Thứ Năm, 16 tháng 1, 2020

Khả năng vận hành máy biến tần giá rẻ của các nhà máy tuabin

Khả năng vận hành của các nhà máy tuabin
Các nhà máy tuabin khí chu trình hỗn hợp (TBKHH) đầu tiên được xây dựng đều có khả năng vận hành máy biến tần giá rẻ linh hoạt, trong đó nhiều nhà máy vẫn còn đang vận hành ở châu Âu, như vậy ngược hẳn với các nhà máy điện TBKHH hiện nay, công suất lớn hơn nhiều, và làm việc với các áp suất hơi cao hơn. Các nhà máy chu trình hỗn hợp hiện đại này được xây dựng ban đầu để đáp ứng phụ tải đáy giờ đây buộc phải chuyển sang chạy "lưng" của biểu đồ phụ tải, trước hết do giá khí thiên nhiên tăng cao, và phải thực hiện nhiều lần khởi động trong một năm.
Ở Anh và nhiều nước khác, phần lớn các nguồn điện bổ sung mới trong những năm gần đây đều là các nhà máy điện TBKHH để thay thế các nhà máy điện cũ đốt than hoặc dầu đáp ứng phụ tải đáy. Tuy nhiên thị trường mua bán máy biến tần ngày một quan tâm hơn đến các nhà máy chu trình hỗn hợp đáp ứng nhu cầu "đỉnh".
Đối với một hệ thống các nhà máy nhiệt điện tuabin hơi như ở một số nước châu Âu, các hệ thống có tính linh hoạt cao trước đây là các tổ máy tubin hơi đốt dầu. Với phụ tải tự dùng thấp và sử dụng nhiên liệu lỏng, các tổ máy này có thể khởi động từ trạng thái lạnh chỉ trong vòng một tiếng đồng hồ. Đây là tính năng vận hành mẫu cho chu trình hỗn hợp hiện đại, sau một đêm ngừng hoạt động phải lên lại toàn tải trong một khoảng thời gian cỡ như vậy.
Các tổ máy chu trình hỗn hợp thời kỳ đầu ở châu Âu với áp suất hơi vừa phải và lò thu hồi nhiệt cấu hình thẳng đứng có thể thực hiện được phương thức nói trên. Nhưng rất nhiều tổ máy chu trình hỗn hợp hiện đại, đặc biệt là ở Bắc Mỹ, không thể thực hiện được việc khởi động và mang tải nhanh cần thiết cho vận hành "lưng" biểu đồ phụ tải. Lý do chung là ở chỗ sử dụng các lò hơi thu hồi nhiệt kiểu nằm ngang, tuần hoàn tự nhiên với áp suất hơi cao và quán tính nhiệt cao.
Thiết kế của Benson
Vào cuối năm 2005, hãng Siemens đưa ra một thông báo rất có ý nghĩa về loại tuabin khí mới, tiên tiến nhất kiểu SGT5 - 8000H. Trong số các chi tiết được công bố về tuabin khí này, đáng chú ý nhất là nó không làm mát bằng hơi và được thiết kế chuyên dùng cho vận hành linh hoạt trong chu trình hỗn hợp. Thêm vào đó là chu trình hỗn hợp sẽ chỉ được cung cấp với lò thu hồi nhiệt (kiểu trực lưu) của Benson.
Lò hơi thu hồi nhiệt Benson lần đầu tiên được lắp đặt tại Cottam (Anh) năm 1998 trong chu trình hỗn hợp với tuabin khí kiểu SGT5 - 4000F. Tổ máy vận hành cho đến nay đã được 7 năm với phương thức khi thì chạy đáy, khi thì chạy "lưng", trung bình 150 lần khởi động trong một năm. Ban đầu, Cottam được xây dựng như một Trung tâm nghiên cứu triển khai của hãng Siemens. Lò hơi có các phân đoạn cao và trung áp kiểu Benson và một bao hơi hạ áp, và được thiết kế cho áp suất hơi tối đa 160 bar, và dự kiến sau này sẽ lắp đặt một tuabin khí công suất lớn. Tiếp đó, công việc triển khai bị trì hoãn, quyền sở hữu được chuyển sang công ty E.ON (Anh), tổ máy vận hành thương mại, nhưng lò hơi chỉ có thể vận hành với áp suất hơi 125 bar với tổ máy hiện hữu.
Các giải pháp kỹ thuật
Tính linh hoạt của chu trình hỗn hợp rốt cuộc phụ thuộc vào kiểu lò hơi và quán tính nhiệt của nó. Áp suất hơi cao đóng góp vào việc tăng hiệu suất. Nhiều chu trình hỗn hợp hiện đang vận hành đã được xây dựng để chạy đáy ở thời kỳ giá nhiên liệu thấp, các nhà máy này cần có giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao tính năng khởi động.
Đặc biệt ở châu Âu, các chu trình hỗn hợp cũ với các lò hơi kiểu đứng có quán tính nhiệt thấp nên tự chúng có khả năng điều chỉnh theo phụ tải và đảm nhiệm việc điều tần. Nhưng cũng có nhiều kinh nghiệm với các lò kiểu trực lưu, đặc biệt ở Mỹ, các lò này cũng có những khả năng linh hoạt tương tự.
Trong tương lai, với sự tăng trưởng năng lượng gió và sự trở lại của năng lượng hạt nhân cho phụ tải đáy, các nhà máy điện mua ban may bien tan TBKHH sẽ là giải pháp tốt nhất để chạy lưng và điều tần, với yêu cầu cao về tính linh hoạt và hiệu suất cao.
Xin cám ơn!
vào lúc