Hãy xem xét một dự án chu trình hỗn hợp ở Bờ Vịnh Hoa Kỳ. Sau chín tháng xây dựng, tổng thầu nhận thấy trình tự lắp đặt máy tạo hơi thu hồi nhiệt (HRSG) sẽ đẩy tiến độ lên sáu tuần. Vấn đề không phải ở việc cung cấp tuabin hay công tác xây dựng nền móng; đó là khối lượng hàn hiện trường cần thiết cho các bó ống, vỏ và đường ống nối với nhau. Chủ sở hữu chuyển sang hệ thống HRSG mô-đun cho tổ máy thứ hai và thời gian lắp dựng tại hiện trường giảm xuống còn khoảng 1/3 so với ước tính ban đầu.
Kết quả đó không phải là ngoại lệ. Các hệ thống HRSG mô-đun đã chuyển từ lĩnh vực kỹ thuật sang điểm quyết định tiêu chuẩn trong lập kế hoạch dự án công nghiệp và điện. Điều quan trọng đối với người mua là hiểu cấu trúc mô-đun bao gồm những gì, sự đánh đổi nằm ở đâu và cách đánh giá các nhà cung cấp trước khi đơn đặt hàng được ký kết.
Hệ thống HRSG mô-đun là gì?
Máy tạo hơi nước thu hồi nhiệt thu hồi nhiệt từ khí thải của tuabin khí hoặc dòng khí thải công nghiệp và tạo ra hơi nước cho tuabin hơi, yêu cầu của quy trình hoặc cả hai. Trong hệ thống HRSG mô-đun, thiết bị được chia thành các phần do nhà máy sản xuất, được gọi là mô-đun, thay vì được lắp ráp từng mảnh tại chỗ.
Mỗi mô-đun thường chứa:
- Đàn hạc trao đổi nhiệt có ống vây và đầu nối được hàn và kiểm tra áp suất tại nhà máy
- Các phần vỏ nồi hơi bao gồm tường, sàn và trần có lớp cách nhiệt và lớp lót
- Thép nền, thang và một phần thiết bị đo đạc nếu có thể
Tại công trường, các mô-đun được nâng lên vào vị trí, căn chỉnh và nối với một số mối hàn tại hiện trường có giới hạn. Cách tiếp cận này chiếm vị trí trung gian giữa HRSG được lắp đặt hoàn chỉnh tại địa điểm, trong đó các bó ống riêng lẻ được lắp đặt tại vị trí và HRSG đóng gói, là một đơn vị nhỏ hơn được lắp ráp tại cửa hàng và xuất hiện dưới dạng một khối.
Cách xây dựng mô-đun cắt giảm thời gian và chi phí tại công trường
Lợi ích rõ ràng nhất của hệ thống HRSG mô-đun là nén lịch trình. Bởi vì việc chế tạo mô-đun diễn ra tại nhà máy trong khi nền móng và công trình xây dựng được tiến hành đồng thời nên đường tới hạn sẽ bị thu hẹp lại. Đối với các máy lớn, việc lắp ráp tại chỗ vốn cần từ 8 đến 12 tháng có thể giảm xuống còn khoảng 3 đến 5 tháng.
Cải thiện chi phí theo cùng một logic:
- Ít mối hàn tại hiện trường hơn có nghĩa là phải huy động ít thợ hàn nồi hơi được chứng nhận hơn với mức giá chuyên môn
- Điều kiện nhà máy tạo ra chất lượng mối hàn ổn định hơn và tỷ lệ làm lại thấp hơn
- Công việc nhà xưởng không bị mưa, gió, lạnh làm cản trở quá trình hàn tại hiện trường, chậm tiến độ
- Thời gian lắp đặt tại công trường ngắn hơn giúp giảm chi phí thuê cần cẩu, cơ sở vật chất tạm thời và chi phí quản lý xây dựng
Kiểm soát chất lượng cũng mạnh mẽ hơn trong môi trường nhà máy. Kiểm tra bằng tia X và siêu âm các mối hàn áp lực được thực hiện theo quy trình lặp lại thay vì trên giàn giáo. Đối với chủ sở hữu ở những khu vực có số lượng người lắp đặt nồi hơi có kinh nghiệm hạn chế, việc thực hiện theo mô-đun giúp giảm đáng kể rủi ro khi thực hiện dự án.
