بازیابی گرمای اگزوز توربین گازی

بازیابی گرمای زباله توربین گازی

در حین کار توربین گازی ، حدود 40 ٪ -60 ٪ از انرژی سوخت به طور مستقیم به صورت اگزوز درجه حرارت بالا (معمولاً 400-650 درجه) تخلیه می شود. این "گرمای زباله" را می توان به انرژی ثانویه مانند بخار ، آب گرم یا هوای از قبل گرم شده از طریق مبدل حرارتی لوله ای فنر تبدیل کرد ، که میزان مصرف انرژی کلی از 30 ٪ -40 ٪ را در یک توربین گازی فقط به 55 ٪ -65 ٪ در یک چرخه ترکیبی بهبود می بخشد. میزان مصرف انرژی کلی از 30 ٪ -40 ٪ برای توربین گازی به تنهایی به 55 ٪ -65 ٪ برای چرخه ترکیبی افزایش می یابد.

در سیستم بازیابی گرمای زباله توربین گازی ، مبدل حرارتی لوله فینز تجهیزات اصلی برای تحقق ضبط و تبدیل گرمای کارآمد است.

سناریوهای کاربردی معمولی در بازیابی گرمای زباله

بر اساس استفاده از گرمای بازیابی شده ، مبدل های حرارتی لوله فنلاندی عمدتاً در سه سناریو هسته در سیستم های توربین گازی استفاده می شوند:

تولید برق چرخه ترکیبی: "هسته دیگ بخار زباله" برای رانندگی توربین بخار

در یک نیروگاه چرخه ترکیبی گاز - بخار ، اگزوز توربین گازی (500-600 درجه) ابتدا وارد دیگ بخار زباله و مبدل حرارتی لوله می شود ، به عنوان "تبخیر کننده ، ابرخودرو ، اقتصاد دهنده" مؤلفه اصلی دیگ بخار ، که گرمای گازهای اگزوز را به دمای بالا و فشار فشار بالا تبدیل می کند.

اواپراتور: اواپراتور جوش داده شده با فرکانس بالا را اتخاذ می کند: با استفاده از لوله های فرکانس پر شده با فرکانس بالا (فیله های مارپیچی برای تقویت اختلال جانبی گاز دودکش) ، آب فشار قوی در داخل لوله (10-18MPA) و انتقال حرارت اگزوز 500-600 ، آب جذب می کند و گرمای گرمای گرم شده و گرمای گرم شده (250-350) برای تولید گرمای (350) گرمای تولید شده (250-350)

SuperHeater: بخار اشباع شده به لوله های فنر Superheater (معمولاً مواد آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی) و اگزوز درجه حرارت بالاتر (450-550 درجه) برای انتقال بیشتر حرارت ، گرما به 400-500 درجه بخار افزایش می یابد ، انتقال حرارت در مبدل حرارتی انجام می شود. بخار گرم شده تا 400-500 درجه گرم می شود تا از بخار با آب جلوگیری شود و باعث فرسایش به توربین بخار بعدی شود.

Ecomonizer: بخش با دمای پایین لوله های فنر شده را برای گرم کردن آب خوراک دیگ بخار (گرم شده از 100-150 درجه تا 200-250 درجه) ، برای بازیابی "گرمای دمای متوسط و پایین" در گاز اگزوز (درجه 200-300 درجه) ، برای کاهش گرمای تبخیر کننده {4} درجه درجه حرارت) کاهش می دهد ، کاهش می یابد و باعث کاهش فشار خون می شود و باعث کاهش فشار خون می شود و باعث کاهش فشار خون می شود و این باعث کاهش فشار خون می شود. درجه 120-180 (که در زیر آن خوردگی نقطه شبنم اسید ممکن است ایجاد شود).

از طریق این تبادل گرمای لوله سه مرحله ای ، میزان بازیابی گرما از اگزوز توربین گازی می تواند به 70 ٪ -85 ٪ برسد و بخار فوق گرم تولید شده توربین بخار را برای تولید برق به وجود می آورد ، به طوری که می توان راندمان تولید برق کل چرخه ترکیبی را 20 ٪ -30 ٪ افزایش داد (به عنوان مثال ، از 38 ٪ به 58 ٪) در مقایسه با آن فقط از نظر توربین گاز.

