Bình ngưng hoạt động theo nguyên tắc: Một khối lượng chất lỏng chiếm ít không gian hơn một khối lượng bằng nhau của chất khí. Ví dụ, một pound hơi nước ở 212 F và áp suất khí quyển sẽ chiếm 26,8 feet khối. Cùng một pound hơi nước, nếu ngưng tụ, sẽ chỉ chiếm khoảng 0,017 feet khối. Đó là mức giảm thể tích gần 99,94 phần trăm. Trong bình ngưng, hơi thải từ tuabin được đi qua bộ trao đổi nhiệt, nơi nước mát chạy qua các ống sẽ ngưng tụ hơi nước thành chất lỏng. Sự giảm thể tích này tạo thành chân không trong bình ngưng. Giảm độ chắc chắn trước trong bình ngưng cho phép hơi từ tuabin ngưng tụ ở nhiệt độ thấp hơn. Áp suất và nhiệt độ có thể đạt được trong bình ngưng càng thấp thì hiệu suất chung của nhà máy càng lớn.
Nước làm mát được đưa vào bình ngưng qua các ống và hơi thải đi qua chúng. Theo cách này, nhiệt được truyền từ hơi nước sang nước làm mát và hơi nước ngưng tụ và được thu lại trong ‘giếng nóng’ để sử dụng lại làm nước cấp. Sau đó, nước làm mát ấm được tuần hoàn đến tháp giải nhiệt, nơi nó được làm mát gần với điều kiện môi trường xung quanh (Hình 3 và 4).
Nhà máy điện là một chu trình liên tục; do đó, về mặt lý thuyết, cần phải thêm rất ít nước. Tuy nhiên, trong mọi hệ thống đều xảy ra hiện tượng rò rỉ và bay hơi, đòi hỏi phải bổ sung một lượng nhỏ nước vào hệ thống. Nước này được gọi là nước phụ thêm.
Các tạp chất trong nước cấp có thể gây ra các vấn đề ăn mòn nghiêm trọng và ảnh hưởng xấu đến hiệu quả và hoạt động của nhà máy điện. Nước tinh khiết hiếm khi tồn tại trong tự nhiên; do đó, nước thô để trang điểm cần phải được xử lý để giảm các chất bẩn gây ăn mòn và để lại cặn bẩn trong toàn bộ hệ thống. Không có xử lý nước nào là hoàn toàn hiệu quả trong việc loại bỏ tạp chất. Những tạp chất không được loại bỏ khỏi nước trang điểm trước khi đi vào hệ thống sẽ tập trung trong nước cấp và nồi hơi. Những tạp chất này thường được loại bỏ trong một quá trình được gọi là ‘xả đáy.’ Xả đáy có thể là một quá trình liên tục hoặc gián đoạn và liên quan đến việc sử dụng van để xả nước ra khỏi lò hơi.
Nước chứa cả chất rắn hòa tan và lơ lửng với nhiều loại và nồng độ khác nhau, tùy thuộc vào nguồn của nó. Chất rắn lơ lửng có thể được loại bỏ bằng cách lọc hoặc lắng. Chất rắn hòa tan không thể được loại bỏ bằng cách lọc và ở dạng dung dịch với nước. Ví dụ về chất rắn lơ lửng bao gồm bùn, phù sa, cát, đất sét, chất hữu cơ và một số oxit kim loại. Ví dụ về chất rắn hòa tan bao gồm sắt, canxi, silica, magiê và natri.
Nếu để lại trong hệ thống, chất rắn hòa tan tạo thành cáu cặn trên bề mặt bên trong lò hơi và làm giảm sự truyền nhiệt. Điều này có thể dẫn đến quá nhiệt của các ống và hỏng hóc hoặc hư hỏng các thiết bị hạ nguồn khác. Chất rắn hòa tan có thể được loại bỏ khỏi hệ thống bằng nhiều quy trình bao gồm bay hơi, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, thẩm tách điện và siêu lọc.
