Gasturbinavgasvärmeåtervinning

Gasturbinavfallsvärmeåtervinning

Under gasturbindrift släpps cirka 40% -60% av bränslenergin direkt i form av högtemperaturavgas (vanligtvis 400-650 grader). Denna "avfallsvärme" kan omvandlas till sekundär energi såsom ånga, varmt vatten eller förvärmd luft genom den fina värmeväxlaren, vilket förbättrar den totala energianvändningshastigheten från 30% -40% i en gasturbin endast till 55% -65% i en kombinerad cykel. Den totala energianvändningshastigheten ökar från 30% -40% för gasturbinen ensam till 55% -65% för kombinerad cykel.

I gasturbinen för återvinningssystem för avfallsvärme är Finned Tube värmeväxlare kärnutrustningen för att förverkliga effektiv värmeupptagning och omvandling.

Typiska applikationsscenarier i återvinning av spillvärme

Baserat på användningen av återvunnen värme används hinnade rörvärmeväxlare huvudsakligen i tre kärnscenarier i gasturbinsystem:

Kombinerad cykel kraftproduktion: "Waste Heat Pannkärnan" för att köra ångturbin

I en gas -kombinerad cykelkraftverk kommer gasturbinavgasen (500-600 grad) först in i spillvärmepannan, och den fina rörvärmeväxlaren, när pannans "förångare, superheater, ekonomisator" -kärnkomponenten i pannan, som omvandlar värmen av avgaser till hög temperatur och ånga ånga:

Evaporator: adopts high-frequency welded Evaporator: using high-frequency welded spiral finned tubes (spiral fins to enhance the flue gas side disturbance), high-pressure water inside the tube (10-18MPa), and 500-600℃exhaust heat transfer, the water absorbs heat and boils to produce saturated steam (250-350℃);

Superheater: Mättad ånga in i superheaterens fina rör (vanligtvis korrosionsbeständiga legeringsmaterial) och avgaser med högre temperatur (450-550 grader) för ytterligare värmeöverföring, värmen ökas till 400-500 ånga graders, värmeöverföringen görs i värmeväxlaren. Den överhettade ångan värms upp till 400-500 grader för att undvika ånga med vatten som orsakar erosion till den efterföljande ångturbinen;

economizer: the low-temperature section adopts finned tubes to preheat the boiler feed water (heated from 100-150℃to 200-250℃), to recover the "middle and low temperature heat" in the exhaust gas (200-300℃), to reduce the evaporator's heat loss. 300℃), reducing the heat load of the evaporator, so that the final temperature of the exhaust gas is reduced to 120-180℃(Under vilken syra daggpunktskorrosion kan utlösas).

Genom detta trestegs fina rörvärmeutbyte kan värmeåtervinningsgraden för gasturbinavgas uppgå till 70%-85%, och den genererade överhettade ångan driver ångturbinen för att generera el, så att kraftproduktionseffektiviteten för hela den kombinerade cykeln kan ökas med 20%-30%(EG, från 38%till 58%) jämfört med den jämförelse med den jämförelse av hela den kombinerade cykeln med 20%-30%(EG, från 38%till 58%) jämfört med den jämförelse med den jämförelse av den kombinerade cykeln med 20%-30%(EG, från 38%till 58%) jämfört med den jämförelse med den jämförelse av den kombinerade cykeln.

Industriell uppvärmning: "Anpassad värmeväxlare" för varmvatten / varmluftsbehov

För gasturbinkraftverk som kräver industriella värmeanvändare (t.ex. kemikalie, papper, distriktsvärme), kan den fina rörvärmeväxlaren direkt konvertera värmen för avgaserna till varmt vatten eller varm luft:

Värmning av varmt vatten: Platta eller låg ribbade hinnade rör används (för att minimera motståndet vid vattnet) och cirkulerande vatten (matningens vattentemperatur på 50-50%) matas in i rören. Varmvattenuppvärmning: Platt fina rör eller lågt ribbade fintade rör (för att minska motståndet på vattensidan) matas röret med cirkulerande vatten (inloppstemperatur 50-80 grader), och efter värmeväxling med avgaserna på 300-450 grader stiger temperaturen till 120-180 grader (justerat enligt användarens behov) och sedan transporteras till användaren genom att använda röret. Denna typ av värmeväxlare måste styra flödeshastigheten på vattensidan (1-2 m/s) för att undvika skalning, och samtidigt är finavståndet utformat för att vara bredare (8-12 mm) för att minimera ackumuleringen av damm i rökgasen (t.ex. när gasturbinen bränner tung olja).

Förhärdning av varmluft: Om gasturbinen antar "luftförvärmning" (för att förbättra förbränningseffektiviteten), kan den kalla luften (omgivningstemperatur) utbytas med lågtemperaturavgasen på 200-350 grader genom den spiralfintade rörvärmeväxlaren och skickas sedan till förbränningskammaren efter förvärmning till 100-200 grader. Den varma luften kan minska bränsleförbrukningen (var tionde graders förvärmning, bränslebesparingar på cirka 1%), medan de fina rören är gjorda av högtemperaturkolstål (kostnadseffektivt vid 200-350 grader), finhöjd 5-8 mm, balanserar värmeöverföringsområdet och rökgasbeständighet.

EGR -system för avgasåtercirkulation (EGR): "Avfallsgradientutnyttjande" för att minska NOx -utsläppen

Vissa gasturbiner antar "avgasrecirkulation" för att kontrollera NOx-utsläpp (förbränning av hög temperatur är benägna att generera NOX): 10% -30% av avgaserna (400-500 grader) kyls ner och återförs till avgaserna (400-500 grader). Vissa gasturbiner använder "avgasrecirkulation" för att kontrollera NOX-utsläpp (förbränning av hög temperatur är benägna att NOx-generationen): 10% -30% av avgaserna (temperatur 400-500 grad) kyls ner och remixas till pressinloppet för att sänka förbränningstemperaturen. Finned rörvärmeväxlare här för att anta rollen som kylning av avgaser:

using corrosion-resistant stainless steel finned tube (to cope with the slight corrosion of NOx, SOx in the exhaust), the tube is passed into the cooling water or glycol solution, the exhaust from 400-500℃cooled to 120-150℃(to avoid low-temperature corrosion), the cooled exhaust mixed with fresh air, so that the combustion temperature is lowered from 1500℃to 1300℃, NOx emissions are reduced från 1500 grader till under och NOx -utsläpp sänks. Detta minskar förbränningstemperaturen från över 1500 grader till under 1300 grader och minskar NOx-utsläpp med 50%-70%.

I denna process kan värmen som återvinns från den hinnade rörvärmeväxlaren användas för att värma pannmatningsvatten eller inhemskt varmvatten synkront, och inser de dubbla fördelarna med "emission reduktion + energibesparing".