Hướng dẫn thực tiễn về hệ thống làm mát, tích hợp hơi nước và đánh giá hiệu suất
Việc lựa chọn tuabin hơi công nghiệp đòi hỏi phải hiểu rõ cách nó tương tác với nhà máy xung quanh. Điều kiện làm mát, thu hồi nước, nhu cầu hơi nước cho quá trình và xác minh hiệu suất đều ảnh hưởng đến sự thành công của dự án.
Bài viết thứ ba trong loạt bài thuật ngữ YTS giải thích thêm 20 thuật ngữ giúp chủ sở hữu nhà máy, kỹ sư và đội ngũ mua sắm đánh giá các công trình lắp đặt tuabin hơi hoàn chỉnh.
1. Bình ngưng bề mặt hơi nước
Bình ngưng bề mặt hơi nước chuyển hơi thải của tuabin thành nước lỏng bằng cách truyền nhiệt qua thành ống đến nước làm mát.
Hơi nước và nước làm mát vẫn tách biệt trong quá trình vận hành bình thường. Cách bố trí này cho phép thu hồi nước ngưng trong khi cung cấp nguồn nhiệt áp suất thấp mà tuabin ngưng hơi yêu cầu. Độ sạch của ống, điều kiện nước làm mát và việc loại bỏ không khí ảnh hưởng đến hiệu suất của bình ngưng.
2. Bình ngưng làm mát bằng không khí — ACC
Bình ngưng làm mát bằng không khí ngưng tụ hơi thải của tuabin bên trong các ống có cánh tản nhiệt, sử dụng không khí xung quanh để mang nhiệt đi.
ACC khô trực tiếp tránh được nhu cầu nước bay hơi liên quan đến tháp làm mát ướt. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào nhiệt độ không khí xung quanh, lưu lượng không khí và điều kiện lắp đặt. Thời tiết nóng và sự tuần hoàn không khí không thuận lợi có thể làm tăng áp suất ngưng tụ.
3. Tháp làm mát
Tháp giải nhiệt thải nhiệt từ nước tuần hoàn ra khí quyển, chủ yếu thông qua bay hơi trong tháp ướt.
Đối với hệ thống tuabin làm mát bằng nước, thiết bị này làm mát nước hồi lưu từ bình ngưng. Thông số kỹ thuật của nó cần xác định lưu lượng nước, phụ tải nhiệt, nhiệt độ bầu ướt của không khí đầu vào và nhiệt độ nước lạnh yêu cầu. Những điều kiện này tạo cơ sở có ý nghĩa để lựa chọn thiết bị.
4. Hệ thống nước tuần hoàn
Hệ thống nước tuần hoàn vận chuyển nước làm mát giữa bình ngưng và thiết bị thải nhiệt hoặc nguồn nước của nhà máy.
Nó bao gồm các máy bơm, đường ống, van và thiết bị liên quan. Công suất lưu lượng và trở lực thủy lực của nó ảnh hưởng đến hoạt động của bình ngưng và công suất bơm. Nước làm mát cần được phân biệt với nước ngưng, vốn thuộc về vòng tuần hoàn hơi–nước.
5. Hệ thống loại bỏ không khí khỏi bình ngưng
Hệ thống loại bỏ không khí hút không khí và các khí không ngưng tụ khác ra khỏi bình ngưng.
Tích tụ khí có thể làm giảm khả năng truyền nhiệt và tăng áp suất vận hành. Ejector hơi nước và bơm chân không vòng chất lỏng là những giải pháp phổ biến. Việc lựa chọn phải phân biệt giữa nhiệm vụ hút chân không ban đầu và nhiệm vụ loại bỏ khí liên tục trong quá trình vận hành bình thường.
6. Bể nước nóng
Bể nước nóng là không gian hoặc bình chứa thu gom nước ngưng từ bình ngưng.
Nó cung cấp một lượng chất lỏng được kiểm soát cho hệ thống nước ngưng phía hạ lưu. Mức của nó phải phù hợp với cả hoạt động của bình ngưng và yêu cầu của bơm. Dung tích bể chứa nước nóng, thiết bị đo mức và các kết nối bổ sung là một phần trong đặc điểm kỹ thuật của gói bình ngưng.
7. Bơm chiết nước ngưng — CEP
Bơm chiết nước ngưng chuyển nước từ bình chứa nóng của thiết bị ngưng tụ đến hệ thống nước ngưng hoặc hệ thống nước cấp phía hạ lưu.
