गैस टरबाइन निकास गर्मी वसूली

गैस टरबाइन अपशिष्ट गर्मी वसूली

गैस टरबाइन ऑपरेशन के दौरान, ईंधन ऊर्जा का लगभग 40% -60% उच्च तापमान निकास (आमतौर पर 400-650 डिग्री) के रूप में सीधे छुट्टी दे दी जाती है। इस "अपशिष्ट गर्मी" को द्वितीयक ऊर्जा जैसे कि भाप, गर्म पानी, या पहले से गरम हवा में फिन-ट्यूब हीट एक्सचेंजर के माध्यम से परिवर्तित किया जा सकता है, जो एक संयुक्त चक्र में केवल 55% -65% तक गैस टरबाइन में 30% -40% से समग्र ऊर्जा उपयोग दर में सुधार करता है। समग्र ऊर्जा उपयोग दर संयुक्त चक्र के लिए अकेले गैस टरबाइन के लिए 30% -40% से बढ़कर 55% -65% हो जाती है।

गैस टरबाइन अपशिष्ट गर्मी वसूली प्रणाली में, फिन्ड ट्यूब हीट एक्सचेंजर कुशल गर्मी कैप्चर और रूपांतरण का एहसास करने के लिए मुख्य उपकरण है।

अपशिष्ट गर्मी वसूली में विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

बरामद गर्मी के उपयोग के आधार पर, फिन्ड ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स मुख्य रूप से गैस टरबाइन सिस्टम में तीन मुख्य परिदृश्यों में उपयोग किए जाते हैं:

संयुक्त चक्र बिजली उत्पादन: "अपशिष्ट हीट बॉयलर कोर" स्टीम टरबाइन ड्राइविंग के लिए

एक गैस - स्टीम संयुक्त चक्र बिजली संयंत्र में, गैस टरबाइन निकास (500-600 डिग्री) पहले अपशिष्ट हीट बॉयलर में प्रवेश करता है, और बॉयलर के "वाष्पीकरणकर्ता, सुपरहेटर, अर्थशास्त्री" बॉयलर के कोर घटक के रूप में, फिन्ड ट्यूब हीट एक्सचेंजर, जो कि निकास गैस की गर्मी को उच्च तापमान और उच्च दबाव में परिवर्तित करता है:

वाष्पीकरण: उच्च आवृत्ति वेल्डेड वाष्पीकरण को अपनाता है: उच्च आवृत्ति वेल्डेड सर्पिल फिन्ड ट्यूब (स्पिरल पंखों को फ्लू गैस साइड डिस्टर्बेंस को बढ़ाने के लिए), ट्यूब के अंदर उच्च दबाव वाला पानी (10-18MPA), और 500-600 डिग्री निकास गर्मी हस्तांतरण, पानी को अवशोषित करने और संतृप्त भाप से उबालने के लिए पानी को अवशोषित करता है।

Superheater: सुपरहाटर के फिन्ड ट्यूब (आमतौर पर संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु सामग्री), और उच्च तापमान निकास (450-550 डिग्री) में आगे गर्मी हस्तांतरण के लिए संतृप्त भाप, गर्मी को 400-500 डिग्री तक बढ़ा दिया जाता है, गर्मी हस्तांतरण हीट एक्सचेंजर में किया जाता है। सुपरहिटेड स्टीम को 400-500 डिग्री तक गर्म किया जाता है ताकि पानी के साथ भाप से बचने के लिए बाद में स्टीम टरबाइन तक कटाव हो सके;

इकोनॉमाइज़र: कम तापमान वाले खंड ने बॉयलर फ़ीड पानी (100-150 डिग्री से 200-250 डिग्री तक गर्म) को पहले से गरम करने के लिए फिन्ड ट्यूबों को अपनाया, निकास गैस (200-300 डिग्री) में "मध्य और कम तापमान की गर्मी" को पुनर्प्राप्त करने के लिए, बाष्पीकरण के गर्मी के लिए- डिग्री (जिसके नीचे एसिड ओस बिंदु संक्षारण ट्रिगर किया जा सकता है)।

इस तीन-चरण के पंख वाले ट्यूब हीट एक्सचेंज के माध्यम से, गैस टरबाइन निकास की गर्मी वसूली दर 70%-85%तक पहुंच सकती है, और उत्पन्न सुपरहिटेड स्टीम बिजली उत्पन्न करने के लिए स्टीम टरबाइन को ड्राइव करता है, ताकि पूरे संयुक्त चक्र की बिजली उत्पादन दक्षता को 38%से 58%तक बढ़ाया जा सके।

औद्योगिक हीटिंग: गर्म पानी / गर्म हवा की मांग के लिए "अनुकूलित हीट एक्सचेंजर"

गैस टरबाइन पावर प्लांटों के लिए जिनके लिए औद्योगिक गर्मी उपयोगकर्ताओं (जैसे, रासायनिक, कागज, जिला हीटिंग) की आवश्यकता होती है, फाइनल ट्यूब हीट एक्सचेंजर सीधे निकास गैस की गर्मी को गर्म पानी या गर्म हवा में बदल सकते हैं:

गर्म पानी का हीटिंग: फ्लैट या कम-रिब्ड फिन्ड ट्यूब का उपयोग किया जाता है (पानी की ओर-साइड प्रतिरोध को कम करने के लिए), और पानी (50-50%के पानी का तापमान) को प्रसारित करने के लिए ट्यूबों में खिलाया जाता है। गर्म पानी का हीटिंग: फ्लैट फिन्ड ट्यूब या लो-रिब्ड फिन्ड ट्यूब (पानी की तरफ के प्रतिरोध को कम करने के लिए), ट्यूब को परिसंचारी पानी (इनलेट तापमान 50-80 डिग्री) के साथ खिलाया जाता है, और 300-450 डिग्री के निकास गैस के साथ गर्मी विनिमय के बाद, पानी का तापमान 120-180 डिग्री (उपयोगकर्ता की जरूरतों के अनुसार समायोजित किया गया) और फिर परिवहन करता है। इस तरह के हीट एक्सचेंजर को स्केलिंग से बचने के लिए पानी की तरफ (1-2m/s) पर प्रवाह दर को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, और साथ ही, फिन स्पेसिंग को ग्रिप गैस में धूल के संचय को कम करने के लिए व्यापक (8-12 मिमी) होने के लिए डिज़ाइन किया गया है (जैसे, जब गैस टरबाइन भारी तेल जलाता है)।

हॉट एयर प्रीहीटिंग: यदि गैस टरबाइन "एयर प्रीहीटिंग" (दहन दक्षता में सुधार करने के लिए) को अपनाती है, तो ठंडी हवा (परिवेश का तापमान) को 200-350 डिग्री के कम तापमान वाले निकास गैस के साथ एक्सचेंज किया जा सकता है, जो कि सर्पिल फिन्ड ट्यूब हीट एक्सचेंजर के माध्यम से दहन कक्ष में भेजा जाता है, और फिर 100-200 की डिग्री के बाद। गर्म हवा ईंधन की खपत को कम कर सकती है (प्रत्येक 10 डिग्री प्रीहीटिंग, ईंधन की बचत लगभग 1%), जबकि फिन्ड ट्यूब उच्च तापमान कार्बन स्टील (200-350 डिग्री पर लागत प्रभावी), फिन ऊंचाई 5-8 मिमी से बने होते हैं, जो गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को संतुलित करते हैं और गैस प्रतिरोध को संतुलित करते हैं।

निकास गैस पुनर्संरचना (EGR) प्रणाली: NOX उत्सर्जन को कम करने के लिए "अपशिष्ट गर्मी ढाल उपयोग"

कुछ गैस टर्बाइन NOX उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए "निकास गैस पुनर्संरचना" को अपनाते हैं (उच्च तापमान दहन NOX उत्पन्न करने के लिए प्रवण है): निकास गैस का 10% -30% (400-500 डिग्री) ठंडा हो जाता है और निकास गैस (400-500 डिग्री) पर वापस आ जाता है। कुछ गैस टर्बाइन NOX उत्सर्जन (उच्च तापमान दहन को NOX पीढ़ी के लिए प्रवण) को नियंत्रित करने के लिए "निकास गैस पुनर्संरचना" का उपयोग करते हैं: निकास गैस का 10% -30% (तापमान 400-500 डिग्री) ठंडा किया जाता है और दहन तापमान को कम करने के लिए दबाव के इनलेट को रीमिक्स किया जाता है। कूलिंग एग्जॉस्ट की भूमिका ग्रहण करने के लिए यहां ट्यूब हीट एक्सचेंजर:

संक्षारण-प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील फिन्ड ट्यूब का उपयोग करके (एनओएक्स के मामूली संक्षारण के साथ सामना करने के लिए, निकास में सोक्स) का उपयोग करने के लिए, ट्यूब को शीतलन पानी या ग्लाइकोल समाधान में पारित किया जाता है, 400-500 डिग्री से निकास 120-150 डिग्री तक ठंडा हो जाता है (कम टेम्परेचर संक्षारण से बचने के लिए) उत्सर्जन 1500 डिग्री से नीचे तक कम हो जाता है, और एनओएक्स उत्सर्जन कम हो जाता है। यह दहन तापमान को 1500 डिग्री से ऊपर से 1300 डिग्री से कम कर देता है और NOX उत्सर्जन को 50%-70%तक कम कर देता है।

इस प्रक्रिया में, फाइनल ट्यूब हीट एक्सचेंजर से बरामद गर्मी का उपयोग बॉयलर फ़ीड पानी या घरेलू गर्म पानी को गर्म करने के लिए किया जा सकता है, जो "उत्सर्जन में कमी + ऊर्जा बचत" के दोहरे लाभों को महसूस करता है।