Các nhà máy phát điện dựa vào các hệ thống vừa hiệu quả vừa đáng tin cậy. Hiệu quả đến từ việc sử dụng năng lượng tối ưu, trong khi độ tin cậy là kết quả của việc giảm thiểu thời gian nghỉ và thời gian ngừng hoạt động tương ứng.

Một bánh răng quan trọng trong nhà máy phát điện là hệ thống xử lý nước làm mát, giúp loại bỏ nhiệt không mong muốn trong nhà máy.

Ví dụ, tại Hoa Kỳ, các nhà máy nhiệt điện – bao gồm than, hạt nhân, khí đốt tự nhiên và dầu – chiếm khoảng 90% tổng số nhà máy phát điện. Mặc dù các quy trình trong mỗi loại nhà máy nhiệt điện khác nhau nhưng mỗi loại đều cần làm mát.

Khi hệ thống làm mát của nhà máy phát điện không thể loại bỏ nhiệt một cách hiệu quả, đặc biệt là ở vùng khí hậu ấm hơn, toàn bộ nhà máy phải chịu chi phí về nước, nước thải và năng lượng dư thừa.

Đối với hệ thống làm mát—bao gồm vòng nước, tháp và ống dẫn nước—nhóm kỹ thuật và sản phẩm của chúng tôi liệt kê các vấn đề chính mà người quản lý nhà máy gặp phải và cách lập lịch trình đường ống 80 CPVC có thể giúp ngăn ngừa những vấn đề này.

Các vấn đề về vòng làm mát ảnh hưởng đến hiệu quả và độ tin cậy

Trong các nhà máy nhiệt điện, nước được đun sôi để tạo ra hơi nước, sau đó được sử dụng để quay tua bin sản xuất điện.

Hệ thống làm mát bằng nước được yêu cầu để làm mát hơi nước từ tuabin trước khi thoát ra khỏi nhà máy điện. Nhiệt độ bên ngoài càng lạnh so với nhiệt độ trong tuabin thì nhà máy phát điện càng hoạt động hiệu quả hơn.

Hơi nước truyền một phần năng lượng nhiệt của nó sang nước của hệ thống làm mát, sau đó nước này sẽ được mang đi.

Các nhà máy điện lớn thường sẽ sử dụng hệ thống làm mát một lần, lấy nước từ một vùng nước gần đó, tuần hoàn qua hệ thống một lần, sau đó thải trở lại vùng nước ấm hơn một chút.

Ngoài ra, hệ thống tuần hoàn ướt (hoặc vòng kín) tái chế cùng một loại nước, làm mát nước trong tháp nước hoặc thiết bị làm lạnh trước khi đưa lại vào hệ thống.

Trong bất kỳ quá trình làm mát nào, một số vấn đề có thể xảy ra do vật liệu không tương thích với nước chưa được xử lý hoặc các hóa chất được sử dụng để xử lý nước thô.

Ăn mòn bên trong

Khi xảy ra ăn mòn bên trong, nó có thể xảy ra toàn bộ hoặc cục bộ. Ăn mòn nói chung xảy ra đồng đều trên toàn bộ đường ống, trong khi ăn mòn cục bộ tập trung ở một số khu vực nhất định, điển hình là ăn mòn kẽ hở hoặc rỗ.

Cả ăn mòn tổng thể và ăn mòn cục bộ đều có thể có tác động tiêu cực đến hiệu quả và chi phí ngay cả trước khi nhận ra nhu cầu thay thế. Cụ thể, sự ăn mòn có thể:

• Giảm mức áp suất khi thành ống mỏng.
• Giảm tốc độ dòng chảy, tạo ra nhiều nhu cầu hơn từ các máy bơm tuần hoàn nước vào hệ thống làm mát, hệ thống này thường được hiệu chỉnh dựa trên yêu cầu nhiệt độ chính xác.
• Tăng thời gian ngừng hoạt động và mất chi phí cơ hội do sửa chữa. Các hệ thống khác trong nhà máy yêu cầu hệ thống nước làm mát phải hoạt động hiệu quả, nghĩa là toàn bộ các bộ phận của nhà máy có thể cần phải tắt trong quá trình sửa chữa hệ thống làm mát.
• Tăng chi phí lắp đặt, bao gồm vật liệu mới, lao động có tay nghề và thời gian cần thiết để lắp đặt mới.
• Làm ô nhiễm chất lỏng khi các mảnh bị ăn mòn lắng đọng vào dòng chảy.

Đường ống kim loại có thể không tương thích với nước thô vì nó thường nằm ngoài độ pH trung tính. Do sự ăn mòn được tăng tốc ở nhiệt độ cao hơn và nhiều nhà máy điện sử dụng nước thô trong quá trình làm mát nên hệ thống kim loại sẽ thường xuyên bị ăn mòn.

Tuy nhiên, Schedule 80 CPVC có khả năng chịu được cả axit và kiềm, đồng thời có khả năng chống ăn mòn từ nhiều loại nước cho đến nhiệt độ làm việc cao nhất là 200°F (93,3°C).

Chia tỷ lệ

Khi nước đi qua đường làm mát, quy trình và chất lỏng có thể gây ra cặn. Hai yếu tố tỉ lệ chính là độ pH (độ kiềm / độ axit) và nhiệt độ.

Khi nước thô được sử dụng làm nước làm mát, khả năng đóng cặn tăng lên đáng kể do các tác nhân tạo cặn thông thường thường có trong nước chưa qua xử lý, bao gồm:

• Canxi cacbonat
• Canxi photphat
• Magie silic
• Silic
  Khi xảy ra cặn, các khoáng chất kim loại nằm ngoài phạm vi hòa tan của chúng, cho dù là do độ pH và/hoặc nhiệt độ của nước. Các ion khoáng thoát ra khỏi dung dịch bám vào thành ống. Những tạp chất này sẽ cứng lại và tích tụ theo thời gian.

