Công nghệ tuabin khí HA cho nhà máy điện hiệu suất cao

Tập đoàn General Electric (GE) đã nghiên cứu và chế tạo thành công tuabin khí công nghệ HA, đưa hiệu suất nhà máy điện chu trình hỗn hợp lên tới 62,22% - mức cao nhất từ trước tới nay.

Ưu điểm vượt trội

Sự phong phú của nhiên liệu khí, bao gồm khí thiên nhiên và khí thiên nhiên hóa lỏng là cơ sở quan trọng thúc đẩy sự gia tăng các nhà máy sản xuất điện sử dụng nhiên liệu khí. Dự kiến, trong 10 năm tới, nguồn điện từ nhiên liệu khí sẽ chiếm khoảng 30% tổng công suất các nguồn điện trên thế giới. Tuy nhiên, chi phí nhiên liệu có thể chiếm tới 70% chi phí sản xuất điện trong các nhà máy này. 

Từ năm 2003, tuabin khí công nghệ H đã được GE nghiên cứu và đưa vào vận hành thương mại, nâng hiệu suất của các nhà máy điện chu trình hỗn hợp lên tới hơn 60%. Sau 10 năm tiếp tục hoàn thiện và phát triển công nghệ, năm 2013, GE đã nghiên cứu và chế tạo thành công tuabin khí dòng HA với hệ thống làm mát bằng không khí, sử dụng công nghệ vật liệu đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ cao. Đồng thời, tuabin dòng HA còn được ứng dụng các thành tựu công nghệ như công nghệ in 3D từ kỹ thuật hàng không của GE Aviation thường được dùng cho việc chế tạo động cơ máy bay, kỹ thuật thiết kế máy nén khí ưu việt của GE Oil & Gas…

Tuabin khí công nghệ HA của GE - Ảnh: GE cung cấp

Tháng 1/2015, tuabin khí dòng 9HA phiên bản dành cho thị trường sản xuất điện với tần số 50Hz đã vượt qua ba tháng thử nghiệm nghiêm ngặt tại xưởng sát hạch của GE tại Greenville, bang Nam Carolina, Mỹ. Tuabin 9HA.01 có công suất 429 MW và 9HA.02 công suất 519 MW (chu trình đơn) hiện đang đứng đầu trong dòng tuabin khí công nghệ H. 

Các nhà máy điện chu trình hỗn hợp cấu hình 1-1 (1 tuabin khí, 1 lò thu hồi nhiệt, 1 tuabin hơi) sử dụng công nghệ 9HA.01 và 9HA.02 đạt hiệu suất lên đến hơn 62% (ở điều kiện tiêu chuẩn ISO) với công suất tương ứng là 643 MW và 774 MW. Với độ tin cậy và khả năng vận hành đã được kiểm chứng, các tuabin khí này cho phép chuyển đổi nhiên liệu khí thành điện năng với chi phí hợp lý, đồng thời nâng cao khả năng vận hành của lưới điện. Ngoài ra, công nghệ này còn giảm được lượng khí thải CO2, giảm chi phí vận hành và bảo trì, góp phần bảo vệ môi trường và giúp giảm giá điện cho người sử dụng.

Ông Ramesh Singaram – Tổng giám đốc Khối Điện khí của GE Power - khu vực Châu Á Thái Bình Dương cho biết: "GE đã đầu tư 2 tỷ USD vào công nghệ có hiệu suất cao này và được khách hàng ghi nhận vì đã đem lại lợi ích trực tiếp cho họ, gián tiếp cho khách hàng, sử dụng nguồn điện hiệu quả hơn”.

Theo tính toán của GE, với 1 nhà máy điện chu trình hỗn hợp công suất 750 MW vòng đời 25 năm, với giá khí đầu vào khoảng 8-9 USD/MMBTU có số giờ vận hành trung bình 6.000 giờ/năm, việc tăng 1% công suất sẽ giảm chi phí sản xuất điện được 40 - 45 triệu USD. Như vậy, khi hiệu suất tăng từ 57 - 58% (với các nhà máy sử dụng công nghệ F hiện nay) lên hơn 62% (khi sử dụng công nghệ HA) cùng với các chi phí khác, nhà máy điện khí sẽ tiết kiệm được khoảng 200 - 250 triệu USD, từ đó góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.