Vì bơm hút nước từ môi trường áp suất thấp, điều kiện hút cần được đặc biệt lưu ý. Bố trí bơm phải cung cấp đủ cột áp hút và biên vận hành phù hợp để hạn chế hiện tượng xâm thực và duy trì việc chuyển nước ngưng ổn định.
8. Thiết bị khử khí
Thiết bị khử khí loại bỏ các khí hòa tan, đặc biệt là oxy, khỏi nước cấp lò hơi.
Trong một thiết bị khử khí nhiệt, quá trình gia nhiệt và tiếp xúc giữa hơi nước và nước giải phóng các khí, các khí này thoát ra ngoài qua một lỗ thông hơi được kiểm soát. Việc khử khí giúp giảm ăn mòn trong hệ thống nước và hơi. Nó hoạt động song song với chương trình xử lý nước của nhà máy thay vì thay thế toàn bộ việc điều hòa hóa chất.
9. Bơm nước cấp lò hơi — BFP
Bơm nước cấp lò hơi nâng nước đã xử lý lên áp suất cần thiết để đưa vào lò hơi.
Áp suất xả của bơm phải vượt qua áp suất lò hơi và các tổn thất qua hệ thống nước cấp. Lưu lượng yêu cầu, nhiệt độ nước, điều kiện hút và phạm vi vận hành ảnh hưởng đến việc lựa chọn. Bơm nước cấp đảm nhận nhiệm vụ áp suất khác với bơm trích nước ngưng.
10. Trạm giảm áp và giảm nhiệt độ hơi — PRDS
PRDS điều chỉnh áp suất và nhiệt độ hơi để đáp ứng các yêu cầu phía hạ nguồn.
Giảm áp diễn ra thông qua van điều chỉnh. Quá nhiệt thường sử dụng phun nước có kiểm soát, với nước phun bay hơi vào hơi nước. Vận hành thành công phụ thuộc vào việc trộn đủ, khoảng cách bay hơi, chất lượng nước và phạm vi vận hành yêu cầu.
11. Hệ thống bypass tuabin
Bypass tuabin cung cấp một tuyến hơi thay thế vòng quanh tuabin.
Tùy thuộc vào bố trí nhà máy, nó có thể cấp cho một header hơi quá trình hoặc xả đến một hệ thống bình ngưng được thiết kế phù hợp. Nó có thể hỗ trợ khởi động, dừng máy hoặc duy trì liên tục cấp hơi quá trình. Công suất yêu cầu và điều hòa áp suất–nhiệt độ phải phù hợp với nhiệm vụ bypass dự kiến.
12. Bình tích hơi
Bình tích hơi lưu trữ năng lượng nhiệt để giúp cân bằng chênh lệch ngắn hạn giữa cung và cầu hơi.
Một thiết kế phổ biến lưu trữ nước nóng có áp suất. Khi áp suất giảm trong quá trình xả, một phần nước chuyển thành hơi nước. Điều này có thể giúp phục vụ các tải không liên tục, chẳng hạn như xử lý theo lô, nhưng dung lượng lưu trữ và mức biến thiên áp suất cho phép quyết định khả năng hỗ trợ sẵn có.
13. Máy tạo hơi nước thu hồi nhiệt — HRSG
HRSG tạo ra hơi nước bằng cách thu hồi nhiệt từ dòng khí nóng, thường là khí thải của tuabin khí.
Hơi nước thu hồi được có thể cung cấp cho tuabin hơi, một quy trình công nghiệp hoặc cả hai. Nhiệt thải sẵn có và các điều kiện hơi yêu cầu quyết định nhiệm vụ thiết kế. Một số công trình lắp đặt cũng sử dụng đốt bổ sung khi hệ thống được thiết kế cho mục đích đó.
14. Sơ đồ cân bằng nhiệt — HBD
Sơ đồ cân bằng nhiệt thể hiện các dòng năng lượng và khối lượng chính qua một công trình lắp đặt tuabin hơi.
Nó thường xác định tốc độ dòng chảy của hơi nước và nước, áp suất, nhiệt độ và entanpy tại các vị trí quan trọng. Nó kết nối vận hành tuabin với việc cung cấp hơi nước công nghệ, thu hồi nước ngưng và thải nhiệt. Mỗi sơ đồ đại diện cho một trường hợp vận hành được nêu rõ, vì vậy một sơ đồ không thể mô tả mọi điều kiện tải có thể xảy ra.
