In che modo le caldaie HRSG di classe H/J possono soddisfare i requisiti di efficienza e sicurezza della generazione combinata di energia?

Perché le caldaie HRSG di classe H/J diventano attrezzature di base nella generazione di energia combinata

Nel gas naturale combinato la generazione di energia e i sistemi di ciclo combinati a vapore a gas, Caldaie HRSG di classe H/J sono emersi come hub core che collega turbine a gas e turbine a vapore, grazie alle loro efficienti capacità di recupero del calore dei rifiuti e alla produzione di vapore stabile. Il loro vantaggio fondamentale deriva dal design ottimizzato per il gas di combustione ad alta temperatura: le superfici di riscaldamento (come economizzatori, evaporatori e superheatri) di HRSG di classe H/J sono disposti in più strati, consentendo il pieno assorbimento del calore dai fumi ad alta temperatura (tipicamente 500-600 ℃) disgustati da turbine a gas. Questo calore converte l'acqua in vapore ad alta pressione e ad alta temperatura (con pressione fino a 10-15 MPa e temperatura superiore a 500 ℃), che viene quindi trasportato in turbine a vapore per la generazione di energia. Ciò realizza il doppio recupero energetico del "riutilizzo di calore dei rifiuti di generazione di energia del gas", aumentando l'efficienza complessiva della generazione di energia del 15% -20% rispetto alle unità convenzionali alimentate a carbone. Rispetto ai normali HRSG, i prodotti di classe H/J offrono una maggiore capacità di portamento della pressione e possono adattarsi a frequenti cambiamenti di carico nei sistemi di ciclo combinati. Anche durante le regolazioni di inizio dell'unità o delle condizioni operative, mantengono parametri di vapore stabili, evitando l'usura delle attrezzature causata da fluttuazioni dei parametri. Inoltre, la progettazione del canale del gas di combustione di H/J Class HRSGS è più razionale, con una bassa resistenza ai gas di combustione che riduce la perdita di contropressione delle turbine a gas, migliorando ulteriormente l'efficienza operativa dell'intero sistema di ciclo combinato

Operazioni di controllo della pressione chiave per caldaie HRSG di classe H/J durante le fasi di avvio e arresto

Le fluttuazioni della pressione nelle caldaie HRSG di classe H/J durante le fasi di avvio e arresto causano facilmente danni alla fatica alle superfici di riscaldamento. Sono necessarie operazioni precise per controllare il tasso di cambio di pressione e garantire la sicurezza delle attrezzature. La fase di avvio deve seguire il principio di "aumento della pressione graduale": in primo luogo, l'acqua deaerata viene iniettata nella caldaia al livello dell'acqua normale e vengono utilizzati piccoli incendi o gas di combustione a basso flusso per preriscaldare per sollevare lentamente la temperatura dell'acqua della caldaia a 100-120 ℃, espellendo l'aria dalle superfici riscaldanti. Successivamente, il carico della turbina a gas viene gradualmente aumentato per aumentare la temperatura del gas di combustione, consentendo al aumento della pressione della caldaia a una velocità di 0,2-0,3 milioni/h, sostenendo l'espansione irregolare delle superfici di riscaldamento a causa di improvvise sovratensioni di pressione. Quando la pressione raggiunge il 30% della pressione nominale, l'aumento della pressione viene messo in pausa per lo "spurgo stabilizzato dalla pressione". Le valvole di scarico vengono aperte per scaricare l'acqua condensata dalle superfici di riscaldamento, impedendo il martello da acqua. Quando si continua ad aumentare la pressione all'80% della pressione nominale, viene condotta un'altra ispezione stabilizzata dalla pressione. Solo dopo aver confermato che gli accessori come le valvole di sicurezza e gli indicatori di pressione funzionano normalmente, la pressione può essere aumentata a livello nominale. La fase di spegnimento richiede il controllo della "velocità di riduzione della pressione": in primo luogo, ridurre il carico della turbina a gas per ridurre l'ingresso del gas di combustione, consentendo alla pressione della caldaia di diminuire ad una velocità di 0,15-0,25 mpa/h: deformazione di contrazione evidendo le superfici di riscaldamento a causa delle improvvise cadute di pressione. Quando la pressione scende al di sotto di 0,5 MPa, aprire la valvola di scarico e la valvola di scarico per scaricare il vapore residuo e l'acqua accumulata nella caldaia, prevenendo la corrosione a bassa temperatura. Durante il processo di partenza iniziale, i parametri come la pressione, la temperatura e il livello dell'acqua devono essere monitorati in tempo reale per garantire che le fluttuazioni rientrano all'interno di intervalli consentiti (fluttuazione della pressione ≤ ± 0,1MPa, fluttuazione della temperatura ≤ ± 20 ℃).

