una terza parte per eseguire la messa a punto manuale che ha avuto un impatto negativo sui profitti e sulle prestazioni dell'unità. Inoltre, non ha massimizzato il potenziale di produzione di MW, il che ha fatto sì che le unità bruciassero più carburante del necessario, riducendo la durata dei componenti e non riducendo al minimo le emissioni di CO2.
ECOMAX® con Tru-Curve ha consentito alle unità di raggiungere il limite di accensione tutto l'anno, generando sostanziali guadagni in termini di prestazioni (oltre 70.000 MW cumulativi all'anno), consumo di carburante ridotto ed emissioni notevolmente ridotte (riduzione di 27.000 tonnellate di CO2 all'anno ).
La sfida
L'impianto era alla ricerca di una soluzione di auto-sintonizzazione, nonché di guida e istruzione sul declassamento delle proprie unità e sulla corretta lettura e identificazione del significato degli avvisi del sistema di monitoraggio della dinamica di combustione (CDMS).
Il CDMS dava loro la possibilità di ricevere avvisi quando superavano i limiti di combustione e avevano un accordo di monitoraggio remoto con l'OEM, tuttavia era costoso e inefficiente coinvolgere qualcuno per mettere a punto manualmente le unità ogni qualvolta che il CDMS indicava un problema. Lo strumento attuale era solo per la segnalazione e l'identificazione con poca capacità di risolvere internamente eventuali problemi di ottimizzazione.
Per massimizzare l'efficienza, avevano bisogno di una soluzione agile e reattiva che potesse essere controllata dall'interno dell'impianto. In aggiunta alla sfida, le unità inizialmente non avevano sonde NOx grezze, limitando la loro flessibilità all'interno del sistema di controllo.
(Foto: hardware di combustione prima dell'installazione di ECOMAX®)
La soluzione di EthosEnergy
Dopo aver discusso con il team di ingegneri di EthosEnergy, l'impianto ha incaricato EthosEnergy di installare ECOMAX® con l’auto-sintonizzazione Tru-Curve su una delle unità. Questo ha consentito una maggiore flessibilità e controllo dall'interno della sala di controllo tramite un'utilità di controllo della turbina basata su computer. Di conseguenza, non era più necessario che un sintonizzatore arrivasse in loco dopo un'ispezione della combustione, un'ispezione del percorso del gas caldo o un'ispezione importante, risparmiando sulla pianificazione e sui costi. Ha consentito inoltre la regolazione della temperatura massima di accensione invernale ed estiva mitigando la dinamica del combustore, una maggiore durata delle parti e il declassamento automatico della turbina a gas se la dinamica di combustione non poteva essere mantenuta al di sotto dei limiti stabiliti.
Poiché l'unità era sempre sintonizzata, questo ha consentito il funzionamento fino al limite di fuoco tutto l'anno, massimizzando davvero le prestazioni dell'unità.
Dopo un ciclo completo di runtime affidabile e una revisione dell'hardware di combustione, lo stesso sistema è stato installato con successo sulle restanti tre turbine a gas nel sito e successivamente su altre otto unità per la società madre in tutto il Nord America, inclusi i seguenti tipi di motori: 7FA, 7EA e 501D.
(Foto: hardware di combustione dopo l'installazione di ECOMAX®)
Risultati chiave
- Aumento della temperatura di cottura da 1316°C to 1329°C (da 2400 Fahrenheit a 2424 Fahrenheit)
- È stato osservato un MWe ogni 10 gradi di aumento della temperatura di cottura per un aumento della potenza totale di 9,6 MWe
- Sono stati osservati 8 mlb/ora (8000 pph) di flusso di vapore HP per ogni 10 gradi di aumento della temperatura di cottura per un aumento della produzione totale di 10,4 MWeqv di vapore
- 20 MW aggiuntivi per 98 MMBtu di carburante aggiuntivo (4,9 INHR)
- 465k MMBtu all'anno di risparmio di carburante
- 27.200 tonnellate all'anno di riduzione di CO2 grazie all'aumento dell'efficienza del vapore e una riduzione di CO dovuta ai miglioramenti della messa a punto
- Oltre 70.000 nuovi MWs all'anno prodotti a 4,9 MMBtu per MW
Informazioni su ECOMAX® con Tru-Curve
La combustione di una fiamma premiscelata magra può mantenere basse le emissioni di NOx; ma una fiamma troppo magra può causare instabilità. Questa instabilità (dinamica di combustione) può causare costosi danni alla camera di combustione e ai componenti a valle. La messa a punto manuale richiede un equilibrio conservativo tra la conformità alle emissioni e la dinamica della combustione.
ECOMAX® è una piattaforma completamente automatizzata che gestisce le emissioni, fornisce un funzionamento flessibile e aumenta l'efficienza termica di una centrale elettrica a turbina a gas. Il sistema di base automatizza la messa a punto per la conformità continua di NOx e CO, la stabilità della fiamma e una dinamica di combustione accettabile.
Il rapporto carburante/aria della turbina è un parametro chiave che influenza le prestazioni della turbina a gas (e della centrale elettrica). Sebbene l'aumento del rapporto carburante/aria del carico di base della turbina migliorerà la potenza e la velocità di riscaldamento; le emissioni e la dinamica del combustore sono influenzate negativamente.
Tru-Curve® è un modulo per ECOMAX® che aumenta il rapporto carburante/aria del carico di base della turbina. In particolare, si tratta di una distorsione dell'operazione di combustione verso un bordo dell'inviluppo operativo, mentre ECOMAX® continua a gestire le emissioni e la dinamica del combustore all'interno dell'involucro.
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