Recuperació de calor de la turbina de gas de la turbina de gas

Turbina de gas Raste Recuperació de calor

Durant el funcionament de la turbina de gas, al voltant del 40% -60% de l’energia del combustible es descarrega directament en forma d’escapament d’alta temperatura (normalment de 400-650 graus). Aquesta "calor residual" es pot convertir en energia secundària com el vapor, l'aigua calenta o l'aire preescalfat a través de l'intercanviador de calor del tub alineat, que millora la taxa d'utilització energètica global del 30% -40% en una turbina de gas només fins al 55% -65% en un cicle combinat. La taxa d’utilització d’energia global augmenta del 30% -40% només per a la turbina de gas fins al 55% -65% per al cicle combinat.

En el sistema de recuperació de calor de residus de turbines de gas, l’intercanviador de calor del tub alineat és l’equip principal per realitzar una captura i conversió eficients de calor.

Escenaris d’aplicació típics en la recuperació de calor de residus

A partir de l’ús de la calor recuperada, els intercanviadors de calor del tub s’utilitzen principalment en tres escenaris bàsics en sistemes de turbines de gas:

Generació d'energia del cicle combinat: "nucli de caldera de calor" per conduir la turbina de vapor

En una central combinada de cicles combinades amb gas, el gas, l'escapament de la turbina de gas (500-600 graus) entra primer a la caldera de calor residual, i l'intercanviador de calor del tub alineat, com a component "evaporador, supercheater, economitzador" de la caldera, que converteix la calor del gas d'escapament en temperatura alta i alta pressió a vapor:

Evaporador: Adopta evaporador soldador d’alta freqüència: utilitzant tubs alineats en espiral soldades d’alta freqüència (aletes en espiral per millorar la pertorbació del costat del gas de combustió), aigua d’alta pressió dins del tub (10-18mpa) i de 500-600 graus de calor de calor, l’absorbeix la calor i fa bullir per produir vapor saturat (250-350 graus);

SUPERHEATER: vapor saturat als tubs alineats del superheater (normalment materials d’aliatge resistents a la corrosió) i i més alta temperatura de temperatura (450-550 graus) per a transferència de calor, la calor s’incrementa fins a 400-500 graus de vapor, la transferència de calor es fa a l’intercanviador de calor. El vapor sobreescalfat s’escalfa fins a 400-500 graus per evitar el vapor amb aigua que provoca una erosió a la turbina de vapor posterior;

Economitzador: La secció de baixa temperatura adopta tubs alçats per escalfar l’aigua d’alimentació de la caldera (escalfada de 100-150 graus a 200-250 graus), per recuperar la “calor de mitja temperatura” en el gas d’escapament (200-300 graus), per reduir la pèrdua de calor de l’evaporador . 300 Es pot desencadenar la corrosió del punt de rosada àcida).

A través d’aquest intercanvi de calor del tub de tres etapes, la taxa de recuperació de calor de l’escapament de la turbina de gas pot arribar al 70%-85%, i el vapor superescalfat generat condueix la turbina de vapor per generar electricitat, de manera que l’eficiència de generació d’energia de tot el cicle combinat es pot augmentar un 20%-30%(per exemple, del 38%al 58%) en comparació amb la de les turbines de gas només.

Calefacció industrial: "intercanviador de calor personalitzat" per aigües calentes / demanda d'aire calent

Per a les centrals de turbines de gas que requereixen usuaris de calor industrial (per exemple, química, paper, calefacció del districte), l’intercanviador de calor del tub alineat pot convertir directament la calor del gas d’escapament en aigua calenta o aire calent:

Calefacció d’aigua calenta: s’utilitzen tubs alineats plans o baixos de gola (per minimitzar la resistència a l’aigua) i l’aigua que circula (la temperatura de l’aigua d’alimentació del 50-50%) s’introdueix als tubs. Calefacció d’aigua calenta: tub pla de pla pla o tub d’aleta baixa de corda baixa (per reduir la resistència del costat de l’aigua), el tub s’alimenta d’aigua circulant (temperatura d’entrada de 50 a 80 graus) i després de l’intercanvi de calor amb el gas d’escapament de 300-450 graus, la temperatura de l’aigua puja fins a 120-180 graus (ajustat segons les necessitats de l’usuari) i després es va transportar a la xarxa de pipa. Aquest tipus d’intercanviador de calor ha de controlar el cabal del costat de l’aigua (1-2m/s) per evitar l’escalació i, al mateix temps, l’espai d’aletes està dissenyat per ser més ampli (8-12mm) per minimitzar l’acumulació de pols al gas de combustió (per exemple, quan la turbina de gas crema petroli pesat).

Preescalfament de l’aire calent: si la turbina de gas adopta “preescalfament d’aire” (per millorar l’eficiència de la combustió), l’aire fred (temperatura ambient) es pot intercanviar amb el gas d’escapament a baixa temperatura de 200-350 graus a través de l’intercanviador de calor del tub d’aletes en espiral, i després enviar-se a la cambra de combustió després de pre-escalfar-se fins a 100-200 graus. L’aire calent pot reduir el consum de combustible (cada preescalfament de 10 graus, estalvi de combustible d’uns 1%), mentre que els tubs alineats estan fets d’acer a carboni d’alta temperatura (rendible a 200-350 graus), alçada d’aleta 5-8mm, equilibrant la zona de transferència de calor i la resistència al gas de combustió.

Sistema de recirculació de gasos d’escapament (EGR): "Utilització de gradients de calor de residus" per reduir les emissions de NOx

Algunes turbines de gas adopten "recirculació de gasos d'escapament" per controlar les emissions de NOx (la combustió a alta temperatura és propensa a generar NOx): el 10% -30% del gas d'escapament (400-500 graus) es refreda i es torna al gas d'escapament (400-500 graus). Algunes turbines de gas utilitzen "recirculació de gasos d'escapament" per controlar les emissions de NOx (la combustió d'alta temperatura és propensa a la generació de NOx): el 10% -30% del gas d'escapament (temperatura de 400-500 graus) es refreda i es remixa fins a l'entrada del pressuritzador per reduir la temperatura de combustió. Intercanviador de calor del tub alineat aquí per assumir el paper de l’escapament de refrigeració:

Utilitzant tub alineat d’acer inoxidable resistent a la corrosió (per afrontar la lleugera corrosió de NOx, Sox a l’escapament), el tub es passa a l’aigua de refrigeració o a la solució de glicol, l’escapament de 400-500 graus refredat a 120-150 graus (per evitar una corrosió de baixa temperatura), l’escapament refrigerat es barreja amb aire fresc Les emissions es redueixen de 1500 graus a baix i es redueixen les emissions de NOx. D’aquesta manera es redueix la temperatura de la combustió des de 1500 graus fins a menys de 1300 graus i redueix l’emissió de NOx en un 50%-70%.

En aquest procés, la calor recuperada de l’intercanviador de calor del tub es pot utilitzar per escalfar l’aigua d’alimentació de la caldera o l’aigua calenta domèstica de forma sincrònica, adonant -se dels dobles beneficis de la “reducció d’emissions + estalvi d’energia”.