กังหันแรงดันย้อนกลับการสกัด

กังหันไอน้ำแบบแรงดันย้อนกลับสำหรับการสกัด

กังหันไอน้ำแบบดึงไอน้ำออกและมีแรงดันย้อนกลับเป็นอุปกรณ์ความร้อนหลักสำหรับระบบผลิตความร้อนและไฟฟ้าแบบผสมผสาน (CHP) ข้อได้เปรียบหลักอยู่ที่การบูรณาการฟังก์ชันคู่ของการดึงไอน้ำระดับกลางและการระบายไอน้ำแบบมีแรงดันย้อนกลับ สามารถดึงไอน้ำที่ความดันที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อจ่ายให้กับผู้ใช้ที่มีพารามิเตอร์สูง ในขณะเดียวกันก็ใช้ไอน้ำระบายสุดท้ายทั้งหมด ซึ่งมีแรงดันย้อนกลับสูงกว่าความดันบรรยากาศ สำหรับการทำความร้อนที่ความดันต่ำ ทำให้เกิดการใช้พลังงานไอน้ำแบบต่อเนื่องอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่มีการสูญเสียแหล่งความเย็นของคอนเดนเซอร์ ในฐานะอุปกรณ์สำคัญในการผลิตทางอุตสาหกรรมและระบบทำความร้อนในเขตเมือง กังหันไอน้ำนี้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการความร้อนของผู้ใช้หลายระดับความดันได้อย่างแม่นยำ โดยรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและความเสถียรสูง และมีคุณค่าในการใช้งานอย่างมากในระบบการจัดหาพลังงานคาร์บอนต่ำ

หลักการทำงานของเครื่องนี้เน้นการใช้พลังงานไอน้ำแบบเป็นขั้นตอน โดยมีกระบวนการที่ชัดเจนและควบคุมได้: ไอน้ำบริสุทธิ์เข้าสู่ส่วนแรงดันสูงผ่านทางท่อทางเข้า ขยายตัวและทำงานผ่านการทำงานร่วมกันของหัวฉีดและใบพัดที่เคลื่อนที่ ขับเคลื่อนโรเตอร์เพื่อสร้างพลังงานกล ส่วนหนึ่งของไอน้ำจะถูกดึงออกมาจากช่องดึงไอน้ำระดับกลางเพื่อจ่ายให้กับผู้ใช้แรงดันสูง โดยแรงดันในการดึงไอน้ำจะถูกควบคุมให้คงที่ด้วยตัวควบคุมแรงดัน (ค่าเบี่ยงเบน ≤ ±0.05 MPa) ไอน้ำที่เหลือจะเข้าสู่ส่วนแรงดันต่ำเพื่อทำงานต่อไป และสุดท้ายจะระบายออกที่แรงดันย้อนกลับ 0.12–0.4 MPa เพื่อตอบสนองความต้องการด้านความร้อนในพื้นที่และกระบวนการแรงดันต่ำ เส้นทางการไหลแบ่งออกเป็นส่วนแรงดันสูงและแรงดันต่ำ การไหลของไอน้ำผ่านส่วนแรงดันต่ำสามารถควบคุมได้ด้วยวาล์วควบคุม โดยมีช่วงการปรับ 30%–100% ของอัตราการไหลที่กำหนด เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความเสถียรของการจ่ายพลังงานและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ

ความเหมาะสมและประสิทธิภาพของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การออกแบบหลัก ซึ่งจำเป็นต้องให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่งในระหว่างการคัดเลือก:

1. พารามิเตอร์การสกัดและแรงดันย้อนกลับ: แรงดันการสกัด: 0.3–1.5 MPa; แรงดันย้อนกลับ: 0.12–0.4 MPa (สูงกว่าความดันบรรยากาศ) สามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยำตามความต้องการของผู้ใช้งานความร้อน