| Yếu tố | Hệ thống HRSG mô-đun | HRSG được dựng lên tại chỗ |
|---|---|---|
| Yếu tốy content | 80 đến 90 phần trăm | 20 đến 30 phần trăm |
| Số lượng mối hàn hiện trường | Thấp, giới hạn ở các khớp nối mô-đun | Mối hàn cao, nhiều ống và vỏ |
| Tiến độ lắp dựng | 3 đến 6 tháng điển hình | 8 đến 12 tháng điển hình |
| Kiểm tra mối hàn | Dựa trên hội thảo, có thể lặp lại | Dựa trên hiện trường, phụ thuộc vào thời tiết |
| Yêu cầu vận chuyển | Hậu cần mô-đun quá khổ | Vận chuyển thành phần tiêu chuẩn |
| Thiết kế linh hoạt | Cao trong phong bì vận chuyển | Cao nhất, nhưng làm việc nhiều hơn trên trang web |
Những cân nhắc về kỹ thuật và tiêu chuẩn cho thiết kế HRSG mô-đun
HRSG mô-đun không chỉ là một thiết kế được dựng lên tại chỗ và được cắt thành từng mảnh. Mỗi mô-đun phải được thiết kế để nâng và vận chuyển trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về áp suất, nhiệt và kết cấu ở vị trí vận hành cuối cùng.
Các quy tắc quản lý bao gồm ASME Phần I hoặc Phần VIII tùy thuộc vào dịch vụ hơi nước và khu vực pháp lý địa phương, cùng với các biện pháp kiểm tra bổ sung về điểm nâng và tải trọng vận chuyển thường cao hơn lực lượng đang hoạt động. Phân tích giãn nở nhiệt cũng quan trọng không kém vì mối nối mô-đun thuận tiện để chế tạo có thể tạo ra một hạn chế làm thay đổi cách hoạt động của thiết bị khi thiết bị nóng lên.
Quyết định quan trọng nhất trong thiết kế mô-đun là ranh giới mô-đun nằm ở đâu. Các đầu nối, ống dẫn xuống và đường ống kết nối đều yêu cầu tiếp cận mối hàn tại công trường. Một cấu hình mô-đun tốt sẽ nhóm các kết nối này lại để giảm thiểu việc hàn khi lắp dựng trong khi vẫn nằm trong giới hạn phong bì vận chuyển.
Người mua nên đặt câu hỏi rõ ràng trong quá trình đánh giá nhà cung cấp. Nhà sản xuất có chế tạo các bộ phận chịu áp theo quy trình tuân thủ ASME không? Nó có vận hành dây chuyền hàn tự động và kiểm tra bằng tia X theo thời gian thực không? Nó có thể tạo ra các bản vẽ bố cục ba chiều và xác minh các tính toán đầu vào nhiệt không? Những khả năng này xác định liệu cấu hình mô-đun có hoạt động trong thực tế chứ không chỉ trên giấy tờ hay không.
Các nhà sản xuất tích hợp có xu hướng thực hiện tốt hơn về mặt này. Một công ty sản xuất một nồi hơi nhiệt thải nhà máy điện cùng với các ống có vây và bộ phận tiết kiệm của chính nó có thể quản lý việc xây dựng dung sai trên các ranh giới mô-đun chặt chẽ hơn so với phần lắp ráp các bộ phận mua sẵn.
