Gaasiturbiini heitgaasi soojuse taastumine

Gaasiturbiini jäätmete soojuse taastumine

Gaasiturbiini töö ajal tühjendatakse umbes 40–60% kütuseenergiast otse kõrge temperatuuriga heitgaaside kujul (tavaliselt 400–650 kraadi). Seda "jäätmetoojust" saab muuta sekundaarseks energiaks, näiteks auruks, kuumaveeks või eelsoojendatud õhk läbi viimistletud toru soojusvaheti, mis parandab üldist energiakasutuse kiirust 30% -40% -lt gaasiturbiinis ainult kuni 55% -65% -ni kombineeritud tsüklis. Üldine energiakasutuse määr tõuseb 30–40% -lt ainult gaasiturbiini puhul, ulatudes 55–65% -ni kombineeritud tsükli korral.

Gaasiturbiini jäätmete soojuse taaskasutamissüsteemis on peamine torude soojusvaheti põhiseadmeks, mis realiseerivad soojuse tõhusat hõivamist ja muundamist.

Tüüpilised rakenduse stsenaariumid jäätmete soojuse taastamisel

Taastatud soojuse kasutamise põhjal kasutatakse fimitoru soojusvahendeid peamiselt gaasiturbiinisüsteemides kolme südamiku stsenaariumi korral:

Kombineeritud tsükli elektritootmine: "jäätmete soojuskatla südamik" auruturbiini juhtimiseks

Gaasiga ühendatud tsükli elektrijaamas siseneb gaasiturbiini heitgaasi (500–600 kraadi) kõigepealt heitossekatlasse ja viimistletud toru soojusvaheti, mis on katla "aurusti, supernaati, supernaati, ökonosaator" katla põhikomponent, mis teisendab heitgaaside kuumuse kõrgeks temperatuuriks ja kõrge rõhu auruks: kõrgele temperatuurile: kõrgele temperatuurile: kõrgele survealisele: kõrge temperatuuriks:

Aurusti: kasutab kõrgsageduslikku keevitatud aurusti: kasutades kõrgsageduslikke keevitatud spiraalsuunalisi torusid (spiraalsed uimed suitsugaasi küljehäirete suurendamiseks), kõrgsurvevett torus (10-18MPa) ja 500-600 kraadi heitgaasi, soojusülekande, vees soojuse ja pasidega küllastunud auru;

Superheater: küllastunud auru superheli viimistletud torudesse (tavaliselt korrosioonikindlad sulami materjalid) ja kõrgem temperatuuri heitgaasi (450–550 kraadi) edasiseks soojusülekandeks suurendatakse soojust 400–500 astmele aurule, soojusülekanne toimub soojusvahetuses. Ülekuumendatud auru soojendatakse kuni 400–500 kraadi, et vältida aur veega, põhjustades järgnevale auruturbiinile erosiooni;

Ökonosaator: Madala temperatuuriga sektsioon võtab katla söödavee (kuumutatud 100–150 kraadi kuumutatud 200-250 kraadi) eelsoojendamiseks viimistletud torud, et taastada heitgaasis keskmine ja madal temperatuur soojus (200–300 kraadi), et vähendada aurusti soojuskaotust ({4}} kraadi {4} kraadi), mis vähendatakse astme temperatuurile), mis vähendaks kuumuse koormust, et evapoktiivi soojuskoormust vähendatakse, et see on, et see on tehtud, et evapoktiiv. millise happekaste punktkorrosiooni võib käivitada).

Selle kolmeastmelise toruga soojusevahetuse kaudu võib gaasiturbiini heitgaaside soojuse taastamise määr ulatuda 70%-85%-ni ja genereeritud ülekuumendatud auru juhib auruturbiini elektrienergia tootmiseks, nii et kogu kombineeritud tsükli elektritootmise efektiivsust saab suurendada 20%-30%(nt 38%kuni 58%), kui seda võrrelda.

