ĐỒNG PHÁT

- ĐỒNG PHÁT.
- CÁC LOẠI HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT...2.
- ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT...10.
- Các động cơ sơ cấp của hệ thống CHP bao gồm các động cơ pittông, đốt cháy hoặc tua bin khí, tua bin hơi, micrô tua bin, và các pin nhiên liệu.
- Hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống đồng phát (UNESCAP, 2000).
- Hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á 1.
- CÁC LOẠI HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT.
- Phần này nói về các loại hệ thống đồng phát: hệ thống đồng phát tua bin hơi, hệ thống đồng phát tua bin khí, hệ thống đồng phát động cơ pittông.
- 2.1 Hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Tua bin hơi là một trong những công nghệ động cơ sơ cấp linh hoạt và lâu đời nhất trong sản xuất chung.
- Hệ thống phát điện tua bin hơi đã được áp dụng hơn 100 năm qua, khi chúng thay thế động cơ hơi pittông nhờ hiệu suất cao và chi phí thấp.
- Công suất của tua bin hơi dao động từ 50 kW đến hàng trăm MW ở các nhà máy sản xuất điện lớn.
- Các tua bin hơi được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nhiệt-điện kết hợp (CHP).
- Chu kỳ nhiệt động lực học cho tua bin hơi là chu kỳ Rankine.Chu kỳ này là cơ sở cho các trạm phát điện truyền thống và bao gồm một bộ phận cung cấp nhiệt (lò hơi) giúp chuyển hoá nước thành hơi áp suất cao.
- Hướng dẫn sử dụng năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á 3.
- Hai kiểu tua bin hơi được sử dụng rộng rãi nhất là tua bin đối áp và các tua bin ngưng - trích hơi.
- Việc lựa chọn tua bin đối áp và tua bin trích hơi phụ thuộc chủ yếu vào số lượng hơi và nhiệt, chất lượng nhiệt và các yếu tố kinh tế.
- 2.1.1 Tua bin chạy bằng hơi đối áp.
- Tua bin đối áp là tua bin có cấu tạo đơn giản nhất.
- Hơi có trong tua bin ở áp suất bằng hoặc cao hơn áp suất khí quyển, tuỳ theo nhu cầu tải nhiệt.
- Tránh được chi phí tốn kém cho áp suất hạ áp của tua bin..
- Với cùng công suất đầu ra, tua bin hơi lớn hơn, vì nó phải vận hành với sự chênh lệch entthalpy của hơi thấp hơn..
- Lưu lượng hơi qua tua bin phụ thuộc vào mức tải nhiệt.
- 2.1.2 Tua bin ngưng trích hơi.
- So với hệ thống đối áp, tua bin ngưng trích hơi có chi phí vốn cao, và thường là hiệu suất toàn phần thấp hơn.
- Tuy nhiên, về một mặt nào đó, nó có thể kiểm soát được công suất điện không phụ thuộc vào tải nhiệt nhờ điều chỉnh chính xác tốc độ lưu lượng hơi qua tua bin..
- Tua bin ngưng trích hơi.
- 2.2 Hệ thống đồng phát tua bin khí.
- Hệ thống đồng phát tua bin khí hoạt động theo chu kỳ nhiệt động lực học có tên gọi là chu trình Brayton.
- Ở chu trình này, không khí khí quyển được nén, gia nhiệt và giãn nở, với phần công suất dư do tua bin hoặc bộ giãn nở tạo ra được máy nén sử dụng để phát điện..
- Hệ thống đồng phát tua bin khí có thể đáp ứng một phần hoặc toàn bộ nhu cầu năng lượng của nhà máy, và năng lượng được giải phóng ở nhiệt độ cao trong khí xả có thể được thu hồi để sử dụng cho các thiết bị ứng dụng làm mát hoặc gia nhiệt (xem hình 4).
- Giải công suất điển hình của tua bin khí dao động từ một phần mấy MW tới khoảng 100 MW..