Xác lập Kỷ lục Guinness

Tháng 6/2016, GE và Công ty Điện lực Pháp (EDF) chính thức đưa vào vận hành nhà máy điện chu trình hỗn hợp đầu tiên tại Bouchain (Pháp) được trang bị tuabin khí công nghệ HA. Đây được coi là bước khởi đầu cho một kỷ nguyên mới tích hợp công nghệ sản xuất điện và kỹ thuật số.

Với công suất hơn 605 MW, Nhà máy điện Bouchain đã cung cấp đủ điện cho hơn 680.000 hộ gia đình. Bộ phận máy nén khí HA còn có thể tạo ra một lượng khí đủ để bơm một khinh khí cầu Goodyear trong vòng 10 giây, tốc độ quay ở đầu tầng cánh cuối trên tuabin 9HA.01 có thể đạt tới vận tốc 1.200mph/1.931kph - hơn 1,5 lần vận tốc âm thanh.

Các kỹ sư đang kiểm tra kỹ thuật tại nhà máy của GE - Ảnh: GE cung cấp

Ông Jean-Bernard Lesvy - Giám đốc điều hành của EDF cho biết: “Bằng việc vận hành nhà máy nhiệt điện thế hệ mới này, EDF thể hiện quyết tâm ứng dụng những công nghệ tốt nhất hiện có trên thị trường nhằm giúp các nhà máy nhiệt điện tại Pháp hoạt động hiệu quả hơn, đồng thời hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng. Điều này cũng khẳng định cam kết của EDF về việc đổi mới theo Chương trình Nghị sự 2030 của Liên Hợp Quốc (CAP 2030)”.

Mới đây, tổ chức Kỷ lục Guinness Thế giới cũng xác nhận Nhà máy Bouchain là nhà máy điện chu trình hỗn hợp hiệu suất cao nhất thế giới, lên tới 62,22%. Ông Steve Bolze - Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của GE Power cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng khi xác lập được Kỷ lục Guinness Thế giới về cung cấp thiết bị cho nhà máy điện chu trình hỗn hợp hiệu suất cao nhất thế giới, đồng thời cũng rất tự hào về sự tin cậy và tính linh hoạt hàng đầu trong nền công nghiệp mà tuabin này mang lại cho các khách hàng của chúng tôi. Trong thời gian tới, chúng tôi mong muốn tiếp tục hợp tác với EDF và cung cấp các dịch vụ để đảm bảo hiệu suất liên tục cho Nhà máy điện Bouchain”.

Nhà máy điện Bouchain cũng là minh chứng quan trọng, thể hiện năng lực phát triển các giải pháp kỹ thuật số trong nhà máy điện của GE, hỗ trợ quá trình phá vỡ kỷ lục thế giới về hiệu suất bằng việc huy động những phần năng lượng mà trước đây không thể sử dụng. Năng lực kỹ thuật số này bao gồm hệ thống quản lý kỹ thuật số, sử dụng dữ liệu thời gian thực để vận hành nhà máy ổn định và hiệu quả, trong khi cung cấp kết quả phân tích dự đoán có độ tin cậy và tối ưu hóa cao hơn.

Theo tính toán của các chuyên gia, từ nay đến năm 2020, nhằm nâng hiệu quả sản xuất kinh doanh lên mức cao nhất, khách hàng trên thế giới sẽ nhanh chóng chuyển sang sử dụng sản phẩm tuabin khí công nghệ H thay thế cho thế hệ F, công nghệ mà khi đó chỉ dành cho những dự án không đặt mục tiêu có hiệu suất phát điện cao. 

Hiện nay, tuabin khí công nghệ HA của GE đã nhận được 39 đơn đặt hàng và 92 lựa chọn kỹ thuật tại nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm Mỹ, Anh, Brazil, Pháp, Nga, Đức, Thổ Nhĩ Kỳ, Ai Cập, Argentina, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan, Malaysia và Pakistan.

 


  • 24/08/2016 02:56
  • Theo TCĐL Chuyên đề Quản lý và Hội nhập