گرمایش صنعتی: "مبدل حرارتی سفارشی" برای آب گرم / تقاضای هوای گرم

برای نیروگاه های توربین گازی که به کاربران گرمای صنعتی احتیاج دارند (به عنوان مثال ، شیمیایی ، کاغذ ، گرمایش منطقه) ، مبدل حرارتی لوله فنر می تواند مستقیماً گرمای گاز اگزوز را به آب گرم یا هوای گرم تبدیل کند:

گرمایش آب گرم: از لوله های نخی مسطح یا کم رنگ استفاده می شود (برای به حداقل رساندن مقاومت در کنار آب) و آب در گردش (دمای آب 50-50 ٪) در لوله ها تغذیه می شود. گرمایش آب گرم: لوله نخی مسطح یا لوله فنر کم رنگ (برای کاهش مقاومت در برابر آب) ، این لوله با آب در گردش (دمای ورودی 50-80 درجه) تغذیه می شود و پس از تبادل گرما با گاز اگزوز 300-450 درجه ، دمای آب به 120-180 درجه می رسد (مطابق با نیاز کاربر تنظیم می شود) و سپس با استفاده از شبکه از طریق شبکه انتقال می یابد) ، و سپس با استفاده از شبکه از طریق شبکه استفاده می شود. این نوع مبدل حرارتی برای جلوگیری از مقیاس گذاری باید سرعت جریان را در قسمت آب (1-2m/ثانیه) کنترل کند و در عین حال ، فاصله باله به گونه ای گسترده تر (8-12 میلی متر) طراحی شده است تا تجمع گرد و غبار موجود در گاز دودکش را به حداقل برساند (به عنوان مثال ، هنگامی که توربین گازی روغن سنگین می سوزد).

پیش گرم شدن هوای گرم: اگر توربین گازی "پیش گرم شدن هوا" را تصویب کند (برای بهبود راندمان احتراق) ، می توان هوای سرد (دمای محیط) را با گازهای کمتری با دمای کم درجه حرارت 200-350 درجه از طریق مبدل حرارتی لوله مارپیچ مبادله کرد و سپس پس از پیش گرم شدن تا 100-200 درجه به محفظه احتمالی فرستاده شد. هوای گرم می تواند مصرف سوخت را کاهش دهد (هر 10 درجه از پیش گرم شدن ، صرفه جویی در سوخت در حدود 1 ٪) ، در حالی که لوله های فنر از فولاد کربن با درجه حرارت بالا (مقرون به صرفه در 200-350 درجه) ، ارتفاع باله 5-8 میلی متر ساخته شده اند و باعث تعادل سطح انتقال حرارت و مقاومت در برابر گاز دودکش می شوند.

سیستم چرخش گاز اگزوز (EGR): "استفاده از شیب گرمای زباله" برای کاهش انتشار NOX

برخی از توربین های گازی "چرخش گاز اگزوز" را برای کنترل انتشار گازهای گلخانه ای NOX اتخاذ می کنند (احتراق درجه حرارت بالا مستعد تولید NOX است): 10 ٪ -30 ٪ از گازهای اگزوز (400-500 درجه) خنک می شوند و به گاز اگزوز (400-500 درجه) برگردانده می شوند. برخی از توربین های گازی از "چرخش گاز اگزوز" برای کنترل انتشار گازهای گلخانه ای NOX استفاده می کنند (احتراق درجه حرارت بالا مستعد تولید NOX است): 10 ٪ -30 ٪ از گازهای اگزوز (درجه حرارت 400-500 درجه) خنک می شوند و به ورودی فشارنده فشار می آورند تا دمای احتراق کاهش یابد. مبدل حرارتی لوله فنر در اینجا برای فرض نقش اگزوز خنک کننده:

با استفاده از لوله فنر ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی (برای مقابله با خوردگی جزئی از NOx ، Sox در اگزوز) ، لوله به محلول خنک کننده یا محلول گلییکول منتقل می شود ، اگزوز از 400-500 درجه خنک شده تا 120-150 درجه (برای جلوگیری از خوردگی کم مصرف) ، درجه حرارتی که از درجه حرارت کم مصرف می شود با درجه حرارتی مخلوط شده با هوای تازه با هوای تازه مخلوط شده است ، به این ترتیب که دما با هوای تازه مخلوط شده است ، به این ترتیب که دما با هوای تازه مخلوط شده است ، به این ترتیب که دما با هوای تازه مخلوط شده است ، به این ترتیب که با درجه حرارتی مخلوط شده است ، به این ترتیب که با درجه حرارت خنک شده با هوای تازه مخلوط شده است ، به این ترتیب که با درجه حرارتی مخلوط شده است و با هوای تازه مخلوط شده است ، بنابراین با هوای تازه مخلوط شده است و با هوای تازه مخلوط شده است. انتشار گازهای گلخانه ای از 1500 درجه به پایین کاهش می یابد و انتشار NOx کاهش می یابد. این باعث کاهش دمای احتراق از بالاتر از 1500 درجه به زیر 1300 درجه می شود و انتشار NOX را 50 ٪ -70 ٪ کاهش می دهد.

در این فرایند ، از گرمای بازیابی شده از مبدل حرارتی لوله فین می توان برای گرم کردن آب خوراک دیگ یا آب گرم خانگی به طور همزمان استفاده کرد و متوجه مزایای مضاعف "کاهش انتشار + صرفه جویی در مصرف انرژی" می شود.