Analisi comparativa dell'efficienza termica tra caldaie HRSG di classe H/J e caldaie convenzionali

La differenza nell'efficienza termica tra le caldaie HRSG di classe H/J e le caldaie convenzionali (come caldaie a carbone e caldaie a coda olio) deriva principalmente dalle differenze nelle fonti di calore e dai metodi di recupero. In termini di efficienza di utilizzo del calore, le caldaie HRSG di classe H/J usano il calore scaricato dalle turbine a gas come fonte di calore, eliminando la necessità di un ulteriore consumo di carburante. La loro efficienza termica viene calcolata in base al "tasso di recupero del calore dei rifiuti", che raggiunge in genere l'85%-90%, il che significa che il risanamento di oltre l'85%del calore dei rifiuti di gas di combustione viene convertito in energia a vapore. Al contrario, le caldaie convenzionali a carbone richiedono il carbone in fiamme e altri carburanti per generare calore. La loro efficienza termica è influenzata dall'efficienza della combustione del carburante e dalla perdita di calore, in genere comprese dall'80%-85%, con costi aggiuntivi e consumo di energia per il trasporto e lo stoccaggio del carburante. In termini di efficienza fuori progetta, le caldaie HRSG di classe H/J mostrano una fluttuazione di efficienza termica non superiore al 5% nell'intervallo di carico del 30% -100%, adattandosi a frequenti regolazioni del carico nei sistemi di ciclo combinati. Le caldaie convenzionali, tuttavia, sperimentano un significativo calo dell'efficienza di combustione a bassi carichi (<50%), con l'efficienza termica potenzialmente diminuita del 10%-15%e il consumo di energia aumenta notevolmente. Inoltre, le caldaie HRSG di classe H/J presentano una temperatura di gas di scarico inferiore (in genere <120 ℃), con conseguente minore perdita di calore dei rifiuti; Le caldaie convenzionali hanno generalmente una temperatura di gas di scarico di 150-180 ℃, portando a più rifiuti di calore. Nel complesso, negli scenari combinati di generazione di energia, le caldaie HRSG di classe H/J superano le caldaie convenzionali sia per l'efficienza termica che nell'economia.

Strategie di prevenzione della pulizia e corrosione per il riscaldamento delle caldaie HRSG di classe H/J

Le superfici di riscaldamento (economici, superheatri) delle caldaie HRSG di classe H/J sono soggette a ridimensionamento e corrosione a causa del contatto a lungo termine con gas di combustione e vapore ad alta temperatura. Sono necessarie misure scientifiche per la prevenzione e la pulizia. I metodi di pulizia del ridimensionamento devono essere selezionati in base al tipo di scala: per scala di carbonato morbido, è applicabile la "pulizia chimica": acido cloridrico diluito iniettati (concentrazione del 5% -8%) e inibitori della corrosione nella caldaia, immergere per 8-12 ore, quindi scaricare e risciacquare accuratamente con acqua pulita per rimuovere la scala dalle superfici di riscaldamento. Per una scala di solfato o silicato duro, viene utilizzata la "pulizia del getto d'acqua ad alta pressione", utilizzando getti d'acqua ad alta pressione da 20-30 MPA per avere un impatto sulla scala, evitando la corrosione delle superfici di riscaldamento causate dalla pulizia chimica. Le misure di prevenzione della corrosione devono essere controllate alla fonte: in primo luogo, assicurarsi che la qualità dell'acqua di alimentazione soddisfi gli standard: durezza dell'acqua di feed <0,03MMOL/L e contenuto di ossigeno <0,05 mg/L - impurità di sospensione in acqua dalla depositazione di superfici di riscaldamento e formando fonti di corrosione. In secondo luogo, applicare rivestimenti resistenti alla corrosione (come rivestimenti in ceramica e vernici anticorrosioni ad alta temperatura) ai canali del gas di combustione per migliorare la resistenza alla corrosione delle superfici di riscaldamento contro il gas di combustione. In terzo luogo, controllare la temperatura del gas di scarico per impedire che scenda al di sotto della temperatura del punto di rugiada (in genere 90-100 ℃), evitando la condensazione delle sostanze acide nei gas di combustione sulle superfici della superficie di riscaldamento e causando una corrosione a bassa temperatura. Inoltre, le ispezioni endoscopiche delle superfici di riscaldamento devono essere condotte ogni 3-6 mesi per rilevare i primi segni di ridimensionamento e corrosione, prevenendo l'escalation dei guasti.