Bơm ngưng tụ
Nước ngưng tụ trong giếng nóng sẽ có cùng áp suất với bình ngưng (khoảng 0,5 psia) và phải được điều áp trước khi chuyển sang hệ thống nước cấp. Trong quá trình khởi động, rất ít nếu có dòng chảy lưu thông qua hệ thống. Vì lý do này, bơm ngưng tụ cần có hệ thống tuần hoàn tương tự như bơm cấp liệu chính. Tuy nhiên, trong trường hợp bơm ngưng tụ, nước được tuần hoàn lại ở áp suất và nhiệt độ thấp hơn đáng kể so với bơm cấp liệu chính. Tuần hoàn ngăn ngừa quá nhiệt và xâm thực của máy bơm ly tâm.
Van điều khiển được gọi là van tuần hoàn bơm nước ngưng cung cấp lưu lượng tối thiểu cần thiết. Sau
đi qua bơm nước ngưng, nước ngưng đi vào hệ thống nước cấp. Để tạo ra năng lượng có thể sử dụng để làm quay tuabin hơi nước, nước cần được điều áp và đun nóng cho đến khi hóa hơi thành hơi nước. Sau khi hóa hơi, nhiệt độ hơi được nâng cao (quá nhiệt) để tối đa hóa hàm lượng năng lượng của hơi và để bảo vệ tuabin khỏi bị hư hại do nước. Lò hơi cung cấp năng lượng để hóa hơi và làm quá nhiệt hơi. Lò hơi cũng được sử dụng để hâm nóng hơi giữa các phần tuabin.
Hệ thống cấp nước
Hệ thống nước cấp cung cấp nước cho lò hơi với khối lượng thích hợp và ở áp suất thiết kế và nhiệt độ. Hệ thống nước cấp bao gồm máy làm nóng nước cấp áp suất thấp và cao, máy khử khí và thùng cấp liệu nồi hơi (xem Hình 5). Nếu nước cấp được cung cấp ở nhiệt độ hoặc áp suất không chính xác, ống nồi hơi và thiết bị hạ lưu có thể bị hư hỏng. Nhiệt độ không phù hợp cũng ảnh hưởng xấu đến hiệu quả và độ tin cậy của quy trình. Trong một nhà máy dưới tới hạn điển hình, nước cấp được đưa đến lò hơi ở khoảng 2400 – 3200 psig và 300 – 500 ° F. Dòng chảy vào lò hơi quá thấp có thể dẫn đến quá nhiệt của các ống, trong khi lưu lượng quá cao có thể dẫn đến hơi ướt xâm nhập vào tuabin, gây hư hỏng nước các cánh tuabin.
Bơm cho nồi hơi
Điều áp nước cấp được thực hiện thông qua việc sử dụng bộ phận nạp liệu lò hơi thường được dẫn động bằng hơi nước. Các nhà máy lớn có thể có nguồn cấp dữ liệu do động cơ điều khiển nhỏ hơn để khởi động. Ngoài ra, các nhà máy điện nhỏ hơn có thể
sử dụng bộ nạp chính điều khiển bằng động cơ. Luồng cấp liệu cho lò hơi yêu cầu lưu lượng tối thiểu để bảo vệ chống quá nhiệt và xâm thực. Hệ thống tuần hoàn nước cấp lưu thông tối thiểu cho các chất thải hồi lưu. Hệ thống tuần hoàn chuyển hướng dòng chảy tối thiểu từ việc xả của máy bơm trở lại bình ngưng hoặc thiết bị khử mùi. Bởi vì cả bình ngưng và thiết bị khử mùi đều ở áp suất tương đối thấp so với áp suất xả cao của máy bơm, có thể xảy ra hiện tượng xâm thực nghiêm trọng trong van chuyển hướng dòng chảy này. Van này được gọi là “van tuần hoàn cấp liệu lò hơi”, “van bỏ qua tối thiểu nạp liệu” hoặc “van điều khiển tuần hoàn tự động” và là một trong những ứng dụng nghiêm trọng nhất trong nhà máy điện. Trong quá trình vận hành bình thường của nhà máy, lưu lượng đủ sẽ đi qua ống nạp đến lò hơi mà không có bất kỳ tuần hoàn nào, do đó van sẽ được đóng lại. Hình 6 là đường ống nạp dẫn động bằng hơi nước, lò hơi.
