Nội dung

PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 159 CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN TRÊN SIÊU TỚI HẠN (USC) Nguyễn Hải Bằng Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2 Tóm tắt: Báo cáo trình bày tổng quan về công nghệ trên siêu tới hạn (Ultra Supercritical – USC) và khả năng áp dụng tại Việt Nam. 1. TỔNG QUAN Công nghệ nhiệt điện ngưng hơi truyền thống đã được phát triển từ lâu và có độ tin cậy cao, hiệu suất hợp lý, có tuổi thọ cao, công suất tổ máy lớn (tới trên 1000 MW) và phù hợp với nhiều loại nhiên liệu. Về lý thuyết nhiệt, thông số hơi (áp suất, nhiệt độ) của chu trình hơi càng cao thì hiệu suất của chu trình nhiệt cũng càng cao. Điểm tới hạn của nước (Critical Point) là điểm tại áp suất 22,06 MPa và nhiệt độ 373,95 °C. Tùy theo thông số hơi ban đầu vào tuabin, chu trình nhiệt của các NMĐ ngưng hơi được chia thành các cấp: dưới (cận) tới hạn (Sub-Critical – SbC, với các thông số hơi dưới điểm tới hạn), siêu tới hạn (SuperCritical – SC, với các thông số hơi trên điểm tới hạn) và trên siêu tới hạn (Ultra-Super Critical – USC, với các thông số hơi cao hơn nhiều điểm tới hạn). Cần phải lưu ý rằng định nghĩa siêu tới hạn đã được thay đổi trong những năm gần đây. Hình bên dưới thể hiện so sánh định nghĩa về các phân cấp thông số hơi cũ và định nghĩa hiện tại được chấp nhận. Báo cáo này dựa trên định nghĩa cũ về các phân cấp thông số hơi. SuperCritical VS Ultra SuperCritical Classical Definition Pressure, MPa 40 35 30 25 20 15 540 555 570 585 600 615 630 645 660 Temperature, C SubCritical SuperCritical Ultra SuperCritical Hình 1: Định nghĩa về phân cấp thông số hơi 160 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 SuperCritical VS Ultra SuperCritical Common Current Pressure, psi 40 35 30 25 20 15 540 555 570 585 600 615 630 645 660 Temperature, C SubCritical SuperCritical Ultra SuperCritical Hình 1: (tiếp theo) 2. THÔNG SỐ HƠI VÀ HIỆU SUẤT CHU TRÌNH HƠI Việc tăng thông số hơi (áp suất/nhiệt độ) sẽ làm tăng hiệu suất của nhà máy và giảm tiêu hao nhiên liệu. Bản chất về mặt nhiệt động lực học của mối quan hệ giữa thông số hơi và hiệu suất chu trình nhiệt như thể hiện trong hình đưới đây: Hình 2: Hiệu suất nhiệt và thông số chu trình hơi Cùng với sự phát triển của công nghệ nhà máy nhiệt điện than, các thông số hơi ngày càng cao được áp dụng như thể hiện ở biểu đồ hình 3 bên dưới. Công nghệ siêu tới hạn (SC) đã bắt đầu được áp dụng từ những năm 1970, góp phần đáng kể cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 thành công trên toàn thế giới. Từ những năm 1995 ~ 2000, với yêu cầu cấp thiết của việc tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch (than, dầu mỏ, khí đốt), PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 161 khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sơ cấp cũng như giảm phát thải - bảo vệ môi trường, công nghệ trên siêu tới hạn (USC) bắt đầu được sử dụng rộng rãi và ngày càng phổ biến cho đến ngày nay. Nguồn: IHI Corporation® Hình 3: Lịch sử phát triển của thông số hơi ban đầu Trong xu hướng ngày càng nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và bảo vệ môi trường cũng như sự phát triển các