- Trong những năm gần đây, hệ thống đồng phát tua bin khí được sử dụng với tốc độ ngày càng nhiều do sự sẵn có của các nguyên liệu khí tự nhiên, tiến bộ công nghệ nhanh, giảm chi phí lắp đặt đáng kể và mang lại hiệu quả môi trường cao.
- Thời gian khởi động của tua bin khí ngắn, vận hành gián đoạn linh hoạt.
- Dù tua bin loại này cung cấp nhiệt để chuyển hoá thành điện thấp, có thể thu hồi được nhiệt nhiều hơn ở nhiệt độ cao hơn.
- 2.2.1 Hệ thống đồng phát tua bin khí chu trình hở.
- Phần lớn các hệ thống tua bin khí hiện có, ứng dụng trong bất kỳ ngành nào đều vận hành theo chu trình Brayton mở (còn được gọi là chu trình Joule, ở chu trình này tính không thuận nghịch không được tính tới).
- Máy nén Tua bin.
- Đồng phát tua bin khí chu trình hở.
- Cận trên được thiết lập ở nhiệt độ mà nguyên liệu của tua bin khí có thể chịu được, và do hiệu suất của cánh làm mát quy định.
- Áp suất và khí thải nhiệt độ cao đi vào tua bin khí sẽ sinh ra công cơ học để chạy máy nén và tải (v.d máy phát điện).
- Khí thải từ tua bin ở nhiệt độ khá cao C), vì vậy khả năng thu hồi nhiệt ở nhiệt độ cao là khả thi.
- Hơi được tạo thành có thể ở nhiệt độ và áp suất cao, có thể sử dụng cho không chỉ các quy trình nhiệt mà còn để chạy tua bin hơi, tạo ra thêm điện..
- 2.2.2 Hệ thống đồng phát sử dụng tua binh khí theo chu trình khép kín.
- Chúng được gia nhiệt trong bộ trao đổi nhiệt trước khi đưa vào tua bin, và được làm mát sau khi tua bin giải phóng ra nhiệt hữu dụng.
- Hình 5: Hệ thống đồng phát sử dụng tua bin khí theo chu trình khép kín.
- 2.3 Hệ thống đồng phát động cơ pittông.
- Động cơ pittông có hiệu suất điện cao hơn tua bin khí cùng kích thước, vì vậy giúp giảm chi phí nhiên liệu vận hành.
- Chi phí ban đầu của bộ động cơ pittông thường thấp hơn tua bin khí lên tới 3-5 MW về kích thước.
- Chi phí bảo trì động cơ pittông cao hơn tua bin khí nhưng việc bảo hành có thể được thực hiện bởi các nhân viên của nhà máy hoặc các cơ sở tại địa phương..
- Hình 6: Hệ thống đồng phát sử dụng động cơ pittông (UNESCAP, 2000).
- Có bốn nguồn nhiệt thải từ động cơ pittông có thể sử dụng: khí thải, nước làm mát động cơ, nước làm mát dầu bôi trơn, và làm mát bộ nạp của tua bin.
- trong hệ thống đồng phát.
- Động cơ Diezen 10-3000 kW Tua bin khí nhỏ 800-10000 kW .
- Tua bin khí lớn 10-20 MW .
- Tua bin hơi 10-100 MW .
- 2.4 Các phân loại hệ thống đồng phát khác.
- Tua bin khí hoặc động cơ diezen sản xuất ra năng lượng điện hoặc cơ khí với lò hơi thu hồi nhiệt để tạo thành hơi dùng chạy tua bin hơi thứ cấp..
- Hệ thống chu trình đỉnh tua bin hơi.
- Nhiên liệu (dạng bất kỳ) được đốt cháy để sản xuất ra hơi cao áp sau đó đi qua tua bin hơi đển tạo ra điện và khí thải cung cấp hơi hạ áp..
- Hệ thống đồng phát chu trình đỉnh thu hồi nhiệt.
- Hệ thống đồng phát chu trình đỉnh tua bin khí.
- Một tua bin khí tự nhiên chạy máy phát.
- Ở chu trình đáy, nhiên liệu sơ cấp tạo ra nhiệt năng ở nhiệt độ cao và nhiệt thải từ quy trình được sử dụng để phát điện qua lò hơi thu hồi nhiệt và máy phát tua bin.