Máy cấp nước nóng
Trong hệ thống nước cấp, nước đi qua một loạt các bộ gia nhiệt được gọi chung là bộ đun nước cấp, sử dụng hơi nước được chiết xuất từ các giai đoạn khác nhau của tuabin để tăng nhiệt độ của nước cấp cho lò hơi. Nhiệt năng từ hơi nước được truyền đến nước cấp trong các bộ gia nhiệt này thông qua bộ trao đổi nhiệt kiểu ống và dạng vỏ hoặc thông qua sự trộn trực tiếp hơi nước và nước cấp. Máy gia nhiệt nước cấp kết hợp hơi nước và nước được gọi là ‘mở’ trong khi những thiết bị sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống và vỏ là ‘đóng.’ Máy đun nước cấp kiểu kín được mô tả trong Hình 7. Máy đun nước cấp hở phục vụ một chức năng kép của nước cấp sưởi ấm và loại bỏ các khí không ngưng tụ. Chức năng loại bỏ các khí không ngưng tụ được đề cập chi tiết hơn trong phần Thiết bị khử mùi. Máy sưởi nước cấp còn được phân loại là áp suất thấp hoặc áp suất cao. Sự khác biệt giữa hai thiết bị này là các đơn vị áp suất thấp đang làm nóng nước chưa đi qua bộ phận nạp liệu của lò hơi hoặc thiết bị khử mùi. Bộ gia nhiệt nước cấp áp suất cao được đặt sau ống nạp chính và được đóng lại trong khi bộ gia nhiệt áp suất thấp có thể mở hoặc đóng. Hơi nước cho bộ gia nhiệt áp suất thấp thường được chiết xuất từ phần áp suất thấp của tuabin. Bộ gia nhiệt cao áp được đặt ở hạ lưu của bơm cấp liệu cho nồi hơi và sử dụng hơi nước được chiết xuất từ phần áp suất cao hoặc trung gian.
Trong máy đun nước cấp kín, khi hơi nước nhường nhiệt cho nước cấp, nó sẽ mất năng lượng và thường ngưng tụ. Các van điều khiển được gọi là ‘van xả bộ gia nhiệt’ kiểm soát mức nước ngưng trong mỗi máy sưởi. Nước ngưng từ bộ gia nhiệt này được dẫn xuống bộ gia nhiệt tiếp theo. Ngưng tụ từ lò sưởi có thể được đưa trở lại bình ngưng, thiết bị khử khí hoặc trộn với nước cấp, tùy thuộc vào thiết kế nhà máy (xem Hình 8).
Bộ xả khí
Sau khi nước cấp thoát ra khỏi bộ gia nhiệt áp suất thấp cuối cùng, nó được dẫn đến một thiết bị được gọi là bộ khử khí để loại bỏ các khí không ngưng tụ trong nước cấp. Thiết bị khử mùi hoạt động theo nguyên tắc nước nóng có thể chứa ít khí hòa tan hơn nước lạnh đáng kể. Sử dụng hơi nước khai thác, nước cấp được làm nóng trong thiết bị khử mùi đến nhiệt độ gần bão hòa, và nước giải phóng các khí hòa tan sau đó được thoát ra ngoài. Thiết bị khử mùi thực chất là một thiết bị đun nước cấp mở. Nước cấp là sự kết hợp của nước cấp và nước ngưng tụ từ hơi nước đã đi qua lò hơi và vào thiết bị ngưng tụ. Bởi vì bình ngưng được vận hành ở chân không, một số khí trong khí quyển có thể rò rỉ vào hệ thống. Ngoài ra, nước giữ các khí hòa tan như oxy và nitơ được gọi là không thể ngưng tụ. Các khí này không ngưng tụ ở nhiệt độ như hơi nước, và nếu không được loại bỏ chúng có thể tích tụ trong bình ngưng, làm tăng áp suất. Ngoài ra, các khí hòa tan còn lại trong hệ thống có thể dẫn đến ăn mòn lò hơi và đường ống. Nếu điều kiện chắc chắn tăng lên trong bình ngưng, nhà máy sẽ không chạy hiệu quả và tuabin có thể bị hỏng.