loại vật liệu mới, công nghệ USC đang tiếp tục được đầu tư nghiên cứu để có thể áp dụng thương mại trong tương lai gần, các thông số hơi ban đầu có áp suất lên đến 30 MPa và nhiệt độ lên đến 700 °C – được gọi là công nghệ trên siêu tới hạn cải tiến (Advance Ultra-Super Critical – A-USC). Một số thông số hơi và hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi được trình bày trong bảng sau: Bảng 1. Thông số hơi ban đầu và hiệu suất Loại thông số hơi Thông số cận tới hạn (Subcritical) Thông số trên tới hạn (Super Critical) Thông số siêu tới hạn (Ultra-Super Critical) Áp suất hơi chính/Nhiệt độ hơi chính/Nhiệt độ hơi tái sấy Hiệu suất nhà máy (Hiệu suất thô) -HHV 16,7 MPa/538/538 °C 38 ÷ 40,8% 17,0 MPa/538/566 °C 39 ÷ 41,4% 17,0 MPa/566/566 °C 41,4 ÷ 41,7% 24,1 MPa/538/593 °C 41,6 ÷ 41,8% 24,1 MPa/566/593 °C 41,7 ÷ 42,0% 24,1 MPa/593/593 °C 42,3 ÷ 42,6% 24,5 MPa/600/600 °C 42,2 ÷ 43,4% 28,5 MPa/600/620 °C 42,3 ÷ 43,6% 162 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 3. THÔNG SỐ HƠI VÀ VẤN ĐỀ VẬT LIỆU 3.1. Vật liệu chế tạo lò hơi Về cơ bản, thông số hơi vận hành của chu trình hơi bị giới hạn bởi vật liệu chế tạo lò hơi hiện có. 3.1.1. Vách nước Đối với lò hơi siêu tới hạn ở nhiệt độ 582 ºC, nhiệt độ đầu ra tối đa của nước/hơi ở khoang vách nước là gần 427 °C. Vì dòng nhiệt trong buồng đốt lớn, nên nhiệt độ vách kim loại trung bình gần 454 °C đối với lò hơi mới và sạch. Các oxit sắt hình thành và lắng bên trong vách ống làm tăng sự chênh nhiệt độ giữa trong và ngoài vách ống, ví dụ trong 100.000 giờ, nhiệt độ trung bình của vách ước tính tăng lên gần 460 °C. Trong các điều kiện như thế thì thép T12 có các đặc tính phù hợp để chế tạo ống nước. Thép T12 có thể chịu được nhiệt độ cao trong khoảng thời gian ngắn suốt quá trình khởi động ở áp suất thấp. Một số nhà cung cấp lò hơi đề xuất sử dụng thép T22 làm vật liệu vách nước phía trên vì thép T22 có giới hạn chịu nhiệt cao hơn. Trong khi đó vách nước phía dưới thường được chế tạo từ thép T2 do thép T2 có giá thành thấp hơn. Tất cả các nhà sản xuất lò hơi thường chào loại buồng đốt nhiều tầng để giới hạn lượng phát thải NOx. Điều này tạo ra điều kiện cháy không cân bằng về tỷ lệ trong buồng đốt. Khi đốt các nhiên liệu chứa nhiều lưu huỳnh và Clo thì điều kiện không cân bằng về tỷ lệ sẽ làm gia tăng mức độ nguy hiểm do hiện tượng ăn mòn vách buồng đốt phía ngọn lửa. Điều này sẽ làm mỏng vách ống nhanh chóng và dẫn đến hư hỏng ống sớm. Không có loại vật liệu làm ống nào hiện nay có khả năng chống ăn mòn đủ để chống lại ăn mòn vách buồng đốt phía ngọn lửa khi đốt nhiên liệu chứa nhiều lưu huỳnh/Clo. Trong những trường hợp như vậy, biện pháp hàn chồng Inconel thường được sử dụng để hàn các ống trong khu vực buồng đốt để kiểm soát ăn mòn phía ngọn lửa. Một số nhà cung cấp lò hơi chào hệ thống buồng đốt 1 tầng để duy trì quá trình oxi hóa nhằm làm giảm ăn mòn phía ngọn lửa trong các ứng dụng như thế. Khi sử dụng các loại nhiên liệu chứa ít lưu huỳnh, mối hàn đắp là không cần thiết. Đối với lò trên siêu tới hạn ở 620 ºC, nhiệt độ nước/hơi đầu ra lớn nhất ở vách nước là gần 482 °C tương ứng với nhiệt độ trung bình kim loại vách gần 500 °C (đối với thiết bị