Tuabin áp suất ngược

Tuabin hơi có áp suất khí thải lớn hơn áp suất khí quyển được gọi là tuabin hơi áp suất ngược. Hơi thải có thể được sử dụng để sưởi ấm hoặc cung cấp cho các tuabin hơi áp suất trung bình và thấp hiện có để thay thế các nồi hơi áp suất trung bình và thấp trong các nhà máy điện cũ. Khi tuabin hơi áp suất ngược được sử dụng để cung cấp hơi nước cho các tuabin áp suất trung bình và thấp hiện có để thay thế các nồi hơi áp suất trung bình và thấp trong một nhà máy điện cũ, nó cũng được gọi là tuabin bổ sung (topping turbine). Cách tiếp cận này không chỉ làm tăng công suất phát điện của nhà máy ban đầu mà còn nâng cao hiệu suất nhiệt của nó. Áp suất khí thải thiết kế của tuabin hơi áp suất ngược được sử dụng để sưởi ấm thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu sưởi ấm cụ thể. Đối với tuabin bổ sung, áp suất ngược thường lớn hơn 5 MPa, được xác định bởi các thông số hơi nước của các tổ máy phát điện hiện có. Sau khi được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm, hơi thải ngưng tụ thành nước, sau đó được bơm trở lại nồi hơi làm nước cấp. Thông thường, không phải tất cả nước ngưng tụ từ hệ thống sưởi ấm đều có thể được thu hồi, do đó cần phải bổ sung nước cấp.

Tuabin hơi áp suất ngược là một loại tuabin có áp suất hơi thải cao hơn áp suất khí quyển. Nguyên lý hoạt động của nó là sử dụng hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao để dẫn động rôto tuabin, từ đó tạo ra năng lượng cơ học. Không giống như tuabin hơi ngưng tụ, hơi thải từ tuabin áp suất ngược không được đưa trực tiếp đến bộ ngưng tụ mà được dẫn đến các thiết bị hoặc quy trình công nghiệp khác để sử dụng tiếp. Thiết kế này giúp tuabin hơi áp suất ngược đạt hiệu quả cao trong việc sử dụng năng lượng, đặc biệt là trong các ứng dụng như đồng phát điện.

Về đặc điểm vận hành, công suất phát điện của tuabin hơi áp suất ngược được xác định bởi tải nhiệt. Sản lượng điện của nó thay đổi theo sự thay đổi của tải nhiệt, có nghĩa là nó không thể đáp ứng độc lập các nhu cầu linh hoạt về cả nhiệt và điện. Do đó, nó phù hợp với các trường hợp có tải nhiệt tương đối ổn định. Khi biến động tải nhiệt đáng kể, nó thường cần hoạt động song song với các tuabin hơi ngưng tụ, với các tổ máy ngưng tụ xử lý sự thay đổi về tải điện.

Các đặc điểm chính của tuabin hơi áp suất ngược bao gồm áp suất khí thải cao hơn, và hơi thải có thể được sử dụng để sưởi ấm hoặc cho các mục đích công nghiệp khác. Áp suất khí thải của nó tương đối cao (thường cao hơn áp suất khí quyển). Sau khi giãn nở và thực hiện công việc giữa các tầng, hơi nước được thải ra ở áp suất cao hơn. Nhiệt lượng chứa trong hơi thải được các thiết bị sử dụng nhiệt tận dụng hoàn toàn, do đó loại bỏ tổn thất nguồn lạnh liên quan đến tuabin hơi ngưng tụ và dẫn đến hiệu suất nhiệt cao hơn. Về cấu trúc, phần áp suất cao của nó tương tự như tuabin hơi ngưng tụ, thường sử dụng điều khiển bằng vòi phun để phân phối hơi nước và thường sử dụng một tầng xung lực một hàng làm tầng điều khiển.

Do hơi nước thải không ngưng tụ nên tổn thất nhiệt giảm, dẫn đến hiệu suất nhiệt tổng thể cao hơn. Ngoài ra, tuabin áp suất ngược có cấu trúc tương đối đơn giản và chi phí bảo trì thấp hơn. Tuy nhiên, tính linh hoạt trong vận hành của chúng bị hạn chế, vì áp suất hơi nước thải phải phù hợp với yêu cầu của thiết bị tiêu thụ hơi nước ở phía hạ lưu; nếu không, sự ổn định của hệ thống có thể bị ảnh hưởng.

Về mặt ứng dụng và hiệu quả kinh tế, tuabin hơi áp suất ngược thường được sử dụng trong các trường hợp cần cung cấp đồng thời điện và nhiệt. Chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất điện kết hợp nhiệt và thu hồi nhiệt thải công nghiệp, giúp giảm tiêu thụ than đá để phát điện và tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, khả năng thích ứng với sự thay đổi tải của chúng tương đối kém. Hiệu suất có thể giảm trong điều kiện tải nhiệt thấp, và các thông số khí thải phải phù hợp với yêu cầu của người sử dụng. Việc lựa chọn các thông số ban đầu (như áp suất và nhiệt độ) đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố kinh tế và an toàn.