Gázturbina kipufogó hő -visszanyerése

Gázturbina hulladék hő visszanyerése

A gázturbina üzemeltetése során az üzemanyag-energia kb. 40–60% -át közvetlenül a magas hőmérsékletű kipufogógáz formájában (általában 400-650 fok) ürítik. Ez a "hulladékhő" szekunder energiává alakítható, például gőzzel, forró vízzel vagy előmelegített levegővé a finncsöves hőcserélőn keresztül, ami a teljes energiafelhasználási arányt a gázturbina 30% -40% -áról csak 55% -65% -ra javítja egy kombinált ciklusban. A teljes energiafelhasználási arány csak a gázturbina 30% -40% -áról 55% -65% -ra növekszik a kombinált ciklusnál.

A gázturbina hulladékhő -visszanyerési rendszerében a finom csőhőcserélő az alapvető berendezés a hatékony hőfogás és az átalakítás megvalósításához.

Tipikus alkalmazási forgatókönyvek a hulladékhő helyreállításában

A visszanyert hő felhasználása alapján az alsó csőhőcserélőket elsősorban a gázturbinarendszerek három alapvető forgatókönyvében használják:

Kombinált ciklusú energiatermelés: "Húzóhő kazánmag" a gőzturbina vezetéséhez

Gáz -gőzzel kombinált ciklusú erőműben a gázturbina kipufogógáz (500-600 fok) először lép be a hulladékhőhő kazánba, és a finom csőhőcserélőbe, mint a kazán „párologtatója, túlmelegítője, gazdasági termelő” alapkomponense, amely a kipufogógáz hőjét magas hőmérsékleti és magas nyomású gőzzé alakítja:

Párologtató: Highfrekvenciás hegesztett párologtató: magas frekvenciájú hegesztett spirál-finom csövek (spirális uszonyok (spirális uszonyok) felhasználásával, a füstgáz-oldalsó zavarok fokozására), a nagynyomású víz a cső belsejében (10-18MPa) és 500-600 fokos kipufogó hőátadás, a víz elnyeli a hőt és a forralást telített gőztermékhez;

SuperHeater: Telített gőz a SuperHater finom csöveibe (általában korrózióálló ötvözött anyagok) és magasabb hőmérsékletű kipufogógázba (450-550 fok) a további hőátadáshoz. A túlhevített gőzt 400-500 fokra melegítjük, hogy elkerüljük a gőzt, amely a vízzel eróziót okoz, az azt követő gőzturbina felé;

Economizer: Az alacsony hőmérsékletű szakasz alsó csöveket fogad el, hogy melegítse a kazán takarmány-vizet (100-150 fokról 200-250 fokig), hogy visszanyerje a kipufogógáz "középső és alacsony hőmérsékletű hőjét" a kipufogógázban (200-300 fok), hogy csökkentse a párologtató hőveszteségét . 300 fokozat), csökkentve a fejlécek végső hőmérséklete, a kipufogógáz végső hőmérséklete. A savas harmatpont korróziója kiváltható).

Ezen a háromlépcsős csőhőcserén keresztül a gázturbina kipufogógáz-kipufogógáz-visszanyerési sebessége elérheti a 70%-85%-ot, és a generált túlhevített gőz a gőzturbinát villamos energiát generálhatja, így a teljes kombinált ciklus energiatermelésének hatékonysága 20%-30%-kal növelhető (pl. 38%-ról 58%-ra), összehasonlítva a gázturbinával.