Tööstuslik kütte: "Kohandatud soojusvaheti" kuuma vee / kuuma õhu nõudmiseks

Gaasiturbiini elektrijaamade jaoks, mis nõuavad tööstuslikke soojuskasutajaid (nt kemikaal, paber, piirkondlik kütte), saab viimistletud toru soojusvaheti otse heitgaasi soojuse kuumaveeks või kuuma õhuks muuta:

Kuuma vee kuumutamine: kasutatakse tasaseid või madala kuubiga viimistletud torusid (veepoolse takistuse minimeerimiseks) ja torudesse juhitakse vett (sööda vee temperatuur 50-50%). Kuuma veega kuumutamine: lamedaid torusid või madalpiirdega viimistletud toru (veekülje takistuse vähendamiseks) toru söödetakse ringleva veega (sisselasketemperatuur 50–80 kraadi) ja pärast soojusvahetust heitgaaside 300–450 kraadi juures tõuseb vee temperatuur 120–180 kraadi (kohandatakse kasutaja vajadustele vastavalt kasutajale) ja seejärel kasutajatele. Selline soojusvaheti peab skaleerimise vältimiseks kontrollima voolukiirust (1-2m/s) ja samal ajal on uimede vahekaugus kavandatud laiemaks (8–12 mm), et minimeerida tolmu kogunemist suitsugaasi (nt, kui gaasiturbiin põleb rasket õli).

Kuuma õhu eelsoojendamine: kui gaasiturbiin võtab kasutusele "õhu eelsoojendamise" (põlemise efektiivsuse parandamiseks), saab külma õhku (ümbritseva õhu temperatuuri) vahetada madala temperatuuriga heitgaaside gaasiga 200-350 kraadi läbi spiraalsete torude soojusvaheti ja seejärel saata põlemiskambrisse pärast 100-200 kraadi ettevalmistamist. Kuum õhk võib vähendada kütusekulu (iga 10-kraadise eelsoojendamise, kütuse kokkuhoiuga umbes 1%), samal ajal kui viimistletud torud on valmistatud kõrge temperatuuriga süsinikterasest (kulutõhus 200-350 kraadi juures), uime kõrgus 5-8 mm, tasakaalustades soojusülekande piirkonda ja suitsugaaside vastupidavust.

Heitgaasi retsirkulatsiooni (EGR) süsteem: "Jäätmuse gradiendi kasutamine" NOX heitkoguste vähendamiseks

Mõned gaasiturbiinid võtavad NOX heitkoguste kontrollimiseks kasutusele heitgaaside retsirkulatsiooni (kõrge temperatuuriga põletamine on kalduvus NOX-i tekitamiseks): 10–30% heitgaasist (400–500 kraadi) jahutatakse ja tagastatakse heitgaasi (400-500 kraad). Mõned gaasiturbiinid kasutavad NOX heitkoguste kontrollimiseks "heitgaaside tsirkulatsiooni" (kõrge temperatuuri põletamine on kalduvus NOX-i tekkele): 10–30% heitgaasist (temperatuur 400-500 kraadi) jahutatakse ja remikitakse survestaja sisselaskeava sisse põlemisteema vähendamiseks. Finned Tube soojusvahetis siin, et võtta jahutava heitgaasi roll:

Kasutades korrosioonikindlat roostevabast terasest viimistletud toru (NOX-i kerge korrosiooni, Soxi heitgaaside kerge korrosiooniga toimetulemiseks) lastakse toru jahutusvette või glükoolilahusesse, heitgaasi 400-500 kraadi jahutatakse 120-150 kraadi (et vältida madalat temperatuuriga korrosiooni), mis on 1500 temperatuuriga temperatuuril, jahutatud temperatuuril seguneb jahutatud temperatuuriks ja jahutatud temperatuuril on jahutatud värske õhuga. Heitkogused vähendatakse 1500 kraadilt allapoole ja NOX heitkogused vähendatakse. See vähendab põlemistemperatuuri üle 1500 kraadi kuni 1300 kraadi ja vähendab NOX emissiooni 50–70%.

Selle protsessi käigus saab soojuse soojusvahetilt kogutud soojust kasutada katla söödavee või kodumaise kuuma vee soojendamiseks sünkroonseks, mõistes "heitkoguste vähendamise + energiasäästu" topelt eeliseid.