กระบวนการผลิตไฟฟ้า

 

โรงไฟฟ้าจะนะ

โรงไฟฟ้าจะนะ ชุดที่ 1 เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ( Combined Cycle Power Plant ) ที่มีประสิทธิภาพสูง มีขนาดกำลังผลิตประมาณ 731 เมกะวัตต์ โรงไฟฟ้าจะนะ 1 ชุด ประกอบด้วย เครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซ ( Gas Turbine ) ขนาดกำลังผลิตติดตั้งประมาณ 242 เมกะวัตต์ จำนวน 2 เครื่อง เครื่องผลิตไอน้ำแรงดันสูง ( Heat Recover Steam Generator : HRSG ) จำนวน 2 เครื่อง และเครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันไอน้ำ ( Steam Turbine ) ขนาดกำลังผลิตติดตั้งประมาณ 248 เมกะวัตต์ จำนวน 1 เครื่อง

Chana-process

 

โรงไฟฟ้าจะนะ ชุดที่ 2  เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม จัดเรียงแบบ Single Shaft จำนวน 2 หน่ายผลิต มีกำลังผลิตติดตั้งรวม 860 เมกะวัตต์ กำลังผลิตสุทธิรวม (Net Output) 840 เมกะวัตต์   ประกอบด้วย เครื่องกังหันก๊าซ (Combustion Turbine) 1 เครื่อง กำลังผลิตเครื่องละ 243.8 เมกะวัตต์ เครื่องกำเนิดไอน้ำ (Steam Generator) 1 เครื่อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำ (Steam Turbine Generator) 1 เครื่อง กำลังผลิต 186.2 เมกะวัตต์ ประสิทธิภาพสุทธิ (Net Efficiency) 50.55% ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ด้วยอัตราการใช้สูงสุดประมาณ 148 ล้านลูกบาศก์ฟุตต่อวัน ที่ค่าความร้อน (HHV) 923 บีทียูต่อลูกบาศก์ฟุต


กระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าจะนะเป็นโรงไฟฟ้าประเภทโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ประกอบด้วยเครื่องผลิตไฟฟ้า 2 ประเภททำงานร่วมกันคือ เครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซจำนวน 2 ชุด และเครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันไอน้ำจำนวน 1 ชุด โดย ทรัพยากรสำคัญที่ใช้ในกระบวนการผลิตประกอบด้วย ก๊าซธรรมชาติจากแหล่งพัฒนาร่วม ไทย-มาเลเซียใช้เป็นเชื่อเพลิง น้ำจืดจากคลองโพมาใช้ในกระบวนการผลิตไอน้ำ และน้ำกร่อยจากคลองบางเป็ดใช้ในกระบวนการหล่อเย็น โดยโรงไฟฟ้าจะนะมีขั้นตอนและกระบวนการทำงานมีดังนี้

                เครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซ มีอุปกรณ์หลักสำคัญประกอบด้วย เครื่องอัดอากาศ (Compressor) ต่ออยู่บนเพลาเดียวกันกับชุดกังหันก๊าซ (Gas Turbine) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เมื่อเริ่มเดินเครื่อง อากาศจะถูกดูดจากภายนอกเข้าเครื่องอัดอากาศจนมีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น และถูกส่งเข้าไปยังห้องเผาไหม้ ซึ่งภายในห้องเผาไหม้มีหัวฉีดเชื้อเพลิงทำหน้าที่ฉีดเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติเพื่อให้เกิดการเผาไหม้และให้ความร้อนแก้อากาศ ได้ก๊าซร้อนที่มีความดันและอุณหภูมิสูงซึ่งจะขยายตัวผ่านกังหันก๊าซทำให้กังหันก๊าซหมุนเกิดพลังงานขึ้นไปขับเครื่องอัดอากาศ และขณะเดียวกันก็ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วย ความดันของก๊าซร้อนเมื่อผ่านกังหันก๊าซแล้วอุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 580-600 องศาเซ็ลเซียส

                เครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันไอน้ำ มีอุปกรณ์หลักประกอบด้วย หม้อไอน้ำแบบความร้อนทิ้ง (Heat Recovery Steam Generation; HRSG) เครื่องกังหันไอน้ำ (Steam Turbine) เครื่องควบแน่น (Condenser) หอหล่อเย็น (Cooling Tower) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) โดยการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันไอน้ำเริ่มจาก นำน้ำจืดจากคลองโพมาซึ่งเก็บไว้ในบ่อเก็บน้ำขนาดใหญ่ มาผ่านระบบปรับสภาพน้ำ (Water Treatment Plant) เพื่อให้ได้น้ำที่ปราศจากแร่ธาตุ (Demin. Water) นำมาเติมในหม้อไอน้ำ ซึ่งจะรับความร้อนจากก๊าซร้อนที่ปล่อยออกจากเครื่องกังหันก๊าซ ส่งผลให้น้ำในหม้อไอน้ำเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้ำที่มีพลังงานสูง และไอน้ำที่ได้นี้จะถูกส่งไปหมุนเครื่องกังหันไอน้ำ ให้เกิดงานขึ้นไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้พลังงานไฟฟ้าออกมา