Nồi hơi
Lò hơi chuyển đổi năng lượng trong nhiên liệu thành nhiệt và truyền nhiệt năng này vào nước cấp, không khí đốt và hơi nước. Truyền nhiệt trong nồi hơi diễn ra trong bộ tiết kiệm, bộ gia nhiệt không khí, ống nồi hơi, trống, bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng.
Bộ phận tiết kiệm nhiên liệu
Bộ tiết kiệm là một ngân hàng các ống mà nước cấp đi qua trước khi đi vào phần ống chính của lò hơi. Nhiệt còn lại trong khí cháy trong lò hơi sau khi đi qua các ống, bộ quá nhiệt và bộ hâm nóng được dẫn qua bộ tiết kiệm. Bộ tiết kiệm làm giảm tiêu thụ năng lượng và căng thẳng nhiệt trên các ống lò hơi.
Máy gia nhiệt
Bộ gia nhiệt không khí hoặc ‘bộ gia nhiệt sơ bộ’ làm nóng không khí đốt vào lò hơi để nâng cao hiệu suất và cải thiện quá trình đốt cháy. Bộ gia nhiệt không khí là cơ cấu trao đổi nhiệt cuối cùng trong lò hơi trước khi khí thải được thoát ra ngoài. Vì khí thải có nhiệt độ tương đối thấp vào thời điểm nó đến bộ gia nhiệt không khí, nên trong bộ gia nhiệt không khí thường cần một diện tích bề mặt lớn để tạo điều kiện truyền nhiệt.
Trống
Sau khi nước cấp cho nồi hơi đi qua bộ tiết kiệm, nó được dẫn đến các ống và trống của nồi hơi, nơi cuối cùng nó trở thành hơi. Trống cung cấp một khu vực mà hơi nước tách ra khỏi nước cấp. Thùng phuy được kết nối với nhiều đoạn ống làm tuần hoàn nước cấp trong lò hơi. Các ống thép này được bố trí để tối đa hóa việc tiếp xúc với nhiệt từ lò hơi. Khi bong bóng hơi nước hình thành, chúng tụ lại trong trống trước khi tiếp tục đi ra ngoài. Điều quan trọng là phải giữ mức chất lỏng không đổi trong trống trên để cung cấp chất lượng hơi thích hợp. Van điều khiển được gọi là van điều chỉnh nước cấp, kiểm soát mức chất lỏng trong thùng phuy. Yêu cầu đối với nước cấp có thể thay đổi rất nhiều do đó tốc độ dòng chảy vào thùng phuy phải được điều chỉnh liên tục. Các nồi hơi hiện đại có tốc độ nhiệt cao và nếu nước cấp mới không được đưa vào, chúng thực sự có thể đun sôi khô và làm hỏng các ống nồi hơi chỉ trong vài phút.
Bộ quá nhiệt
Bộ quá nhiệt được sử dụng để nâng nhiệt độ của hơi từ trống đến nhiệt độ thiết kế của tuabin. Để hiểu lý do tăng nhiệt độ hơi nước, trước hết phải hiểu hiệu suất nhiệt tối đa của nhà máy điện bị ảnh hưởng như thế nào bởi nhiệt độ vận hành tối đa và tối thiểu. Năng lượng tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối nên hiệu suất tối đa có thể được tính bằng:
Bởi vì những nhiệt độ này là nhiệt độ tuyệt đối, bạn phải thêm 460 đến độ F để có được nhiệt độ tuyệt đối theo độ Rankine. Ví dụ, đối với một nhà máy hoạt động với nhiệt độ tối đa là 500 ° F và nhiệt độ tối thiểu là 160 ° F, hiệu suất nhiệt tối đa sẽ là:
Ví dụ này cho thấy lợi ích từ việc vận hành ở nhiệt độ cao hơn và lý do chính để thêm bộ quá nhiệt. Trong thực tế, các nhà máy điện có hiệu suất kém đáng kể và thậm chí là hơi nước thông thường tốt nhất
các nhà máy điện có hiệu suất thực tế khoảng 40 phần trăm. Bộ quá nhiệt bao gồm các ống thép hợp kim mà hơi từ trống đi qua. Các ống này được đặt trong lò hơi trên đường dẫn của khí nóng. Khi hơi nước đi qua các ống này, nó được làm nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bão hòa mà nó đạt được trong trống. Ngoài việc nâng cao hiệu suất nhiệt của nhà máy, việc lắp thêm bộ quá nhiệt cũng giúp đảm bảo hơi nước không ngưng tụ ở các tầng áp suất thấp hơn của tuabin và gây ra hư hỏng. Không có gì lạ khi lò hơi bao gồm hai bộ quá nhiệt được gọi là bộ quá nhiệt sơ cấp và thứ cấp.