mới) và 515 °C (sau 100.000 giờ vận hành). Nhiệt độ bề mặt ngoài vách kim loại vào khoảng 527 °C ở khu vực bình thường và 566 °C ở khu vực có dòng nhiệt cực đại (khu vực buồng đốt). Các đặc tính cơ của thép chế tạo các lò hơi truyền thống không phù hợp cho lò hơi loại này và cần pha thêm các vật liệu chống biến dạng. T23 là loại vật liệu phù hợp cho những khu vực có nhiệt độ cao như thế. Để đạt được quá nhiệt cuối cùng tới 760 oC sẽ yêu cầu ống buồng đốt T-92, ống và ống góp hợp kim niken 740H cho bộ quá nhiệt, bộ tái sấy và đường ống hơi kết nối. PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 163 Bên cạnh các đặc tính cơ thì một thông số khác cũng quan trọng khi chọn lựa vật liệu chế tạo vách nước như không cần xử lý nhiệt sau khi hàn (PWHT – Post Weld Heat Treatment) sau khi chế tạo hoặc sau khi lắp đặt tại công trường. Xem bảng 1 để tham khảo các yêu cầu về xử lý nhiệt sau khi hàn để lựa chọn vật liệu lò hơi. 3.1.2. Các bình phân ly hơi Đối với các lò siêu tới hạn, làm mát trực lưu, các bình phân ly hơi được đặt xung quanh vách lò hơi để tách nước trong hơi quá nhiệt khi khởi động hoặc chạy thấp tải. Dòng hơi chạy đến vách nước phía trên và bộ quá nhiệt trong khi nước được đưa trở lại đầu vào bình chứa nước cấp lò hơi bằng một bơm tuần hoàn của lò hơi. Bình phân ly là bình loại đứng, kích thước phù hợp với những thay đổi lớn về mực nước mà không cần xả nước lò hơi. Với lò hơi hoạt động trên 35% tải, các bình phân ly sẽ hoạt động ở trạng thái khô (chỉ chứa hơi), nhưng ở chế độ tải thấp, trong quá trình khởi động và ngưng máy, nó sẽ chuyển từ trạng thái ẩm (nước) sang trạng thái khô (hơi). Chế độ vận hành này làm giảm áp lực do nhiệt tác động lên bình. Bình phân ly hơi thông thường được chế tạo từ loại vật liệu tương tự như vật liệu ống buồng đốt trên. Thép ferit thường được sử dụng hơn thép austenite do có đặc tính truyền nhiệt tốt hơn giúp làm giảm áp lực nhiệt. Chiều dày vách của các bình phân ly không được quá dày vì điều đó làm giảm độ linh hoạt trong vận hành và làm tăng thời gian khởi động. Một biện pháp được sử dụng để làm giảm chiều dày vách là giảm đường kính bình. Chính vì thế mà lò hơi trên tới hạn thường có nhiều bình phân ly hơi. 3.1.3. Ống bộ quá nhiệt và tái sấy Ống các bộ quá nhiệt được thiết kế hoạt động ở nhiệt độ cao hơn xấp xỉ 28 ºC đến 42 ºC so với nhiệt độ hơi. Đối với hơi có nhiệt độ 538 ºC thì nhiệt độ kim loại vách ống vào khoảng 566 ºC và vật liệu phù hợp là thép hợp kim thấp như T22. Nhiệt độ hơi càng cao thì vật liệu càng đặc biệt. Thông số hơi cao không chỉ làm tăng áp lực và nhiệt độ lên vách ống bộ quá nhiệt mà còn làm tăng khả năng bị ăn mòn cả về phía hơi và phía buồng đốt. Chiều dày ống bộ tái sấy và bộ quá nhiệt giảm đi nhanh chóng và dễ bị biến dạng do ăn mòn ở mặt ngoài ống. Nếu nhiệt độ hơi tăng không đáng kể (khoảng 566 °C) và khả năng ăn mòn ở phía ngọn lửa thấp thì thép martensitic/ferritic có cải thiện thêm crom như T91, T92 và T122 là những loại vật liệu thay thế cho austenitic. Trong trường hợp này, quá trình oxi hóa ở phía hơi sẽ được chú ý đến nhiều hơn. Việc tăng nhiệt độ hơi sẽ làm chiều dày lớp oxi hóa ở bề mặt ống tăng nhanh. Khi lớp oxit ở ống dày