HỆ THỐNG HRSG VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÁCH NHIỆT CHO HỆ THỐNG

Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cao, hệ thống phát điện chu trình hỗn hợp (Combined Cycle) trở thành giải pháp tối ưu với hiệu suất cao và tác động môi trường thấp. Tâm điểm của hệ thống này là HRSG (Heat Recovery Steam Generator) – Tận dụng năng lượng từ khí thải để tạo hơi nước. Tuy nhiên, việc thực hiện cách nhiệt đóng vai trò không thể thiếu để hệ thống HRSG hoạt động ổn định và bền bỉ. Bài viết sẽ cung cấp tại sao phải thực hiện cách nhiệt cho hệ thống và giới thiệu về dịch vụ mà Công ty Cổ phần Kỹ thuật Nhiệt Mèo Đen (Mã CK: BMK) cung cấp phù hợp với hệ thống này.

Hệ Thống HRSG – Heat Recovery Steam Generator

HRSG là thiết bị trao đổi nhiệt, sử dụng nhiệt từ khí thải của turbine khí để sản xuất hơi nước, sau đó hơi nước này chạy turbine hơi để tạo điện năng, giúp tối ưu hóa hiệu suất mà không tiêu tốn thêm nhiên liệu.

Phân loại HRSG

Theo áp suất làm việc (Pressure level):

Dựa trên số cấp áp suất hơi được tạo ra, HRSG được chia thành hai loại chính:

• HRSG đơn áp suất (Single-pressure HRSG): Chỉ tạo ra hơi ở một mức áp suất. Loại này có thiết kế đơn giản, chi phí đầu tư ban đầu thấp nhưng hiệu suất thu hồi nhiệt của hệ thống này thường không cao.
• HRSG đa áp suất (Multi-pressure HRSG): Tạo ra hơi ở nhiều mức áp suất (thấp, trung bình, cao). Thiết kế này tối ưu hóa việc thu hồi nhiệt từ khí thải, giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Theo dòng khí xả (Flow configuration):

• HRSG ngang (Horizontal HRSG): khí xả di chuyển theo phương ngang, bố trí các bộ trao đổi nhiệt theo chiều đứng.
• HRSG đứng (Vertical HRSG): khí xả di chuyển theo phương thẳng đứng từ dưới lên, phổ biến khi không gian hạn chế theo chiều ngang.

Các nhà máy sử dụng hệ thống HRSG:

• Nhà máy lọc dầu và hóa dầu: HRSG được tích hợp với turbine khí để tận dụng nhiệt dư từ quá trình đốt khí, tạo hơi nước dùng cho quá trình hóa dầu hoặc chạy turbine hơi.
• Nhà máy hóa chất: Sử dụng HRSG để tái chế năng lượng nhiệt từ các quá trình công nghiệp, giúp cung cấp hơi nước cho quy trình sản xuất.
• Nhà máy sản xuất xi măng hoặc thép: Khí thải từ lò nung hoặc lò luyện kim được tận dụng để tạo hơi nước qua hệ thống HRSG, tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng.
• Nhà máy điện khí LNG (Liquid Natural Gas): Đây là một dạng đặc biệt của nhà máy điện chu trình hỗn hợp, nơi khí tự nhiên hóa lỏng được sử dụng làm nhiên liệu chính cho turbine khí và HRSG.

Cấu Tạo Cơ Bản Của Hệ Thống HRSG

1. Ống dẫn nhiệt (Heat Exchanger Tubes). Khí thải nóng đi qua ống và truyền nhiệt cho nước, biến nước thành hơi.

2. Các khu vực trao đổi nhiệt chính.

• Khu vực gia nhiệt sơ bộ (Economizer): Tăng nhiệt độ của nước trước khi vào bộ tạo hơi, tận dụng phần nhiệt độ thấp của khí thải.
• Khu vực bay hơi (Evaporator): Chuyển nước thành hơi bão hòa.
• Khu vực quá nhiệt (Superheater): Gia tăng nhiệt độ của hơi để đạt trạng thái hơi khô hoặc hơi quá nhiệt, phù hợp với tuabin hơi.

