Turbine Retrofit Reduces Hot Startup Time, Increases Revenues

Replacing legacy steam turbine controls with Emerson’s Ovation distributed control system technology enabled a Middle River Power plant to better adapt to fluctuations in renewable energy generation.

Middle River Power’s Tracy, Calif., plant.
Middle River Power’s Tracy, Calif., plant.

任何竞争赛跑者都会告诉您,如果您想成为第一个在终点线中打破磁带的街盒,那么街区的最快速度是一个很大的提升。中河力量加利福尼亚州特雷西的植物采用了相同的方法来生产巨额额外电量的速度。由艾默生管理的工厂的燃烧涡轮吹扫信贷改造项目将工厂的热启动时间减少30%。因此,预计将在年收入中获得额外的170,000美元。

一个综合循环发电厂,如中河动力的特蕾西植物,相结合了两个热力学循环,以提高燃气发电的整体效率。第一周期(Brayton)在燃气轮机发动机中完成。排气中所得到的热质量,否则可能在大气中排出到大气中,在称为热回收蒸汽发生器(HRSG)的热交换器中捕获,其中蒸汽被产生并送到蒸汽涡轮机(朗肯循环)以产生更多每单位燃料兆瓦燃烧的热速度显着降低。

旧金山东南80英里的特蕾西植物由中河电力LLC拥有,由北部公司运营。Retrofit项目是为了响应可再生能源产生的波动而启动,这导致323MW,2x1组合植物每年频繁地开始250至300次。每当可用时,风和太阳能资产通常被放入电网中,但由于它们是间歇性的,因此循环发电厂以平衡网格。

“Many combined cycle plants were designed for baseload or traditional generation. Cyclic operation increases the thermal stresses on plant equipment, which can lead to premature failures and forced outages,” explains艾默生Brett Benson。“市场变化需要需要更快地在线携带单位以平衡可再生,间歇性能源的可变性。快速带上单位的能力可以意味着系统操作员分派或闲置之间的区别。“

改变
除非是解决,否则骑自行车既可以减少单位可用性并提高成本。根据美国国家可再生能源实验室,“许多化石单位的运作和维护成本增加的一个主要原因是骑自行车。”

在改造项目之前,燃气燃烧的特雷西工厂需要进行20分钟,新的空气预先启动净化循环,以从燃烧系统中去除潜在的爆炸性残留燃料。净化循环扩展了总体启动时间,使工厂更大的延迟或失败的启动风险以及缺少其权力购买协议(PPA)调度义务,这可能会引发大量的财务处罚。

为了减少这种风险,幼稚利用国家防火协会的“NFPA 85:锅炉和燃烧系统危险码”的变化,这使得它们可以选择通过修改燃料和监测系统来消除预先开始的预清除。艾默生的交钥匙项目范围包括机械,电气和控制系统设计,以及安装和调试。

在用椭圆分布式控制系统技术上更换汽轮机控制和汽轮机控制和激励系统,除了燃烧涡轮机和管道燃烧器控制逻辑的相关变化外,艾默生还向燃料列车提供了国家防火协会标准的机械修改。

“[The] Tracy [plant] has seen immediate results following the implementation of the purge credit project, most notably significantly reduced startup time. Emerson’s technology and engineering resources got this project across the line for us, and we are extremely pleased with the results,” says Nick van Haeften, maintenance manager, NAES Corporation.

额外的好处
减少工厂的启动时间也可能有助于特蕾西工厂避免PPA失败的罚款费用,这可能超过每种事件300,000美元。在项目完成后的前两个星期内,由于旅行后重新启动的能力,避免了一个失败的开始,并且仍然达到派遣。

其他预期的经济和运营益处包括通过涡轮机消除20分钟的环境温度空气,并降低热回收蒸汽产生的热应力。这预计将通过推迟维护成本来延长单位的生命,这是超出了公用事业当前PPA的时间范围。总而言之,该项目有望导致仅在两到三年内投资回报。

“Today’s power market is more competitive than ever,” says Bob Yeager, president of Emerson’s power and water business. “NAES is a forward-thinking organization that recognized how the purge credit can boost reliability and revenue, thereby putting the Tracy plant in an excellent position to capitalize on future market opportunities.”

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