15. Suất tiêu hao nhiệt
Suất tiêu hao nhiệt biểu thị năng lượng nhiệt đầu vào cần thiết để tạo ra một đơn vị năng lượng điện, thường tính bằng kJ/kWh.
Giá trị thấp hơn cho thấy lượng nhiệt đầu vào trên mỗi đơn vị điện năng ít hơn khi ranh giới tính toán tương đương. Thông số kỹ thuật phải xác định rõ liệu nó mô tả chu trình tuabin hay toàn bộ nhà máy. Đối với đồng phát, việc xử lý nhiệt công nghệ hữu ích cũng phải được thống nhất.
16. Hiệu suất ở tải từng phần
Hiệu suất ở tải từng phần mô tả hành vi của thiết bị dưới công suất định mức của nó.
Nó có thể bao gồm những thay đổi về mức tiêu thụ năng lượng, tổn thất van, khả năng khai thác, nhu cầu làm mát và tiêu thụ phụ trợ. Một máy được chọn chỉ dựa trên điểm định mức có thể không mang lại kết quả hàng năm tốt nhất. Do đó, hiệu suất nên được đánh giá ở các mức tải mà nhà máy dự kiến sử dụng thường xuyên nhất.
17. Tốc độ tăng tải
Tốc độ tăng tải mô tả tốc độ thay đổi công suất tuabin, thường được biểu thị bằng MW/phút hoặc dưới dạng phần trăm công suất định mức mỗi phút.
Tốc độ cho phép phụ thuộc vào tình trạng nhiệt của máy, giới hạn cơ khí, nguồn cung cấp hơi và chế độ vận hành. Khả năng được công bố cho một tổ máy đã được làm nóng hoàn toàn không nên tự động áp dụng trong quá trình khởi động nguội.
18. Tải liên tục tối thiểu
Phụ tải liên tục tối thiểu là công suất đầu ra thấp nhất được phép cho vận hành duy trì trong các điều kiện quy định.
Các giới hạn của nó có thể phản ánh yêu cầu về lưu lượng hơi, nhiệt độ khí thải, đặc tính cánh tuabin, tích hợp quy trình hoặc các cân nhắc thiết kế khác. Cần xác định giới hạn này cho cấu hình vận hành thực tế. Khả năng đi qua nhanh chóng một điều kiện tải thấp không chứng minh được sự phù hợp để vận hành liên tục tại đó.
19. Đường cong hiệu chỉnh hiệu suất
Đường cong hiệu chỉnh hiệu suất tính đến ảnh hưởng của các điều kiện vận hành khác với điều kiện tham chiếu đã thỏa thuận.
Ví dụ, những thay đổi về điều kiện đầu vào hoặc áp suất bình ngưng có thể làm thay đổi công suất đo được. Các hiệu chỉnh phù hợp cho phép so sánh kết quả trên một cơ sở nhất quán. Các đường cong phải áp dụng cho thiết bị và phương pháp thử nghiệm cụ thể; chúng không cải thiện hoạt động đo thực tế của máy.
20. Thử nghiệm nghiệm thu hiệu suất
Bài kiểm tra nghiệm thu hiệu suất xác định liệu thiết bị có đáp ứng các yêu cầu hiệu suất theo hợp đồng đã thỏa thuận hay không.
Nó yêu cầu một ranh giới thiết bị được xác định, các dụng cụ phù hợp, điều kiện thử nghiệm được kiểm soát và quy trình tính toán đã thỏa thuận. Độ không đảm bảo đo và các hiệu chỉnh được phép phải được giải quyết. Hợp đồng nên xác định quy trình thử nghiệm áp dụng, các đại lượng được bảo đảm và tiêu chí nghiệm thu trước khi tiến hành thử nghiệm.
Thảo luận về Dự án Tua-bin Hơi của Bạn với YTS
YTS cung cấp các giải pháp tuabin hơi công nghiệp cho ứng dụng phát điện và đồng phát nhiệt điện. Hãy chia sẻ với đội ngũ của chúng tôi về nguồn hơi sẵn có, yêu cầu quy trình, điều kiện làm mát và hồ sơ vận hành dự kiến để thảo luận về cấu hình phù hợp và phạm vi cung cấp cho dự án.