Comment les chaudières H / J de classe HRSG peuvent-elles répondre aux exigences d'efficacité et de sécurité de la production combinée d'énergie du cycle?

Pourquoi les chaudières H / J de classe HRSG deviennent un équipement de base dans la production combinée de puissance de cycle

Dans la production d'énergie cyclable combinée au gaz naturel et les systèmes de cycle combinés à la vapeur, Classe H / J HRSG (Générateur de vapeur de récupération de chaleur) Les chaudières ont émergé comme le centre central reliant les turbines à gaz et les turbines à vapeur, grâce à leurs capacités efficaces de récupération de chaleur des déchets et à la production de vapeur stable. Leur avantage central provient d'une conception optimisée pour les gaz de combustion à haute température - les surfaces de chauffage (telles que les économistes, les évaporateurs et les surchauffeurs) de HRSG de classe H / J sont disposées en plusieurs couches, permettant une absorption complète de la chaleur à partir de gaz de combustion à haute température (généralement 500-600 ℃) déchargées par des turbines à gaz. Cette chaleur convertit l'eau en vapeur à haute pression et à haute température (avec une pression jusqu'à 10-15MPa et une température supérieure à 500 ℃), qui est ensuite transportée vers des turbines à vapeur pour la production d'énergie. Cela réalise la double récupération d'énergie de la «réutilisation de la chaleur des déchets de production de gaz», augmentant l'efficacité globale de la production d'énergie de 15% à 20% par rapport aux unités conventionnelles au charbon. Par rapport aux HRSG réguliers, les produits de classe H / J offrent une capacité de pression plus forte et peuvent s'adapter aux changements de charge fréquents dans les systèmes de cycle combinés. Même pendant les ajustements de démarrage ou des conditions de fonctionnement unitaires, ils maintiennent des paramètres de vapeur stables, évitant l'usure des équipements causés par les fluctuations des paramètres. De plus, la conception du canal de gaz de combustion de HRSG de classe H / J est plus rationnelle, avec une faible résistance aux gaz de combustion qui réduit la perte de contre-pression des turbines à gaz, améliorant davantage l'efficacité opérationnelle de l'ensemble du système de cycle combiné, ce qui les rend indispensables dans les projets de production de puissance de cycle combinés à haute efficacité.

Opérations de contrôle de pression clés pour les chaudières HRSG de classe H / J pendant les phases de démarrage et d'arrêt

Les fluctuations de pression dans les chaudières HRSG de classe H / J pendant les phases de démarrage et d'arrêt provoquent facilement des dommages à la fatigue aux surfaces de chauffage. Des opérations précises sont nécessaires pour contrôler le taux de variation de pression et assurer la sécurité de l'équipement. La phase de démarrage doit suivre le principe de la «montée progressive de pression»: Premièrement, l'eau désaérée est injectée dans la chaudière au niveau de l'eau normal, et les petits incendies ou les gaz de conduite à faible débit sont utilisés pour préchauffer pour augmenter lentement la température de l'eau de la chaudière à 100-120 ℃, expulsant de l'air à partir des surfaces de chauffage. Par la suite, la charge de turbine à gaz est progressivement augmentée pour augmenter la température des gaz de combustion, permettant à la pression de la chaudière augmenter à une vitesse de 0,2 à 0,3 MPa / h - une expansion inégale inégale des surfaces de chauffage en raison de surtensions de pression soudaine. Lorsque la pression atteint 30% de la pression nominale, l'élévation de la pression est interrompue pour une «purge stabilisée sur la pression». Les vannes de vidange sont ouvertes pour décharger l'eau condensée des surfaces de chauffage, empêchant le marteau à eau. Lorsque vous continuez à augmenter la pression à 80% de la pression nominale, une autre inspection stabilisée à la pression est effectuée. Ce n'est qu'après avoir confirmé que les accessoires tels que les vannes de sécurité et les manomètres fonctionnent normalement que la pression peut être augmentée au niveau nominal. La phase d'arrêt nécessite de contrôler le «taux de réduction de la pression»: d'abord, réduisez la charge de turbine à gaz pour diminuer l'apport de gaz de combustion, permettant à la pression de la chaudière de baisser à un taux de 0,15 à 0,25 MPA / H - déformation de contraction des surfaces de chauffage en raison des chutes de pression soudaines. Lorsque la pression tombe en dessous de 0,5 MPa, ouvrez la soupape d'échappement et la soupape de vidange pour rejeter la vapeur résiduelle et accumuler de l'eau dans la chaudière, empêchant la corrosion à basse température. Tout au long du processus de démarrage, des paramètres tels que la pression, la température et le niveau d'eau doivent être surveillés en temps réel pour garantir que les fluctuations se trouvent dans les plages admissibles (fluctuation de pression ≤ ± 0,1 MPa, fluctuation de température ≤ ± 20 ℃).

