กระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้า
1. การบดและเผาไหม้ถ่านหิน: ถ่านหินจากลานกองถ่านจะถูกลำเลียงผ่านสายพานไปยัง Coal Bunker และส่งต่อให้เครื่องบดถ่านหิน (Coal Pulverizer) บดให้ได้ขนาดที่เหมาะสม แล้วใช้ลมพัดพาถ่านหินบดเข้าไปเผาไหม้ในเตาเผา (Boiler Furnace)
2. การสร้างไอน้ำแรงดันสูง: ความร้อนจากการเผาไหม้จะถ่ายเทให้แก่น้ำปราศจากแร่ธาตุ (Demineralized Water) ที่ไหลวนอยู่ในท่อรอบผนังเตาจนเดือดกลายเป็นไอ โดยมี Boiler Drum ทำหน้าที่แยกไอน้ำและน้ำออกจากกัน จากนั้นไอน้ำจะผ่านเข้าสู่ Superheat Coil โดยมีการเพิ่มอุณหภูมิและความดันให้เหมาะสม
3. การหมุนกังหันและสร้างไฟฟ้า: ไอน้ำแรงดันสูงจะถูกนำไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ (Steam Turbine) ซึ่งต่อแกนร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน สนามแม่เหล็กจะตัดกับขดลวดทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น
4. การส่งจ่ายไฟฟ้า: กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกยกระดับแรงดันด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า (Generator Transformer) เพื่อส่งเข้าสู่ระบบโครงข่ายของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (EGAT) ต่อไป
2. การสร้างไอน้ำแรงดันสูง: ความร้อนจากการเผาไหม้จะถ่ายเทให้แก่น้ำปราศจากแร่ธาตุ (Demineralized Water) ที่ไหลวนอยู่ในท่อรอบผนังเตาจนเดือดกลายเป็นไอ โดยมี Boiler Drum ทำหน้าที่แยกไอน้ำและน้ำออกจากกัน จากนั้นไอน้ำจะผ่านเข้าสู่ Superheat Coil โดยมีการเพิ่มอุณหภูมิและความดันให้เหมาะสม
3. การหมุนกังหันและสร้างไฟฟ้า: ไอน้ำแรงดันสูงจะถูกนำไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ (Steam Turbine) ซึ่งต่อแกนร่วมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน สนามแม่เหล็กจะตัดกับขดลวดทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น
4. การส่งจ่ายไฟฟ้า: กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกยกระดับแรงดันด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า (Generator Transformer) เพื่อส่งเข้าสู่ระบบโครงข่ายของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (EGAT) ต่อไป
การหมุนเวียนน้ำและจัดการผลพลอยได้
5. ระบบควบแน่นน้ำ: ไอน้ำที่ผ่านกังหันแล้วจะมีอุณหภูมิและความดันลดลง และจะถูกควบแน่นกลับเป็นน้ำภายในเครื่องควบแน่น (Condenser) เพื่อส่งกลับไปรับความร้อนในหม้อน้ำอีกครั้ง
6. ขี้เถ้าจากการเผาไหม้: ขี้เถ้าส่วนที่มีน้ำหนักมากจะตกอยู่ด้านล่างเตาเผาเรียกว่า Bottom Ash ส่วนขี้เถ้าเบาจะลอยไปกับก๊าซร้อน (Flue Gas) และถูกดักจับด้วยเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator: EP)
7. การกำจัดก๊าซSO₂: ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้กำมะถันในถ่านหินจะถูกดักจับด้วยระบบ Sea Water FGD ก่อนปล่อยไอเสียออกสู่บรรยากาศ
6. ขี้เถ้าจากการเผาไหม้: ขี้เถ้าส่วนที่มีน้ำหนักมากจะตกอยู่ด้านล่างเตาเผาเรียกว่า Bottom Ash ส่วนขี้เถ้าเบาจะลอยไปกับก๊าซร้อน (Flue Gas) และถูกดักจับด้วยเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator: EP)
7. การกำจัดก๊าซSO₂: ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้กำมะถันในถ่านหินจะถูกดักจับด้วยระบบ Sea Water FGD ก่อนปล่อยไอเสียออกสู่บรรยากาศ
ขั้นตอนการทำงานของวงจรผลิตไฟฟ้า (Plant Cycle )
กระบวนการผลิตไฟฟ้าใช้ไอน้ำหมุนเวียนในระบบปิดอย่างเป็นขั้นตอนดังนี้
