Máy làm mát khô trong nhà máy điện hoạt động như thế nào?
Máy làm mát khô trong nhà máy điện hoạt động như thế nào?
Bởi vì rất nhiều nhiệt phải được loại bỏ để ngưng tụ hơi nước được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy phát điện tua-bin, hệ thống làm mát thường là nơi tiêu thụ nước lớn nhất trong các nhà máy điện. Trước đây, sông hồ và các nguồn nước khác cung cấp khả năng làm mát này, nhưng gần đây, ngày càng có nhiều nhà máy điện áp dụng phương pháp làm mát khô, một kỹ thuật làm mát sử dụng ít hoặc không sử dụng nước. Hệ thống làm mát khô đắt hơn để cài đặt và sử dụng nhiều năng lượng hơn để chạy. Những biến số này ảnh hưởng đến toàn bộ hiệu quả của các nhà máy điện, trong khi hệ thống làm mát khô tiêu thụ ít nước hơn 95% so với hệ thống làm mát ướt.
Nhiều loại nhà máy điện khác nhau đun sôi nước để tạo ra hơi nước, sau đó hơi nước này được đưa qua tua-bin để tạo ra điện. Loại hệ thống này được sử dụng bởi các nhà máy điện hạt nhân, nhà máy đốt than và sinh khối, một số nhà máy khí đốt tự nhiên và thậm chí một số cơ sở năng lượng mặt trời. Trong các cơ sở này, hơi nước phải được làm mát để ngưng tụ lại thành chất lỏng, sau đó được đưa đến nồi hơi hoặc máy tạo hơi nước.
Tại Hoa Kỳ, phần lớn các nhà máy tạo hơi nước sử dụng nước để làm lạnh và ngưng tụ hơi nước. Phần lớn lượng nước được rút để phát điện ở Mỹ được sử dụng để làm mát, chiếm khoảng 40% tổng lượng nước được rút.
Các hệ thống làm mát tuần hoàn sử dụng nước làm mát tuần hoàn được sử dụng bởi hơn 61% công suất phát nhiệt điện ở Mỹ. Để nước có thể được sử dụng nhiều lần, các hệ thống này giữ nước trong hệ thống đường ống vòng kín. 36% công suất phát nhiệt điện ở Hoa Kỳ đến từ các nhà máy sử dụng hệ thống làm mát một lần. Các hệ thống này kéo một lượng nước khá lớn từ các nguồn nước xung quanh để làm mát bình ngưng, sau đó chúng giải phóng nước nóng hơn trở lại nguồn ban đầu.
3% công suất phát nhiệt điện ở Hoa Kỳ đến từ hệ thống làm mát khô và kết hợp, phần lớn trong số đó đã hoạt động từ năm 2000. Hơi nước được làm mát và ngưng tụ bằng cách sử dụng không khí xung quanh trong các hệ thống làm mát khô.
Các hệ thống trực tiếp và gián tiếp là hai loại mà các hệ thống này rơi vào. Trong hệ thống làm mát khô trực tiếp, không khí xung quanh được sử dụng để ngưng tụ hơi nước, do đó không sử dụng nước. Trong bình ngưng làm mát bằng nước điển hình, hơi nước được ngưng tụ trong hệ thống làm mát khô gián tiếp, nhưng nước làm mát được giữ trong một hệ thống kín. Kết quả là, tương đối ít nước được sử dụng và không có nước bị lãng phí do bay hơi.
Hệ thống làm mát hỗn hợp kết hợp làm mát khô và ướt và có khả năng ngưng tụ hơi nước bằng cả nước và không khí. Thông thường, các hệ thống này được chế tạo để hoạt động như hệ thống làm mát khô trong những tháng lạnh hơn và hệ thống làm mát ướt trong những tháng ấm hơn khi hệ thống khô hoạt động kém hiệu quả hơn.
Chu trình kết hợp khí đốt tự nhiên (NGCC), chiếm hơn 83% công suất làm mát khô và hỗn hợp đang hoạt động, là công nghệ sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất. Do thực tế là các cơ sở chu trình hỗn hợp khí đốt tự nhiên yêu cầu làm mát mỗi megawatt giờ ít hơn đáng kể so với các nhà máy than hoặc hạt nhân, hệ thống làm mát khô thường tiết kiệm chi phí hơn.
Một giải pháp thay thế khả thi cho các hệ thống năng lượng mặt trời tập trung là làm mát khô. Nhiều hệ thống năng lượng mặt trời tập trung mới hiện sử dụng phương pháp làm mát khô, bao gồm các nhà máy Ivanpah và Genesis Solar ở California và nhà máy Crescent Dunes Solar ở Nevada. Điều này là do các hệ thống này được đặt ở các khu vực như Tây Nam Hoa Kỳ, nơi có nguồn năng lượng mặt trời tương đối cao và nguồn nước tương đối thấp.