Lò sưởi
Ngoài bộ quá nhiệt, hơi nước thường được quay trở lại lò hơi để được hâm nóng sau khi đã đi qua
các giai đoạn cao áp hoặc trung gian của tuabin. Bên cạnh việc giảm áp suất đáng kể, hơi nước thoát ra khỏi các tầng áp suất cao của tuabin cũng đã nguội đi đáng kể. Bằng cách đưa hơi trở lại lò hơi, bộ hâm nóng đưa nhiệt độ hơi trở lại gần bằng nhiệt độ ban đầu trước khi bước vào giai đoạn áp suất cao của tuabin. Bằng cách hâm nóng, hiệu quả của các giai đoạn áp suất thấp hơn của tuabin có thể được cải thiện đáng kể.
Bộ điều nhiệt
Bộ thử được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của hơi nước đến tuabin. Để nhiệt độ quá cao có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt của tuabin, trong khi nhiệt độ quá thấp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nhà máy và có thể dẫn đến hình thành các giọt nước ở các tầng áp suất thấp hơn của tuabin. Các giọt nước sẽ nhanh chóng ăn mòn các cánh tuabin. Một số loại máy thử có sẵn nhưng hầu hết các nhà máy điện hiện đại đều sử dụng một số loại máy thử phun. Máy thử phun hoạt động bằng cách thêm nước có độ tinh khiết cao vào hơi nước thông qua một vòi phun nằm ở phần họng của lỗ thông hơi trong đường hơi. Các bộ thử thường được đặt giữa bộ quá nhiệt sơ cấp và thứ cấp và cả trước bộ quá nhiệt của bộ hâm nóng. Đặt các thiết bị thử ở những vị trí này giúp bảo vệ tuabin khỏi nước có thể không hóa hơi ngay khi phun vào hơi nước (xem Hình 11).
Tua-bin
Tuabin về cơ bản là một cối xay gió hoặc quạt phức tạp với nhiều cánh để chuyển đổi năng lượng nhiệt của hơi nước thành cơ năng hữu ích. Tua bin hơi trong các nhà máy nhiệt điện có thể tạo ra nhiều loại công suất từ 1 megawatt đến hơn 1.000 megawatt. Khi hơi nước năng lượng cao đi qua các các giai đoạn của tuabin, năng lượng của nó được chuyển đổi để làm quay tuabin. Thông thường tuabin có cả phần áp suất cao và phần áp suất thấp với chu trình hâm nóng ở giữa. Một giai đoạn trung gian cũng có thể được bao gồm, trong đó có thể có hoặc không bao gồm một chu trình hâm nóng bổ sung. Sau khi đi qua phần áp suất cao của tuabin, hơi có thể được quay trở lại bộ quá nhiệt hâm nóng nồi hơi để tăng nhiệt độ hơi trước khi đi vào phần tuabin tiếp theo. Điều này được thực hiện để cải thiện hiệu suất của tuabin và giảm khả năng hình thành nước ngưng trong các giai đoạn áp suất thấp hơn của tuabin. Hơi nước quá nhiệt được làm nóng đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ hơi quá nhiệt đi vào tuabin cao áp. Tuy nhiên, áp suất hơi của bộ hâm nóng thấp hơn nhiều so với áp suất của hơi chính. Áp suất hơi nước quá nhiệt có thể cao tới 2700 psi trong khi áp suất hơi nước hâm nóng có thể dưới 600 psi. Hơi nước cũng được chiết xuất tại các điểm khác nhau trong tuabin để sử dụng cho các khu vực khác của nhà máy để làm nóng nước cấp, vận hành thiết bị phụ trợ và sưởi ấm không gian. Hình 2 là một ví dụ về một nhà máy sử dụng các tuabin áp suất cao, thấp và trung gian với một chu trình hâm nóng. Sau khi ra khỏi tuabin áp suất thấp, hơi nước quay trở lại bình ngưng. Tại thời điểm này, một chu trình hoàn chỉnh trong quá trình phát điện đã hoàn thành.