2. กำลังการผลิตที่กำหนด: มีตั้งแต่หลายร้อยกิโลวัตต์ไปจนถึงหลายสิบเมกะวัตต์ สามารถปรับให้เข้ากับสถานการณ์การใช้งานในขนาดต่างๆ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนสำหรับใช้เองในภาคอุตสาหกรรม และโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนระดับภูมิภาค

3. ประสิทธิภาพเชิงความร้อน: หากไม่มีการสูญเสียจากแหล่งความเย็น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมจะมากกว่าหรือเท่ากับ 80% ซึ่งถือว่ามีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจเหนือกว่ากังหันไอน้ำแบบควบแน่นทั่วไปอย่างมาก ภายใต้สภาวะภาระความร้อนที่คงที่

4. ความแม่นยำในการควบคุม: การควบคุมแรงดันและอัตราการไหลในการสกัดอย่างแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าพารามิเตอร์เหมาะสมและปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงของภาระงานเล็กน้อยได้

การออกแบบโครงสร้างสอดคล้องกับข้อกำหนดการจ่ายพลังงานแบบคู่ โดยมีคุณสมบัติหลักที่เน้นความเสถียรและประสิทธิภาพ ส่วนประกอบสำคัญ ได้แก่ ตัวเรือนทางเข้า ชุดหัวฉีด กระบอกสูบ โรเตอร์ ช่องดูด และกลไกควบคุม ช่องดูดติดตั้งอุปกรณ์ซีลเพื่อป้องกันการผันผวนของพารามิเตอร์ โรเตอร์แบบตีขึ้นรูปชิ้นเดียวช่วยเพิ่มความแข็งแรงต่อความล้า ใบพัดสำหรับส่วนแรงดันสูงและต่ำได้รับการปรับแต่งตามความต้องการ โดยมีการเชื่อมต่อแบบเดือยที่โคนเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก มีการติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมแบบคู่และระบบป้องกันแบบเชื่อมต่อกัน (ความเร็วเกิน แรงดันย้อนกลับมากเกินไป) เพื่อให้สามารถปิดระบบได้อย่างรวดเร็วในสภาวะผิดปกติเพื่อลดความเสี่ยง มีการใช้ซีลแบบเขาวงกตที่ข้อต่อกระบอกสูบและปลายเพลา และมีการเพิ่มแหวนซีลเพิ่มเติมที่ช่องดูดเพื่อลดการรั่วไหลของไอน้ำและการสูญเสียพลังงาน

ลักษณะการใช้งานนั้นมีทั้งข้อดีที่สำคัญและข้อจำกัดบางประการ:

1. ข้อได้เปรียบหลัก: ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยม—ไอน้ำเสียทั้งหมดถูกนำไปใช้ในการทำความร้อน และการประสานงานระหว่างความร้อนและพลังงานส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมโดดเด่น โครงสร้างที่เรียบง่ายและมีจุดที่อาจเกิดความเสียหายได้น้อย ทำให้สามารถใช้งานได้ปีละ ≥8000 ชั่วโมง และควบคุมต้นทุนการดำเนินงานได้ การเปลี่ยนระบบจ่ายพลังงานแบบกระจายศูนย์มาใช้ระบบผลิตความร้อนและไฟฟ้าพร้อมกัน (CHP) ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการปล่อยมลพิษ ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านคาร์บอนต่ำ

2. ข้อจำกัดในการใช้งาน: เครื่องนี้ทำงานตามหลักการ "การผลิตพลังงานไฟฟ้าต้องสอดคล้องกับความต้องการความร้อน" ซึ่งหมายความว่าภาระทางไฟฟ้ามีความสัมพันธ์อย่างมากกับปริมาณไอน้ำทั้งหมด และไม่สามารถควบคุมได้อย่างอิสระ จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหรือใช้งานแบบขนานกับเครื่องอื่นเพื่อรักษาสมดุลระหว่างการจ่ายและการใช้พลังงาน ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจจะดีที่สุดเมื่อใช้งานในจุดที่ออกแบบไว้ ประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อใช้งานนอกจุดที่ออกแบบไว้ ทำให้ไม่เหมาะสมกับสถานการณ์ที่มีความผันผวนของภาระอย่างรุนแรง