Giải pháp nồi hơi nhiệt thải nhà máy điện, Cung cấp nồi hơi nhiệt thải nhà máy điện Jinker cung cấp nồi hơi nhiệt thải cho nhà máy điện, Giải pháp nồi hơi nhiệt thải của nhà máy điện, là nhà cung cấp nồi hơi nhiệt thải của nhà máy điện... Xem sản phẩm → Rủi ro mua sắm cần lập kế hoạch
Hệ thống HRSG mô-đun giảm thiểu rủi ro lao động tại công trường, nhưng chúng gây ra một loạt rủi ro mới mà các nhóm dự án cần giải quyết trong giai đoạn hợp đồng.
- Khảo sát giao thông và tuyến đường. Các mô-đun quá khổ có thể yêu cầu giấy phép đặc biệt, vận chuyển bằng sà lan hoặc lựa chọn cần cẩu cụ thể. Một địa điểm có đường vào hẹp hoặc hạn chế về chi phí có thể nhanh chóng xóa bỏ lợi ích về lịch trình.
- Dung sai giao diện mô-đun. Khi hai mô-đun lớn gặp nhau trên hiện trường, ngay cả sai lệch vài milimet cũng sẽ gây khó khăn cho việc lắp đặt. Thông số kỹ thuật cần xác định dung sai chấp nhận được và trách nhiệm đối với công việc khắc phục.
- Kiểm tra và tài liệu. Người mua nên yêu cầu báo cáo kiểm tra nhà máy, bản đồ mối hàn, chứng chỉ vật liệu và hồ sơ kiểm tra áp suất trước khi giao hàng. Những tài liệu này chứng minh liệu chất lượng nhà máy được công bố có tồn tại hay không.
- Lập kế hoạch trình tự giao hàng. Các mô-đun phải đến theo thứ tự mà chúng sẽ được lắp đặt. Giao hàng ngược lại tạo ra tắc nghẽn khu vực bố trí và trì hoãn lịch trình của cần trục.
Các kỹ sư muốn chuyển những cân nhắc này thành lựa chọn đơn vị cụ thể có thể tham khảo tài liệu này hướng dẫn lựa chọn HRSG thực tế , bao gồm các tiêu chí quyết định chính và những cạm bẫy phổ biến.
Ứng dụng trên các loại cây trồng
Nhà máy điện chu trình hỗn hợp
Ứng dụng lớn nhất cho hệ thống HRSG mô-đun vẫn là nhà máy chu trình hỗn hợp. Tua bin khí tạo ra khí thải ở nhiệt độ 500 đến 650 độ C và HRSG chuyển đổi nhiệt đó thành hơi quá nhiệt cho tua bin hơi nước. Thiết kế mô-đun đặc biệt có giá trị khi dự án có thời gian thi công hạn chế hoặc thiếu thợ hàn được chứng nhận. Việc chế tạo các bộ phận chịu áp lực của nhà máy sẽ chuyển một phần lớn công việc ra khỏi cửa sổ quan trọng đó. Chủ sở hữu nhà máy có thể xem lại kết quả đo được từ các thiết bị đã lắp đặt để hiểu cách thức Hiệu suất HRSG trong các nhà máy điện chu trình hỗn hợp bị ảnh hưởng bởi hồ sơ tải và điều kiện môi trường xung quanh.
Thu hồi nhiệt thải công nghiệp
Lò nung xi măng, lò nung lại thép và hoạt động của nhà máy lọc dầu tạo ra khí thải nóng với đủ năng lượng nhiệt để sản xuất hơi nước. Các thiết bị mô-đun rất phù hợp với những địa điểm này vì diện tích sẵn có thường nhỏ và nhà máy không thể chịu đựng được việc ngừng hoạt động trong thời gian dài để lắp đặt nồi hơi. Một nồi hơi nhiệt thải công nghiệp được phân phối dưới dạng mô-đun do nhà máy chế tạo có thể được đưa vào vị trí trong một lần đại tu duy nhất và gắn vào mạng hơi nước hiện có.