lên thì khả năng trao đổi nhiệt của ống bị giảm. Vì thế, khi nhiệt độ vách ống tăng lên thì tuổi thọ thiết bị cũng rút ngắn lại. Nhiệt độ vách tăng lên không những làm tăng nhanh nguy cơ biến dạng mà còn làm tăng khả năng ăn mòn ở cả phía hơi và phía ngọn lửa. Các cặn bẩn do ăn mòn phía hơi sẽ bị cuốn vào tuabin hơi và làm mòn ống dẫn của tuabin hơi. Ăn mòn này được gọi là 164 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 ăn mòn do chất bẩn rắn (SPE – Solid Particle Erosion). Do đó, việc ống lò hơi bị mỏng dần và nhiệt độ vách tăng dần dường như diễn ra ngày càng nhanh hơn do các quá trình xảy ra bên trong thiết bị. Khi nhiệt độ hơi ở 593 °C, nhiệt độ kim loại bên trong bộ quá nhiệt vào khoảng 637 °C. Khi đó hợp kim Super 304 sẽ được sử dụng tại một số bộ phận trong bộ quá nhiệt. Khi nhiệt độ hơi ở 620 °C, nhiệt độ kim loại trong bộ quá nhiệt cuối cùng vào khoảng 660 °C. Các ống lò hơi hoạt động ở điều kiện này cần phải được chống ăn mòn về phía ngọn lửa và có giới hạn bền phù hợp. Các loại hợp kim 347HFG hạt mịn và Super 304 có giới hạn bền đủ đáp ứng điều kiện hoạt động có nhiệt độ lên đến 650 °C, nhưng khả năng chống ăn mòn của nó không đủ (do chỉ chứa 18% crom) đã giới hạn nhiệt độ hoạt động thực tế của nó xuống còn khoảng 620 °C. Các loại vật liệu này cũng làm giảm quá trình oxi hóa ở phía hơi tại nhiệt độ này, điều đó giúp làm giảm quá trình phát sinh oxit và các nguyên nhân sinh ra các mảng sắt từ. Các mảng kim loại này sẽ bị cuốn vào tuabin hơi dẫn đến ăn mòn đường ống dẫn hơi của tuabin. Khi nhiệt độ hơi tăng lên đến 663 °C, hợp kim HR3C là loại vật liệu có giới hạn bền và khả năng chống ăn mòn phía hơi phù hợp. HR3C, thép chứa 25% crom, cũng có khả năng chống ăn mòn phía ngọn lửa phù hợp cho các lò đốt có hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn. 3.1.4. Ống hơi và ống góp Do các bộ phận được chế tạo từ thép không gỉ austenitic có hệ số giãn nỡ nhiệt cao hơn và hệ số dẫn nhiệt thấp hơn so với thép ferritic/martensitic, nên thép không gỉ austenitic không phù hợp với các đặc tính của chu trình nhiệt. Vì thế, vật liệu ferritic thường được sử dụng để chế tạo đường ống hơi và ống góp. Đối với các đường ống hơi và ống góp bên ngoài buồng đốt, vấn đề ăn mòn phía ngọn lửa không phải là vấn đề quan tâm khi lựa chọn vật liệu. Tuy nhiên, vấn đề ăn mòn phía hơi vẫn được xem xét. P22 có giới hạn oxi hóa phía hơi trong dãy 580 °C. P91, P92 và P122 có giới hạn oxi hóa phía hơi trong dãy 620 °C. Theo thông tin về các loại vật liệu thì các loại vật liệu chứa 9% crom thường được lựa chọn để chế tạo đường ống hơi chính với nhiệt độ trên 566 °C. Một cách tổng quát, P91 là vật liệu có tính kinh tế đối với các ứng dụng có nhiệt độ và áp suất thấp hơn, trong khi đó, đối với các ứng dụng có nhiệt độ và áp suất cao hơn thì P92 có tính kinh tế hơn. P122 không được lựa chọn để chế tạo đường ống hơi và ống góp do giới hạn áp lực tương tự như P92. Do P122 chứa 12% crom và P92 chứa 9% crom nên P92 là lựa chọn có tính kinh tế hơn. Đối với nhiệt độ trên 620 °C thì vật liệu được lựa chọn hiện nay là thép không gỉ austenitic. Tuy nhiên, khả năng sử dụng thép ferritic vẫn được quan tâm do nó có hệ số dãn nở