Một nhà máy điện mặt trời tập trung (CSP) dạng tháp, dùng muối nóng chảy để lưu trữ nhiệt và nằm trong môi trường sa mạc, cần nguồn khí nén liên tục, sạch và ổn định cho hai nhóm phụ tải rất khác nhau: khí nén dụng cụ và khí nén công nghệ lưu lượng lớn, cùng khí nén áp suất trung bình-cao cho thổi xả và điều khiển một số van đặc biệt. Các tổ hợp máy nén tiêu chuẩn không đáp ứng tốt cả hai đầu của biểu đồ phụ tải này. Nhà máy đã lắp hai máy nén khí trục vít bôi trơn bằng dầu theo cấu hình chia hai mức áp suất — một tổ máy DH-185ZW hai cấp, tốc độ cố định và một tổ máy DRV-185ZW áp suất trung bình-cao — kèm hệ thống bảo vệ đầu hút, logic làm mát và chương trình đào tạo vận hành phù hợp với điều kiện tại chỗ.
Nhà máy CSP dạng tháp muối nóng chảy dùng một cánh đồng heliostat để hội tụ bức xạ mặt trời vào bộ thu trung tâm, gia nhiệt muối nitrat cho lưu trữ nhiệt và phát điện có khả năng điều độ. Cấu hình này phụ thuộc vào khí nén ở nhiều điểm. Khí nén dụng cụ điều khiển van điều chỉnh và van xả phía muối. Khí nén công nghệ điều khiển các van này, đồng thời làm mát vòng bi của bơm muối. Việc theo dõi heliostat từ lâu đã được thực hiện theo nguyên lý truyền động khí nén, trong đó các xung khí nén dịch chuyển cụm gương phản xạ. Trên thực tế, hệ thống khí nén không phải là hạng mục phụ: tụt áp trên đường ống góp khí dụng cụ có thể làm gián đoạn phản hồi của van, còn nhiễm bẩn có thể gây mài mòn các chi tiết chính xác bên trong van theo cách khó truy ngược về nguồn khí.
Điều kiện tại chỗ càng nâng cao yêu cầu. Tải bụi môi trường cao, chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn và nhà máy vận hành quanh năm. Nhu cầu khí nén cũng xen kẽ giữa phụ tải nền liên tục và các sự kiện áp suất trung bình định kỳ cho thổi xả và hành trình cơ cấu chấp hành.
Một máy nén duy nhất chọn theo tổng phụ tải kết nối sẽ chạy kém hiệu quả ở chế độ tải từng phần trong phần lớn thời gian trong ngày. Hệ thống một mức áp suất cũng sẽ buộc toàn nhà máy vận hành ở mức áp suất cao nhất mà hộ tiêu thụ khó tính nhất yêu cầu — thường là lựa chọn sai về tiêu thụ năng lượng, vì các hộ dùng áp suất thấp sẽ nhận khí ở áp suất cao không cần thiết. Điều nhà máy cần là một hệ thống chia tách: một máy cho khí nén nền phục vụ dụng cụ và công nghệ, một máy thứ hai chuyên cho nhóm áp suất trung bình-cao, với điều khiển phối hợp để hai máy không tranh nhau trên cùng một đường ống góp.
DH-185ZW là máy nén khí trục vít bôi trơn bằng dầu, hai cấp, tốc độ cố định. Nén hai cấp chia tỷ số nén giữa hai roto, giảm công hao do nhiệt giữa các cấp và cải thiện công suất riêng so với máy một cấp ở cùng áp suất đẩy. Trong công trình này, máy đảm nhận tải nền: khí nén cho hệ truyền động heliostat, khí nén dụng cụ cho van điều chỉnh và van xả, và khí nén công nghệ chung của nhà máy. Vận hành tốc độ cố định phù hợp với phụ tải ổn định trong thời gian dài, còn block nén trục vít hai cấp giữ mức tiêu thụ kWh trên mét khối ở mức thấp khi chạy liên tục.
