Tính Toán Thay Thế Các Tuabin Cao Áp - Trung Áp

Nhiều nhà sản xuất điện ở Mỹ đang cố kéo dài tuổi thọ hữu ích của các nhà máy điện hiện có vì như vậy có lợi hơn về kinh tế so với các phương án khác. Có nhiều lý do để trì hoãn, hủy bỏ hoặc thậm chí cân nhắc lại các dự án nguồn điện đã lên kế hoạch và trong tương lai, trong đó trước tiên phải kể đến các vấn đề về môi trường, cấp phép bị trì hoãn, sự phản đối của công luận và chi phí xây dựng. Nhìn chung các nhà máy điện...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính Toán Thay Thế Các Tuabin Cao Áp - Trung ÁpTính toán thay thế các tuabin cao áp/trung ápNhiều nhà sản xuất điện ở Mỹ đang cố kéo dài tuổi thọ hữu ích của các nhà máy điệnhiện có vì như vậy có lợi hơn về kinh tế so với các phương án khác. Có nhiều lý do để trìhoãn, hủy bỏ hoặc thậm chí cân nhắc lại các dự án nguồn điện đã lên kế hoạch và trongtương lai, trong đó trước tiên phải kể đến các vấn đề về môi trường, cấp phép bị trì hoãn,sự phản đối của công luận và chi phí xây dựng. Nhìn chung các nhà máy điện ở Mỹ đangxuống cấp, nhiều nhà máy đã vận hành từ 30 năm nay, thậm chí còn lâu hơn.Để kéo dài tuổi thọ các nhà máy xuống cấp này, các nhà sản xuất điện đang cải tạo hoặcthay thế các hệ thống và trang thiết bị cũ hơn để kéo dài tuổi thọ, nâng cao hiệu suất,giảm phát thải, tiết kiệm tiền và cố gắng sản xuất điện từ những tài sản này. Vì các côngnghệ mới được phát triển trong những năm gần đây nên các thiết bị thay thế có hiệu suấtcao hơn so với thiết bị hiện có, ngay cả khi còn mới nguyên. Tuy nhiên, liệu công nghệmới này có nâng cao được hiệu suất của cả nhà máy hay không? Và điều không kémphần quan trọng, nó sẽ ảnh hưởng ra sao đến các hệ thống và các bộ phận hợp thành cũhơn của nhà máy?Để xác định thiết bị mới sẽ hoạt động và tương tác ra sao với thiết bị cũ hiện có trước khiký kết bất kỳ hợp đồng nào, các nhà sản xuất điện đang sử dụng các công nghệ phân tíchnhiều khi vượt quá các công nghệ được các nhà chế tạo thiết bị chào mời. Những kiểmtra độc lập này đã tỏ ra rất có giá trị đối với các nhà sản xuất điện và đã phát hiện một sốkết quả đáng kinh ngạc.Lấy một ví dụ về việc thay thế thiết bị tại một nhà máy đã cũ. Năm 2007, một công tyđiện lực lớn ở Mỹ đã tìm đến giải pháp thay thế các tuabin cao áp (CA) và trung áp (TA)cho một trong các tổ máy chạy than công suất 300 MW để nâng cao hiệu suất và tăng sảnlượng điện của nhà máy “mà không phải đốt thêm một cân than”, như một quan chức củacông ty điện lực đó đã từng phát biểu.Các hồ sơ mời thầu đã được gửi đến nhiều hãng chế tạo tuabin khác nhau, trong đó có haihãng trả lời và đưa ra các đề xuất. Để kiểm tra tính năng mà mỗi hãng đưa ra và để xácđịnh ảnh hưởng của các tuabin mới đến phần còn lại của tổ máy, công ty điện lực đã sửdụng chương trình phần mềm cân bằng nhiệt PEPSE (đánh giá tính năng hiệu quả của hệthống điện), bằng cách áp dụng một mô hình mô phỏng PEPSE đối với tuabin và các hệthống lò hơi của tổ máy.Dựa trên các kết quả của phân tích PEPSE đối với các tuabin được chào bán, các đề xuấtcủa các hãng chế tạo tuabin quả thực đã đáp ứng các giá trị đảm bảo về tính năng của họ.Tuy nhiên, vì các tuabin mới có hiệu suất cao hơn so với các tuabin CA và TA có sẵn,nên chúng thu được nhiều năng lượng hơn từ hơi nước so với các tuabin CA và TA đangvận hành, vì vậy năng lượng còn lại dành cho tuabin HA ở phía sau lại ít hơn. Kết quả làtăng công suất ra của các tuabin CA và TA, nhưng lại giảm công suất ra của tuabin HA.Mặc dầu công suất tổng của cả tổ máy có cao hơn, nhưng lại thấp hơn so với dự kiến saukhi trừ đi phần giảm công suất ra của tuabin HA giờ đây bị thiếu hơi.Người ta đã tiến hành thêm một số phân tích PEPSE. Trong đó có phân tích trường hợpphục hồi các tuabin CA và TA thay vì sử dụng các tuabin mới. Đúng như dự kiến, cáctuabin phục hồi có hiệu suất không cao bằng và cũng không phát được thêm nhiều điệnnhư các tuabin mới được đề xuất, nhưng chi phí so với các tuabin mới thì thấp hơn đángkể. Sau cùng, đã phân tích việc tăng diện tích bề mặt lò hơi khác nhau cho các bộ phậnquá nhiệt (sơ cấp và thứ cấp), gia nhiệt lại và bộ hâm khi sử dụng các tuabin mới.Công ty điện lực đã tiến hành phân tích chi phí/lợi ích dựa trên các kết quả PEPSE. Baphương án lựa chọn của họ đối với tuabin bao gồm: 1) Không làm gì cả, 2) Thay thế cáctuabin CA và TA bằng các tuabin mới và 3) Phục hồi các tuabin CA và TA. Các lựa chọnkhác nhau của họ về diện tích bề mặt lò hơi bao gồm việc tăng diện tích bề mặt quá nhiệt,gia nhiệt lại và/hoặc bộ hâm. Các kết quả phân tích về chi phí/lợi ích này đã khuyếnkhích phục hồi các tuabin ở lần sửa chữa lớn tiếp theo thay vì thay thế thiết bị mới. Hơnnữa, công ty điện lực sẽ không tăng diện tích bề mặt lò hơi.Tổ máyTổ máy đang xét là một trong các tổ máy của nhà máy điện. Tổ máy này được thiết kế đểsản xuất 310 MW điện ở điều kiện đầy tải, năng suất hơi mới là 2 x 106 lb/hr (2 x 48kg/h), nhiệt độ hơi mới là 1.050 F (566oC), áp suất hơi mới là 2.400 psig (169 kg/cm2)và nhiệt độ gia nhiệt lại là 1.000 F (538oC). Tổ máy được đưa vào hoạt động lần đầu tiênvào đầu năm 1970.Lò hơi tiếp tục hoạt động theo thiết kế ban đầu của Combustion Engineering. Lò hơi đốtthan bột được mua từ nhiều nguồn, theo các hợp đồng có thời hạn và trên thị trường giaongay.Các tuabin CA, TA và HA hiện nay là do General Electric chế tạo. Tổ máy bố trí cáctuabin kiểu chéo nhau, các tuabin CA và TA lưu trình đơn nối với máy phát điện có tầnsố quay 3.600 vò ...