Puterea nominală a unei turbine cu gaz este doar un punct de plecare pentru evaluarea unui proiect. Comparația mai relevantă vizează cantitatea de energie electrică netă pe care o poate furniza instalația în condițiile specifice amplasamentului, cantitatea de combustibil consumată pentru a o produce și capacitatea de a menține această performanță în intervalul de funcționare preconizat. Într-o zi călduroasă, o mașină cu o putere nominală mai mare poate furniza mai puțină putere utilizabilă decât se estimează sau poate consuma mai mult combustibil atunci când funcționează sub sarcina maximă.

Prin urmare, consumul specific de căldură, puterea electrică și condițiile amplasamentului trebuie evaluate împreună. Fiecare valoare depinde de un set definit de limite și ipoteze, iar acestea trebuie să corespundă înainte de a putea compara ofertele concurente.

Ce vă arată consumul specific de căldură despre consumul de combustibil

Consumul specific de căldură exprimă energia furnizată instalației prin combustibil pentru fiecare unitate de energie electrică produsă. Se indică de obicei în kJ/kWh sau Btu/kWh. Un consum specific de căldură mai mic înseamnă că este necesară mai puțină energie din combustibil pentru a genera aceeași putere electrică în condițiile specificate.

Relația dintre consumul specific de căldură și randament este directă atunci când ambele folosesc aceeași bază energetică și aceeași limită a instalației. Pe baza kJ/kWh, randamentul electric este egal cu 3.600 împărțit la consumul specific de căldură. Acest calcul este util numai dacă valorile descriu același aport de combustibil și același punct de măsurare a puterii electrice.

Două distincții modifică frecvent comparația:

• Putere brută versus putere netă: Puterea brută se măsoară la bornele generatorului. Puterea netă scade puterea electrică consumată de serviciile auxiliare din limita convenită a instalației. Consumul specific net de căldură este, de regulă, mai mare decât cel brut, deoarece folosește ca numitor puterea netă, care este mai mică.
• Putere calorifică inferioară versus superioară: Puterea calorifică inferioară (LHV) exclude căldura recuperabilă asociată condensării apei din produsele de ardere; puterea calorifică superioară (HHV) o include. Pentru același debit de combustibil și aceeași putere electrică, valoarea consumului specific de căldură calculată pe baza HHV va fi mai mare. Compararea unei valori LHV cu una HHV fără conversie poate face ca o ofertă să pară mai eficientă decât este în realitate.

Verificați și dacă valoarea declarată se referă doar la turbina cu gaz sau la întreaga instalație. O instalație cu ciclu combinat utilizează căldura gazelor de evacuare ale turbinei pentru a produce energie suplimentară, astfel încât consumul specific de căldură al instalației nu poate fi comparat direct cu cel al unei unități cu ciclu simplu.

Puterea nominală nu este neapărat puterea disponibilă la amplasament

Producătorii publică de obicei performanțele în condiții de referință specificate. Aceste valori sunt utile pentru o evaluare inițială, dar nu înlocuiesc un calcul al performanțelor specific amplasamentului. Condițiile aerului la admisie, pierderile de presiune, proprietățile combustibilului și limitele de funcționare influențează toate puterea disponibilă la amplasamentul proiectului.

În cazul unei obligații de furnizare a energiei electrice, definiți puterea necesară la punctul de livrare, nu doar la bornele generatorului. Diferența poate include consumul serviciilor auxiliare ale instalației, pierderile transformatorului și alte sarcini din limita convenită. Oferta trebuie să precizeze care dintre acestea sunt incluse și care rămân în afara calculului.

Contează și punctul de funcționare relevant. O instalație proiectată pentru temperatura medie anuală poate să nu atingă puterea necesară atunci când cererea atinge un vârf pe vreme mai caldă. În schimb, dimensionarea doar pentru cele mai severe condiții poate duce la utilizarea echipamentului, pe o mare parte din durata sa de viață, într-un regim de sarcină parțială ineficient. Decizia depinde de capacitatea necesară, de consecințele unei capacități insuficiente și de numărul preconizat de ore la fiecare sarcină.

Cum influențează condițiile amplasamentului performanța turbinei cu gaz

Temperatura ambiantă și altitudinea

Pe măsură ce temperatura aerului la admisie crește, densitatea aerului scade, în general. Compresorul aspiră atunci o masă mai mică de aer la același debit volumetric, ceea ce reduce, de regulă, puterea disponibilă a turbinei. Consumul specific de căldură se poate înrăutăți și el, deși amploarea efectului depinde de mașină și de sistemele sale de control. Altitudinea mare are un efect similar din cauza presiunii atmosferice mai scăzute: aerul mai puțin dens la admisie înseamnă, în general, un debit masic mai mic și o putere disponibilă mai redusă.

Evaluați puterea în raport cu profilul temperaturii de la amplasament, nu cu o singură valoare nominală a temperaturii ambiante. Cele mai importante situații sunt adesea condițiile în care capacitatea este necesară conform contractului și cele în care se va consuma cea mai mare parte a combustibilului. Acestea pot fi diferite.

Pierderile de presiune la admisie și evacuare

Filtrele de aer, atenuatoarele de zgomot, conductele și echipamentele de răcire a aerului la admisie generează pierderi de presiune înainte ca aerul să ajungă la compresor. Pe partea de evacuare, atenuatoarele de zgomot, conductele și echipamentele de recuperare a căldurii generează contrapresiune. Ambele pot reduce puterea și pot influența consumul specific de căldură.

