Cum pot cazanele HRSG din clasa H/J să îndeplinească cerințele de eficiență și siguranță ale generarii combinate de energie a ciclului?

De ce cazanele H/J de clasa HRSG devin echipamente de bază în generarea combinată a energiei ciclice

În sistemele de generare a energiei cu cicluri combinate cu gaze naturale și sisteme cu cicluri combinate cu benzină, benzină, Cazanele H/J Clasa HRSG (generator de aburi de recuperare a căldurii) au apărut ca butuc de bază care conectează turbinele cu gaz și turbinele cu aburi, datorită capacităților lor eficiente de recuperare a căldurii reziduale și a producției stabile de abur. Avantajul lor de bază provine din designul optimizat pentru gazul de ardere cu temperaturi ridicate-suprafețele de încălzire (cum ar fi economizatori, evaporatori și supraîncălzitori) de clasa H/J HRSG-urile sunt aranjate în mai multe straturi, permițând absorbția deplină a căldurii de la gazul de benzină cu temperaturi ridicate (de obicei 500-600 ℃), de la turbine de gaz. Această căldură transformă apa în abur de înaltă presiune, la temperatură ridicată (cu presiune până la 10-15MPa și temperatura care depășește 500 ℃), care este apoi transportată la turbine cu abur pentru generarea de energie. Acest lucru realizează recuperarea duală a energiei „reutilizarea căldurii de reziduale a rezidentelor de energie a gazelor”, stimulând eficiența generală a generarii de energie cu 15% -20% în comparație cu unitățile convenționale cu cărbune. În comparație cu HRSG-urile obișnuite, produsele de clasă H/J oferă o capacitate mai puternică a presiunii și se pot adapta la modificările frecvente de încărcare în sistemele cu cicluri combinate. Chiar și în timpul reglajelor de start-stop sau de funcționare a unității, mențin parametrii stabili cu abur, evitând uzura echipamentelor cauzate de fluctuațiile parametrilor. În plus, proiectarea canalului de gaze arse din clasa H/J HRSGS este mai rațională, cu o rezistență scăzută a gazelor cu arburi, care reduce pierderea din spate a turbinelor cu gaz, îmbunătățind în continuare eficiența operațională a întregului sistem de cicluri combinate-ceea ce le face echipamente de bază indispensabile în proiecte de generare a energiei cu ciclu de înaltă eficiență.

Operații cheie de control al presiunii pentru cazanele HRSG din clasa H/J în fazele de pornire și oprirea

Fluctuațiile de presiune în cazanele HRSG din clasa H/J în timpul fazelor de pornire și oprirea provoacă cu ușurință deteriorarea oboselii suprafețelor de încălzire. Operațiuni precise sunt necesare pentru a controla rata de schimbare a presiunii și pentru a asigura siguranța echipamentului. Faza de pornire trebuie să urmeze principiul „creșterii presiunii treptate”: în primul rând, apa dezastruată este injectată în cazan la nivelul normal al apei, iar incendiile mici sau gazele cu flux scăzut sunt utilizate pentru preîncălzirea pentru a ridica lent temperatura apei cazanului la 100-120 ℃, expulzând aerul de pe suprafețele de încălzire. Ulterior, sarcina turbinei cu gaz este crescută treptat pentru a crește temperatura gazelor de ardere, permițând presiunea cazanului să crească cu o viteză de 0,2-0,3MPa/H-premierea expansiunii inegale a suprafețelor de încălzire din cauza creșterii bruște a presiunii. Când presiunea atinge 30% din presiunea nominală, creșterea presiunii este întreruptă pentru „purjarea stabilizată de presiune”. Valvele de scurgere sunt deschise pentru a descărca apa condensată de pe suprafețele de încălzire, prevenind ciocanul de apă. Atunci când continuă să ridice presiunea la 80% din presiunea nominală, se efectuează o altă inspecție stabilizată de presiune. Numai după confirmarea faptului că accesoriile precum supapele de siguranță și calibrele de presiune funcționează în mod normal, poate fi ridicată presiunea la nivelul nominal. Faza de oprire necesită controlul „ratei de reducere a presiunii”: în primul rând, reducerea sarcinii turbinei cu gaz pentru a reduce aportul de gaze de ardere, permițând presiunea cazanului să scadă la o viteză de 0,15-0,25MPa/h-evitarea deformării contracției suprafețelor de încălzire din cauza scăderilor bruște de presiune. Când presiunea scade sub 0,5MPa, deschideți supapa de evacuare și supapa de scurgere pentru a descărca aburul rezidual și apa acumulată în cazan, prevenind coroziunea la temperaturi scăzute. Pe parcursul procesului de pornire, parametrii precum presiunea, temperatura și nivelul apei trebuie monitorizați în timp real pentru a se asigura că fluctuațiile se află în intervalele admise (fluctuația presiunii ≤ ± 0,1mpa, fluctuația temperaturii ≤ ± 20 ℃).

Analiza comparativă a eficienței termice între cazanele HRSG din clasa H/J și cazanele convenționale

Diferența de eficiență termică între cazanele HRSG din clasa H/J și cazanele convenționale (cum ar fi cazanele pe cărbune și cazanele pe ulei) provine în principal din diferențele de surse de căldură și metode de recuperare. În ceea ce privește eficiența utilizării căldurii, cazanele HRSG de clasă H/J folosesc căldura reziduală evacuată de turbinele cu gaz ca sursă de căldură, eliminând necesitatea unui consum suplimentar de combustibil. Eficiența termică a acestora este calculată pe baza „ratei de recuperare a căldurii reziduale”, de obicei, care ajunge la 85%-90%-ceea ce înseamnă că peste 85%din căldura deșeurilor de gaze arse este transformată în energie cu abur. În schimb, cazanele convenționale pe cărbune necesită arderea cărbunelui și alți combustibili pentru a genera căldură. Eficiența termică a acestora este afectată de eficiența combustiei de combustibil și pierderea de căldură, variind de obicei de la 80%-85%, cu costuri suplimentare și consum de energie pentru transportul și depozitarea combustibilului. În ceea ce privește eficiența în afara designului, cazanele HRSG din clasa H/J prezintă o fluctuație a eficienței termice de cel mult 5% în intervalul de încărcare de 30% -100%, adaptându-se la reglarea frecventă a sarcinii în sistemele cu cicluri combinate. Cu toate acestea, cazanele convenționale prezintă o scădere semnificativă a eficienței combustiei la sarcini mici (<50%), eficiența termică ar putea scădea cu 10%-15%și consumul de energie crește semnificativ. În plus, cazanele HRSG din clasa H/J prezintă o temperatură mai mică de gaz de evacuare (de obicei <120 ℃), ceea ce duce la pierderi de căldură mai puțin reziduale; Cazanele convenționale au, în general, o temperatură de gaz de evacuare de 150-180 ℃, ceea ce duce la mai multe deșeuri de căldură. În general, în scenariile combinate de generare a energiei ciclice, cazanele HRSG din clasa H/J depășesc cazanele convenționale atât în ​​eficiență termică, cât și în economie.

Strategii de curățare și de prevenire a coroziunii pentru suprafețe de încălzire a suprafețelor de încălzire a cazanelor HRSG clasa H/J

Suprafețele de încălzire (economizatori, supraîncălzire) ale cazanelor HRSG din clasa H/J sunt predispuse la scalare și coroziune din cauza contactului pe termen lung cu gazul de ardere de temperatură ridicată și abur. Măsurile științifice sunt necesare pentru prevenire și curățare. Metodele de curățare a scalărilor trebuie selectate în funcție de tipul de scară: pentru scara carbonatului moale, „curățarea chimică” este aplicabilă-acidul clorhidric diluat (5% -8% concentrație) și inhibitori de coroziune în cazan, înmuiați timp de 8-12 ore, apoi descărcați și clătiți bine cu apă curată pentru a elimina scara de pe suprafețele de încălzire. Pentru sulfat dur sau scară de silicat, se utilizează „curățarea cu jet de apă de înaltă presiune”, folosind 20-30MPA Jets de apă de înaltă presiune pentru a avea impact asupra scării, evitând coroziunea suprafețelor de încălzire cauzate de curățarea chimică. Măsurile de prevenire a coroziunii trebuie controlate la sursă: În primul rând, asigurați -vă că calitatea apei de alimentare respectă standardele - duritatea apei de alimentare <0,03mmol/L și conținut de oxigen <0,05mg/L - prevenind impurități în apă de la depunerea pe suprafețe de încălzire și formând surse de coroziune. În al doilea rând, aplicați acoperiri rezistente la coroziune (cum ar fi acoperiri ceramice și vopsele anti-coroziune la temperaturi ridicate) pe canalele de gaz arse pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a suprafețelor de încălzire împotriva gazelor de ardere. În al treilea rând, controlați temperatura gazelor de evacuare pentru a împiedica scăderea sub temperatura punctului de rouă (de obicei 90-100 ℃), evitând condensarea substanțelor acide în gazul de ardere pe suprafețele suprafeței de încălzire și provocând coroziunea la temperatură scăzută. Mai mult, ar trebui efectuate inspecțiile endoscopului ale suprafețelor de încălzire la fiecare 3-6 luni pentru a detecta semne timpurii de scalare și coroziune, prevenind escaladarea defecțiunilor.

Metode de adaptare între cazanele HRSG clasa H/J și sistemele combinate de generare a energiei ciclice

Cazanele HRSG din clasa H/J necesită o potrivire precisă a parametrilor cu turbinele cu gaz și turbinele cu abur pentru a maximiza eficiența generală a sistemului de cicluri combinate. În primul rând este „adaptarea parametrilor”: parametrii aburului (presiune, temperatură) ale cazanului trebuie să se alinieze parametrilor de proiectare ai turbinei cu aburi. De exemplu, dacă presiunea nominală a turbinei cu abur este de 12MPa, iar temperatura este de 535 ℃, cazanul trebuie să se asigure că abaterea parametrului cu abur de ieșire nu depășește ± 5% - asumarea eficienței reduse a turbinei din cauza parametrilor aburului nepotriviți. În al doilea rând este „Adaptarea sarcinii”: capacitatea de evaporare a cazanului trebuie ajustată dinamic pe baza volumului de gaze de ardere a turbinei cu gaz și a consumului de abur al turbinei cu abur. Dispozitivele precum „amortizoarele de gaze de ardere” și „fluturi de bypass” sunt instalate pentru a regla volumul de gaze de ardere care intră în cazan atunci când încărcarea turbinei cu gaz se modifică, menținând capacitatea de evaporare a cazanului echilibrată cu cererea turbinei cu aburi. De exemplu, atunci când sarcina turbinei cu gaz crește cu 10%, amortizorul de gaze de ardere este deschis pentru a crește debitul de gaze de ardere, crescând în mod sincron capacitatea de evaporare a cazanului cu 8%-10%. În plus, trebuie luată în considerare „adaptarea logicii de control”: sistemele de control al presiunii și nivelului de apă ale cazanului ar trebui să fie legate de cele ale turbinei cu gaz și a turbinei cu aburi pentru a obține „un singur clic pe start-stop” și „protecție legată de erori”. Când cazanul se confruntă cu defecțiuni, cum ar fi suprapresiune sau deficit de apă, încărcarea turbinei cu gaz este redusă automat, iar supapa de intrare a turbinei cu abur este închisă pentru a preveni răspândirea accidentului. După adaptare, se efectuează un „test de punere în funcțiune comună” pentru a simula funcționarea sistemului în diferite condiții de muncă, asigurând funcționarea coordonată și stabilă a cazanului și a altor echipamente.

Măsuri de răspuns și specificații de siguranță pentru fluctuațiile temperaturii gazelor de ardere în cazanele HRSG din clasa H/J

Temperatura gazelor de ardere a cazanelor H/J din clasa H/J este predispusă la fluctuații datorate încărcăturii turbinei cu gaz și compoziției combustibilului. Temperaturile excesiv de mari sau scăzute ale gazelor de ardere afectează siguranța și eficiența echipamentelor, necesitând măsuri de răspuns vizate. Când temperatura gazelor de ardere este excesiv de ridicată (depășind temperatura de proiectare cu peste 50 ℃), sarcina turbinei cu gaz trebuie redusă imediat, iar arsele de bypass s-a deschis pentru a devia o parte a gazelor de ardere cu temperaturi ridicate.