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Réduire les coûts d'exploitation de la pompe dans la génération de puissance de la turbine à gaz

Production de pompes

Les pompes à grande échelle et à hautes performances ont traditionnellement été conçues pour répondre aux spécifications d'une application particulière sans avoir besoin de contrôler la vitesse. Cependant, les changements dans les conditions de fonctionnement après l'installation initiale peuvent entraîner l'absence de fonctionnement d'une pompe près de son meilleur point d'efficacité (BEP), ce qui rend le processus global moins efficace.

Alex Myers, directeur des ventes de systèmes d'adaptation chez Sulzer, examine les technologies les plus récentes pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts d'exploitation.

Conformément à tout ce qui se passe de nos voitures à des appareils ménagers, des usines, des bâtiments et des infrastructures, l'industrie de la production d'électricité est soumise à une pression pour devenir plus efficace. À mesure que le nombre de sites de production d'énergie renouvelable augmente, les sites générateurs traditionnels doivent compenser la disponibilité variable, en plus des fluctuations de la demande naturelle. Cependant, la conception originale des usines de cogénération, utilisant des turbines à gaz à cycle combiné (CCGT), doit fonctionner avec une puissance de sortie fixe et, en tant que telle, l'équipement de ces usines a été conçu pour remplir cette tâche.

Les usines à gaz sont de plus en plus obligées de fonctionner «hors pointe», ce qui signifie que la production doit être modifiée pour correspondre à la demande. Dans cette situation, la quantité fixe de pression de vapeur générée doit être décomposée à travers les vannes du système d'alimentation haute pression. La configuration d'un variateur de vitesse dans les pompes d'eau d'alimentation peut apporter des améliorations significatives de l'efficacité qui permettront également de minimiser les coûts d'exploitation.

Amélioration de l'efficacité grâce à un contrôle de vitesse innovant

Une usine de cogénération au gaz située dans une raffinerie en Allemagne a utilisé une pompe à eau de distribution de chaudière pour fournir 1,000 m3 / h (4,400 USGPM) d'eau, avec une tête de 1,355 m (4,450 ft). La pompe a été installée à une vitesse fixe fonctionnant à 2,980 rpm et a exigé un moteur 4.1 MW (5,500 hp) pour l'alimenter. Depuis l'installation initiale de la pompe, le cycle de production du client a considérablement changé et la pompe devait fonctionner sur une charge partielle en raison des changements de la demande d'énergie.

Afin de respecter le débit variable requis entre 500 m3 / h (2,200 USGPM) et 1,000 m3 / h (4,400 USGPM), la centrale utilisait une soupape à la décharge pour accélérer le débit. Cela signifiait que la tête générée était étranglée et que l'énergie et le coût de la création étaient gaspillés. Cette inefficacité encourue pourrait être évitée. Afin d'améliorer l'efficacité de la pompe d'alimentation, il fallait modifier sa plage de fonctionnement en configurant un mécanisme de contrôle de vitesse.

Initialement, le client a envisagé deux options plus classiques: un variateur de fréquence et un couplage de vitesse hydrodynamique. Cependant, ces deux solutions présentaient un certain nombre d'inconvénients: principalement la taille, les inconvénients et le coût d'installation du variateur de vitesse moyenne tension (VSD) et les pertes d'efficacité inhérentes du couplage. Ces deux options présentaient toutefois des avantages: le VSD offrait une bonne efficacité énergétique et le couplage était compact et relativement facile à monter, entre le moteur principal et la pompe.

Sulzer a proposé l'utilisation d'une troisième option innovante, qui a été développée pour l'industrie des énergies renouvelables et a fourni les avantages des solutions de rechange et aucun des négatifs. L'entraînement électromécanique à vitesse variable (CONTRON®) a offert une solution compacte et pratique qui pourrait être installée entre le moteur et la pompe et était extrêmement efficace en énergie, même plus que la grande VSD.

Pour cette application particulière, la combinaison d'un variateur de vitesse et d'un ensemble à engrenages mécanique se révélera être la solution idéale. Le train d'entraînement électromécanique CONTRON® permet au moteur principal de rester monté en ligne avec la pompe, mais utilise un dispositif d'engrenage planétaire entraîné par un servomoteur haute puissance et un système d'entraînement à vitesse variable en tant que suralimentation qui reprend progressivement comme opération requise Gouttes de vitesse.

Le vrai titre ici est que l'ajout du CONTRON® rend l'ensemble du système de transmission de puissance fournissant une puissance motrice à la pompe jusqu'à 95% efficace.

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