nhiệt thấp và vì thế các ống góp sẽ ít bị nứt gãy do nhiệt. Độ bền biến dạng thấp PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 165 ở nhiệt độ này có thể làm cho chiều dày vách của các đường ống hơi và ống góp tăng, đồng thời tăng chi phí và làm giới hạn khả năng của chu trình nhà máy. Các dự án nghiên cứu để cải tiến thép ferritic/martensitic vẫn đang được tiếp tục, mục đích là làm cho các loại thép này phù hợp hơn với các ứng dụng ở nhiệt độ này. 3.1.5. Sửa chữa ống lò hơi Khả năng sửa chữa ống lò hơi nhanh chóng cũng là một vấn đề quan trọng, đặc biệt là đối với ống các bộ tái sấy và bộ quá nhiệt do chúng dễ bị ăn mòn và hỏng hóc. Một trong những điều cần quan tâm về thời gian cần thiết để sửa chữa một ống lò hơi có liên quan đến những yêu cầu về gia nhiệt và xử lý nhiệt sau khi hàn của vật liệu. Các yêu cầu về xử lý nhiệt sau khi hàn có liên quan đến chiều dày của ống đối với một số vật liệu, do đó thời gian yêu cầu là không được xác định chắc chắn cho đến khi hoàn thành việc thiết kế và chiều dày ống được xác định. Bảng 2 thể hiện các yêu cầu về vật liệu của lò hơi thông thường. Dựa trên yêu cầu về xử lý nhiệt sau khi hàn, việc sử dụng vật liệu T91 và T92 cho đường ống khí nên bị giới hạn và thay thế bằng thép không gỉ để dễ dàng sửa chữa. Việc lựa chọn vật liệu sẽ sử dụng sẽ được quyết định trong giai đoạn EPC, tuy nhiên dự kiến sẽ không sử dụng P92 để chế tạo ống hơi và ống góp. Việc thiết kế lò hơi với các thông số 566/566/25Mpa sẽ phù hợp với các loại vật liệu P91 hoặc/ và P22. Bảng 2. Các yêu cầu về xử lý nhiệt sau khi hàn đối với vật liệu chế tạo lò hơi thông thường Các vật liệu ASME điển hình cho các phần khác nhau trong các lò hơi siêu tới hạn Vị trí Vật liệu SA210C Ồng bộ gia nhiệt nước SA209T1a cấp Vách nước buồng đốt Ống bộ quá nhiệt Yêu cầu PWHT khi hàn chu vi Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng ¾” Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” SA209T1a Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” SA213T2 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” SA213T12 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T23 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T12 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước 166 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 Các vật liệu ASME điển hình cho các phần khác nhau trong các lò hơi siêu tới hạn Vị trí Ống góp bộ quá nhiệt Ống bộ tái sấy Vật liệu Yêu cầu PWHT khi hàn chu vi SA213T22 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T23 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T91 Có SA213T92 Có SA213TP304H Không SA213TP347HFG Không Code Case 2328 (Super 304) Không SA213TP310CbN (HR3C) Không SA335P12 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA335P22 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA335P91 Có SA335P92 Có SA335P122 Có SA209T1a Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” SA213T2 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” SA213T12 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T22 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA213T91 Có SA213T92 Có SA213TP304H Không SA213TP347HFG Không Code Case 