Ipari fűtés: "Testreszabott hőcserélő" a forró víz / forró levegőigényhez

Az ipari hőfelhasználókhoz (pl. Vegyi, papír, kerületi fűtés) igénylő gázturbina erőműveknél a finom csőhőcserélő közvetlenül a kipufogógáz hőjét forró vízzel vagy forró levegővé alakíthatja:

Forróvíz-fűtés: Sík vagy alacsony rostos finom csöveket használnak (a vízoldali ellenállás minimalizálására), és a keringő vizet (50-50%-os táplálék-hőmérsékletet) táplálják a csövekbe. Forróvízmelegítés: Lapos finom cső vagy alacsony rostos finom cső (a víz oldalának ellenállásának csökkentése érdekében) a csövet keringő vízzel (50-80 fokos bemeneti hőmérséklet) és 300-450 fokos hőcserél után a víz hőmérséklete 120-180 fokra emelkedik (a felhasználó igényei szerint beállítva), majd a felhasználóhoz továbbadva a felhasználóhoz. Az ilyen típusú hőcserélőnek szabályoznia kell a vízoldalon (1-2 m/s) áramlási sebességet a méretezés elkerülése érdekében, és ugyanakkor az uszony távolságát szélesebb (8-12 mm) úgy tervezték, hogy minimalizálják a por felhalmozódását a füstgázban (pl. Ha a gázturbin nehéz olajat éget).

Forró levegő előmelegítése: Ha a gázturbina "levegő előmelegítését" (az égés hatékonyságának javítása érdekében) alkalmazza, akkor a hideg levegő (környezeti hőmérséklet) kicserélhető az alacsony hőmérsékletű, 200-350 fokos kipufogógázzal a spirális finom csőhőcserélőn keresztül, majd elküldheti az égési kamrába, miután az előmelegítés után 100 200-ig. A forró levegő csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást (minden 10 fokos előmelegítés, kb. 1%-os üzemanyag-megtakarítás), míg a finom csövek magas hőmérsékletű szénacélból készülnek (költséghatékonyak 200-350 fokon), 5-8 mm-es uszonyi magasságból, kiegyensúlyozva a hőátadási területet és a füstgáz-ellenállást.

Kipufogógáz -recirkulációs (EGR) rendszer: "Pazarlóhőgradiensek felhasználása" az NOX -kibocsátások csökkentése érdekében

Egyes gázturbinák "kipufogógáz-recirkulációt" fogadnak el az NOX-kibocsátások szabályozására (a magas hőmérsékletű égés hajlamos az NOx előállítására): a kipufogógáz (400-500 fokos) 10% -30% -a lehűl és visszatér a kipufogógázba (400-500 fok). Egyes gázturbinák "kipufogógáz-recirkulációt" használnak az NOX-kibocsátások szabályozására (a magas hőmérsékletű égés hajlamos a NOx generálására): a kipufogógáz (hőmérséklet 400-500 fokos hőmérséklet) 10% -30% -át lehűtik és remixeljük a nyomáskérő bemeneti nyílására, hogy csökkentse az égési hőmérsékletet. Finom csőhőcserélő itt, hogy vállalja a hűtőpuony szerepét:

Korrózió-rezisztens rozsdamentes acélból készült finom csővel (a NOx, a SOX kipufogógázának enyhe korróziójával való megbirkózáshoz) a csövet a hűtővízbe vagy a glikol oldattal továbbítják, a kipufogógáz 400-500 fokos lehűtéssel (az alacsony hőmérséklet-korrózió elkerülése érdekében), a hűtött kipufogógáz-e, hogy az égés hőmérséklete 1500 fokos mértékben csökkenjen, hogy a hűtött kipufogógáz-e, hogy az égés hőmérséklete alacsonyabb legyen, nem pedig a 1300 fokos fokig, nem pedig az égésű hőmérsékletet, hogy az égés hőmérséklete alacsonyabb legyen, nem 1500 fokos és alul, és az NOX -kibocsátás csökkent. Ez csökkenti az égési hőmérsékletet 1500 fokról 1300 fokra, és 50%-70%-kal csökkenti a NOX-kibocsátást.

Ebben a folyamatban a finom csőhőcserélőből visszanyert hő felhasználható a kazán takarmány -víz vagy a háztartási forró víz melegítésére, felismerve a "emissziócsökkentés + energiamegtakarítás" kettős előnyeit.