가스 터빈 배기 열 회수

가스 터빈 폐 열 회수

가스 터빈 작동 중에 연료 에너지의 약 40% -60%가 고온 배기 (보통 400-650도)의 형태로 직접 배출됩니다. 이 "폐열"은 핀 튜브 열 교환기를 통해 증기, 온수 또는 예열 공기와 같은 2 차 에너지로 전환 될 수 있으며, 이는 가스 터빈에서 전체 에너지 활용 속도가 30% -40%에서 결합 된 사이클에서 55% -65%로 향상시킬 수 있습니다. 전체 에너지 이용률은 가스 터빈 단독의 경우 30% -40%에서 결합 된주기의 경우 55% -65%로 증가합니다.

가스 터빈 폐 열 회수 시스템에서, 핀 튜브 열 교환기는 효율적인 열 캡처 및 변환을 실현하는 핵심 장비입니다.

폐열 회복의 일반적인 응용 시나리오

회수 된 열을 사용하여 핀 튜브 열 교환기는 주로 가스 터빈 시스템의 세 가지 핵심 시나리오에서 사용됩니다.

결합 된 사이클 전력 생성 : 증기 터빈 주행을위한 "폐 열 보일러 코어"

가스 - 증기 결합 사이클 발전소에서, 가스 터빈 배기 (500-600도)는 먼저 보일러의 "증발기, 과수기, 경제화 제 달성"코어 성분으로 고온 및 고압 증기로 변환하는 보일러의 "증발기, 과수기, 이코노마이저"로서 폐 열 보일러와 핀 튜브 열 교환기에 먼저 들어갑니다.

증발기 : 고주파 용접 증발기 채택 : 고주파 용접 나선형 핀 튜브 (연도 가스 측면 교란을 향상시키기위한 나선형 핀), 튜브 내부의 고압 물 (10-18mpa) 및 500-600도 배기 열 전달을 사용하여 열을 흡수하여 포화 증기 (250-350도)를 흡수합니다.

과열기 : 과열기의 핀 튜브 (보통 부식성 합금 재료) 및 더 높은 온도 배기 (450-550도)로의 포화 증기는 열 전달을 위해 열을 400-500 도로 증가 시키면 열 교환기에서 열 전달이 수행됩니다. 과열 증기는 400-500도까지 따뜻해져 물이있는 증기를 피하기 위해 후속 증기 터빈에 침식을 일으킨다;

이코노마이저 : 저온 섹션은 보일러 공급 물 (100-150도에서 200-250도까지 가열)을 예열하기 위해 핀 튜브를 채택하여 배기 가스 (200-300도)의 "중간 및 저온 열"을 회수하여 증발기의 열 손실 . 300 정도)를 감소시켜 가스의 최종 온도를 감소시켜 가스의 최종 온도를 감소시킵니다. 산 듀 포인트 부식이 유발 될 수 있습니다).

이 3 단계 지느러미 튜브 열 교환을 통해 가스 터빈 배기 가스의 열 회수율은 70%-85%에 도달 할 수 있으며, 생성 된 과열 증기는 증기 터빈을 생성하여 전기를 생성하여 전체 결합 사이클의 발전 효율이 가스 터빈 단독과 비교하여 38%에서 58%까지 증가 할 수 있습니다.

산업 난방 : 온수 / 열기 수요를위한 "맞춤형 열교환 기"

산업용 열 사용자 (예 : 화학, 종이, 지구 난방)가 필요한 가스 터빈 발전소의 경우, 핀 튜브 열 교환기는 배기 가스의 열을 온수 또는 열기로 직접 변환 할 수 있습니다.

온수 가열 : 평평하거나 저항 된 핀 튜브가 사용됩니다 (물 사이드 저항을 최소화하기 위해). 순환 수 (50-50%의 급수 온도)가 튜브에 공급됩니다. 온수 가열 : 평평한 핀 튜브 또는 저항 핀 튜브 (물 쪽의 저항을 줄이기 위해), 튜브에는 순환 물 (입구 온도 50-80도)가 공급되고 (입구 온도 50-80도), 300-450 도의 배기 가스와의 열 교환 후에 물 온도는 120-180 도로 증가한 다음 (사용자의 요구에 따라 조정) 파이프 네트워크를 통해 사용자에게 운송됩니다. 이러한 종류의 열교환 기는 스케일링을 피하기 위해 수면 (1-2m/s)의 유속을 제어해야하며, 동시에 핀 간격은 연도 가스 (예 : 가스 터빈이 중유를 태울 때)의 먼지 축적을 최소화하기 위해 더 넓게 (8-12mm)로 설계되었습니다.

열기 예열 : 가스 터빈이 "공기 예열"(연소 효율을 향상시키기 위해)을 채택하는 경우, 차가운 공기 (주변 온도)는 나선형 핀 튜브 열 교환기를 통해 200-350 도의 저온 배기 가스와 교환 한 다음 100-200도까지 예열 후 연소 챔버로 보냈습니다. 열기는 연료 소비 (10도 예열마다, 약 1%의 연료 절약)를 줄일 수 있으며, 핀 튜브는 고온 탄소강 (200-350도에서 비용 효율적), 핀 높이 5-8mm로 만들어져 열전달 영역 및 연도 가스 저항력을 균형을 유지합니다.

배기 가스 재순환 (EGR) 시스템 : NOX 배출을 줄이기위한 "폐 열 구배 활용"

일부 가스 터빈은 NOX 배출을 제어하기 위해 "배기 가스 재순환"을 채택합니다 (고온 연소는 NOX를 생성하기 쉽다) : 배기 가스의 10% -30% (400-500도)가 냉각되어 배기 가스 (400-500도)로 되돌아 간다. 일부 가스 터빈은 "배기 가스 재순환"을 사용하여 NOX 방출을 제어합니다 (고온 연소는 NOX 생성이 발생하기 쉽다) : 배기 가스의 10% -30% (온도 400-500도)가 냉각되어 홍보 온도를 낮추기 위해 가압기의 입구로 리믹스됩니다. 냉각 배기 배기구의 역할을 가정하기 위해 핀 튜브 열교환 기는 다음과 같습니다.

부식 방지 스테인리스 스틸 핀 튜브 (NOX의 약간의 부식, SOX의 SOX에 대처하기 위해 배기 가스의 SOX에 대처하기 위해), 튜브는 냉각수 또는 글리콜 용액으로 전달되며, 400-500도에서의 배기 가스는 120-150도 (120-150 도로) (저혈당 부식을 피하기 위해) 1300 정도의 냉각 된 배기 배기도가 1300도를 낮추십시오. 1500도에서 이하로 감소하고 NOX 배출량이 낮아집니다. 이는 연소 온도를 1500도 이상에서 1300도 미만으로 줄이고 NOX 방출을 50%-70%감소시킵니다.

이 과정에서 핀 튜브 열 교환기에서 회수 된 열은 보일러 공급 물 또는 가정용 온수를 동기로 가열하는 데 사용하여 "방출 감소 + 에너지 절약"의 이중 이점을 실현할 수 있습니다.