Repowering JT Dudley, Sr. Generation Complex de la South Mississippi Electric Power Association

La remise en puissance de deux unités du complexe JT Dudley, Sr. Generation a ajouté 180 MW de capacité à haut rendement au portefeuille de South Mississippi Electric. La coopérative peut désormais autoproduire plus de 50 % de ses besoins en électricité.

Le complexe de production JT Dudley, Sr., détenu et exploité par South Mississippi Electric (SME), est situé dans le comté de Jones, dans le Mississippi. Initialement installées en 1968 dans ce qui s'appelait alors la centrale électrique de la Moselle, se trouvaient les unités 1, 2 et 3, centrales à vapeur conventionnelles de 60 MW presque identiques. Les unités 4 et 5, des turbines à combustion à cycle simple General Electric (GE) 7EA, ont été ajoutées en 1997 et 2005, respectivement.

Aujourd'hui, le complexe se compose de cinq unités capables de générer plus de 500 MW. La capacité supplémentaire rapportera des dividendes à long terme aux clients des PME sous la forme d'une fiabilité accrue du système et d'un meilleur contrôle de ses coûts de production. La coopérative prévoit qu'à partir de 2013, elle pourra autoproduire 51 % de ses besoins en électricité ; elle achète de l’électricité en gros pour le reste.

Le projet de repowering a converti les unités 1 et 2 en deux unités indépendantes à cycle combiné 1 x 1. Les deux chaudières à gaz d'origine ont été retirées et la source de vapeur de chaque unité a été remplacée par une nouvelle turbine à combustion (CT) GE 7EA et un générateur de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) de Vogt Power International (VPI). Le nouveau bloc électrique est situé à environ 400 pieds de la centrale existante, avec des canalisations et des chemins de câbles acheminés le long d'un support de canalisations à trois niveaux entre les HRSG et la centrale électrique (Figure 1).

La construction a commencé en août 2010. La date d'exploitation commerciale (COD) des turbines à combustion de l'unité 2 et de l'unité 1 en cycle simple était respectivement novembre et décembre 2011. Les dates de COD pour l'unité 2 et l'unité 1 en exploitation en cycle combiné étaient respectivement mai et novembre 2012.

Burns & McDonnell a fourni des services de conseil, de conception détaillée, d'approvisionnement, de gestion de la construction et de démarrage. SME a conçu, acheté et installé le transformateur élévateur du générateur CT et la ligne électrique d'interconnexion, ainsi que l'agrandissement du poste de commutation de l'usine existante.

Une approche multi-phases et multi-contrats a été utilisée pour le reste du projet. À partir d'août 2010, James Construction Group a lancé la construction avec les travaux de génie civil et les fondations du site, ainsi que la construction souterraine électrique et mécanique. Ensuite, PCL Constructors a suivi en décembre 2010 avec la partie turbine à combustion et cycle simple du projet de construction. Le groupe Saxon a géré les deux derniers contrats de construction majeurs : le montage électrique et du HRSG ainsi que le reste du cycle combiné de l'usine, les travaux ayant commencé en janvier 2011 (Figure 2).

L'ingénierie et la conception du projet de repowering ont été réalisées avec deux objectifs en tête : une flexibilité opérationnelle accrue et la réutilisation des équipements existants, lorsque cela était possible, afin de minimiser le coût du projet. L'équipement réutilisé comprenait la turbine à vapeur, les pompes d'alimentation de la chaudière, les pompes à condensats, le condenseur, les tours de refroidissement, le dégazeur, le système d'air de l'usine et l'évaporateur flash. Les détails sur les principaux composants et équipements utilisés dans le projet de repowering suivent.

Turbines à combustion. Les deux nouveaux TC GE 7EA alimentés au gaz naturel sont équipés de la technologie sèche à faible émission de NOx (DLN1) et chacun est évalué à environ 85 MW. Chaque CT est également équipé d'une technologie de refroidissement par évaporation, qui augmente la capacité estivale d'environ 8 MW. À pleine charge, les turbines à combustion fourniront un débit de 2 225 000 livres par heure de gaz d'échappement à 1 022 F à chaque HRSG (Figure 3).

Générateurs de vapeur à récupération de chaleur. Les VPI HRSG sont du type à tambour à circulation naturelle à deux pressions, sans réchauffage, avec flux de gaz horizontal et allumage par conduit. Un HRSG sans réchauffage à deux pressions maximise économiquement l'efficacité du cycle combiné des turbines à vapeur sans réchauffage remotorisées de la technologie des années 1960. Compte tenu des limites de débit de la turbine à vapeur et du coût d'une nouvelle turbine à vapeur, un HRSG avec plus de deux niveaux de pression n'était pas justifié en termes de coût.

Coen Co. Inc. a fourni le système de brûleur à conduit situé après la section de surchauffeur haute pression (HP) de finition dans le boîtier du HRSG. Le système comprend des stations de réduction de pression et de mesure du débit, des glissières de brûleur montées horizontalement sur le conduit HRSG, un système de gestion du brûleur et un support de soufflante d'air de refroidissement pour les scanners de flamme. L'alimentation en conduit du HRSG peut augmenter le débit de sortie du surchauffeur HP jusqu'à 60 %, ajoutant ainsi la possibilité de réagir rapidement aux fluctuations de charge.