2328 (Super 304) Không PHÂN BAN NGUỒN ĐIỆN | 167 Các vật liệu ASME điển hình cho các phần khác nhau trong các lò hơi siêu tới hạn Vị trí Ống góp bộ tái sấy Vật liệu Yêu cầu PWHT khi hàn chu vi SA213TP310CbN (HR3C) Không SA335P12 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA335P22/ SA387Gr22 Không yêu cầu nếu chiều dày nhỏ hơn hoặc bằng 5/8” và mối hàn được gia nhiệt trước SA335P91/ SA387-91Cl.2 Có SA335P92 Có Ghi chú: Đối với P122 và P92 khi nhiệt độ trên 620 °C thì đường kính ngoài lớn nhất bị giới hạn nhỏ hơn 3.5 inches. 3.2. Vật liệu tuabin hơi Các nhà máy vận hành với nhiệt độ cao đã xây dựng tại Nhật và châu Âu sử dụng các loại thép không gỉ martensitic cải tiến được phát triển dành cho các ứng dụng tuabin hơi vào những năm 1980 và đầu 1990. Rotor được rèn từ thép chứa 9 - 10% CrMoVNbN, các hợp kim chính đang được sử dụng hiện nay được cho thêm vào 1.5% molybdenum hoặc 1.0% tungsten thay thế cho thành phần molybdenum. Hàm lượng vanadium và nitrogen đã được tối ưu hóa để gia tăng cường độ nhờ sự phân tán các phân tử vanadium và nitrogen, một lượng nhỏ niobium được thêm vào để kiểm soát kích cỡ hạt trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao. Việc đúc thân van và vỏ xilanh sử dụng hợp kim tương tự, với hàm lượng cacbon thấp hơn tăng khả năng hàn. Hợp kim làm cánh tương tự như hợp kim rèn rotor. Để đáp ứng các yêu cầu hoạt động ở nhiệt độ rất cao, bulong thường sử dụng vật liệu có nền Ni. Nhiệt độ mà tại đó giới hạn bền chảy sau 100.000 giờ vận hành vào khoảng 100 Mpa là nhiệt độ cực đại phù hợp dùng cho các loại vật liệu chế tạo tuabin hơi. Những tiến bộ trong nghiên cứu hợp kim đã giúp làm tăng nhiệt độ cực đại này lên thêm 50 – 70 °C. Hơn nữa, các loại thép có chứa thêm boron đã được phát triển và sử dụng để rèn các kích cỡ ở Nhật và châu Âu. Để tăng cường khả năng chống oxi hóa, các hợp kim chứa nhiều crom hơn (11 - 12%) cũng đã được nghiên cứu phát triển, để cân bằng các thành phần trong các hợp kim nhằm tránh hình thành tam giác ferrite, cobalt cũng được thêm vào các hợp kim này. Tuy nhiên, các loại hợp kim này vẫn chưa được sử dụng trong chế tạo. Giới hạn bền chảy sau 100.000 giờ vận hành của vật liệu chế tạo tuabin hơi ở nhiệt độ cao thông thường được trình bày trong hình 4. Theo các thông số trong hình, ở 600 °C thì cần vật liệu cao cấp hơn so với nhiệt độ 566 °C. 168 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 Courtesy Department of Trade and Industry, London Hình 4: Giới hạn bền chảy của vật liệu chế tạo tuabin thông thường 4. THÔNG SỐ HƠI VÀ CHI PHÍ ĐẦU TƯ Việc tăng áp suất và nhiệt độ sẽ làm tăng hiệu suất tinh của nhà máy và giảm chi phí vận hành (thông qua việc giảm chi phí nhiên liệu), tuy nhiêu, chi phí đầu tư và độ phức tạp nhà máy sẽ tăng. 4.1. Lò hơi Lò hơi được thiết kế với áp suất hơi cao có giá cao hơn so với lò hơi có áp suất thấp hơn với cùng sản lượng hơi đầu ra. Các ảnh hưởng đến tăng chi phí này không được các nhà sản xuất nêu chi tiết nhưng một cách khái quát được cho là do khác nhau về vật liệu chế tạo. Nhiệt độ chu trình hơi tăng lên làm tăng chi phí đầu tư vì sử dụng vật liệu đắt hơn cho các bộ phận của bộ quá nhiệt và tái sấy trong lò hơi.