1. การควบแน่นและอุ่นน้ำดิบ ไอน้ำที่ผ่านการหมุนกังหันแรงดันต่ำ (LP Turbine) จะถูกควบแน่นกลับเป็นน้ำใน Condenser Hotwell โดยใช้น้ำทะเลเป็นตัวหล่อเย็น จากนั้นน้ำจะถูกสูบผ่าน Gland Condenser และ Low Pressure (LP) Heater เพื่อเพิ่มอุณหภูมิ ก่อนส่งเข้าสู่ De-aerator เพื่อกำจัดก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ2. การส่งน้ำเข้าหม้อต้ม: น้ำร้อนจาก De-aerator จะถูกสูบด้วย Turbine Driven Boiler Feed Pump ผ่าน High Pressure (HP) Heater และ Economizer เพื่อเพิ่มอุณหภูมิอีกครั้ง แล้วส่งเข้าสู่ Boiler Drum
3. การสร้างไอน้ำแรงดันสูง
น้ำใน Boiler Drum จะถูกสูบหมุนเวียนไปรับความร้อนในห้องเผาไหม้ (Boiler Furnace) แล้วไหลกลับเข้า Boiler Drum
Boiler Drum ทำหน้าที่แยกน้ำและไอน้ำออกจากกัน โดยส่วนที่เป็นไอน้ำจะส่งเข้าสู่ Superheater Coil เพื่อรับความร้อนในเตาเผาจนกลายเป็นไอน้ำซูเปอร์ฮีต (Superheated Steam) ที่มีอุณหภูมิและความดันสูง (มีระบบ Spray ลดความร้อนหากอุณหภูมิสูงเกินกำหนด)
ไอน้ำซูเปอร์ฮีต (Main Steam) จะไหลผ่าน Governor Control Valves เข้าสู่กังหันแรงดันสูง (HP Turbine)
ไอน้ำที่ผ่าน HP Turbine จะถูกนำกลับไปอุ่นเพิ่มอุณหภูมิใหม่ (Reheat) ในเตาเผา แล้วส่งเข้ากังหันแรงดันปานกลาง (IP Turbine) และกังหันแรงดันต่ำ (LP Turbine) ตามลำดับ ก่อนควบแน่นกลับเป็นน้ำหมุนเวียนในระบบอีกครั้ง
เครื่องจักรหลักที่ใช้ในโครงการโรงไฟฟ้าบีแอลซีพี
1. เครื่องกำเนิดไอน้ำ (Boiler / Steam Generator)
ลักษณะทั่วไป: เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำขนาดใหญ่ ชนิด Sub-critical single drum force circulation และ balance draft type เผาไหม้ด้วยถ่านหินบดละเอียด (Pulverised coal)
ระบบเชื้อเพลิง: ใช้เครื่องบดถ่านหินแบบ Vertical spindle roller type รับถ่านหินจาก Coal bunker และมีระบบใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเบาสำหรับช่วงติดเครื่อง (Start-up) และรองรับสภาวะภาระต่ำ (Low load)
ระบบอากาศ: ใช้ปล่องระบายไอเสียความสูง 200 เมตร ร่วมกันระหว่างเครื่องกำเนิดไอน้ำ 2 เครื่อง โดยมีพัดลมดูดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ (Forced draft fan) 2 ตัว, พัดลมดูดไอเสียออก (Induced draft fan) 2 ตัว และติดตั้ง Rotary air heater 2 ตัว เพื่อนำความร้อนจากไอเสียมาอุ่นอากาศก่อนเข้าห้องเผาไหม้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ห้องเผาไหม้และเทคโนโลยีลด NOx: ออกแบบเป็นขนาดใหญ่แบบ Single vortex เผาไหม้แบบ sub-stoichiometric (จำกัดออกซิเจนเหลือ 0.9 เท่าในโซนแรก เพื่อลดอุณหภูมิเปลวไฟจาก 1,500 °C เหลือ 1,300 °C) ร่วมกับระบบจ่ายอากาศแบบ Separate overfire air และควบคุมด้วยระบบไมโครโปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกับชุดตรวจวัด NOx ช่วยลดการเกิด NOx ได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับหม้อน้ำทั่วไป
2. กังหันไอน้ำ (Steam Turbine)
ลักษณะและโครงสร้าง: เป็นแบบ Single reheat, condensing tandem compound type ประกอบด้วย 3 กระบอก (Three cylinders combined HP/IP และ 2LP) ออกแบบช่องทางระบายไอเสียแบบ Quadruple exhaust โดยแกน (Shaft) ต่อเป็นแกนเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ระบบควบคุมความปลอดภัย: ติดตั้ง Horizontal main stop valve, Governing valve, Reheat stop valve, Intercept valve และระบบ Safety device ป้องกันการหมุนด้วยความเร็วเกินกำหนด (Overspeed) โดยจะสั่งตัดการจ่ายไอน้ำทันทีหากความเร็วรอบสูงเกินค่าที่กำหนด
