Repotenciando JT Dudley, Sr. Complexo de Geração da Associação de Energia Elétrica do Sul do Mississippi

A repotenciação de duas unidades no Complexo de Geração JT Dudley, Sr. adicionou 180 MW de capacidade de alta eficiência ao portfólio da South Mississippi Electric. Agora a cooperativa pode produzir por conta própria mais de 50% das suas necessidades de electricidade.

O Complexo de Geração JT Dudley, Sr., de propriedade e operado pela South Mississippi Electric (SME), está localizado em Jones County, Mississipi. Originalmente instaladas em 1968 no que era então chamado de Estação Geradora de Moselle estavam as Unidades 1, 2 e 3, usinas a vapor convencionais de 60 MW quase idênticas. As unidades 4 e 5, turbinas de combustão de ciclo simples General Electric (GE) 7EA, foram adicionadas em 1997 e 2005, respectivamente.

Hoje, o complexo é composto por cinco unidades capazes de gerar mais de 500 MW. A capacidade adicional trará dividendos a longo prazo aos clientes das PME, sob a forma de maior fiabilidade do sistema e de maior controlo sobre os seus custos de produção. A cooperativa prevê que a partir de 2013 poderá autogerar 51% das suas necessidades energéticas; ela compra energia em massa para o restante.

O projeto de repotenciação converteu as Unidades 1 e 2 em duas unidades independentes de ciclo combinado 1 x 1. Ambas as caldeiras a gás originais foram retiradas e a fonte de vapor de cada unidade foi substituída por uma nova turbina de combustão GE 7EA (CT) e um gerador de vapor de recuperação de calor (HRSG) da Vogt Power International (VPI). O novo bloco de energia está localizado a aproximadamente 400 pés da casa de força existente, com tubulação e bandeja de cabos roteadas ao longo de um rack de tubos de três níveis entre os HRSGs e a casa de força (Figura 1).

A construção começou em agosto de 2010. A data de operação comercial (COD) das turbinas de combustão da Unidade 2 e da Unidade 1 em operação de ciclo simples foi novembro e dezembro de 2011, respectivamente. As datas COD para a Unidade 2 e a Unidade 1 em operação de ciclo combinado foram maio e novembro de 2012, respectivamente.

Burns & McDonnell forneceu consultoria, projeto detalhado, compras, gerenciamento de construção e serviços iniciais. A SME projetou, adquiriu e instalou o transformador elevador do gerador CT e a linha de energia de interconexão, bem como a expansão do pátio de manobra da planta existente.

Uma abordagem multifásica e multicontratual foi usada no restante do projeto. A partir de agosto de 2010, o James Construction Group iniciou a construção com obras civis e fundações no local, além de construção subterrânea elétrica e mecânica. Em seguida, a PCL Constructors seguiu em dezembro de 2010 com a turbina de combustão e a parte de ciclo simples do projeto de construção. O Grupo Saxon administrou os dois últimos grandes contratos de construção: montagem elétrica e HRSG, além do equilíbrio do ciclo combinado da planta, iniciando os trabalhos em janeiro de 2011 (Figura 2).

A engenharia e o desenho do projeto de repotenciação foram realizados com dois objetivos em mente: maior flexibilidade operacional e reutilização de equipamentos existentes, sempre que viável, para minimizar o custo do projeto. Os equipamentos reutilizados incluíram turbina a vapor, bombas de alimentação de caldeira, bombas de condensado, condensador, torres de resfriamento, desaerador, sistema de ar da planta e evaporador flash. Seguem detalhes sobre os principais componentes e equipamentos utilizados no projeto de repotenciação.

Turbinas de Combustão. Os dois novos CTs GE 7EA movidos a gás natural estão equipados com tecnologia seca de baixo NOx (DLN1) e cada um tem capacidade nominal de ~85 MW. Cada CT também é equipado com tecnologia de resfriamento evaporativo, que aumenta a capacidade no verão em aproximadamente 8 MW. Em plena carga, as turbinas de combustão fornecerão um fluxo de 2.225.000 libras por hora de gases de escape a 1.022F para cada HRSG (Figura 3).

Geradores de vapor para recuperação de calor. Os VPI HRSGs são do tipo tambor de circulação natural, de duas pressões, sem reaquecimento, com fluxo de gás horizontal e disparo em duto. Um HRSG de duas pressões sem reaquecimento maximiza economicamente a eficiência do ciclo combinado das turbinas a vapor sem reaquecimento com tecnologia repotenciada da década de 1960. Dados os limites de fluxo da turbina a vapor e o custo de uma nova turbina a vapor, um HRSG com mais de dois níveis de pressão não era justificado em termos de custos.

forneceu o sistema de queimador de duto que está localizado após a seção final do superaquecedor de alta pressão (HP) dentro do revestimento do HRSG. O sistema inclui estações de redução de pressão e medição de vazão, corredores de queimadores montados horizontalmente no duto HRSG, um sistema de gerenciamento de queimador e um soprador de ar de resfriamento para scanners de chama. A queima do HRSG por duto pode aumentar a vazão de saída do superaquecedor HP em até 60%, adicionando assim a capacidade de responder rapidamente às flutuações de carga.