Analyse comparative de l'efficacité thermique entre les chaudières HRSG de classe H / J et les chaudières conventionnelles

La différence d'efficacité thermique entre les chaudières HRSG de classe H / J et les chaudières conventionnelles (telles que les chaudières au charbon et les chaudières à pétrole) découle principalement de différences de sources de chaleur et de méthodes de récupération. En termes d'efficacité d'utilisation de la chaleur, les chaudières HRSG de classe H / J utilisent la chaleur déchet la chaleur par les turbines à gaz comme source de chaleur, éliminant le besoin de consommation de carburant supplémentaire. Leur efficacité thermique est calculée en fonction du «taux de récupération de la chaleur des déchets», atteignant généralement 85% à 90%, ce qui représente plus de 85% de la chaleur des déchets de gaz de combustion est convertie en énergie de vapeur. En revanche, les chaudières au charbon conventionnelles nécessitent du charbon brûlant et d'autres combustibles pour générer de la chaleur. Leur efficacité thermique est affectée par l'efficacité de la combustion du carburant et la perte de chaleur, allant généralement de 80% à 85%, avec des coûts supplémentaires et une consommation d'énergie pour le transport et le stockage du carburant. En termes d'efficacité hors conception, les chaudières HRSG de classe H / J présentent une fluctuation d'efficacité thermique de pas de 5% dans la plage de charge de 30% à 100%, en s'adaptant aux ajustements de charge fréquents dans les systèmes de cycle combinés. Les chaudières conventionnelles, cependant, connaissent une baisse significative de l'efficacité de la combustion à de faibles charges (<50%), l'efficacité thermique diminuant potentiellement de 10% à 15% et la consommation d'énergie augmentant considérablement. De plus, les chaudières HRSG de classe H / J présentent une température de gaz d'échappement plus faible (généralement <120 ℃), entraînant moins de perte de chaleur des déchets; Les chaudières conventionnelles ont généralement une température de gaz d'échappement de 150-180 ℃, conduisant à plus de déchets thermiques. Dans l'ensemble, dans les scénarios combinés de production de puissance de cycle, les chaudières H / J de classe HRSG surpassent les chaudières conventionnelles à la fois dans l'efficacité thermique et dans l'économie.

Échelle des stratégies de nettoyage et de prévention de la corrosion pour chauffer les surfaces des chaudières HRSG de classe H / J

Les surfaces de chauffage (économieurs, surchauffeurs) des chaudières HRSG de classe H / J sont sujettes à l'échelle et à la corrosion en raison d'un contact à long terme avec des gaz de combustion à haute température et de la vapeur. Des mesures scientifiques sont nécessaires pour la prévention et le nettoyage. Les méthodes de nettoyage de mise à l'échelle doivent être sélectionnées en fonction du type d'échelle: Pour l'échelle de carbonate mou, le «nettoyage chimique» est applicable - injection d'acide chlorhydrique dilué (concentration de 5% à8%) et d'inhibiteurs de corrosion dans la chaudière, tremper pendant 8 à 12 heures, puis se rejeter et rincer soigneusement avec de l'eau propre pour éliminer l'échelle des surfaces de chauffage. Pour le sulfate dur ou l'échelle de silicate, le «nettoyage de jet d'eau à haute pression» est utilisé, en utilisant des jets d'eau à haute pression de 20 à 30 MPA pour avoir un impact sur l'échelle, en évitant la corrosion des surfaces de chauffage causées par le nettoyage chimique. Les mesures de prévention de la corrosion doivent être contrôlées à la source: Premièrement, assurez-vous que la qualité des eaux d'alimentation répond aux normes - dureté de la femelle <0,03 mmol / L et de la teneur en oxygène <0,05 mg / L - les impuretés de la transmission de l'eau en ce qui concerne les surfaces de chauffage et la formation de sources de corrosion. Deuxièmement, appliquez des revêtements résistants à la corrosion (tels que les revêtements en céramique et les peintures anti-corrosion à haute température) aux canaux de gaz de combustion pour améliorer la résistance à la corrosion des surfaces de chauffage contre les gaz de combustion. Troisièmement, contrôlez la température du gaz d'échappement pour l'empêcher de tomber sous la température du point de rosée (généralement 90-100 ℃), en évitant la condensation de substances acides dans les gaz de combustion sur les surfaces de surface de chauffage et provoquant une corrosion à basse température. De plus, les inspections d'endoscope des surfaces de chauffage doivent être effectuées tous les 3 à 6 mois pour détecter les premiers signes de mise à l'échelle et de corrosion, empêchant l'escalade des failles.

