Tuabin hơi của nhà máy thép có thể sử dụng hơi từ hệ thống thu hồi nhiệt thải không?

Điều gì quyết định hơi thu hồi có phù hợp với tuabin hay không?

Tuabin phản ứng với các điều kiện của hơi, bất kể nhiệt bắt nguồn từ quá trình đốt nhiên liệu hay sản xuất thép. Tính tương thích phụ thuộc vào điều kiện hơi tại cửa vào tuabin.

Đánh giá áp suất và nhiệt độ đầu vào cùng với áp suất khí thải. Mối quan hệ giữa các thông số này quyết định độ giảm năng lượng khả dụng, công suất có thể đạt được và tính phù hợp của cấu hình tuabin đề xuất.

Chất lượng hơi bao gồm cả độ ẩm và độ tinh khiết hóa học. Nước cuốn theo, chất gây nhiễm bẩn hòa tan và việc thoát nước không đầy đủ có thể gây đóng cặn, xói mòn, ăn mòn hoặc hiện tượng nước xâm nhập gây hư hại.

Không có một ngưỡng áp suất hoặc nhiệt độ tối thiểu chung cho mọi ứng dụng. Hãy thu thập dải điều kiện vận hành bao quát chế độ bình thường, khởi động, giảm sản lượng và các biến động quy trình có thể xảy ra.

Hơi bão hòa có thể phù hợp với các máy được thiết kế chuyên biệt, nhưng tuabin được quy định cho hơi quá nhiệt không thể mặc nhiên sử dụng hơi bão hòa. Cần xác nhận điều kiện đầu vào cho phép và độ ẩm ở cửa xả.

Do đó, câu hỏi về tính khả thi có thể được định lượng: lượng hơi đạt yêu cầu đến tuabin là bao nhiêu, duy trì trong bao lâu và trong phạm vi điều kiện vận hành nào của nhà máy?

Những nguồn nhiệt nào trong quá trình sản xuất thép có thể hỗ trợ phát điện?

Các nguồn tiềm năng bao gồm dập cốc khô, làm mát thiêu kết và một số dòng khí thải từ lò hoặc bộ chuyển đổi. Mỗi nguồn cần hệ thống thu hồi phù hợp với đặc tính nhiệt của nó.

Dập cốc khô có thể mang lại khả năng thu hồi nhiệt tương đối ổn định khi sản xuất duy trì đều đặn. Tuy nhiên, lượng hơi thực tế vẫn phụ thuộc vào lịch vận hành, bảo trì và thiết bị thu hồi.

Nhiệt từ khí thải của bộ chuyển đổi thường gián đoạn hơn do sản xuất thép diễn ra theo chu kỳ mẻ. Tải lượng bụi, thành phần khí và quy trình vận hành cũng ảnh hưởng đến thiết kế và khả năng sẵn sàng của hệ thống thu hồi.

Khả năng thu hồi nhiệt từ bộ làm mát thiêu kết phụ thuộc vào nhiệt độ không khí làm mát, lưu lượng khí và tính liên tục của sản xuất. Chỉ riêng lượng nhiệt không đủ để xác định liệu hơi tạo ra có hỗ trợ phát điện hiệu quả hay không.

Khi khí quy trình dễ cháy được đốt trong nồi hơi, cần phân biệt phát điện bằng nhiên liệu với thu hồi nhiệt thải trực tiếp. Các yếu tố phụ thuộc trong vận hành và giả định tài chính có thể khác nhau.

Trước khi lựa chọn thiết bị, hãy xác định các mục đích sử dụng nhiệt hiện có và nhu cầu hơi cạnh tranh. Chuyển năng lượng thu hồi sang sản xuất điện có thể làm giảm lợi ích mà năng lượng đó đang mang lại ở nơi khác trong nhà máy.

Dự án sẽ cung cấp được bao nhiêu điện năng đáng tin cậy?

Hãy bắt đầu bằng dữ liệu vận hành đã đo lường, bao quát các điều kiện sản xuất điển hình. Ghi nhận lưu lượng, áp suất và nhiệt độ hơi, thời gian của các chu kỳ mẻ, thời gian dừng máy và nhu cầu của các đơn vị đang sử dụng hơi hiện có.

Chỉ số lưu lượng hơi tối đa là chưa đủ để chọn công suất tuabin hơi cho nhà máy thép. Hãy so sánh chế độ vận hành điển hình, lưu lượng tối thiểu duy trì được và thời gian kéo dài của các điều kiện cao điểm.

