Recuperación de calor de escape de la turbina de gas
Recuperación del calor de los desechos de la turbina de gas
Durante la operación de la turbina de gas, aproximadamente el 40% -60% de la energía del combustible se descarga directamente en forma de escape de alta temperatura (generalmente 400-650 grados). Este "calor residual" se puede convertir en energía secundaria, como vapor, agua caliente o aire precalentado a través del intercambiador de calor del tubo aleta, lo que mejora la tasa general de utilización de energía de 30% -40% en una turbina de gas solo a 55% -65% en un ciclo combinado. La tasa general de utilización de la energía aumenta del 30% -40% para la turbina de gas sola a 55% -65% para el ciclo combinado.
En el sistema de recuperación de calor de residuos de turbina de gas, el intercambiador de calor del tubo aleta es el equipo central para realizar una captura y conversión de calor eficientes.
Escenarios de aplicación típicos en recuperación de calor de residuos
Basado en el uso de calor recuperado, los intercambiadores de calor del tubo con aletas se utilizan principalmente en tres escenarios principales en sistemas de turbina de gas:
Generación combinada de energía del ciclo: "núcleo de la caldera de calor residual" para conducir la turbina de vapor
En una planta de potencia de ciclo combinado por vapor de gas, el escape de la turbina de gas (500-600 grados) ingresa por primera vez en la caldera de calor residual, y el intercambiador de calor del tubo aleta, como el componente central de la caldera de la caldera de la caldera, que convierte el calor del gas de escape en alta temperatura y al gran vapor a presión:
Evaporador: adopta el evaporador soldado de alta frecuencia: utilizando tubos de aleta espirales soldados de alta frecuencia (aletas espirales para mejorar la perturbación del lado del gas de combustión), agua de alta presión dentro del tubo (10-18MPA) y 500-600 grados de calor de escape, el agua absorbe el calor y las ebulliciones para producir vapor saturado (250-350 grados);
Solicitador: vapor saturado en los tubos aletas del sobrecalentador (generalmente materiales de aleación resistentes a la corrosión) y un escape de temperatura más alta (450-550 grados) para una mayor transferencia de calor, el calor se incrementa a 400-500 grados de vapor, la transferencia de calor se realiza en el intercambiador de calor. El vapor sobrecalentado se calienta de hasta 400-500 grados para evitar el vapor con agua que causa erosión a la turbina de vapor posterior;
Economizador: la sección de baja temperatura adopta tubos aletas para precalentar el agua de alimentación de la caldera (calentada de 100-150 grados a 200-250 grados), para recuperar el "calor de temperatura media y baja" en el gas de escape (200-300 grados), para reducir la pérdida de calor del evaporador . 300} Grado), redujo la carga de calor de la evaporadora de la evaporator, que la temperatura final de la temperatura de la temperatura de los gases de escape a 1200. (debajo del cual se puede activar la corrosión del punto de rocío ácido).
A través de este intercambio de calor del tubo alíntido de tres etapas, la tasa de recuperación de calor del escape de la turbina de gas puede alcanzar el 70%-85%, y el vapor sobrecalentado generado impulsa la turbina de vapor para generar electricidad, de modo que la eficiencia de generación de energía de todo el ciclo combinado se puede aumentar en un 20%-30%(eg, de 38%a 58%) en comparación con la turbina de gas sola sola.
Calefacción industrial: "intercambiador de calor personalizado" para la demanda de agua caliente / aire caliente
Para las centrales eléctricas de la turbina de gas que requieren usuarios de calor industrial (por ejemplo, químicos, papel, calefacción del distrito), el intercambiador de calor del tubo aleta puede convertir directamente el calor del gas de escape en agua caliente o aire caliente:
Calentamiento de agua caliente: se usan tubos de aleta plana o de baja aleta (para minimizar la resistencia del lado del agua), y el agua circulante (temperatura del agua de alimentación del 50-50%) se alimenta a los tubos. Calentamiento de agua caliente: tubo de aleta plana o un tubo de aleta de bajo ribor (para reducir la resistencia del lado del agua), el tubo se alimenta con agua circulante (temperatura de entrada de 50-80 grados), y después del intercambio de calor con el gas de escape de 300-450 grados, la temperatura del agua aumenta a 120-180 grados (ajustado según las necesidades del usuario) y luego transportado a la red de tuberías a través de la red de tuberías. Este tipo de intercambiador de calor necesita controlar la velocidad de flujo en el lado del agua (1-2m/s) para evitar la escala, y al mismo tiempo, el espacio de aleta está diseñado para ser más ancho (8-12 mm) para minimizar la acumulación de polvo en el gas de combustión (por ejemplo, cuando la turbina de gas quema petróleo pesado).
Precalecimiento de aire caliente: si la turbina de gas adopta el "precalentamiento del aire" (para mejorar la eficiencia de la combustión), el aire frío (temperatura ambiente) se puede intercambiar con los gases de escape de baja temperatura de 200-350 grados a través del intercambiador de calor del tubo con aleta espiral, y luego enviarse a la cámaras de combustión después de precalentar a 100-200 grados. El aire caliente puede reducir el consumo de combustible (cada 10 grados precalentamiento, ahorro de combustible de aproximadamente 1%), mientras que los tubos aletas están hechos de acero al carbono de alta temperatura (rentable a 200-350 grados), altura de aleta de 5-8 mm, equilibrando el área de transferencia de calor y la resistencia al gas de la flú.
Sistema de recirculación de gases de escape (EGR): "Utilización del gradiente de calor residual" para reducir las emisiones de NOx
Algunas turbinas de gas adoptan la "recirculación de gases de escape" para controlar las emisiones de NOx (la combustión de alta temperatura es propensa a generar NOX): 10% -30% de los gases de escape (400-500 grados) se enfrían y se devuelve al gas de escape (400-500 grados). Algunas turbinas de gas usan "recirculación de gases de escape" para controlar las emisiones de NOx (la combustión de alta temperatura es propensa a la generación de NOx): el 10% -30% de los gases de escape (temperatura 400-500 grados) se enfría y se remezcla a la entrada del presurizador para reducir la temperatura de combustión. Intercambiador de calor del tubo alínea aquí para asumir el papel del escape de enfriamiento:
Utilizando un tubo de acero inoxidable resistente a la corrosión (para hacer frente a la ligera corrosión de NOx, Sox en el escape), el tubo se pasa a la solución de agua de enfriamiento o glicol, el escape de 400-500 grados enfriado a 120-150 grados (para evitar la corrosión de baja temperatura), el escape enfriado con aire fresco con aire fresco, por lo que la temperatura de combustión es de menos de 1500 grado a 1300. reducido de 1500 grados a abajo, y las emisiones de NOx se reducen. Esto reduce la temperatura de combustión de más de 1500 grados a menos de 1300 grados y reduce la emisión de NOX en un 50%-70%.
En este proceso, el calor recuperado del intercambiador de calor del tubo de aleta se puede usar para calentar el agua de alimentación de la caldera o el agua caliente doméstica sincrónicamente, al darse cuenta de los dobles beneficios de la "reducción de emisiones + ahorro de energía".