                ไอน้ำจะมีพลังงานลดลงเมื่อไหลผ่านและให้พลังงานแก่กังหันไอน้ำ การนำไอน้ำมาใช้รอบใหม่จะทำโดยการให้ไอน้ำแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำหล่อเย็นภายในเครื่องควบแน่น (Condenser) เพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว จากนั้นจึงเพิ่มแรงดันและส่งเข้าไปรับความร้อนในหม้อไอน้ำอีกครั้งหนึ่ง ซึ่งวัฏจักรไอน้ำเป็นวัฏจักรปิด เมื่อมีการเดินเครื่องในภาวะปกติจะมีการเติมน้ำในระบบเฉพาะที่สูญเสียไปกับการรั่วบ่างส่วนเท่านั้น

                ระบบน้ำหล่อเย็นซึ่งใช้แลกเปลี่ยนความร้อนกับไอน้ำในเครื่องควบแนบ เริ่มจากการสูบน้ำจากคลองบางเป็ดซึ่งเป็นน้ำกร่อยเติมในบ่อใต้ห่อหลอเย็น (Cooling Tower Basin) จากนั้นส่งน้ำหล่อเย็นไปยังเครื่องควบแน่นเพื่อรับความร้อนจากไอน้ำ ส่งผลให้น้ำหล่อเย็นเมื่อไหลออกจากเครื่องควบแน่นจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 8 องศาเซ็นเซียส จากนั้นน้ำหล่อเย็นจะไหลไปยังด้านบนของหอหล่อเย็นและทำการโปรยให้เป็นละอองน้ำตกลงมายังบ่อใต้หอหล่อเย็น เพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศ เพื่อลดอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็น และเพื่อให้การแลกเปลี่ยนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น จึงได้ออกแบบให้มีพัดลมขนาดใหญ่จำนวน 10 ตัวไว้ด้านบนหอหล่อเย็นเพื่อดูดอากาศให้ไหลผ่านละอองน้ำได้มากยิ่งขึ้น น้ำหล่อเย็นที่ลดอุณหภูมิแล้วก็จะถูกสูบกลับเข้าไปรับความร้อนจากไอน้ำภายในเครื่องควบแน่นอีกครั้ง

                ระบบน้ำหล่อเย็นมีการสูญเสียน้ำจากการระเหย และกระเด็นบริเวณห่อหล่อเย็น เพื่อเป็นการรักษาสมดุลของระบบจะเป็นต้องระบายน้ำบางส่วนพร้อมตะกอนดินและเกลือเดิมที่เคยสูบเข้ามา ให้ระบายกลับออกไปทั้งนี้จะระบายน้ำหล่อเย็นในตำแหน่งก่อนเข้าเครื่องควบแน่น ซึ่งอุณหภูมิใกล้เคียงกับน้ำเข้า โดยการระบายจะนำมาผ่านบ่อพักน้ำขนาด 100,000 ลบ.เมตร เป็นเวลาประมาณ 3-4 วัน เพื่อให้มั่นใจว่าอุณหภูมิใกล้เคียงกับน้ำในคลองบางเป็ด

ส่วนประกอบที่สำคัญของโรงไฟฟ้าจะนะ ประกอบด้วย


1. เครื่องกังหันก๊าซ (Siemens SGT5-4000F gas turbine)
2. หม้อกำเนิดไอน้ำ
3. เครื่องกังหันไอน้ำ

 

siemens gas turbine

 

หลักการทำงานของกังหันก๊าซ (Gas turbine)

1. เครื่องอัดอากาศจะอัดอากาศให้มีความดันสูง 8-10 เท่า
2. อากาศความดันสูงจะถูกส่งเข้าไปยังห้องเผาไหม้ที่มีเชื้อเพลิงก๊าซเพื่อทำการเผาไหม้
3. อากาศร้อนในห้องเผาไหม้เกิดการขยายตัว ทำให้มีความดันและอุณหภูมิสูง
4. ส่งอากาศนี้ไปดันกังหันก๊าซ
5. เพลาของกังหันก๊าซจะอยู่แกนเดียวกันกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

หลักการทำงานของเครื่องกังหันไอน้ำ (Steam turbine)

ไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูงจากท่อนำไอน้ำจะไหลเข้าสู่เครื่องกังหันไอน้ำผ่านทางวาล์วของระบบควบคุม เพื่อควบคุมการไหลของไอน้ำที่จะไปหมุนกังหันไอน้ำให้เหมาะสมกับความเร็วรอบหรือภาวะที่ต้องการ จากนั้นไอน้ำก็จะไหลเข้าสู่ตัวกังหันโดยมีเพลาหมุนและใบพัดติดตั้งอยู่ภายในตัวถัง เพลานี้จะถูกรองรับด้วยแบริ่ง (Bearing) เมื่อไอน้ำไหลเข้ามาในตัวกังหันไอน้ำทำให้ความเร็วการไหลของไอน้ำในตัวกังหันสูงขึ้น ไอน้ำที่ความเร็วสูงนี้จะไปปะทะกับใบพัด (Moving Blade) ที่ติดอยู่กับเพลา ทำให้เกิดแรงผลักดันให้เพลาของกังหันหมุน โดยเพลาของกังหันจะอยู่แกนเดียวกันกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อไอน้ำผ่านชุดของใบพัดจนครบ ความดันและอุณหภูมิของไอน้ำจะลดลง ไอน้ำก็จะไหลออกจากกังหันเข้าสู่เครื่องควบแน่น เมื่อไอน้ำไหลเข้าสู่เครื่องควบแน่น ไอน้ำจะถ่ายเทความร้อนผ่านท่อ และเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำบริสุทธิ์อีกครั้งหนึ่ง