- Khí thải từ lò được sử dụng trong lò hơi để tạo thành hơi, chạy tua bin để phát điện..
- Hệ thống đồng phát chu trình đáy (Cục Sử dụng năng lượng hiệu quả, 2004).
- Tổng nhiên liệu cho tua bin và hơi Hoạt động của tua bin hơi.
- Hiệu suất tua bin hơi.
- Sụt entanpi thực tế qua tua bin (kCal/kg) x 100 Sụt entanpi theo đường đẳng entropi.
- Hoạt động tua bin khí.
- Hiệu suất toàn phần của tua bin khí.
- (Tua bin &.
- 3.2 Các tính toán trong hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Hình vẽ dưới đây mô tả bốn bước tính toán kết quả hoạt động của một hệ thống đồng phát tua bin hơi, hệ thống đồng phát phổ biến nhất trong ngành công nghiệp.
- Lưu ý: phương pháp luận có thể áp dụng cho tất cả cá hệ thống đồng phát, nhưng những công thức dưới đây chỉ áp dụng cho hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Tua bin ngưng- trích hơi.
- Bước 1: Tính toán mức thoát nhiệt thực tế tại mỗi cấp tua bin Entanpi của hơi tại đầu vào của tua bin : h1, kCal/kg Entanpi của hơi tại lần trích cấp 1 : h2, kCal/kg Entanpi của hơi tại lần trích cấp 2 : h3, kCal/kg.
- Tuy nhiên, người ta gợi ý nên tính toán hiệu suất ở cấp cuối từ hiệu suất toàn phần của tua bin và hiệu suất ở cấp khác..
- Vẽ điểm điều kiện đầu vào tua bin trong biểu đồ Mollier – tương ứng với áp suất và nhiệt độ hơi.
- Vì việc giãn nở ở tua bin là quy trình đoạn nhiệt, entropi không đổi.
- Thoát nhiệt lý thuyết từ giai đoạn ngưng tụ trích hơi thứ 2 (h10): h10 = H2 – H3 Bước 3: Tính toán hiệu suất tua bin.
- 4.1 Các giải pháp Sử dụng năng lượng hiệu quả trong hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả trong hệ thống đồng phát được mô tả trong cá phần sau:.
- Tua bin hơi:.
- Nhiệt độ nóng ẩm sẽ làm tăng nhiệt độ của nước làm mát, giảm độ chân không trong bình ngưng và sản lượng của tua bin giảm (dẫn đến giảm hiệu suất nhiệt tương ứng).
- Nếu nhiệt độ hơi và các điều kiện áp suất tại bộ phận vào của tua bin hơi thay đổi so với các điều kiện tối ưu trong thiết kế, tua bin có thể không đạt hiệu suất tối đa..
- 4.2 Các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả trong hệ thống đồng phát tua bin khí.
- Dưới đây là các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả trong hệ thống đồng phát tua bin hơi:.
- Tua bin khí:.
- Nhiệt độ và áp suất khí: Nếu nhiệt độ và các điều kiện áp suất tại bộ phận nạp khác so với các điều kiện tối ưu trong thiết kế, có thể tua bin sẽ không đạt được hiệu suất tối đa.
- Lưu lượng qua tua bin khí.
- Chia tua bin thành hai phần và sấy khí sơ bộ giữa hai phần bằng cách đưa khí đi qua lò sấy phụ và buồng sấy đặt giữa hai phần;.
- Bơm hơi hoặc nước vào lò đốt hoặc tua bin;.
- Làm sạch hoặc loại bỏ cặn bám trên cánh của máy nén khí và tua bin theo định kỳ và.
- Hoạt động hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Hoạt động hệ thống đồng phát tua bin khí.
- Bảng tính 1: Hoạt động hệ thống đồng phát tua bin hơi.
- Bảng tính 2: Hoạt động đồng phát tua bin khí.
- Đầu vào nhiên liệu tua bin khí (F) kg/h.
- Hiệu suất tua bin khí

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt