Kuinka H/J -luokan HRSG -kattilat voivat täyttää yhdistetyn syklin sähköntuotannon tehokkuus- ja turvallisuusvaatimukset?

Miksi H/J -luokan HRSG -kattiloista tulee ydinlaitteita yhdistetyssä syklin sähköntuotannossa

Maakaasussa yhdistettynä syklin tehontuotantoon ja kaasu-steam-yhdistettyihin syklijärjestelmiin, H/J -luokan HRSG (lämmön talteenotto höyrygeneraattori) kattilat ovat nousseet ydinkeskuksena, joka yhdistää kaasuturbiinit ja höyryturbiinit, niiden tehokkaiden jätteiden talteenottoominaisuuksien ja vakaan höyryntuotannon ansiosta. Niiden ydin etu johtuu optimoidusta suunnittelusta korkean lämpötilan savukaasulle-H/J-luokan HRSG: ien H/J-luokan HRSG: ien lämmityspinnat (kuten taloudenmyyjät, höyrystimet ja superheaterit), mikä mahdollistaa lämmön täydellisen imeytymisen korkean matkan turbienilla (tyypillisesti 500–600 ℃). Tämä lämpö muuntaa veden korkeapaineiseksi, korkean lämpötilan höyryksi (paineen ollessa jopa 10-15mPa ja lämpötila, joka on yli 500 ℃), joka sitten kuljetetaan höyryturbiineihin sähköntuotantoa varten. Tämä toteuttaa ”kaasun energiantuotannon jätteiden lämmön uudelleenkäytön kaksinkertaisen energian talteenoton, mikä parantaa kokonaisvoiman tuotannon tehokkuutta 15% -20% verrattuna tavanomaisiin hiilivoimalaitteisiin. Verrattuna säännöllisiin HRSG-tuotteisiin, H/J-luokan tuotteet tarjoavat voimakkaamman paineenrakentamiskapasiteettia ja voivat sopeutua toisiinsa kuormitusmuutoksiin yhdistetyissä syklijärjestelmissä. Jopa yksikön aloitus- tai käyttöolosuhteiden säätöjen aikana, ne ylläpitävät vakaita höyryparametreja välttäen parametrien vaihtelun aiheuttamia laitteiden kulumista. Lisäksi H/J-luokan HRSG: ien savukaasukanavan suunnittelu on järkevämpää, ja siinä on alhainen savukaasunkestävyys, joka vähentää kaasuturbiinien takapaineen menetystä, mikä parantaa edelleen koko yhdistetyn syklijärjestelmän toiminnan tehokkuutta-mikä tekee niistä välttämättömiä ydinlaitteita korkean tehokkuuden yhdistettyjen syklivoimantuotantoprojekteissa.

HRSG-kattiloiden avainpaineenhallintatoiminnot käynnistys- ja sammutusvaiheiden aikana

H/J-luokan HRSG-kattiloiden painevaihtelut käynnistys- ja sammutusvaiheiden aikana aiheuttavat helposti lämmityspintojen väsymysvaurioita. Tarkat toiminnot tarvitaan paineenvaihtoasteen hallitsemiseksi ja laitteiden turvallisuuden varmistamiseksi. Käynnistysvaiheessa on noudatettava ”asteittaisen paineen nousun” periaatetta: ensinnäkin, kattilaan injektoidaan kattilaan normaaliin vesitasoon, ja esilämmitykseen käytetään pieniä tulipaloja tai matalan virran savukaasua kattilan veden lämpötilan hitaasti 100-120 ℃: n karkottamiseen lämmityspinnoilta. Myöhemmin kaasuturbiinikuormitusta kasvatetaan vähitellen savukaasun lämpötilan nostamiseksi, jolloin kattilan paine nousee nopeudella 0,2-0,3MPa/h-kuumennuspintojen epätasaisen laajentumisen aiheuttaminen äkillisen paineen nousun vuoksi. Kun paine saavuttaa 30% nimellispainosta, paineen nousu keskeytetään ”painehtaustetun puhdistuksen suhteen”. Valuventtiilit avataan tiivistetyn veden purkamiseksi lämmityspinnoista estäen vesivasaraa. Kun jatketaan paineen nostamista 80%: iin nimellisestä paineesta, suoritetaan toinen paine-stabiloitu tarkastus. Vasta sen jälkeen kun vahvistetaan, että lisävarusteet, kuten turvaventtiilit ja painemittarit, toimivat normaalisti, että paine voidaan nostaa nimelliselle tasolle. Sammutusvaihe vaatii ”paineen vähentämisnopeuden” hallintaa: Alenna ensin kaasuturbiinikuormitusta savukaasun syöttöä vähentämään, jolloin kattilan paine laskee nopeudella 0,15-0,25mPa/H-kuumennuspintojen supistumisen muodonmuutoksen välttäminen äkillisen paineen putoamisen vuoksi. Kun paine laskee alle 0,5MPa, avaa pakoventtiili ja tyhjennysventtiili kattilan jäännöshöyryn ja kertyneen veden purkamiseksi estäen matalan lämpötilan korroosion. Koko käynnistysprosessin ajan parametreja, kuten paine, lämpötila ja vedenpinta on tarkkailtava reaaliajassa varmistaakseen, että vaihtelut ovat sallittujen alueiden sisällä (painevaihtelu ≤ ± 0,1MPA, lämpötilan vaihtelut ≤ ± 20 ℃).