Pierderile trebuie evaluate în condiții realiste de funcționare, inclusiv ținând cont de efectul colmatării filtrelor și de configurația de evacuare propusă. Un calcul al performanțelor bazat pe o admisie curată, cu pierderi reduse, poate să nu reflecte funcționarea în apropierea limitei de înlocuire a filtrului. În mod similar, nu se poate presupune că o turbină evaluată cu un simplu coș de evacuare își va menține aceeași putere atunci când este conectată la echipamente de recuperare a căldurii.

Umiditatea, combustibilul și apa de răcire

Umiditatea poate afecta proprietățile aerului la admisie și performanța sistemelor de răcire prin evaporare. Compoziția și puterea calorifică a combustibilului influențează debitul de combustibil, comportamentul arderii și sistemele de control al emisiilor; variațiile pot influența și limitele de funcționare. Specificația combustibilului utilizată în calculul performanțelor trebuie să reprezinte alimentarea preconizată, inclusiv intervalul permis, nu doar o compoziție nominală.

În proiectele cu ciclu combinat, temperatura și disponibilitatea apei de răcire pot afecta ciclul cu abur și, prin urmare, puterea totală a instalației. Evaluarea exclusivă a turbinei cu gaz nu va surprinde acest efect.

Randamentul la sarcină maximă reprezintă doar o parte din costul de exploatare

Consumul specific de căldură la sarcină maximă este relevant atunci când o unitate funcționează perioade îndelungate aproape de capacitatea nominală. Totuși, pentru instalațiile care își adaptează funcționarea la cerere, performanța la sarcină parțială poate avea o influență mai mare. Pe măsură ce puterea variază, setările sistemelor de control și energia necesară serviciilor auxiliare pot modifica consumul specific net de căldură. O unitate cu o valoare mai bună la sarcină maximă nu va consuma neapărat mai puțin combustibil pe parcursul unui an.

Solicitați o curbă de performanță pentru întregul interval de sarcină preconizat și corelați-o cu numărul de ore de funcționare estimat la fiecare punct. Includeți pornirile, opririle și perioadele de sarcină minimă atunci când acestea influențează semnificativ consumul de combustibil și disponibilitatea. Astfel, veți obține o estimare mai utilă a consumului de combustibil decât înmulțind un singur consum specific de căldură cu producția anuală de energie.

Răcirea aerului la admisie implică un compromis similar. Aceasta poate recupera o parte din puterea disponibilă în condiții de temperatură ridicată prin scăderea temperaturii aerului la intrarea în compresor, însă trebuie luate în considerare costul echipamentului, consumul auxiliar, pierderea de presiune și, pentru unele sisteme, consumul de apă. Valoarea sa depinde de frecvența cu care este necesară o capacitate mai mare la temperaturi ridicate și de măsura în care puterea netă suplimentară justifică aceste costuri.

Stabiliți limitele de performanță și de testare înainte de a compara ofertele

O evaluare tehnică solidă pornește de la un set comun de condiții pentru toți ofertanții. Solicitați puterea garantată și consumul specific de căldură în condițiile definite pentru amplasament, împreună cu curbe care arată cum se modifică performanța în funcție de temperatură și sarcină. Oferta trebuie să precizeze clar următoarele aspecte:

• Punctul de măsurare a energiei electrice, sarcinile auxiliare incluse și baza brută sau netă.
• Compoziția combustibilului, baza puterii calorifice și condițiile preconizate de alimentare cu combustibil.
• Temperatura ambiantă, presiunea, umiditatea și pierderile presupuse la admisie și evacuare.
• Configurația instalației, inclusiv orice echipament de recuperare a căldurii, răcire a aerului la admisie sau control al emisiilor.
• Condiția de funcționare pentru fiecare valoare, cum ar fi sarcina, configurația echipamentului și condițiile de răcire relevante.
• Metoda de testare a performanțelor, instrumentația, procedurile de corecție, incertitudinea măsurătorilor și modul de tratare a abaterilor de la condițiile de testare.

Standardele de testare aplicabile și cerințele contractuale trebuie specificate în mod consecvent în solicitarea de ofertă și convenite înainte de definitivarea garanțiilor. Curbele de corecție sunt deosebit de importante atunci când testarea nu poate fi efectuată exact în condițiile garanției: acestea definesc modul în care rezultatele măsurate sunt convertite la baza convenită.

În cazul unei centrale electrice complete, aceste limite influențează și interfețele dintre furnizorii de echipamente și părțile responsabile de proiectare, construcție și punere în funcțiune. SINO-QNP oferă servicii EPC pentru proiecte de centrale electrice, inclusiv inginerie, sisteme auxiliare și punere în funcțiune. Pentru un astfel de domeniu de lucrări, următorul pas util este alinierea ipotezelor privind performanța turbinei cu configurația reală a centralei și definirea responsabilităților pentru fiecare pierdere și sarcină auxiliară.

Cea mai bună ofertă nu este pur și simplu cea cu cel mai mic consum specific de căldură declarat sau cu cea mai mare putere nominală. Este cea care asigură capacitatea netă necesară în condițiile relevante ale amplasamentului, oferă un profil credibil al consumului de combustibil pentru regimul de funcționare preconizat și definește performanța în termeni care pot fi verificați prin testare.