Nhà cung cấp nồi hơi nhiệt thải công nghiệp, Nhà máy nồi hơi công nghiệp Là nhà cung cấp nồi hơi nhiệt thải công nghiệp và nhà máy sản xuất nồi hơi nhiệt thải công nghiệp ở Trung Quốc, Wuxi Jinker cung cấp... Xem sản phẩm → Phân phối dòng khí và tích hợp ống dẫn
Vận tốc khí thải và độ đồng đều nhiệt độ ảnh hưởng đến cả hiệu suất truyền nhiệt và tuổi thọ của ống. HRSG mô-đun phải bao gồm hình dạng ống dẫn vào giúp phân phối khí thải đều trên bề mặt trao đổi nhiệt. Các kỹ sư nên yêu cầu phân tích dòng chảy tính toán hoặc dữ liệu thử nghiệm phân phối dòng chảy như một phần của gói thiết kế. Dữ liệu này thường là nơi thiết kế mô-đun cận biên không thành công sau này khi vận hành.
Kết nối thiết kế HRSG mô-đun với bộ tiết kiệm và lựa chọn ống có vây
Mỗi bộ phận trao đổi nhiệt bên trong HRSG mô-đun đều góp phần nâng cao hiệu quả tổng thể của nhà máy. Bộ tiết kiệm nằm ở phần lạnh nhất của đường dẫn khí thải và chịu trách nhiệm nâng nhiệt độ cuối cùng trước khi khí thải thoát ra khỏi ống khói. Trong cách bố trí theo mô-đun, phần bộ tiết kiệm giúp tiết kiệm không gian và giảm công việc lắp đặt trong khi vẫn duy trì cùng một nhiệm vụ về nhiệt như một thiết bị tương đương lớn hơn được xây dựng tại địa điểm.
Ống vây là cốt lõi của hiệu suất đó. Các cánh tản nhiệt mở rộng bề mặt truyền nhiệt để mô-đun vẫn nhỏ gọn trong khi vẫn hấp thụ đủ nhiệt. Loại và vật liệu cánh tản nhiệt phụ thuộc vào thành phần nhiên liệu, nhiệt độ khí thải và nguy cơ đóng cặn tro. Các nhà sản xuất sản xuất ống có vây trong nhà kiểm soát chất lượng liên kết giữa vây với ống, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tiếp xúc nhiệt và độ tin cậy cơ học lâu dài. Một bộ tiết kiệm khí thải đuôi lò hơi được chế tạo bằng các ống vây nội bộ này thường cho thấy tổn thất ống khói thấp hơn và ít khuyết tật ở bề mặt mối hàn hơn so với ống được lắp ráp từ các bộ phận bên ngoài.
Nhà cung cấp thiết bị tiết kiệm khí thải nồi hơi, Nhà máy tiết kiệm khí thải Với tư cách là Nhà cung cấp Bộ tiết kiệm khí thải lò hơi và Nhà máy tiết kiệm khí thải, Jinker cung cấp Bộ tiết kiệm tùy chỉnh cho Khí thải đuôi nồi hơi,... Xem sản phẩm → Hệ thống HRSG mô-đun vừa là một chiến lược thực thi vừa là một sự lựa chọn thiết bị. Nó chuyển quy trình xây dựng lò hơi từ một địa điểm làm việc lộ thiên sang một nhà máy được kiểm soát và nó cho phép chủ dự án mua sự tự tin về tiến độ thay vì chỉ mua thép.
Sự tự tin đó phụ thuộc vào việc lựa chọn nhà cung cấp có năng lực chế tạo ở cấp độ ASME, chuỗi cung ứng tích hợp cho ống có vây và các bộ phận áp suất cũng như năng lực kỹ thuật để hỗ trợ xác định bố cục và xác minh nhiệt. Một nhà sản xuất có thể chứng minh cả ba điều trên trong bộ mô-đun hoàn chỉnh sẽ có nhiều khả năng mang lại kết quả đúng thời hạn, phù hợp với ngân sách, khiến việc xây dựng mô-đun trở nên đáng giá.
