Công nghệ nhiệt điện trên siêu tới hạn (USC)

Công nghệ nhiệt điện ngưng hơi truyền thống đã được phát triển từ lâu và có độ tin cậy cao, hiệu suất hợp lý, có tuổi thọ cao, công suất tổ máy lớn (tới trên 1000 MW) và phù hợp với nhiều loại nhiên liệu. Bài viết trình bày tổng quan về công nghệ trên siêu tới hạn (Ultra Supercritical – USC) và khả năng áp dụng tại Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ nhiệt điện trên siêu tới hạn (USC) PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 159 CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN TRÊN SIÊU TỚI HẠN (USC) Nguyễn Hải Bằng Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2 Tóm tắt: Báo cáo trình bày tổng quan về công nghệ trên siêu tới hạn (Ultra Super- critical – USC) và khả năng áp dụng tại Việt Nam.1. TỔNG QUAN Công nghệ nhiệt điện ngưng hơi truyền thống đã được phát triển từ lâu và có độtin cậy cao, hiệu suất hợp lý, có tuổi thọ cao, công suất tổ máy lớn (tới trên 1000 MW)và phù hợp với nhiều loại nhiên liệu. Về lý thuyết nhiệt, thông số hơi (áp suất, nhiệt độ) của chu trình hơi càng cao thìhiệu suất của chu trình nhiệt cũng càng cao. Điểm tới hạn của nước (Critical Point) làđiểm tại áp suất 22,06 MPa và nhiệt độ 373,95 °C. Tùy theo thông số hơi ban đầu vàotuabin, chu trình nhiệt của các NMĐ ngưng hơi được chia thành các cấp: dưới (cận) tớihạn (Sub-Critical – SbC, với các thông số hơi dưới điểm tới hạn), siêu tới hạn (Super-Critical – SC, với các thông số hơi trên điểm tới hạn) và trên siêu tới hạn (Ultra-SuperCritical – USC, với các thông số hơi cao hơn nhiều điểm tới hạn). Cần phải lưu ý rằng định nghĩa siêu tới hạn đã được thay đổi trong những nămgần đây. Hình bên dưới thể hiện so sánh định nghĩa về các phân cấp thông số hơi cũ vàđịnh nghĩa hiện tại được chấp nhận. Báo cáo này dựa trên định nghĩa cũ về các phân cấpthông số hơi. SuperCritical VS Ultra SuperCritical Classical Definition 40 Pressure, MPa 35 30 25 20 15 540 555 570 585 600 615 630 645 660 Temperature, C SubCritical SuperCritical Ultra SuperCritical Hình 1: Định nghĩa về phân cấp thông số hơi160 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 SuperCritical VS Ultra SuperCritical Common Current 40 Pressure, psi 35 30 25 20 15 540 555 570 585 600 615 630 645 660 Temperature, C SubCritical SuperCritical Ultra SuperCritical Hình 1: (tiếp theo)2. THÔNG SỐ HƠI VÀ HIỆU SUẤT CHU TRÌNH HƠI Việc tăng thông số hơi (áp suất/nhiệt độ) sẽ làm tăng hiệu suất của nhà máy vàgiảm tiêu hao nhiên liệu. Bản chất về mặt nhiệt động lực học của mối quan hệ giữathông số hơi và hiệu suất chu trình nhiệt như thể hiện trong hình đưới đây: Hình 2: Hiệu suất nhiệt và thông số chu trình hơi Cùng với sự phát triển của công nghệ nhà máy nhiệt điện than, các thông số hơingày càng cao được áp dụng như thể hiện ở biểu đồ hình 3 bên dưới. Công nghệ siêu tớihạn (SC) đã bắt đầu được áp dụng từ những năm 1970, góp phần đáng kể cho cuộc cáchmạng công nghiệp lần thứ 3 thành công trên toàn thế giới. Từ những năm 1995 ~ 2000,với yêu cầu cấp thiết của việc tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch (than, dầu mỏ, khí đốt), PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 161khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sơ cấp cũng như giảm phát thải - bảovệ môi trường, công nghệ trên siêu tới hạn (USC) bắt đầu được sử dụng rộng rãi vàngày càng phổ biến cho đến ngày nay. Nguồn: IHI Corporation® Hình 3: Lịch sử phát triển của thông số hơi ban đầu Trong xu hướng ngày càng nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và bảo vệ môitrường cũng như sự phát triển các loại vật liệu mới, công nghệ USC đang tiếp tục đượcđầu tư nghiên cứu để có thể áp dụng thương mại trong tương lai gần, các thông số hơiban đầu có áp suất lên đến 30 MPa và nhiệt độ lên đến 700 °C – được gọi là công nghệtrên siêu tới hạn cải tiến (Advance Ultra-Super Critical – A-USC). ...