Metodi di adattamento tra caldaie HRSG di classe H/J e sistemi combinati di generazione di energia

Le caldaie HRSG di classe H/J richiedono una corrispondenza precisa dei parametri con turbine a gas e turbine a vapore per massimizzare l'efficienza complessiva del sistema di ciclo combinato. Il primo è "Adattamento dei parametri": i parametri del vapore della caldaia (pressione, temperatura) devono allinearsi con i parametri di progettazione della turbina a vapore. Ad esempio, se la pressione nominale della turbina a vapore è di 12 MPa e la temperatura è di 535 ℃, la caldaia deve garantire che la deviazione del parametro del vapore di uscita non superi ± 5%, evidenziando una ridotta efficienza della turbina dovuta a parametri di vapore non corrispondente. Il secondo è "Adattamento del carico": la capacità di evaporazione della caldaia deve essere regolata dinamicamente in base al volume del gas di combustione della turbina a gas e al consumo di vapore della turbina a vapore. Sono installati dispositivi come "smorzatori di gas di combustione" e "bypass fumi" per regolare il volume di gas di combustione che entrano nella caldaia quando il carico della turbina a gas cambia, mantenendo la capacità di evaporazione della caldaia bilanciata con la domanda della turbina a vapore. Ad esempio, quando il carico della turbina a gas aumenta del 10%, l'ammortizzatore di gas di combustione viene aperto per aumentare la portata del gas di cannone, aumentando in modo sincrono la capacità di evaporazione della caldaia dell'8%-10%. Inoltre, è necessario prendere in considerazione "Adattamento logico di controllo": i sistemi di controllo della pressione e del livello dell'acqua della caldaia devono essere collegati a quelli della turbina a gas e della turbina a vapore per ottenere "start-stop con un clic" e "protezione collegata alle guasti". Quando la caldaia presenta guasti come sovrapressione o carenza d'acqua, il carico della turbina a gas viene automaticamente ridotto e la valvola di ingresso della turbina a vapore viene chiusa per impedire la diffusione degli incidenti. Dopo l'adattamento, viene condotto un "test di commissioning congiunto" per simulare il funzionamento del sistema in diverse condizioni di lavoro, garantendo un funzionamento coordinato e stabile della caldaia e di altre attrezzature.

Misure di risposta e specifiche di sicurezza per le fluttuazioni della temperatura del gas di combustione nelle caldaie HRSG di classe H/J

La temperatura del gas di combustione delle caldaie HRSG di classe H/J è soggetta a fluttuazioni a causa del carico della turbina a gas e della composizione del carburante. Le temperature di gas di combustione eccessivamente alte o basse influenzano la sicurezza e l'efficienza delle attrezzature, che richiedono misure di risposta mirate. Quando la temperatura del gas di combustione è eccessivamente alta (supera la temperatura di progettazione di oltre 50 ℃), il carico della turbina a gas deve essere ridotto immediatamente e la canna fumosa si apriva per deviare parte del gas di combustione ad alta temperatura.