Điều chỉnh tuabin trích xuất

Tuabin hơi trích xuất điều chỉnh

Còn được gọi là tuabin hơi ngưng tụ trích hơi hoặc tuabin nhiệt trích hơi đơn, đây là thiết bị phát điện nhiệt kết hợp chức năng phát điện với chức năng sưởi ấm bằng cách trích hơi nước từ các tầng trung gian của tuabin để cung cấp cho người sử dụng nhiệt.

Nguyên lý hoạt động và đặc điểm cấu trúc

Loại tuabin này bao gồm một phần cao áp và một phần hạ áp. Hơi nước sạch trước tiên đi vào phần cao áp để giãn nở và thực hiện công việc, sau đó được chia thành hai dòng: một dòng được trích ra làm hơi nước sưởi ấm cho người sử dụng, trong khi dòng còn lại đi vào phần hạ áp để tiếp tục giãn nở và thực hiện công việc trước khi được thải vào bình ngưng. Nguyên lý hoạt động của nó nằm giữa tuabin hơi nước hồi lưu và tuabin hơi nước ngưng tụ. Khi lưu lượng hơi nước trích ra để sưởi ấm bằng không, thiết bị hoạt động tương đương với một tuabin hơi nước ngưng tụ; nếu tất cả hơi nước từ phần cao áp được trích ra, nó hoạt động tương tự như một tuabin hơi nước hồi lưu. Tuy nhiên, trong hoạt động thực tế, để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt do ma sát không khí trong xi lanh hạ áp, phải duy trì lưu lượng hơi nước tối thiểu từ 5% đến 10% lưu lượng thiết kế qua phần hạ áp vào bình ngưng.

Tuabin hơi trích hơi điều chỉnh là thiết bị then chốt trong hệ thống đồng phát điện, vì nó đáp ứng đồng thời nhu cầu điện và nhiệt bằng cách trích hơi với áp suất có thể điều chỉnh trong quá trình giãn nở.

Các chức năng cốt lõi của nó bao gồm:

1. Đồng phát điện và sử dụng năng lượng hiệu quả

Hơi nước tươi ban đầu đi vào phần áp suất cao để thực hiện công việc, sau đó được chia thành hai luồng – một luồng được trích ra để sử dụng cho mục đích nhiệt (như hơi nước công nghiệp hoặc hệ thống sưởi ấm khu vực) và luồng còn lại chảy qua phần áp suất thấp để tiếp tục thực hiện công việc trước khi được thải vào bình ngưng. Điều này cho phép sản xuất điện và nhiệt đồng thời, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể.

2. Điều chỉnh linh hoạt tải điện và nhiệt

Bằng cách liên kết bộ điều tốc và bộ điều chỉnh áp suất để điều khiển động các van điều khiển hoặc màng quay ở phần áp suất cao và thấp, công suất điện đầu ra có thể được điều chỉnh trong khi vẫn duy trì tải nhiệt ổn định (ví dụ: giảm tải điện bằng cách đóng van để duy trì lưu lượng hơi trích, hoặc tăng tải nhiệt bằng cách mở van áp suất cao và đóng van trích để bù đắp sự dao động công suất). Điều này cho phép thích ứng với những thay đổi trong phân bổ điện lưới và nhu cầu mạng lưới sưởi ấm.

3. Đảm bảo an toàn vận hành

Để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt do ma sát gió trong xi lanh áp suất thấp, thiết bị phải đảm bảo rằng 5% đến 10% lưu lượng hơi nước thiết kế đi qua phần áp suất thấp để làm mát. Hệ thống điều khiển sẽ duy trì giới hạn lưu lượng ngưng tụ tối thiểu để đảm bảo hoạt động an toàn.

4. Khả năng giảm tải đỉnh và khả năng thích ứng

Phạm vi điều chỉnh tải điện bị giới hạn bởi tải nhiệt. Thông qua phân tích sơ đồ vận hành hoặc thử nghiệm hiệu suất nhiệt, đặc tính giảm tải đỉnh có thể được tối ưu hóa để cân bằng giữa nguồn cung cấp nhiệt ổn định và khả năng phát điện linh hoạt trong hệ thống sưởi ấm tập trung đô thị và các ứng dụng công nghiệp.

Ưu điểm cốt lõi của tuabin hơi trích hơi điều chỉnh nằm ở khả năng linh hoạt đáp ứng tải nhiệt và tải điện bằng cách điều chỉnh áp suất hơi trích.

1. Khả năng điều chỉnh cao đối với tải nhiệt và điện

Thông qua thiết kế kết hợp các phần áp suất cao và áp suất thấp, hơi nước tươi được chia thành dòng nhiệt trích và dòng làm việc của phần áp suất thấp sau khi giãn nở trong phần áp suất cao. Điều này cho phép điều chỉnh độc lập công suất điện và lưu lượng hơi trích trong một phạm vi nhất định, giải quyết được mâu thuẫn giữa cung cấp điện và sưởi ấm vốn có trong các tuabin áp suất ngược. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các trường hợp có sự biến động lớn về tải nhiệt.

2. Tính linh hoạt vận hành cao

Tuabin hơi trích hơi điều chỉnh có thể hoạt động tương đương với tuabin ngưng tụ khi lưu lượng hơi trích bằng không hoặc tương tự như tuabin áp suất ngược khi lưu lượng hơi trích đạt mức tối đa. Đồng thời, thông qua phân tích sơ đồ vận hành hoặc thử nghiệm nhiệt, hiệu suất giảm tải đỉnh có thể được tối ưu hóa, chẳng hạn như điều chỉnh linh hoạt tải điện tăng hoặc giảm dưới các lưu lượng hơi trích cụ thể để đáp ứng nhu cầu giảm tải đỉnh của lưới điện.

3. Độ ổn định nhiệt tuyệt vời

Áp suất hơi trích được điều khiển bằng bộ điều chỉnh áp suất để duy trì sự ổn định, đảm bảo cung cấp hơi nước đáng tin cậy cho người sử dụng nhiệt. Ngoài ra, thiết kế của thiết bị duy trì lưu lượng tối thiểu (khoảng 5% đến 10% lưu lượng thiết kế) qua phần áp suất thấp để làm mát xi lanh áp suất thấp, đảm bảo an toàn vận hành.

4. Tính ứng dụng rộng rãi

Loại tuabin này được sử dụng rộng rãi trong hệ thống sưởi ấm tập trung đô thị, tận dụng nhiệt thải công nghiệp và các lĩnh vực khác. Thiết kế trích xuất kép của nó cũng có thể đáp ứng nhu cầu tải nhiệt ở các thông số áp suất khác nhau, từ đó nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng năng lượng.