金莎线上平台经济驱动的煤制气动力转换

Splash_Allen combined cycle power plant

田纳西谷管理局的第三个燃煤电厂改为燃气联合循环发电,金莎线上平台在孟菲斯附近著名的艾伦工厂,田纳西在其天然气装置中创建了最高效的联合循环装置,and a continuation of the once 金莎线上平台coal-dominated utility's conversion to low-emissions technologies,starting with gas.

In April,田纳西河谷管理局(TVA)新的,1,100-MW,三台艾伦联合循环燃气发电厂在孟菲斯市中心西南5英里处投入商业运行。它是一个标志性的植物,因为它取代了两位老人,900-MW铭牌容量(和741-MW平均发电量)燃煤机组,金莎线上平台1959年开始商业运营。第三个单位,仍在运行,1970年开始商业化。

这是一个反映地区公共电力巨头TVA十年发电趋势的故事,几十年来,煤炭一直是这里的王者。金莎线上平台At its peak,TVA是全国最大的煤炭发电公司。金莎线上平台自2007以来,TVA已建成7座燃气联合循环发电厂,随着艾伦工厂去年4月投入商业运营,以及九个电站的几十台燃烧涡轮机。

艾伦项目是TVA第三次直接用联合循环燃气发电取代燃煤发电。金莎线上平台2012,TVA建造了880兆瓦约翰-塞维尔联合循环项目,near Rogersville,田纳西取代四台燃煤发电机组。金莎线上平台2017,联邦电力局将其位于肯塔基州西部的两个传说中的天堂燃煤机组替换为1,金莎线上平台000-MW combined cycle generating system,在2017年获得了电厂最高奖。奥马哈基威特公司是塞维尔的工程师,and engineer and constructor at the Paradise and Allen projects.

Dan LangstraatKiewit's project manager for the engineering portion of the Allen and Paradise contracts,告诉功率,"TVA是一个联邦政府机构,必须有竞争力地投标。我们必须赢得这份工作。”然而,他承认在TVA有着良好的工作经历是一个好处。

八月下旬,TVA宣布正在考虑关闭1,天堂150兆瓦3号机组,它于1970年投入使用。TVA表示,还将考虑关闭其950兆瓦发电机组,大约1967年在肯塔基州东部的一个布尔经金莎线上平台营的燃煤电厂。

在特朗普政府环境保护局(EPA)宣布其可负担得起的清洁能源规则一天后,TVA委员会宣布了这一决定。旨在取代奥巴马政府的清洁能源计划,which never was implemented.The current administration is taking steps that it hopes will revive the dying U.S.steam 金莎线上平金莎线上开户台coal industry,没有太多成功的证据。

艾伦项目包括一兆瓦的太阳能发电量,为项目提供电力。该项目还涉及与孟菲斯市的交易,它是艾伦工厂的原始所有者,使用从联合循环厂附近的废水处理厂捕获的甲烷。TVA投资2000万美元用于清洁设备,干燥的,将甲烷输送到发电厂。

Allen

学习曲线

The Allen plant consists of two GE 7HA.02 combustion turbines (Figure 1) and a Toshiba steam turbine.通用电气的涡轮机是该公司在格林维尔组装线的第五和第六台。南卡罗来纳州,在前四个被埃克塞隆收购之后。The design offers a new combined cycle efficiency of 62% to 65%,根据通用电气的说法。工程于2015年开工,预算内提前开工。

图1-GE 7HA.02燃气轮机
1。大而高效。The first GE 7HA.02 gas turbine was set in place at the Allen Combined Cycle Plant during the first week of August 2016.The plant began supplying power to the grid in April 2018.礼貌:田纳西谷管理局

艾伦计划被设计成天堂工作的伙伴,大约一年之后。Dan TibbsTVA主要项目总经理,说,"艾伦项目是有意与同样规模的天堂项目合作开发的,这样就可以复制设备并利用合同。”他说这种安排允许TVA和Kiewitto foresee potential issues a year ahead of time.This allowed us to immediately mitigate risks and very effectively implement a significant number of lessons learned.""

问题解决

While the Paradise project gave TVA and Kiewit a head start at the Allen combined cycle plant,这个团队确实需要在艾伦身上做一些独特的调整。其中很大程度上涉及了天堂公司使用的F级GE燃烧涡轮机和更新的GE燃烧涡轮机之间的差异,更高效的H级涡轮安装在艾伦(和基威特的第一个)。问题涉及发电机端子和离相母线端子的几何结构,它将非常大的电流从发电机输送到升压变压器。它们在F级和H级发电机上配置不同。

这种差异使工厂的结构工程复杂化了。基维特知道这件事会发生,朗斯特拉特说。通用电气在这项工作开始之前与基威特和其他相关人员举行了一次会议,并提供了有关新燃机的大量细节。"这并不奇怪,"他说。

Dan Ross,通用电气北美销售副总裁,告诉功率,"这些项目极其复杂。从第一天开始,我们让基威特参与了可施工性问题。可施工性和长期维护对客户来说非常重要。从一开始,这些团队打破了所有的障碍,集中精力分享想法和信息。”"

According to Kiewit,工程和施工团队随后与通用电气的结构钢供应商J&G Steel会面。基威特说,它和强生能够想出一些设计调整。"The final design was very clean and efficient,"said Kiewit,"几乎没有基耶维特钢柱落到地基上,这使得TVA可以方便地进入该区域的设备。”"

F级和H级机器之间的进一步差异也产生了一个问题。"H级机的发电机比典型的燃机发电机更类似于蒸汽涡轮式发电机,"Kiewit说。That led to a need for GE to rearrange the generator lube oil and compressed gas piping supply,"这是无缝完成的。”"

将太阳能场整合到电厂6.9千伏开关柜的平衡中也是一个挑战。成功地将太阳能场的直流(DC)电压转换成交流电(AC)。解决方案是一个程序,使直流-交流逆变器的灵敏度更高,"如果出现电子故障,能够向上游断路器发出信号。”"

项目的根

SevierParadise,艾伦的煤制气转换项目金莎线上平台是2011年与环保署达成的同意协议的结果,该协议旨在关闭田纳西州的工厂。亚拉巴马州肯塔基州减少常规污染物,包括二氧化硫,氮氧化物,and fine particulates.该解决方案涉及三个国家和四个环境宣传小组,以及TVA和EPA。合规截止日期为2018年12月。

该协议要求TVA要么安装先进的污染控制设备,要么让Sevier退休,艾伦and the first two Paradise units.In 2014,TVA announced it would spend $975 million to convert Allen to natural gas.天堂转换于2013年宣布。

艾伦煤厂起源于孟菲斯金莎线上平台光,气体,和水,which began construction in 1956.商业一代始于1959年,serving the city's baseload needs.It was named after Thomas H.艾伦市政公用事业公司前总裁。1964,TVA开始为市政当局运营工厂。TVA于1984年直接收购了艾伦工厂。

While the Allen conversion,早期的天堂和塞维尔·乔布斯,由于环保法规,that's not generally been the case in TVA's retreat from 金莎线上平台coal.The engine of change has been pure economics,以及天然气和可再生能源发电成本的长期下降。"我们在发电机组中所采取的行动是由经济因素推动的,而非环境法规,"TVA CEO Bill Johnson told his board in August.

In addition,TVA的电力需求没有增长,even though the region's population has increased.That's a result of more-efficient electric appliances and customer conservation.约翰逊说情况是真实的而且,most likely,"永久性的。”八月份在诺克斯维尔召开的TVA季度董事会会议上,Johnson said that TVA's remaining baseload 金莎线上平台coal fleet was not well-suited to follow load rapidly,气体提供的特性。

2007,TVA的发电组合包括58%的煤炭,金莎线上平台26%核,10% gas,and 6% hydro.今年,the mix is 40% nuclear;26%煤金莎线上平台;20%气体;10%水力发电;4%风,太阳能,以及能源效率。今天,TVA has six 金莎线上平台coal-fired stations operating 26 generating units: the Bull Run unit;2,600MW,田纳西州坎伯兰站两套;the 988-MW,田纳西州的四套Gallatin车站;the 1,700兆瓦,nine-unit Kingston station in Tennessee;the 1,750-MW,肯塔基州肖尼车站9单元;以及天堂第三单元。关闭Paradise和Bull-run电站的最终机组将使TVA的煤炭组合减少到四个电站,并将其燃煤发电量减少约2个。金莎线上平台100 MW,or more than 20%.

In addition to regulatory and economic pressures,TVA从煤炭向天然气和可再生能源的金莎线上平台转变是大型联邦电力局综合资源计划(IRP)的产物。In 2015,TVA adopted a major IRP,a first for the system,which charted its course for the next five years."I've been reading IRPs since the mid-1990s,"约翰逊,a veteran utility executive,said at the time."这是一个独特的IRP,因为它将效率和可再生能源视为资源,"不是事后诸葛亮。

2015年IRP声明,"我们通过开发一种独特的方法来衡量和模拟能源效率和可再生资源的财务成本,为它们奠定了新的基础,就好像它们是传统的发电厂一样。This method is a more disciplined approach than ever before that we believe creates a much better picture of how all resources can be best utilized to support load growth in the Valley.""

今天,TVA正在更新2015年计划。It said,"The 2019 IRP will explore various scenarios related to expansion of distributed energy resources (DER) in the Tennessee Valley.We will also seek to improve TVA's understanding of the impact and benefit of system flexibility with increasing renewable and distributed resources.""

美国公共权力协会评论说,TVA的大局是that demand in TVA's territory has been essentially flat over the past five years,and that trend is expected to continue as technological advances,消费者对发电和能源管理技术的需求,分布能量增加。”"

这意味着对现有燃煤机组的压力更大,金莎线上平台以及与Allen转换类似的天然气联合循环项目转换的持续可能性。如果TVA决定更多的联合循环项目,expect Kiewit to be among the bidders.在过去的几年里,"组合循环一直是我们的面包和黄油,"朗斯特拉特说。ω

-甘乃迪玉米是一个长期的能源记者和经常贡献力量。