H/J -luokan HRSG -kattiloiden ja tavanomaisten kattiloiden lämpötehokkuuden vertaileva analyysi

H/J-luokan HRSG-kattiloiden ja tavanomaisten kattiloiden (kuten hiilivoimaloiden ja öljylämmittyjen kattiloiden) lämpötehokkuuden ero johtuu pääasiassa lämmönlähteiden ja palautumismenetelmien eroista. Lämmön hyödyntämisen tehokkuuden suhteen H/J -luokan HRSG -kattilat käyttävät lämmönlähteenä kaasuturbiinien tyhjennettyjä jätteitä, mikä eliminoi polttoaineen ylimääräisen kulutuksen tarpeen. Niiden lämpötehokkuus lasketaan ”jätealueen talteenottoasteen” perusteella, joka tyypillisesti saavuttaa 85%-90%-tarkoittaen yli 85%savukaasujätealämmöstä muuttuu höyryenergiaksi. Sitä vastoin tavanomaiset hiilivoimalat vaativat hiilen ja muiden polttoaineiden polttamista lämmön tuottamiseksi. Niiden lämpötehokkuuteen vaikuttaa polttoaineen palamisen tehokkuus ja lämpöhäviö, joka vaihtelee tyypillisesti 80–85%, lisäkustannusten ja energiankulutuksen ja polttoaineen kuljetuksen ja varastoinnin kanssa. Suunnittelun ulkopuolisen tehokkuuden suhteen H/J-luokan HRSG-kattilat osoittavat lämpötehokkuuden vaihtelun enintään 5% 30% -100%: n kuormitusalueella, sopeutumalla toisiinsa kuormansäätöihin yhdistetyissä syklijärjestelmissä. Tavanomaiset kattilat kokevat kuitenkin huomattavan palamisen tehokkuuden vähentymisen alhaisissa kuormituksissa (<50%), lämpötehokkuus vähenee mahdollisesti 10%-15%ja energiankulutus kasvaa huomattavasti. Lisäksi H/J -luokan HRSG -kattiloissa on alhaisempi pakokaasun lämpötila (tyypillisesti <120 ℃), mikä johtaa vähemmän jätealueen menetykseen; Tavanomaisten kattiloiden pakokaasun lämpötila on yleensä 150-180 ℃, mikä johtaa enemmän lämpöjätettä. Kaiken kaikkiaan yhdistetyissä syklin sähköntuotantoskenaarioissa H/J -luokan HRSG -kattilat ylittävät tavanomaiset kattilat sekä lämpötehokkuudessa että taloudessa.

Skaalauspuhdistus- ja korroosion ehkäisystrategiat H/J -luokan HRSG -kattiloiden lämmityspinnoille

