Perfil de Energia - Hurricane City, Utah

Hurricane City Power precisa aumentar a capacidade de geração em resposta à crescente demanda por energia

Cliente: Hurricane City Power

Local: Hurricane, Utah

Solução: Seis grupos geradores a gás natural Cat® G3520C produzindo 11,64 MW
Catalisadores de Oxidação Cat
Gerenciamento do projeto, incluindo análise e cálculo do projeto, instalação do sistema, comissionamento e preparação da instalação no local, além de Cobertura Estendida de Manutenção (ESC, Extended Service Coverage)

Revendedor Cat: Wheeler Power Systems
Salt Lake City, Utah

Necessidade de Energia

A recente volatilidade no mercado de energia estava afetando muito o orçamento do departamento de energia na cidade de Hurricane, em Utah. A Hurricane City Power abastece os 12.000 residentes e empresas nessa comunidade em desenvolvimento na área mais ao sudoeste de Utah. Aposentados e outras pessoas que procuram invernos quentes e cenários deslumbrantes fizeram da região uma das áreas de crescimento mais rápido no país.

A população de Hurricane saltou de 8.250 em 2000 para 12.084 em 2006 - um aumento de 46,5 por cento. Esse crescimento pressionou o sistema de energia municipal, especialmente no verão quando as temperaturas durante o dia geralmente atingem ou excedem 110 °F. Essa demanda, junto com os altos preços no mercado de energia, forçou a cidade a mergulhar em reservas orçamentárias para pagar pela energia alguns anos seguidos, de acordo com o prefeito Clark Fawcett.cording to City Manager Clark Fawcett.

Solução

“Nossa primeira investida em geração de energia de reserva começou como preparação para as possíveis falhas de energia previstas para a mudança Y2K”, disse Dave Imlay, diretor de energia de Hurricane. Ao mesmo tempo, problemas contínuos de fornecimento de energia na Costa Oeste começaram a tornar a compra de energia muito cara para Hurricane. Para tratar esses dois problemas, a cidade instalou três grupos geradores a diesel Cat® 3516B em 1999. Entretanto, as mudanças nos preços e nas normas de energia, junto com os preços crescentes do diesel, deixaram a operação dos motores diesel menos recompensadora em termos financeiros. Hurricane decidiu procurar grupos geradores a gás natural para diversificar suas opções de fornecimento de combustível e maximizar a economia. Por isso, três anos depois, a cidade procurou a Caterpillar novamente para buscar respostas. Os oficiais de Hurricane trabalharam com a Wheeler Power Systems, um revendedor Cat® local autorizado, e Ken Green da Wheeler.

A Caterpillar foi escolhida por sua capacidade de fornecer a solução certa para a necessidade da cidade, e a Wheeler ofereceu um sistema completo. “Conseguimos assumir o projeto todo, do projeto à construção em operações contínuas”, disse Green.

A Wheeler começou com uma avaliação detalhada da situação de energia da cidade. Os novos grupos geradores da cidade teriam de atender às necessidades de Hurricane - acompanhamento de carga, pico de verão e estratégias de restrição de preços no mercado aberto. Hurricane também queria a capacidade de aumentar a tensão no final da linha e a frequência para aumento do sistema de distribuição.