3. Hệ thống ống dẫn nước và hơi: Dẫn nước, hơi bão hòa, và hơi quá nhiệt đến các thiết bị tiêu thụ.

4. Van điều khiển và thiết bị an toàn: Van áp suất, cảm biến nhiệt độ, và cảm biến áp suất để đảm bảo an toàn vận hành.

5. Bộ giảm âm và ống khói: Xả khí thải đã qua xử lý và giảm tiếng ồn.

Nhà máy sử dụng HRSG không chỉ tối ưu hóa hiệu suất năng lượng mà còn giảm lượng khí thải CO₂ ra môi trường, phù hợp với các tiêu chuẩn và mục tiêu phát triển bền vững.

Tại sao phải thực hiện thi công cách nhiệt cho hệ thống HRSG? Vai trò của lớp cách nhiệt đối với hệ thống.

Hệ thống HRSG vận hành trong điều kiện nhiệt độ cao có thể lên đến 650^oC. Điều này tạo ra yêu cầu nghiêm ngặt về công tác thi công cách nhiệt cho hệ thống để tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ kết cấu thiết bị. Dưới đây là những vai trò:

1. Giảm tổn thất nhiệt năng

Cách nhiệt giúp hạn chế thất thoát nhiệt từ HRSG ra môi trường bên ngoài, giữ nhiệt độ trong các bộ phận trao đổi nhiệt ở mức tối ưu. Điều này không chỉ tiết kiệm nhiên liệu mà còn giảm áp lực vận hành cho hệ thống.

2. Bảo vệ thiết bị

Sự giãn nở nhiệt và ăn mòn do nhiệt độ cao là những vấn đề lớn với các thiết bị trong HRSG. Lớp cách nhiệt bảo ôn hoạt động như một lớp “áo giáp”, giúp bảo vệ bề mặt kim loại khỏi sự tác động của nhiệt và kéo dài tuổi thọ của hệ thống.

3. An toàn cho nhân viên vận hành

Nhiệt độ bề mặt của các bộ phận HRSG có thể gây nguy hiểm cho đội ngũ vận hành. Cách nhiệt bảo ôn giảm nhiệt độ bề mặt xuống mức an toàn, tạo môi trường làm việc an toàn.

4. Nâng cao hiệu suất

Hệ thống cách nhiệt tốt đảm bảo rằng nhiệt lượng được sử dụng đúng mục đích trong quá trình trao đổi nhiệt, giúp cải thiện hiệu quả và giảm chi phí vận hành.

5. Bảo vệ môi trường

Việc tăng hiệu suất chuyển đổi nhiệt giúp giảm đốt nhiên liệu hóa thạch, từ đó giảm phát thải, giải pháp cách nhiệt góp phần vào việc đạt các mục tiêu phát triển bền vững và giảm tác động đến môi trường.

Vật liệu cách nhiệt sử dụng cho hệ thống HRSG

Các vật liệu cách nhiệt hiện đại đã được phát triển để đáp ứng yêu cầu của các hệ thống như HRSG. Một số lựa chọn phổ biến bao gồm:

• Bông khoáng (Stone wool): Đây là loại vật liệu cách nhiệt nóng được sử dụng phổ biến hiện nay, chịu nhiệt đến 650°C, thường được sử dụng cho các bộ phận trao đổi nhiệt.

• Bông gốm (Ceramic Fiber): Chịu được nhiệt độ cực cao (đến 1200°C), thường được sử dụng trong các vùng chịu nhiệt khắc nghiệt như bộ quá nhiệt.

Việc lựa chọn đúng vật liệu và thiết kế cách nhiệt phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả lâu dài cho hệ thống HRSG.

Dịch vụ cung cấp sản phẩm và thi công cách nhiệt của Công ty Mèo Đen

Với hơn một thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực cách nhiệt, Công ty Mèo Đen mang đến các giải pháp toàn diện và chuyên nghiệp, từ khâu cung cấp vật liệu đến thi công hoàn thiện

Một số hình ảnh dự án tiêu biểu Công ty Mèo Đen đã thực hiện cách nhiệt bộ phận đường ống, lò thu hồi nhiệt trong hệ thống HRSG:

Hệ thống HRSG là trái tim của các nhà máy điện chu trình hỗn hợp, và cách nhiệt bảo ôn chính là “áo giáp” bảo vệ. Với kinh nghiệm và chuyên môn tích lũy qua nhiều dự án, Công ty Mèo Đen cam kết mang đến giải pháp cách nhiệt bảo ôn toàn diện, nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm thiểu rủi ro.

Nguồn: Insulationmarket.com.vn