H/J-luokan HRSG-kattiloiden lämmityspinnat (taloustieteilijät) ovat alttiita skaalaamiseen ja korroosioon johtuen pitkäaikaisesta kosketuksesta korkean lämpötilan savukaasun ja höyryn kanssa. Ennaltaehkäisyyn ja puhdistukseen tarvitaan tieteellisiä toimenpiteitä. Skaalauspuhdistusmenetelmät tulisi valita mittakaavan tyypin perusteella: Pehmeä karbonaattiasteikko ”kemiallinen puhdistus” on sovellettavissa-laimeaa suolahappoa (5% -8% konsentraatio) ja korroosion estäjät kattilaan, iota 8-12 tunnin ajan, purkaa sitten ja huuhtele huolellisesti puhtaalla vedellä lämmityspintojen poistamiseksi. Käytetään kovaa sulfaattia tai silikaattiasteikkoa ”korkeapaineista vesisuihkupuhdistusta”, jossa käytetään 20-30MPa korkeapaineisia vesisuihkuja asteikon vaikuttamiseksi, välttäen kemiallisen puhdistuksen aiheuttamien lämmityspintojen korroosiota. Korroosion ehkäisymittauksia on valvottava lähteellä: Ensinnäkin, varmista, että syöttöveden laatu täyttää standardit - syöttöveden kovuus <0,03 mmol/L ja happipitoisuus <0,05 mg/l - vedessä olevat epäpuhtaudet lämmityspintojen ja korroosiolähteiden muodostamisesta. Toiseksi, levitä korroosionkestäviä pinnoitteita (kuten keraamisia pinnoitteita ja korkean lämpötilan anti-korroosionestomaaleja) savukaasukanaviin lämmityspintojen korroosionkestävyyden parantamiseksi savukaasua vastaan. Kolmanneksi, säätele pakokaasun lämpötilaa estämään sen laskua kastepisteen lämpötilan alapuolelle (tyypillisesti 90-100 ℃), välttäen savukaasun happamien aineiden tiivistymistä lämmityspinnan pinnoilla ja aiheuttaen matalan lämpötilan korroosiota. Lisäksi lämmityspintojen endoskooppitarkastukset tulisi suorittaa 3–6 kuukauden välein skaalauksen ja korroosion varhaisten oireiden havaitsemiseksi estäen vian lisääntymisen.

Sopeutumismenetelmät H/J -luokan HRSG -kattilat ja yhdistetyt syklin sähköntuotantojärjestelmät

H/J -luokan HRSG -kattilat vaativat tarkan parametrien sovittamisen kaasuturbiinien ja höyryturbiinien kanssa yhdistetyn syklijärjestelmän yleisen tehokkuuden maksimoimiseksi. Ensimmäinen on ”parametrien sopeutuminen”: Kattilan höyryparametrien (paine, lämpötila) on kohdistettava höyryturbiinin suunnitteluparametrien kanssa. Esimerkiksi, jos höyryturbiinin nimellispaine on 12MPA ja lämpötila on 535 ℃, kattilan on varmistettava, että lähtöhöyryparametrien poikkeama ei ylitä ± 5% - vähentyneen turbiinin hyötysuhteen vähentyneen höyryparametrien vuoksi. Toinen on ”kuorman sopeutuminen”: Kattilan haihtumiskapasiteetti on säädettävä dynaamisesti kaasuturbiinin savukaasun ja höyryturbiinin höyryn kulutuksen perusteella. Laitteet, kuten ”savukaasun vaimentimet” ja “ohitusvuot”, asennetaan kattilaan tulevan savukaasun määrän säätelemiseksi, kun kaasuturbiinikuormitus muuttuu pitäen kattilan haihtumiskapasiteetin tasapainossa höyryturbiinin kysynnän kanssa. Esimerkiksi, kun kaasuturbiinikuormitus kasvaa 10%, savukaasunpelti avataan savukaasun virtausnopeuden lisäämiseksi, mikä lisää kattilan haihtumiskykyä synkronisesti 8%-10%. Lisäksi on otettava huomioon ”ohjauslogiikan sopeutuminen”: Kattilan paine- ja vedenpinnan hallintajärjestelmät on liitettävä kaasuturbiini- ja höyryturbiinin kohteisiin saavuttaakseen ”yhden napsautuksen start-stop” ja “vikasillustetun suojauksen”. Kun kattila kokee vikoja, kuten ylipainetta tai vesipula, kaasuturbiinikuormitus vähenee automaattisesti ja höyryturbiinin tuloventtiili suljetaan onnettomuuden leviämisen estämiseksi. Sopeutumisen jälkeen suoritetaan ”yhteinen käyttöönottotesti” järjestelmän toiminnan simuloimiseksi erilaisissa työoloissa, varmistaen kattilan ja muiden laitteiden koordinoidun ja vakaan toiminnan.

Vastausmittaukset ja turvallisuusvaatimukset savukaasun lämpötilan vaihtelusta H/J -luokan HRSG -kattiloissa

H/J -luokan HRSG -kattilan savukaasun lämpötila on taipuvainen kaasuturbiinikuormituksen ja polttoaineen koostumuksen vuoksi. Liian korkeat tai alhaiset savukaasun lämpötilat vaikuttavat laitteiden turvallisuuteen ja tehokkuuteen, mikä vaatii kohdennettuja vastetoimenpiteitä. Kun savukaasun lämpötila on liian korkea (suunnittelulämpötilan ylittäminen yli 50 ℃), kaasuturbiinikuormitusta on vähennettävä välittömästi ja ohitus savua avattiin korkean lämpötilan savukaasun ohjaamiseksi.