Seis grupos geradores a gás natural Cat G3520C com Catalisador de Oxidação Cat foram instalados nos últimos anos: dois em 2004, um em 2005 e outros três em 2007. Das adições de 2007, uma é dedicada a dar suporte às necessidades da cidade vizinha Washington e é usada quando energia adicional é necessária lá. Os grupos geradores são nominais a 1.940 ekW a 1.800 rpm, em temperaturas de 115 °F e a uma elevação de 3.000 pés. Eles operam junto com um painel de comutação com ligação em paralelo a 12.470 V. Essa energia é conectada diretamente ao barramento de distribuição da subestação adjacente. Os três grupos geradores a diesel 3516B originais agora são usados principalmente como potência de standby de emergência e funcionam cerca de 20 horas por ano. Para atender às normas ambientais, os Catalisadores de Oxidação Cat para os motores a gás estacionários foram incluídos no projeto do grupo gerador de Hurricane. Os catalisadores diminuem as emissões de monóxido de carbono em 93% e diminuem os hidrocarbonetos em mais de 40%, o que reduz bastante o impacto ambiental dos grupos geradores. Sendo membro do UAMPS (Utah Associated Municipal Power Systems), a cidade de Hurricane exporta energia para outros membros, tornando necessário para o painel de comutação a inclusão de proteção do relé da rede elétrica. O painel de comutação oferece controles de sincronização e ligação em paralelo, status do motor/gerador, préalarme e leitura de falha de desligamento, funções de controle do sistema para gerenciamento de carga e status do sistema e aviso de alarme. Além disso, o projeto de Hurricane incorporou um medidor de energia JEMstar da AMETEK Power Instruments de Rochester, Nova York para garantir a cobrança precisa. O medidor registra a quantidade de energia produzida para Hurricane em comparação com a quantidade fornecida para o UAMPS para exportação.

O layout da usina de Hurricane permite que caminhões de serviço acessem grupos geradores individuais para manutenção. A folga de 22 pés do teto também permite a entrada de caminhões com guindastes.

Como a usina serve como espaço para escritórios de empresas de serviços públicos, bem como para os grupos geradores, uma garagem para veículos, um armazém e atenuação de ruído estavam em mente no projeto e na construção. Além disso, a usina serve como área de treinamento para a empresa de serviços públicos e outros departamentos da cidade. Para fornecer isolamento do som, uma parede arquitetônica foi construída com bloco de concreto de face dividida fora da usina. Medindo aproximadamente 15 pés de altura, essa parede com isolamento de som é eficiente na redução de ruído do interior da estrutura a uma faixa de 10 dBa a 15 dBa. Doze arrefecedores de vapor, também conhecidos por arrefecedores evaporativos, foram usados para resistir à temperatura ambiente, que pode chegar a mais de 110 °F. Dois arrefecedores são dedicados a cada gerador, sendo que cada arrefecedor produz 16.000 pés cúbicos de ar refrigerado por minuto, para manter a temperatura do prédio em cerca de 85 °F.

Resultados

A parceria da cidade de Hurricane com a Caterpillar e a Wheeler provou ser um sucesso para a cidade, atendendo às suas necessidades de energia de forma econômica. “A capacidade do grupo gerador maior, aliada ao fornecimento conforme a necessidade, permite que a cidade economize dinheiro rastreando os preços da energia no mercado aberto”, disse Imlay. “A cidade monitora os preços o dia todo e, se o preço do mercado estiver acima do nosso custo para gerar energia, os geradores entram em funcionamento”, acrescentou ele. A confiabilidade e eficiência de custo dessa solução de energia receberam um prêmio conjunto para a Hurricane City Power e a Washington City Power pelo “Sistema Mais Aprimorado do Ano” do UAMPS em 2007. A cada ano, os 48 membros do UAMPS indicam uma cidade-membro para esse prêmio, que homenageia as empresas de serviços públicos municipais por passarem por atualizações do sistema, melhorias de capital e adotarem medidas de manutenção preventiva para modernizar instalações e melhorar a qualidade da energia.

“Tivemos uma grande economia de custos devido à nossa capacidade de reagir aos preços do mercado rapidamente”, disse Imlay. “Economizamos cerca de US$ 10.000 a US$ 12.000 por dia operando nossos geradores em vez de comprar energia no mercado.” Além da economia para a cidade, os grupos geradores Cat® fornecem suporte à produção de energia de pico e energia de reserva em caso de um blackout em toda a cidade. Durante uma falta de energia, os geradores a diesel Cat 3516B fornecem a capacidade de bloquear segmentos de carga do sistema de distribuição da cidade e, em seguida, passar para os grupos geradores a gás natural G3520C. Depois, eles repetem o processo, uma seção por vez, até que a usina a gás assuma a carga total da cidade. Ocorreram três blackouts em três anos desde que esse sistema foi implementado, e esse processo foi utilizado para que a cidade permanecesse funcionando sem nenhuma energia externa disponível.

Para obter mais informações, acesse www.catgaspower.com/pt.