Các đường ống dài xử lý liên tục ít bị đóng cặn hơn vì điều này xảy ra thường xuyên nhất khi dòng nước chảy chậm hoặc xoáy.

Tỷ lệ càng lớn thì đường kính ống càng hẹp. Điều này đặt ra nhu cầu vượt mức cho hệ thống, đòi hỏi nhiều năng lượng hơn từ máy bơm để tiếp tục xử lý với tốc độ ổn định, làm tăng chi phí.

Ngoài ra, lượng nước chảy trong một phút chỉ có thể hấp thụ một lượng nhiệt nhất định. Nếu việc đóng cặn làm giảm lưu lượng đó, nó sẽ hạn chế sự truyền nhiệt và do đó hạn chế hiệu quả của hệ thống.

Để chống lại các tác động tiêu cực của việc đóng cặn, vật liệu đường ống phi kim loại có thể được chỉ định, vì đường ống CPVC theo lịch trình công nghiệp 80 ít bị ảnh hưởng bởi sự đóng cặn hơn đáng kể so với kim loại.

Ô nhiễm sinh học hoặc ô nhiễm vi sinh vật

Mặc dù hệ thống nước làm mát không quan tâm đến chất lượng hoặc độ tinh khiết của nước giống như ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, nhưng các nhà máy phát điện muốn tránh ô nhiễm vi khuẩn trong đường dây, tháp và ống dẫn làm mát của họ.

Chất này tích tụ như thế nào thông qua chất nhờn của vi sinh vật, là khối lượng lớn các sinh vật cực nhỏ và chất thải của chúng. Cơ thể tự nhiên sẽ đưa những vi khuẩn này vào hệ thống làm mát và vi sinh vật có thể thổi vào hệ thống nước đã qua xử lý không được che phủ.

Một vấn đề cụ thể mà ô nhiễm vi sinh vật gây ra cho quá trình làm mát là chất nhờn vi sinh vật làm giảm hiệu quả truyền nhiệt vì nó đóng vai trò như một lớp cách nhiệt. Chất nhờn vi sinh vật cũng có thể ăn mòn vật liệu kim loại.

Cần xem xét sự phát triển của vi sinh vật khi có nước đọng. Khi hệ thống bị tắt, dù do giờ làm việc bình thường hoặc do sửa chữa ngoài kế hoạch, vi sinh vật có thể xuất hiện và nhân lên. Tránh tình trạng đọng nước bằng cách chỉ định các vật liệu đáng tin cậy và bằng cách kiểm soát chặt chẽ các quy trình.

Về mặt lựa chọn vật liệu, những vật liệu có bề mặt đồng nhất, mịn màng hơn sẽ chống lại sự bám dính và tích tụ của màng sinh học và các vi sinh vật khác. Các biểu đồ dưới đây cho thấy độ mịn của lịch trình 80 CPVC so với thép không gỉ.

Corzan ^® CPVC

Thép không gỉ

Ăn mòn bên ngoài

Khi các vòng làm mát được lắp đặt dưới lòng đất hoặc bên ngoài, sự ăn mòn bên ngoài cũng phải được xem xét. Những cân nhắc khi lựa chọn vật liệu khi lắp đặt ngầm bao gồm:

• Khả năng chống ăn mòn, đặc biệt là mức độ tương thích của vật liệu đường ống với đặc tính của đất.
• Khả năng chống mài mòn và cách vật liệu chống lại sự mài mòn của đá dịch chuyển và các chất mài mòn khác.
• Độ bền va đập, có tính đến trọng lượng sẽ đặt lên vật liệu, bao gồm bất kỳ máy móc hạng nặng nào có thể liên quan.
• Các phương pháp lắp đặt hoặc nối và cách chúng làm giảm mức áp suất cũng như ảnh hưởng đến ba đặc tính nêu trên khi nối.

Đối với việc lắp đặt ngoài trời không yêu cầu chôn ống, cũng cần xem xét khả năng chịu tia cực tím và tính dẫn nhiệt của vật liệu.

Ống kim loại có uy tín cao về khả năng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, nhưng CPVC có chứa các chất phụ gia khiến nó trở thành lựa chọn khả thi hơn cho việc lắp đặt ngoài trời. Về độ dẫn nhiệt, lịch công nghiệp 80 CPVC xấp xỉ 1/300 so với thép, nghĩa là nó sẽ duy trì nhiệt độ bên trong tốt hơn khi nhiệt độ bên ngoài tăng lên và ngược lại.

Nhìn chung, các nhà máy phát điện muốn tối ưu hóa thời gian hoạt động, giảm thiểu việc sửa chữa và mang lại độ tin cậy cao hơn. Tìm hiểu thêm về cách hoạt động của CPVC trong môi trường bên ngoài về:

• Thi công đường ống ngầm
• Khả năng chịu tia UV
• Dẫn nhiệt

Tìm hiểu thêm về cách so sánh hệ thống đường ống kim loại và CPVC

Cho dù bạn đang so sánh các vật liệu để lắp đặt bản dựng mới hay đang xem xét nâng cấp cho hệ thống hiện tại của mình, Ebook Hệ thống đường ống Metal v. CPVC sẽ giải quyết các vấn đề quan trọng nhất.

https://www.corzan.com/blog/how-to-optimize-efficiency-and-reliability-in-power-generation-cooling-water-systems