Turbin Pemanas Ulang Menengah

Turbin Uap Pemanas Ulang Menengah

Turbin uap pemanasan ulang menengah adalah unit pembangkit listrik yang menggunakan teknologi pemanasan ulang uap untuk meningkatkan efisiensi termal, terutama digunakan di pembangkit listrik termal skala besar dan sistem gabungan panas dan tenaga (CHP). Peralatan ini beroperasi dengan mengembalikan uap yang telah mengembang sebagian dari silinder tekanan tinggi ke pemanas ulang boiler untuk pemanasan sekunder. Setelah suhunya dikembalikan mendekati parameter awal, uap dialirkan ke silinder tekanan menengah dan tekanan rendah untuk terus melakukan kerja, dan akhirnya dibuang ke kondensor untuk menyelesaikan siklus konversi energi.

Unit turbin ini mengadopsi desain struktur multi-silinder yang terdiri dari silinder tekanan tinggi, tekanan menengah, dan tekanan rendah. Bilah tahap akhir dapat mencapai panjang hingga 1,5 meter untuk mengakomodasi kondisi operasi aliran volume tinggi dan tekanan rendah. Siklus pemanasan ulang membantu mengontrol kadar uap air dalam kisaran yang dapat diterima, yang meningkatkan efisiensi internal relatif turbin dan meningkatkan kondisi kerja bilah tahap akhir. Sistem ini, bersama dengan boiler dan kondensor, membentuk siklus Rankine, mencapai efisiensi keseluruhan melebihi 45%.

Prinsip Kerja Turbin Uap Pemanas Ulang Menengah: Uap yang masuk ke turbin mengembang hingga tekanan tertentu, setelah itu seluruhnya diekstraksi dan dikirim ke pemanas ulang boiler untuk dipanaskan. Kemudian dikembalikan ke turbin untuk melanjutkan ekspansinya dan melakukan kerja. Dibandingkan dengan turbin kondensasi dan turbin ekstraksi terkontrol, satu-satunya perbedaan struktural turbin pemanas ulang menengah terletak pada sistem pemanas ulang menengahnya, yang ukurannya cukup besar. Lebih lanjut, daya yang dihasilkan oleh uap yang dipanaskan ulang yang melewati silinder tekanan menengah dan rendah mencapai sekitar dua pertiga dari total output unit. Akibatnya, selama peristiwa penolakan beban, turbin rentan terhadap kecepatan berlebih yang parah karena karakteristik ini.

Turbin uap pemanasan ulang menengah secara signifikan mengoptimalkan proses konversi energi dengan menggabungkan pemanas ulang di antara silinder tekanan tinggi dan silinder tekanan menengah/rendah. Uap yang sebagian mengembang di silinder tekanan tinggi dialihkan ke boiler untuk dipanaskan kembali hingga suhu mendekati nilai awalnya sebelum dialirkan ke silinder berikutnya untuk pekerjaan lebih lanjut.

Karakteristik inti meliputi:

1. Peningkatan Efisiensi Termal dan Kinerja Ekonomi: Proses pemanasan ulang meningkatkan kemampuan kerja uap, mengurangi kehilangan sumber dingin, meningkatkan efisiensi siklus hingga lebih dari 45%, dan menurunkan biaya listrik rata-rata dalam operasi jangka panjang.

2. Mengurangi Kandungan Kelembaban dan Risiko Erosi pada Bilah Tahap Akhir: Pemanasan ulang meningkatkan kekeringan uap, secara efektif mengendalikan kandungan kelembaban gas buang, mengurangi erosi pada bilah tahap akhir, dan memperpanjang umur pakai peralatan.

3. Kompleksitas Struktur dan Desain Multi-Silinder: Membutuhkan konfigurasi silinder tekanan tinggi, tekanan menengah, dan tekanan rendah beserta pipa penghubung, sehingga menghasilkan integrasi sistem yang tinggi. Cocok untuk unit berkapasitas besar (misalnya, di atas 200 MW).

4. Karakteristik Regulasi dan Tantangan Pengendalian: Uap yang tersimpan dalam pipa pemanasan ulang selama pelepasan beban dapat menyebabkan peningkatan kecepatan yang cepat, sehingga memerlukan katup penghenti utama/katup kontrol silinder tekanan menengah, sistem bypass, dan strategi pengendalian pembukaan berlebih dinamis untuk memastikan stabilitas.

5. Skenario Aplikasi dan Peningkatan Kapasitas: Terutama digunakan pada pembangkit listrik termal besar dengan parameter tinggi dan sistem CHP. Desain dapat menggabungkan tahap pemanasan ulang tunggal atau ganda untuk menyesuaikan berbagai tingkat tekanan (misalnya, tekanan uap awal melebihi 12 MPa), yang mendorong batas atas kapasitas unit tunggal.

Dengan memperkenalkan siklus pemanasan ulang ke dalam proses ekspansi uap, turbin uap pemanasan ulang menengah secara signifikan meningkatkan efisiensi siklus termodinamika dan meningkatkan karakteristik operasional. Fungsi intinya meliputi peningkatan efisiensi termal, pengendalian kelembaban uap, peningkatan daya keluaran, dan optimalisasi kondisi kerja bilah tahap akhir.

1. Meningkatkan Efisiensi Termal: Teknologi ini melibatkan pengembalian uap setelah ekstraksi kerja di silinder tekanan tinggi ke pemanas ulang boiler untuk pemanasan sekunder hingga mendekati suhu awal, kemudian memasukkannya ke silinder tekanan menengah dan rendah untuk ekspansi berkelanjutan. Hal ini secara efektif meningkatkan penurunan entalpi di silinder tekanan rendah, mengurangi kehilangan sumber dingin, dan meningkatkan efisiensi termal siklus secara keseluruhan hingga lebih dari 45%, sehingga sangat cocok untuk unit pembangkit listrik termal berkapasitas besar.

2. Mengontrol Kelembaban Uap: Seiring peningkatan tekanan uap, ekspansi isentropik sederhana menyebabkan kelembaban buangan yang lebih tinggi, yang mengakibatkan kerusakan erosi tetesan air. Pemanasan ulang menengah secara signifikan mengurangi kandungan kelembaban akhir setelah ekspansi dengan mengembalikan superheat melalui pemanasan sekunder, sehingga mengurangi erosi pada bilah tahap akhir dan memperpanjang umur peralatan.

3. Meningkatkan Keluaran Daya dan Kemampuan Adaptasi: Siklus pemanasan ulang memungkinkan uap melepaskan lebih banyak energi di silinder tekanan menengah dan rendah, sehingga meningkatkan efisiensi internal relatif unit dan keluaran daya total. Secara bersamaan, sistem ini mengoptimalkan respons beban melalui katup kontrol tekanan menengah dan sistem bypass, mencegah kecepatan berlebih selama penolakan beban, dan mengatasi ketidaksesuaian pasokan-permintaan uap antara turbin dan boiler pada beban rendah.

4. Mengoptimalkan Kondisi Kerja Blade Tahap Akhir: Dengan mengontrol kadar air, proses ekspansi di dalam silinder bertekanan rendah menjadi lebih lancar, mengurangi dampak tetesan dan meningkatkan lingkungan kerja untuk blade tahap akhir (yang dapat mencapai panjang 1,5 meter), sehingga meningkatkan keandalan operasional.