Méthodes d'adaptation entre les chaudières HRSG de classe H / J et les systèmes combinés de production d'énergie du cycle

Les chaudières HRSG de classe H / J nécessitent une correspondance précise des paramètres avec des turbines à gaz et des turbines à vapeur pour maximiser l'efficacité globale du système de cycle combiné. Le premier est «Adaptation des paramètres»: les paramètres de vapeur de la chaudière (pression, température) doivent s'aligner sur les paramètres de conception de la turbine à vapeur. Par exemple, si la pression nominale de la turbine à vapeur est de 12 MPa et que la température est de 535 ℃, la chaudière doit garantir que la déviation des paramètres de vapeur de sortie ne dépasse pas ± 5% - une efficacité réduite de la turbine réduite en raison des paramètres de vapeur incompatibles. Deuxièmement, «Adaptation de charge»: la capacité d'évaporation de la chaudière doit être ajustée dynamiquement en fonction du volume de gaz de combustion de la turbine à gaz et de la consommation de vapeur de la turbine à vapeur. Des dispositifs tels que les «amortisseurs de gaz de combustion» et les «conduits de pontage» sont installés pour réguler le volume de gaz de combustion entrant dans la chaudière lorsque la charge de turbine à gaz change, en gardant la capacité d'évaporation de la chaudière équilibrée avec la demande de la turbine à vapeur. Par exemple, lorsque la charge de turbine à gaz augmente de 10%, l'amortisseur de gaz de combustion est ouvert pour augmenter le débit de gaz de combustion, augmentant de manière synchrone la capacité d'évaporation de la chaudière de 8% à 10%. De plus, «l'adaptation à la logique de contrôle» doit être prise en compte: les systèmes de contrôle de la pression et du niveau d'eau de la chaudière doivent être liés à ceux de la turbine à gaz et de la turbine à vapeur pour obtenir un arrêt de démarrage en un clic »et une« protection liée à la faille ». Lorsque la chaudière éprouve des défauts tels que la surpression ou la pénurie d'eau, la charge de turbine à gaz est automatiquement réduite et la soupape d'entrée de turbine à vapeur est fermée pour éviter la propagation de l'accident. Après l'adaptation, un «test de mise en service conjoint» est effectué pour simuler le fonctionnement du système dans différentes conditions de travail, assurant un fonctionnement coordonné et stable de la chaudière et d'autres équipements.

Mesures de réponse et spécifications de sécurité pour les fluctuations de la température des gaz de combustion dans les chaudières HRSG de classe H / J

La température des gaz de combustion des chaudières HRSG de classe H / J est sujette à des fluctuations en raison de la charge de turbine à gaz et de la composition du carburant. Les températures excessivement élevées ou faibles de gaz de combustion affectent la sécurité et l'efficacité des équipements, nécessitant des mesures de réponse ciblées. Lorsque la température des gaz de combustion est excessivement élevée (dépassant la température de conception de plus de 50 ℃), la charge de turbine à gaz doit être réduite immédiatement et le conduit de dérivation ouvert pour détourner une partie du gaz de combustion à haute température.