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้กระจุกตัวอยู่ในภาคส่วนที่มีภาระความร้อนคงที่และความต้องการความร้อนหลายระดับความดัน: โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนภายในอุตสาหกรรมในภาคส่วนต่างๆ เช่น เคมีภัณฑ์ การผลิตกระดาษ และเหล็กกล้า สามารถผลิตไฟฟ้า ไอน้ำแรงดันสูง และไอน้ำแรงดันต่ำได้พร้อมกัน ช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวม โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนระดับภูมิภาคสำหรับระบบทำความร้อนในเขตเมืองจะให้ความสำคัญกับการทำความร้อน โดยใช้การผลิตไฟฟ้าเป็นส่วนเสริมในฤดูหนาว และปรับให้เข้ากับความต้องการความร้อนของอุตสาหกรรมในฤดูที่ไม่ใช่ฤดูทำความร้อน เพื่อการทำงานที่เสถียรตลอดทั้งปี ในระบบพลังงานแบบกระจาย เทคโนโลยีนี้สามารถช่วยสร้างระบบการผลิตไฟฟ้า + การทำความร้อนแบบบูรณาการ เพิ่มความเป็นอิสระและความยืดหยุ่นในการจัดหาพลังงานสำหรับนิคมอุตสาหกรรมและชุมชนขนาดใหญ่

เมื่อเปรียบเทียบกับกังหันลมประเภทเดียวกัน ความแตกต่างหลักๆ นั้นมีนัยสำคัญ:

1. เมื่อเทียบกับกังหันไอน้ำแบบควบแน่นชนิดดึงความร้อนออก: กังหันไอน้ำแบบดึงความร้อนออกจะมีแรงดันไอเสียสูงกว่าความดันบรรยากาศ โดยไอเสียทั้งหมดจะถูกนำไปใช้ในการให้ความร้อนและไม่มีการสูญเสียแหล่งความเย็น ในขณะที่กังหันไอน้ำแบบควบแน่นจะมีแรงดันไอเสียต่ำกว่าความดันบรรยากาศ และปล่อยลงสู่คอนเดนเซอร์เพื่อควบแน่น แม้ว่าอัตราส่วนความร้อนต่อกำลังไฟฟ้าจะสามารถปรับได้ แต่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะต่ำกว่า

2. เมื่อเทียบกับกังหันไอน้ำแบบแรงดันย้อนกลับล้วน: กังหันไอน้ำแบบแรงดันย้อนกลับล้วนสามารถผลิตไอน้ำที่มีแรงดันระดับเดียวสำหรับการทำความร้อนได้เท่านั้น ซึ่งจำกัดสถานการณ์การใช้งาน ส่วนกังหันไอน้ำแบบดึงไอน้ำเพิ่มฟังก์ชันการดึงไอน้ำระดับกลาง ทำให้สามารถจ่ายไอน้ำทั้งแรงดันสูงและต่ำได้พร้อมกัน ปรับให้เข้ากับความต้องการที่หลากหลายยิ่งขึ้น

โดยสรุปแล้ว กังหันไอน้ำแบบดึงกลับที่มีแรงดันย้อนกลับเป็นหน่วยผลิตพลังงานความร้อนร่วมที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับสถานการณ์ที่มีภาระความร้อนคงที่ แม้ว่าการควบคุมภาระไฟฟ้าจะมีข้อจำกัด แต่ด้วยการบูรณาการระบบและการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าที่เหมาะสม ก็สามารถใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะด้านการประหยัดพลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความน่าเชื่อถือได้อย่างเต็มที่ เป็นการให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมและการจัดหาพลังงานสำหรับพลเรือน และมีบทบาทสำคัญในระบบพลังงานคาร์บอนต่ำ