3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator)
คุณลักษณะทางเทคนิค: เป็นแบบ Brushless exciter ระบายความร้อนด้วยน้ำและก๊าซไฮโดรเจน ผลิตไฟฟ้าแรงดัน 19 กิโลโวลต์ (kV) ความถี่ 50 Hz ใช้ Cylindrical rotor 2 pole 3 เฟส ความเร็วรอบ 3,000 รอบต่อนาที (RPM)
การส่งจ่ายไฟฟ้า: กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะส่งผ่าน Isolated phase busduct ไปยัง Main generator transformer เพื่อยกระดับแรงดันจาก 19 kV เป็น 500 kV ก่อนส่งต่อไปยังลานสวิตช์ (Switchyard) เพื่อเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบโครงข่ายของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (EGAT)
4. เครื่องควบแน่น (Condenser)
โครงสร้างและการป้องกัน: เป็นแบบ Horizontal radial flow one-pass, surface cooling type with divided water box โดยท่อควบแน่นทำด้วยโลหะไทเทเนียม และเคลือบยางภายใน Water boxes เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
อุปกรณ์ประกอบ: ติดตั้ง Vacuum pump 3 ตัว เพื่อดูดอากาศและก๊าซที่ไม่ควบแน่นออกจากระบบ และมีระบบทำความสะอาดท่อควบแน่นอัตโนมัติ (On-line ball cleaning equipment)
5. เครื่องดักจับฝุ่นด้วยไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator: EP)
โครงสร้างและประสิทธิภาพ: ติดตั้งระบบ EP จำนวน 2 ชุด ต่อเครื่องกำเนิดไอน้ำ 1 ตัว โดยเป็นชนิด Rigid frame outdoor type fourfield มีประสิทธิภาพในการดักจับฝุ่นละอองสูงมากกว่า 99%
6. ระบบดักจับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Flue Gas Desulfurization: FGD)
กระบวนการบำบัด: ใช้เทคโนโลยี Flakt Seawater Washing FGD โดยติดตั้งหอดูดซับ (Absorber tower) ชนิดเดี่ยวต่อ 1 หม้อน้ำ ไอเสียประมาณ 70% จะถูกดูดผ่าน Quenchers เข้าหอดูดซับเพื่อทำปฏิกิริยากับน้ำทะเล จากนั้นนำไอเสียที่บำบัดแล้วมารวมกับไอเสียส่วนที่ไม่ผ่านการบำบัดเพื่ออุ่นอุณหภูมิอีกครั้งก่อนปล่อยออกปล่องระบาย
การจัดการน้ำทะเลจากระบบ: น้ำทะเลที่เป็นกรดจากการดักจับ SO₂ จะถูกส่งเข้าบ่อเติมอากาศ (Aeration Pond) เพื่ออัดอากาศให้สารซัลไฟด์สลายตัวเป็นซัลเฟต ขับก๊าซ CO₂ และปรับค่า pH ให้เป็นกลาง ก่อนนำไปผสมกับน้ำทะเลส่วนที่เหลือจาก Condenser แล้วระบายลงสู่จุดปล่อยน้ำทิ้ง (Outfall)
อุปกรณ์หลัก: แต่ละหน่วยประกอบด้วยพัดลมดูดอากาศ (Aeration fans) และ Absorber/Booster pumps รวม 3 เครื่อง (ใช้งานปกติ 2 เครื่อง และ Standby 1 เครื่อง)
ลักษณะทั่วไป: เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำขนาดใหญ่ ชนิด Sub-critical single drum force circulation และ balance draft type เผาไหม้ด้วยถ่านหินบดละเอียด (Pulverised coal)
ระบบเชื้อเพลิง: ใช้เครื่องบดถ่านหินแบบ Vertical spindle roller type รับถ่านหินจาก Coal bunker และมีระบบใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเบาสำหรับช่วงติดเครื่อง (Start-up) และรองรับสภาวะภาระต่ำ (Low load)
ระบบอากาศ: ใช้ปล่องระบายไอเสียความสูง 200 เมตร ร่วมกันระหว่างเครื่องกำเนิดไอน้ำ 2 เครื่อง โดยมีพัดลมดูดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ (Forced draft fan) 2 ตัว, พัดลมดูดไอเสียออก (Induced draft fan) 2 ตัว และติดตั้ง Rotary air heater 2 ตัว เพื่อนำความร้อนจากไอเสียมาอุ่นอากาศก่อนเข้าห้องเผาไหม้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ห้องเผาไหม้และเทคโนโลยีลด NOx: ออกแบบเป็นขนาดใหญ่แบบ Single vortex เผาไหม้แบบ sub-stoichiometric (จำกัดออกซิเจนเหลือ 0.9 เท่าในโซนแรก เพื่อลดอุณหภูมิเปลวไฟจาก 1,500 °C เหลือ 1,300 °C) ร่วมกับระบบจ่ายอากาศแบบ Separate overfire air และควบคุมด้วยระบบไมโครโปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกับชุดตรวจวัด NOx ช่วยลดการเกิด NOx ได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับหม้อน้ำทั่วไป
