Lò thu hồi nhiệt (Heat Recovery Steam Generators) HRSG là lò dùng sản xuất hơi bão hòa và hơi quá nhiệt gồm một hay nhiều cấp áp suất (LP/IP/HP) trong nhà máy nhiệt điện chu trình kết hợp Tuabin khí (GT) và Tua bin hơi nước (ST) để sản xuất điện. Nhà máy chu trình hỗn hợp là tương đối rẻ tiền để xây dựng và có thể đạt được hiệu suất nhiệt động hiện tại đến 62% ở chế độ tải định mức. Hiệu suất chu trình này tăng thêm 22% so với chu trình hơi nước Randkin và tăng trên 25% so với chu trình chỉ dùng Tua bin khí để sản xuất điện.

Chu trình hỗn hợp thế hệ khí thiên nhiên được thay “Than đá truyền thống”. Và mặc dù năng lượng tái tạo hứa hẹn một tương lai rất tốt, các nhà máy điện chu trình hỗn hợp (CCPP) có hiệu quả, sạch sẽ và các nguồn phát điện ít tốn kém với công suất lớn để thay thế phụ tải nền ở quy mô lớn. Ngoài ra, khả năng khởi động, phát tải nhanh của nó cho phép khả năng hàng trăm MW để hòa vào lưới điện nhanh hơn so với các nguồn khác.

Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (U.S. Energy Information Administration - EIA) dự đoán rằng thế hệ phát điện năm 2016 từ khí tự nhiên, lần đầu tiên, sẽ vượt qua phần than đá ở 33% đến 32%, tương ứng. Tương ứng, năm 2015 là năm đầu tiên khi sử dụng nhà máy khí tự nhiên trong nước đã vượt than tại một hệ số công suất 56% so với 55%.

Thực tiễn vận hành rất linh hoạt - từ vận hành phụ thấp đến tải nền theo chu kỳ nhà máy mỗi ngày làm ảnh hưởng đến độ bền của các bộ phận áp lực HRSG. Hầu hết các lò này vận hành hiện tại không được thiết kế với sự linh hoạt để chịu được mức độ ứng suất nhiệt gây ra bởi phần khởi động nhanh hơn, vận hành tải thấp và chu kỳ làm việc nhiệt lặp đi lặp lại. Và các yếu tố gây ứng suất (stress) được tăng cao bởi các tuabin khí hiện nay công suất lớn hơn, hiệu quả hơn.

Trước năm 1995 tại Việt Nam chỉ có các nồi hơi trung áp, cao áp sử dụng buồng đốt truyền thống đốt nhiên liệu than đá hoặc dầu nặng (dầu mazut) trong trong các nồi hơi sản xuất hơi quá nhiệt, quay Tuabin hơi phát điện tại các nhà máy Nhiệt điện. Vấn đề trong chu kỳ đơn dùng hơi trong các nhà máy nhiệt điện này thì hiệu suất nhiệt cũng chỉ đạt được không quá 40%.

Do các kiểu kết cấu lò hơi HRSG và điều kiện vận hành khác nồi hơi thông thường chỉ một cấp áp suất (hoặc hạ áp, hoặc trung áp hoặc cao áp), nên yêu cầu về bảo trì, và kiểm tra đánh giá lò hơi HRSG định kỳ cũng cần có quy định riêng cho phù hợp, đảm bảo an toàn và kinh tế.

Hiện nay các tài liệu liên quan đến lò thu hồi nhiệt bằng tiết Việt rất ít và vô cùng hạn chế, tài liệu liên quan chủ chủ yếu bằng tiếng Anh. Chính vì vậy, Cơ quan chủ trì Trung tâm kiểm định Công nghiệp II đã phối hợp cùng với Chủ nhiệm đề tài KS. Trịnh Đình Hùng thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình kiểm định nồi (lò) hơi thu hồi nhiệt”.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Đề tài đã khảo sát, thu thập hệ thống hóa được các loại nồi hơi thu hồi nhiệt HRSG đang vận hành và sẽ xây dựng tiếp ở nước ta. Trình độ năng lực quản lý, vận hành, bảo dưỡng của cơ sở sử dụng nồi hơi HRSG dùng sản xuất điện an toàn, kinh tế.

- Thu thập các tài liệu pháp lý, kỹ thuật liên quan tới việc kiểm tra đánh giá các Lò hơi thu hồi nhiệt với một/ hai/ ba cấp áp suất trên thế giới và tại Việt Nam hiện nay, đã nhìn nhận ra được sự cần thiết ban hành của một văn bản pháp luật, sự thiếu tính hệ thống trong các tài liệu quy định.

- Đã cập nhật, tham khảo được các tài liệu mới nhất trên thế giới về HRSG, và các nghiên cứu đánh giá hư hỏng và các quy định trong công tác kiểm tra, đánh giá đối với các hệ thống Lò hơi thu hồi nhiệt.

- Thông qua kinh nghiệm thực tiễn của các chuyên gia nước ngoài, các phương pháp kiểm tra của các nước phát triển, các nước đang phát triển, với điều kiện hiện tại về cơ sở pháp lý, năng lực con người, cơ sở vật chất hiện tại các đơn vị lien quan tại Việt Nam để xây dựng được một Tiêu chuẩn riêng cho Lò HRSG, xây dựng quy trình kiểm tra đủ độ tin cậy để xác định được tình trạng kỹ thuật an toàn của Lò hơi thu hồi nhiệt HRSG sau sau lắp đặt, sau những chu kỳ vận hành, kiểm định và bảo dưỡng.

- Thử áp lực định kỳ với HRSG phải ngừng lâu dài và tiến hành cho từng cấp áp suất riêng biệt LP/IP/RH/HP rất tốn thới gian và chi phí. Vì vậy qua kiểm tra tăng cường thử nghiệm đánh giá NDT hoặc quá trình sửa chữa, thay thế mà không quá 25% về số lượng mối hàn mới thì có thể áp dụng NDE thay thế và thử thủy lực định kỳ có thể được mở rộng thới hạn.

- Hiện nay các nước trên thế giới đang áp dụng tăng cường NDE (Hoa Kỳ) trong kiểm tra bảo dưỡng định kỳ và không cần thử thủy lực định kỳ theo chu kỳ ngắn hạn mà căn cứ vào kết quả kiểm định thực tế. Tại CHLB Đức và EU thời gian thử thủy lực định kỳ cho lò hơi 9 năm hoặc 10 năm.

- Thông qua đề tài các thành viên đề tài, các kiểm định viên đã được nâng cao kiến thức về luật pháp và chuyên môn và là tài liệu tiếng Việt dùng tham khảo và hướng dẫn cho cơ sở sử dụng.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13987/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Nguồn: Cục Thông tin KH&CN quốc gia