Các nhà máy điện siêu quan trọng
Một biến thể của quy trình sản xuất điện thông thường là lò hơi siêu cấp hoặc “dùng một lần”. Các nhà máy siêu tới hạn hoạt động ở áp suất vượt quá điểm tới hạn của nước. Thuật ngữ ‘một lần thông qua’ xuất phát từ đặc điểm nhận dạng của nồi hơi siêu quan trọng không có thùng chứa để tách hơi nước và nước. Trong khi tất cả các cây siêu quan trọng đều là cây một lần, không phải cây trồng một lần nào cũng là cây siêu quan trọng.
Sự khác biệt chính giữa lò hơi thông thường và lò hơi siêu tới hạn là lò hơi siêu tới hạn được thiết kế để tạo ra hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao hơn nhiệt độ và áp suất siêu tới hạn của nước. Hình 14 là cân bằng nhiệt cho một nhà máy điện siêu tới hạn điển hình. Hoạt động trong vùng siêu tới hạn làm tăng hiệu suất nhiệt, giảm tiêu thụ nhiên liệu và tạo ra ít khí thải hơn. Do áp suất và nhiệt độ vận hành cao hơn, cấu tạo, vận hành và độ tin cậy của thiết bị thậm chí còn trở thành những yếu tố quan trọng hơn đối với các nhà máy siêu quan trọng.
Nồi hơi một lần không có trống để tách hơi nước và nước và lưu trữ nhiệt. Vì lý do này, họ có một hệ thống khởi động bao gồm một bể chứa nhanh hoặc các thiết bị phân tách. Bể tách hoặc bể tách có chức năng giống như một thùng phuy trong khi lò hơi đang đạt đến nhiệt độ, áp suất và lưu lượng hoạt động. Hình 15 cho thấy một sơ đồ đơn giản của Hệ thống bỏ qua nồi hơi áp suất đa năng Babcock & Wilcox.
Sau khi khởi động lò hơi một lần, bể flash được bỏ qua và dòng chảy qua nhà máy như thể hiện trong sơ đồ hình 14. Lưu ý rằng sơ đồ bây giờ trở nên tương tự như một chu trình nhiệt điện thông thường ngoại trừ áp suất và nhiệt độ cao hơn.
Kiểm soát áp suất trượt
Một thuật ngữ được nghe thường xuyên khi đề cập đến nồi hơi một lần là “điều khiển áp suất trượt”. Công suất phát điện dư thừa, và việc đưa nhiều nhà máy hạt nhân làm đơn vị phụ tải cơ bản đã làm tăng nhu cầu điều tiết của các nhà máy điện một lần trong thời gian nhu cầu thấp. Kiểm soát áp suất trượt được phát triển như một phương pháp cho phép các nồi hơi chạy qua một lần có thể chuyển tải của chúng trong giờ thấp điểm. Điều chỉnh áp suất của hơi nước đi vào tuabin sẽ điều khiển tốc độ máy phát điện. Các van điều khiển tuabin, nằm trên đầu vào của tuabin, thường thực hiện chức năng này khi nhu cầu thay đổi vừa phải. Tuy nhiên, nếu nhu cầu thay đổi thường xuyên hoặc trên diện rộng, thì cần phải có một chiến lược kiểm soát khác để bảo vệ tuabin. Dòng chảy qua van có thể được coi là một quá trình entanpi không đổi (h – btu / lbm). Bằng cách tham khảo các bảng hơi, có thể dễ dàng chứng minh rằng khi giảm áp suất qua van, để duy trì cùng một entanpi, nhiệt độ của hơi đầu ra cũng phải giảm. Điều này có nghĩa là nhu cầu thay đổi lớn có thể dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ hơi nước đáng kể có thể gây hư hỏng tuabin và giảm hiệu suất nhiệt của nhà máy. Điều khiển áp suất trượt cho phép tải tuabin thay đổi theo nhu cầu đồng thời cung cấp cho tuabin hơi nước có nhiệt độ không đổi. Điều này được thực hiện bằng cách mở van điều khiển tuabin và điều khiển tuabin bằng van điều khiển nằm giữa bộ quá nhiệt sơ cấp và thứ cấp. Mặc dù nhiệt độ hơi ở hạ lưu của van điều khiển áp suất trượt có thể thay đổi do điều tiết của nó, bộ quá nhiệt thứ cấp có thể làm dịu các thay đổi nhiệt độ do hơi nước tạo ra trước khi đi vào tuabin. Hình 16 minh họa điều khiển áp suất thường và áp suất trượt.
