Seiring dengan terus meningkatnya penetrasi energi terbarukan, pembangkit listrik siklus gabungan tidak lagi beroperasi secara eksklusif sebagai fasilitas beban dasar. Bahkan pembangkit yang awalnya dirancang untuk tugas beban dasar kini semakin dituntut untuk beroperasi secara fleksibel, dengan frekuensi start-up dan shutdown yang lebih sering, penyesuaian beban yang lebih cepat, serta periode operasi pada beban parsial yang lebih lama. Seiring dengan semakin besarnya porsi pembangkit energi terbarukan yang terhubung ke jaringan listrik, fleksibilitas operasional akan menjadi persyaratan standar, bukan lagi pengecualian. Akibatnya, HRSG harus dirancang agar mampu menahan profil operasi yang menuntut ini sambil tetap menjaga keandalan dan kinerjanya.

Fleksibilitas bukan lagi sekadar fitur opsional bagi pabrik-pabrik baru; hal ini merupakan persyaratan desain mendasar untuk kesuksesan jangka panjang.

Perubahan profil operasi ini menimbulkan tuntutan baru bagi Generator Uap Pemulihan Panas (HRSG), yang harus memberikan fleksibilitas operasional yang lebih besar sekaligus menjaga integritas komponen-komponen penting.

Di sisi lain, kemajuan dalam teknologi turbin gas telah meningkatkan efisiensi keseluruhan pembangkit. Turbin gas yang lebih besar beroperasi pada suhu dan laju aliran gas buang yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan tekanan dan suhu yang lebih tinggi pada siklus bawah. Bagi HRSG, hal ini berarti komponen penahan tekanan harus lebih tebal untuk menahan kondisi tersebut. Namun, komponen yang lebih tebal mengalami tegangan termal yang lebih tinggi selama operasi siklik, sehingga membuat pemeliharaan fleksibilitas menjadi lebih menantang. Drum bertekanan tinggi, dengan ketebalan dindingnya yang besar, merupakan salah satu komponen paling kritis yang memengaruhi masa pakai dalam kondisi operasi siklik.

Untuk mengatasi tantangan ini, NEM Energy mengembangkan desain DrumPlus™ yang telah dipatenkan. Alih-alih menghilangkan drum uap, DrumPlus™ tetap mempertahankan konsep sirkulasi alami sekaligus secara signifikan mengurangi ukuran drum. Desain ini menggantikan drum bertekanan tinggi konvensional dengan drum pemisah kompak untuk pemisahan uap-air primer serta tabung pemisah untuk pemisahan sekunder. Diameter drum dan ketebalan dinding yang lebih kecil menghasilkan tegangan termal yang lebih rendah selama pengoperasian.

Berkat ketebalan dinding drum yang lebih tipis, DrumPlus™ mendukung proses start-up turbin gas tanpa hambatan dari HRSG. Teknologi ini telah terbukti keandalannya dalam operasi komersial. Di El Segundo FlexPlant™ 10 di California, yang telah beroperasi sejak 2013, kedua turbin gas SGT6-5000F dapat ditingkatkan daya operasinya tanpa batasan dari HRSG, sehingga memungkinkan penyaluran sekitar 300 MW ke jaringan listrik dalam waktu sepuluh menit sejak start-up dingin, dengan sisa daya yang tersedia dalam waktu kurang dari satu jam.

NEM telah semakin meningkatkan fleksibilitas pembangkit dengan menggabungkan DrumPlus™ dengan katup pengalih. Pembangkit siklus gabungan yang dilengkapi dengan katup pengalih dapat beroperasi baik dalam mode siklus sederhana maupun siklus gabungan. Namun, secara tradisional, peralihan dari operasi siklus sederhana ke siklus gabungan memerlukan turbin gas untuk menurunkan beban secara bertahap sementara HRSG dipanaskan secara bertahap. Untuk HRSG yang dalam keadaan dingin, prosedur konvensional ini dapat memakan waktu sekitar satu jam dan diperlukan untuk meminimalkan tegangan termal pada komponen-komponen kritis HRSG.

Dengan DrumPlus™ dan filosofi pengoperasian katup pengalih yang dioptimalkan, peralihan dari siklus sederhana ke siklus gabungan dapat dilakukan tanpa mengurangi beban turbin gas. Dengan mengendalikan aliran gas buang yang dialirkan ke HRSG, NEM telah mengembangkan prosedur peralihan yang dioptimalkan yang menyeimbangkan tegangan termal, fluktuasi tekanan, dan suhu komponen sekaligus melindungi komponen-komponen kritis HRSG. Dibandingkan dengan prosedur peralihan konvensional, operator dapat secara signifikan mengurangi waktu transisi, sekaligus menghemat biaya operasional dan mengurangi emisi NOₓ yang terkait dengan operasi beban parsial.

Teknologi ini saat ini sedang diterapkan di Pembangkit Listrik Siklus Gabungan Jizzakh di Uzbekistan, di mana turbin gas kelas F dipadukan dengan HRSG DrumPlus™, cerobong bypass, dan katup pengalih. Studi teknik dilakukan untuk mengoptimalkan prosedur peralihan beban di seluruh rentang beban siklus sambil tetap menjaga integritas HRSG.

Seiring dengan terus beroperasinya pembangkit listrik siklus gabungan dalam mendukung sistem tenaga listrik yang semakin didominasi oleh energi terbarukan, fleksibilitas operasional menjadi semakin penting. DrumPlus™ memungkinkan proses start-up yang lebih cepat serta peralihan yang cepat antara operasi siklus sederhana dan siklus gabungan, sekaligus mengurangi tegangan termal pada komponen-komponen kritis HRSG, sehingga operator dapat merespons perubahan permintaan jaringan listrik dengan lebih cepat.

Kunjungi www.nem-energy.com untuk mengetahui lebih lanjut tentang solusi HRSG yang fleksibel dari NEM.