Tổng quan về công nghệ Tuabin khí M701F Công nghệ Tuabin khí loại "F" được nâng cấp trên cơ sở loại "D" được Hãng Mitsubishi bắt đầu nghiên cứu từ những năm 1989. Tuabin khí loại F có nhiệt độ vào tuabin (TIT) được thiết lập ở khoảng 1350 0C, hiệu suất của tuabin khí "F-Serises" trong chu trình h ỗn hợp vào khoảng 56 - 57% (LHV). Tuabin khí loại "F" bao gồm 2 lo ại là M501F (60Hz) và M701F (50Hz), bắt đầu được nghiên cứu ứng d ụng công nghệ nâng cao tại trung tâm Takasago R&D (MHI), tổng th ời gian vận hành của tổ máy M701F có thể vượt hơn 1.2 triệu giờ. 1. Giới thiệu tổng quan về chủng loại tuabin khí M701F của hãng Mitsubishi: Công nghệ Tuabin khí loại "F" được nâng cấp trên cơ sở loại "D" được H ãng Mitsubishi bắt đầu nghiên cứu từ những năm 1989. Tuabin khí loại F có nhiệt độ vào tuabin (TIT) được thiết lập ở khoảng 1350 0 C, hiệu suất của tuabin khí "F-Serises" trong chu trình hỗn hợp vào khoảng 56 - 57% (LHV). Tuabin khí loại "F" bao gồm 2 loại là M501F (60Hz) và M701F (50Hz), b ắt đầu được nghiên cứu ứng dụng công nghệ nâng cao tại trung tâm Takasago R&D (MHI), tổng thời gian vận hành của tổ máy M701F có thể vượt hơn 1.2 triệu giờ. Tổ máy sử dụng công nghệ 701F được lắp đặt lần đầu vào năm 1992 tại nhà máy Kanazawa P/S Yokohama (Nhật bản) để cung cấp cho lưới điện th ành phố Tokyo. Với hiệu suất cao, loại máy M701F đ ã được lắp đặt tại nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Thái Lan, Chi Lê, Argentian. Năm 2001, 03 tổ máy Tuabin khí M701F đã được lần đầu tiên được lắp đặt tại Việt Nam thông qua dự án Nhà máy điện Chu trình hỗn hợp Phú Mỹ 1. 2. Thông số hiệu suất thô: Bảng thông số hiệu suất tổ máy tuabin khí loại "F" được trình bày như trong bảng 01. B ảng 01 _ Thông số hiệu suất thô của Gas Turbine "F-Series" GT model M701F Speed (rpm) 3000 Output (MW) 241.92 Efficiency (%) 38.2 Pressure ratio 17 Combine Cycle Output (MW) * 239.16 (*) Single shaft one GT one ST one Generator 3. Đặc điểm thiết kế: Chi tiết về các bộ phận chính trong Tuabin khí "F-Series": Hình 01 _ Mitsubishi M701F Gas Turbine (50Hz Machine) a. Cấu hình: Là loại rotor đơn trục được kết chồng từ các tầng cánh của máy nén và tuabin tạo thành 1 khối liên kết chặt chẽ. Toàn bộ chiều dài rotor được đỡ bởi 02 gối trục, mỗi gối trục có 2 two-element tilting pad bearings. G ối trục chặn là loại multi-pad sử dụng hệ thống nhớt để bôi trơn trực tiếp. Đầu cuối của trục được thiết kế nhỏ dần nhằm tránh sự giản nở nhiệt (A cold end drive minimizes the effect of thermal expansion). Hình 02 _ Cấu tạo Tuabin khí loại M701F (Mitshubishi) b. Máy nén gió: Máy nén gió có tất cả 17 tầng cánh, 4 tầng cánh đầu loại DCA (Double Circular Arc) airfoils nhằm nhận được lượng gió vào cao nh ất. Khi phủ lại lớp coating bên ngoài, cánh máy nén đều được thay thế in-situ (The compressor blades are replaceable in-situ when re- coating and so on). Để tránh sự xung động và mất ổn định trong máy nén khi khởi động và mang tải, hệ thống được thiết kế 2 cấp xả LP/HP được đặt ở tầng số 6 và số 11 của máy nén. c. Cánh Tuabin: 4 tầng cánh được thiết kế để duy trì trạng thái nhiệt động tốt nhất. Cánh tĩnh và cánh động tuabin được chế tạo từ vật liệu nickel cao cấp trên nền tảng hợp kim siêu bền và công nghệ làm mát tiên tiến (state-of-the-art). Hình 03 _ Cấu tạo cánh Tuabin khí loại M701F (Mitsubishi) d. Buồng đốt: Loại DLN (Dry Low NOx) bảo trì hàng năm, được sử dụng trong các tổ máy tuabin khí loại F. Đặc điểm này giúp việc bảo trì tổ máy được thực hiện dễ dàng và giảm hàm lượng NOx trong khí thải xuống mức thấp nhất (hàm lượng NOx khí thải khi đốt khí < 25 ppm, khi đốt dầu < 230 ppm). e. Hệ thống làm mát rotor: Hệ thống làm mát tuabin gồm một mạch làm mát rotor và 3 tầng cánh tĩnh đầu, một mạch làm mát cho 3 tầng cánh động đầu tiên. Gió làm mát được lấy từ đầu thoát máy nén gió và trích từ vỏ buồng đốt. Gió được trích ra để làm mát và chèn tuabin disk, cánh động sau khi qua bộ sấy gas. Nhiệt thải ra từ bộ sấy được dùng để sấy nhiên liệu gas nhằm nâng cao hiệu suất cho tổ máy gas turbine. Gió từ đầu thoát máy nén được đưa trực tiếp đến l àm mát cánh tĩnh và đầu cánh động tầng 1 trong khi các tầng cánh tuabin phía sau được l àm mát b ằng gió trích ra từ các tầng cánh 6/ 11/ 14 của máy nén. 4. Cải tiến và nâng cao công nghệ Ngày nay, các vật liệu chịu nhiệt cao cấp được dùng để chế tạo cánh tuabin đều được phủ lớp bảo vệ như TBC (Thermal Barrier Coating), và công nghệ chèn được mô tả có thể làm việc ở nhiệt độ 1500 0 C. Tuabin khí c ấp C thuộc "G-series" bắt đầu được sản xuất thương mại từ năm 1997. Công nghệ cao cấp này sau đó được đưa vào cải tiến nâng cấp Tuabin khí "F-Series". Kết quả là, nhiệt độ TIT của Tuabin khí "F-Series" ngày nay đã tăng đến mức 1400 0 C. . Tổng quan về công nghệ Tuabin khí M701F Công nghệ Tuabin khí loại "F" được nâng cấp trên cơ sở. (MHI), tổng th ời gian vận hành của tổ máy M701F có thể vượt hơn 1.2 triệu giờ. 1. Giới thiệu tổng quan về chủng loại tuabin khí M701F của hãng Mitsubishi: Công