Tua bin khí
Các tuabin khí thường được sử dụng để quay máy phát điện hơn là tuabin hơi nước. Do nguồn khí tự nhiên dồi dào, rẻ tiền, quy trình cấp phép tương đối dễ dàng và chu kỳ xây dựng ngắn, tuabin khí đã trở thành một cách rất phổ biến để tăng công suất phát điện. Các tuabin khí có thời gian khởi động nhanh chóng và do đó, nó được sử dụng phổ biến cho các yêu cầu cao điểm, từ xa, khẩn cấp và dự trữ năng lượng. Tua bin khí có nhiều kích cỡ và cấu hình khác nhau với các tuabin hiện đại được cung cấp với công suất phát trên 200 MW và nhiệt độ nung trên 2000 ° F. Tua bin khí có thể được thiết kế và chế tạo đặc biệt cho mục đích phát điện hoặc có thể được điều chỉnh từ các các ứng dụng. Một ví dụ về tuabin thích nghi là tuabin khí dẫn. Tua bin khí dẫn khí là một tuabin ban đầu được thiết kế cho mục đích sử dụng hàng không đã được chuyển đổi để sản xuất điện.
Chu kỳ kết hợp
Thông thường, để tăng hiệu suất của tuabin khí, máy phát hơi thu hồi nhiệt (HRSG) được sử dụng để tận dụng nhiệt thải trong khí thải tuabin để tạo ra hơi nước. Sau đó, hơi nước được tạo ra có thể được chuyển qua tuabin hơi và chu trình liên kết để tạo ra nhiều năng lượng hơn nữa. Trong trường hợp này, nhiệt thải từ tuabin khí cung cấp chức năng tương tự như than, dầu hoặc khí, trong khi phần còn lại của quá trình tương đối không thay đổi. Khi HRSG được sử dụng, tuabin được coi là hoạt động như một “chu trình hỗn hợp”. Một HRSG điển hình được minh họa trong Hình 21. Các tuabin khí không có lò hơi thu hồi nhiệt được gọi là “chu trình đơn giản”, trong khi các tuabin hoạt động có thu hồi nhiệt là “chu trình hỗn hợp” (xem Hình 22). Các ứng dụng van để lắp đặt chu trình hỗn hợp có hầu hết các thách thức và mối quan tâm về kỹ thuật giống như các ứng dụng được tìm thấy trong một nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch thông thường. Ngoài các van điều khiển được tìm thấy trên HRSG, tuabin yêu cầu các van để kiểm soát và ngắt nhiên liệu. Không có gì lạ khi các tuabin khí hoạt động theo sơ đồ điều khiển ‘nhiên liệu kép’ cho phép sử dụng nhiên liệu lỏng hoặc khí. Hệ thống nhiên liệu kép cho phép các máy phát điện sử dụng khí tự nhiên rẻ tiền khi có sẵn và chuyển sang sử dụng xăng dầu khi khí tự nhiên không có sẵn hoặc có chi phí cao hơn so với nhiên liệu dầu mỏ thay thế. Tua bin khí cũng thường sử dụng van điều khiển để bơm nước hoặc hơi DI (khử ion) để tăng công suất hoặc như một phương tiện kiểm soát lượng khí thải NOx. Các van điều khiển tuabin khí thường do nhà sản xuất tuabin quy định và thường có người vận hành bằng điện hoặc thủy lực. Để biết thêm thông tin về tuabin khí và các ứng dụng van điều khiển liên quan, hãy liên hệ với chuyên gia của Flowserve được chỉ định cho nhà sản xuất tuabin khí cụ thể.