Công suất điện thô phụ thuộc gần đúng vào lưu lượng khối lượng hơi, độ giảm entanpi có thể khai thác, hiệu suất tuabin và hiệu suất máy phát. Để dự báo chi tiết, cần tính toán trên toàn bộ dải vận hành dự kiến.

Công suất thuần là công suất sau khi trừ lượng điện tiêu thụ bởi bơm, thiết bị làm mát, quạt và các thiết bị phụ bổ sung khác. Mô hình tài chính nên sử dụng sản lượng điện thuần tại điểm ranh giới điện phù hợp.

Sản lượng điện hằng năm phụ thuộc vào thời gian duy trì của từng điều kiện vận hành. Một máy nhỏ hơn nhưng vận hành hiệu quả trong thời gian dài có thể cho kết quả tốt hơn thiết bị được chọn theo lưu lượng hơi cao điểm chỉ xuất hiện đôi khi.

Hãy yêu cầu nhà cung cấp dự báo công suất và mức tiêu thụ hơi tại một số điểm vận hành. Bao gồm tải tối thiểu, sản lượng điển hình và điều kiện làm mát dự kiến, bên cạnh điểm thiết kế danh định.

Cấu hình tuabin nào phù hợp với nhu cầu năng lượng của nhà máy?

Cấu hình phù hợp nhất phụ thuộc vào nhu cầu của nhà máy sau khi hơi giãn nở. Khi cả sản lượng điện và việc cấp hơi hữu ích đều có giá trị, cần đánh giá đồng thời hai mục tiêu này.

Cấu hình ngưng tụ thường khai thác được nhiều công hơn từ cùng một nguồn hơi đầu vào, nhưng cần có bình ngưng và hệ thống làm mát phù hợp, ảnh hưởng đến vốn đầu tư và hiệu suất.

Cấu hình đối áp có thể phù hợp với các nhà máy có nhu cầu hơi hạ nguồn liên tục. Khả năng phát điện phụ thuộc cả vào lượng hơi thu hồi sẵn có và tải của quy trình tiếp nhận hơi.

Cấu hình trích hơi giúp tăng tính linh hoạt khi có nhiều nhu cầu hơi cùng tồn tại. Giá trị của cấu hình này cần tương xứng với các yêu cầu bổ sung về điều khiển, thiết bị và phối hợp khi điều kiện sản xuất thay đổi.

Danh mục Tuabin hơi của SINO-QNP bao gồm các cấu hình ngưng tụ, trích hơi-ngưng tụ, đối áp và trích hơi-đối áp. Việc lựa chọn nên dựa trên điều kiện hơi đã được xác minh, nhu cầu năng lượng và các ràng buộc của dự án.

Hệ thống có thể xử lý các chu kỳ sản xuất theo mẻ mà không làm gián đoạn sản xuất thép không?

Hệ thống thu hồi nhiệt thải cần đáp ứng được quy trình sản xuất thép. Hãy xác định cách hệ thống tuabin vận hành khi lượng hơi tăng, giảm hoặc đột ngột ngừng cấp trong hoạt động bình thường.

Các biện pháp có thể bao gồm điều khiển phối hợp, lưu trữ hơi phù hợp, nhiều nguồn hơi và các phương án đường ống bypass. Mức độ phù hợp của từng biện pháp phụ thuộc vào thời gian xảy ra biến động và dải áp suất hiện có.

Bình tích hơi có thể làm dịu các dao động ngắn hạn, nhưng hiệu quả phụ thuộc vào biên độ dao động áp suất và dung tích lưu trữ. Bình không thể bù đắp vô thời hạn cho tình trạng thiếu hơi kéo dài.

Cần thiết kế một phương án tiếp nhận hơi khi tuabin gặp sự cố dừng hoặc không thể vận hành. Tùy thiết kế nhà máy, phương án này có thể liên quan đến các tuyến ống góp công nghệ hoặc bình ngưng bypass phù hợp.

Hãy thống nhất các giới hạn thay đổi tải, điều kiện vận hành tối thiểu, quy trình khởi động lại và cài đặt bảo vệ trước khi mua sắm. Những yêu cầu này quyết định liệu hệ thống có thể vận hành tin cậy theo thực tế sản xuất hay không.