2. กังหันไอน้ำ (Steam Turbine)
ลักษณะและโครงสร้าง: เป็นแบบ Single reheat, condensing tandem compound type ประกอบด้วย 3 กระบอก (Three cylinders combined HP/IP และ 2LP) ออกแบบช่องทางระบายไอเสียแบบ Quadruple exhaust โดยแกน (Shaft) ต่อเป็นแกนเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ระบบควบคุมความปลอดภัย: ติดตั้ง Horizontal main stop valve, Governing valve, Reheat stop valve, Intercept valve และระบบ Safety device ป้องกันการหมุนด้วยความเร็วเกินกำหนด (Overspeed) โดยจะสั่งตัดการจ่ายไอน้ำทันทีหากความเร็วรอบสูงเกินค่าที่กำหนด
3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator)
คุณลักษณะทางเทคนิค: เป็นแบบ Brushless exciter ระบายความร้อนด้วยน้ำและก๊าซไฮโดรเจน ผลิตไฟฟ้าแรงดัน 19 กิโลโวลต์ (kV) ความถี่ 50 Hz ใช้ Cylindrical rotor 2 pole 3 เฟส ความเร็วรอบ 3,000 รอบต่อนาที (RPM)
การส่งจ่ายไฟฟ้า: กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะส่งผ่าน Isolated phase busduct ไปยัง Main generator transformer เพื่อยกระดับแรงดันจาก 19 kV เป็น 500 kV ก่อนส่งต่อไปยังลานสวิตช์ (Switchyard) เพื่อเชื่อมต่อเข้าสู่ระบบโครงข่ายของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (EGAT)
4. เครื่องควบแน่น (Condenser)
โครงสร้างและการป้องกัน: เป็นแบบ Horizontal radial flow one-pass, surface cooling type with divided water box โดยท่อควบแน่นทำด้วยโลหะไทเทเนียม และเคลือบยางภายใน Water boxes เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
อุปกรณ์ประกอบ: ติดตั้ง Vacuum pump 3 ตัว เพื่อดูดอากาศและก๊าซที่ไม่ควบแน่นออกจากระบบ และมีระบบทำความสะอาดท่อควบแน่นอัตโนมัติ (On-line ball cleaning equipment)
5. เครื่องดักจับฝุ่นด้วยไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator: EP)
โครงสร้างและประสิทธิภาพ: ติดตั้งระบบ EP จำนวน 2 ชุด ต่อเครื่องกำเนิดไอน้ำ 1 ตัว โดยเป็นชนิด Rigid frame outdoor type fourfield มีประสิทธิภาพในการดักจับฝุ่นละอองสูงมากกว่า 99%
6. ระบบดักจับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Flue Gas Desulfurization: FGD)
กระบวนการบำบัด: ใช้เทคโนโลยี Flakt Seawater Washing FGD โดยติดตั้งหอดูดซับ (Absorber tower) ชนิดเดี่ยวต่อ 1 หม้อน้ำ ไอเสียประมาณ 70% จะถูกดูดผ่าน Quenchers เข้าหอดูดซับเพื่อทำปฏิกิริยากับน้ำทะเล จากนั้นนำไอเสียที่บำบัดแล้วมารวมกับไอเสียส่วนที่ไม่ผ่านการบำบัดเพื่ออุ่นอุณหภูมิอีกครั้งก่อนปล่อยออกปล่องระบาย
การจัดการน้ำทะเลจากระบบ: น้ำทะเลที่เป็นกรดจากการดักจับ SO₂ จะถูกส่งเข้าบ่อเติมอากาศ (Aeration Pond) เพื่ออัดอากาศให้สารซัลไฟด์สลายตัวเป็นซัลเฟต ขับก๊าซ CO₂ และปรับค่า pH ให้เป็นกลาง ก่อนนำไปผสมกับน้ำทะเลส่วนที่เหลือจาก Condenser แล้วระบายลงสู่จุดปล่อยน้ำทิ้ง (Outfall)
อุปกรณ์หลัก: แต่ละหน่วยประกอบด้วยพัดลมดูดอากาศ (Aeration fans) และ Absorber/Booster pumps รวม 3 เครื่อง (ใช้งานปกติ 2 เครื่อง และ Standby 1 เครื่อง)