DRV-185ZW đảm nhận nhóm áp suất trung bình-cao. Máy nén trục vít áp suất trung bình thường bao dải 20–40 bar — cao hơn khí nén nhà máy thông thường nhưng thấp hơn mức rất cao của nén khí chuyên dụng. Tại nhà máy này, máy được bố trí cho thổi xả đường ống muối nóng chảy và các cơ cấu chấp hành khí nén đặc biệt cần mức sàn áp suất ổn định hơn so với đường ống góp nền. Máy giữ áp suất trong dải hẹp vì các hộ dùng phía sau — chi tiết chính xác của van và đường ống nhiệt độ cao — nhạy với cả dao động áp suất lẫn hiện tượng cuốn theo hạt.
Hai máy được phối hợp để máy nền xử lý phụ tải ổn định của dụng cụ và công nghệ, trong khi máy áp suất trung bình-cao vào làm việc cho nhóm hộ tiêu thụ chuyên dụng. Cách này tránh lỗi thường gặp trong phòng máy nhiều tổ hợp, khi cả hai máy cùng chạy non tải mà áp suất đường ống góp vẫn dao động. Chia hệ thống theo vùng áp suất cũng có nghĩa đường ống góp nền không phải duy trì ở điểm đặt áp suất trung bình, nhờ đó giảm năng lượng tiêu thụ trên phần lưu lượng khí lớn hơn.
Bụi sa mạc là vấn đề của block nén trước khi trở thành vấn đề của bộ lọc. Nhà máy đã chỉ định hệ thống bảo vệ đầu hút vượt ngoài bộ lọc tấm tiêu chuẩn, nhằm giữ lượng bụi đi vào máy đủ mịn và đủ loãng để tránh mài mòn nhanh roto và vòng bi. Logic làm mát và kiểm soát nhiệt độ cũng được điều chỉnh theo dải nhiệt của địa điểm, vì một máy nén phải khởi động tin cậy lúc bình minh và chạy qua mức chênh nhiệt buổi chiều trên 30 °C cần thông số điều khiển mà tổ hợp cho khí hậu ôn hòa không có. Không thay đổi nào là quá đặc biệt, nhưng cả hai đều thuộc loại chi tiết phân biệt thiết bị bền lâu với thiết bị trở thành gánh nặng bảo trì ngay từ năm thứ hai.
Nhà máy đã triển khai chương trình đào tạo thực hành cho đội vận hành, bao gồm cả hai máy. Nội dung gồm trình tự khởi động và dừng máy, điểm kiểm tra hằng ngày, chu kỳ thay lõi lọc và dầu, nhận biết tình trạng chạy bất thường, xử lý tình huống khẩn cấp và thao tác vận hành tiết kiệm năng lượng. Trọng tâm là khác biệt giữa hai tổ máy: máy nền hai cấp và máy áp suất trung bình-cao không cùng giới hạn vận hành và không cùng ngưỡng kích hoạt bảo trì. Chuẩn hóa các quy trình này giảm nguy cơ xử lý một sự kiện áp suất trung bình bằng giả định của tải nền — đây là nguồn gốc của phần lớn các lần dừng máy có thể tránh được.
Cấu hình chia hai mức áp suất cho nhà máy một nguồn khí nền và một nguồn khí áp suất trung bình-cao điều khiển độc lập, thay vì một hệ thống quá khổ chạy ở mức áp suất cao nhất tại địa điểm. Máy nền hai cấp đảm nhận phụ tải liên tục của dụng cụ và công nghệ với công suất riêng thấp hơn máy một cấp; máy áp suất trung bình-cao đáp ứng phụ tải gián đoạn mà không buộc toàn nhà máy phải chạy ở mức áp suất đó. Các cải tiến đầu hút và làm mát xử lý hai điều kiện tại chỗ — bụi và chênh nhiệt — vốn là nguyên nhân phổ biến nhất làm giảm tuổi thọ block nén. Đào tạo gắn thiết bị với người vận hành, để triết lý điều khiển được duy trì qua các ca làm việc.
Với một nhà máy CSP, khí nén chỉ chiếm phần nhỏ trong chi phí đầu tư nhưng lại chiếm tỷ lệ không cân xứng trong các lần dừng máy phiền toái nếu chọn sai công suất và cấu hình. Công trình này coi hệ thống khí nén là hai nguồn cấp phối hợp thay vì một giải pháp thỏa hiệp duy nhất, đồng thời điều chỉnh cả thiết bị lẫn quy trình vận hành theo địa điểm, không theo catalogue.