Những yếu tố nào quyết định hiệu quả đầu tư?

Đánh giá toàn bộ hệ thống đã lắp đặt: thiết bị thu hồi nhiệt, đường ống hơi, xử lý nước, cụm tuabin-máy phát, làm mát, đấu nối điện, công trình xây dựng, hệ thống điều khiển và chi phí do dừng máy để lắp đặt.

Giá trị hằng năm bao gồm điện năng có thể sử dụng và lượng hơi hữu ích được cung cấp. Trừ đi chi phí vận hành, bảo trì, nước, các thiết bị phụ bổ sung và giá trị của những mục đích sử dụng nhiệt hiện có bị thay thế.

Để minh họa, công suất thuần trung bình 5 MW trong 6.000 giờ vận hành mỗi năm tạo ra 30.000 MWh. Đây là các số liệu ví dụ, không phải cam kết về hiệu suất dự án.

Nhân sản lượng điện đó với chi phí điện tránh được hoặc doanh thu bán điện áp dụng. Sau đó, tính đến chi phí vận hành và các khoản phí theo hợp đồng trước khi ước tính dòng tiền và thời gian hoàn vốn.

Phân tích độ nhạy theo số giờ sản xuất, giá điện, khả năng cấp hơi và hiệu suất làm mát. Một dự án phụ thuộc vào các giả định lạc quan đối với mọi biến số cần được xem xét kỹ hơn về kỹ thuật.

Xác nhận cách định giá điện xuất lên lưới và liệu có cần nâng cấp đấu nối hay không. Với cùng một sản lượng, điện tự tiêu thụ và điện xuất bán có thể mang lại kết quả tài chính khác biệt đáng kể.

Trước khi phê duyệt mua sắm, nhà quản lý dự án nên yêu cầu những gì?

Yêu cầu bảng cân bằng nhiệt và hơi được lập thành tài liệu, bao quát các trường hợp vận hành điển hình. Tài liệu cần nêu rõ các phép đo, giả định, cam kết cấp hơi hiện có và mức độ bất định trong ước tính năng lượng có thể thu hồi.

Yêu cầu xác định phạm vi công việc phối hợp, trong đó quy định trách nhiệm đối với thiết bị thu hồi, đường ống, điều khiển tuabin, làm mát, hóa học nước và tích hợp điện. Các giao diện trách nhiệm không rõ ràng thường gây ra vấn đề có thể tránh được trong quá trình chạy thử và nghiệm thu.

Đặt ra các bảo đảm hiệu suất dựa trên điều kiện đầu vào, điều kiện khí thải, giả định về làm mát và ranh giới thiết bị phụ đã thống nhất. Nêu rõ cách đo lường và hiệu chỉnh hiệu suất trong quá trình thử nghiệm nghiệm thu.

Đánh giá khả năng tiếp cận để bảo trì, mức độ sẵn có của phụ tùng, đào tạo người vận hành và thời gian đáp ứng dịch vụ. Những sắp xếp thực tế này ảnh hưởng đến khả năng sẵn sàng trong suốt vòng đời và doanh thu thực tế sau khi bắt đầu chạy thử.

SINO-QNP hỗ trợ dự án thông qua thiết kế, chế tạo, dịch vụ EPC và cung cấp phụ tùng. Các nhóm dự án nên xác định rõ trách nhiệm và yêu cầu hiệu suất trong phạm vi cung cấp đã thống nhất.

Khi nào nên triển khai dự án tuabin tận dụng nhiệt thải?

Tuabin hơi trong nhà máy thép có thể sử dụng hơi thu hồi hiệu quả khi đồng thời xác định được điều kiện đầu vào phù hợp, khả năng sẵn sàng hằng năm đủ cao và cấu hình xả hơi thích hợp.

Nên triển khai khi dữ liệu đo lường cho thấy khả năng phát điện thuần đáng tin cậy, tính liên tục của quy trình được bảo đảm và các kịch bản tài chính thực tế vẫn hấp dẫn. Hãy giải quyết những điểm chưa chắc chắn về khả năng cấp hơi trước khi lựa chọn thiết bị cuối cùng.

Bước tiếp theo là đánh giá tính khả thi dựa trên hồ sơ vận hành của nhà máy. Đánh giá này tạo cơ sở vững chắc cho việc xác định công suất tuabin, lập kế hoạch tích hợp và phê duyệt đầu tư.