Làm thế nào các nồi hơi HRSG lớp H/J có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả và an toàn của việc phát điện chu kỳ kết hợp?

Tại sao nồi hơi HRSG lớp H/J trở thành thiết bị cốt lõi trong việc phát điện chu kỳ kết hợp

Trong phát điện chu kỳ kết hợp khí tự nhiên và hệ thống chu kỳ kết hợp khí, Lớp H/J HRSG (Máy phát hơi nước phục hồi nhiệt) đã nổi lên như là trung tâm lõi kết nối các tuabin khí và tuabin hơi nước, nhờ khả năng thu hồi nhiệt chất thải hiệu quả và đầu ra hơi ổn định. Lợi thế cốt lõi của chúng bắt nguồn từ thiết kế tối ưu hóa cho khí thải nhiệt độ cao Các bề mặt gia nhiệt (như nhà kinh tế, thiết bị bay hơi và siêu nhiệt) của HRSG lớp H/J được sắp xếp theo nhiều lớp, cho phép hấp thụ đầy nhiệt từ khí thải nhiệt độ cao (thường là 500-600). Nhiệt này chuyển đổi nước thành hơi nước cao, nhiệt độ cao (với áp suất lên tới 10-15MPa và nhiệt độ vượt quá 500), sau đó được vận chuyển đến tuabin hơi để phát điện. Điều này nhận ra sự phục hồi năng lượng kép của tái sử dụng nhiệt điện phát điện khí, tăng 15% hiệu suất phát điện tổng thể lên 15% -20% so với các đơn vị đốt than thông thường. So với HRSG thông thường, các sản phẩm lớp H/J cung cấp khả năng chịu áp suất mạnh hơn và có thể thích ứng với các thay đổi tải thường xuyên trong các hệ thống chu kỳ kết hợp. Ngay cả trong quá trình điều chỉnh điều kiện khởi động hoặc điều kiện đơn vị, chúng vẫn duy trì các thông số hơi nước ổn định, tránh hao mòn thiết bị do biến động tham số. Ngoài ra, thiết kế kênh khí thải của lớp H/J HRSG hợp lý hơn, có khả năng chống khí thải thấp giúp giảm áp lực của tuabin khí, tăng cường hơn nữa hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống chu kỳ kết hợp, làm cho chúng không thể thiếu thiết bị lõi trong các dự án phát điện chu kỳ hiệu quả cao.

Hoạt động kiểm soát áp suất chính cho nồi hơi HRSG lớp H/J trong các giai đoạn khởi động và tắt máy

Biến động áp lực trong nồi hơi HRSG lớp H/J trong các giai đoạn khởi động và tắt máy dễ dàng gây ra thiệt hại mệt mỏi cho các bề mặt sưởi ấm. Các hoạt động chính xác được yêu cầu để kiểm soát tốc độ thay đổi áp lực và đảm bảo an toàn cho thiết bị. Giai đoạn khởi động phải tuân theo nguyên tắc tăng áp suất dần dần: đầu tiên, nước bị khử được bơm vào nồi hơi lên mực nước bình thường, và các đám cháy nhỏ hoặc khí đốt dòng chảy thấp được sử dụng để làm nóng trước để tăng nhiệt độ nước nồi hơi lên 100-120, trục xuất không khí khỏi bề mặt nóng. Sau đó, tải trọng tuabin khí được tăng dần để tăng nhiệt độ khí thải, cho phép áp suất lò hơi tăng với tốc độ 0,2-0,3MPa/h, tạo ra sự mở rộng không đồng đều của bề mặt gia nhiệt do tăng áp suất đột ngột. Khi áp suất đạt 30% áp suất định mức, tăng áp lực được tạm dừng đối với việc thanh lọc ổn định áp suất. Các van thoát nước được mở ra để xả nước ngưng tụ từ các bề mặt sưởi ấm, ngăn chặn búa nước. Khi tiếp tục tăng áp lực lên 80% áp suất định mức, một cuộc kiểm tra ổn định áp suất khác được tiến hành. Chỉ sau khi xác nhận rằng các phụ kiện như van an toàn và đồng hồ đo áp suất mới hoạt động bình thường, áp suất mới có thể tăng lên mức định mức. Giai đoạn tắt máy yêu cầu kiểm soát tốc độ giảm áp suất của người dùng: Đầu tiên, giảm tải trọng tuabin khí để giảm đầu vào khí thải, cho phép áp suất nồi hơi giảm với tốc độ 0,15-0,25MPa/H. Khi áp suất giảm xuống dưới 0,5MPa, hãy mở van xả và van xả để xả hơi dư và nước tích lũy trong nồi hơi, ngăn chặn sự ăn mòn ở nhiệt độ thấp. Trong suốt quá trình bắt đầu, các thông số như áp suất, nhiệt độ và mực nước phải được theo dõi trong thời gian thực để đảm bảo biến động nằm trong phạm vi cho phép (dao động áp suất ≤ ± 0,1MPa, dao động nhiệt độ ≤ ± 20).

Phân tích so sánh về hiệu quả nhiệt giữa nồi hơi HRSG lớp H/J và nồi hơi thông thường

Sự khác biệt về hiệu suất nhiệt giữa nồi hơi HRSG lớp H/J và nồi hơi thông thường (như nồi hơi đốt than và nồi hơi đốt dầu) chủ yếu bắt nguồn từ sự khác biệt trong nguồn nhiệt và phương pháp phục hồi. Về mặt hiệu quả sử dụng nhiệt, nồi hơi HRSG lớp H/J sử dụng nhiệt thải được thải ra bởi các tuabin khí làm nguồn nhiệt, loại bỏ sự cần thiết phải tiêu thụ nhiên liệu bổ sung. Hiệu suất nhiệt của chúng được tính toán dựa trên tốc độ thu hồi nhiệt của chất thải, thường đạt 85%-90%trên 85%nhiệt chất thải khí thải được chuyển thành năng lượng hơi nước. Ngược lại, nồi hơi đốt than thông thường đòi hỏi phải đốt than và các nhiên liệu khác để tạo ra nhiệt. Hiệu suất nhiệt của chúng bị ảnh hưởng bởi hiệu quả đốt cháy nhiên liệu và mất nhiệt, thường dao động từ 80%-85%, với chi phí bổ sung và tiêu thụ năng lượng cho vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu. Về hiệu quả thiết kế ngoài thiết kế, nồi hơi HRSG lớp H/J thể hiện sự dao động hiệu quả nhiệt không quá 5% trong phạm vi tải 30% -100%, thích ứng với điều chỉnh tải thường xuyên trong các hệ thống chu kỳ kết hợp. Tuy nhiên, nồi hơi thông thường trải qua sự suy giảm đáng kể về hiệu quả đốt cháy ở mức tải thấp (<50%), với hiệu quả nhiệt có khả năng giảm 10%-15%và mức tiêu thụ năng lượng tăng rõ rệt. Ngoài ra, nồi hơi HRSG lớp H/J có nhiệt độ khí thải thấp hơn (thường là <120), dẫn đến mất nhiệt ít chất thải; Lò hơi thông thường thường có nhiệt độ khí thải là 150-180, dẫn đến chất thải nhiệt nhiều hơn. Nhìn chung, trong các kịch bản phát điện theo chu kỳ kết hợp, nồi hơi HRSG lớp H/J vượt trội so với nồi hơi thông thường trong cả hiệu quả nhiệt và kinh tế.

Các chiến lược phòng chống làm sạch và ăn mòn cho các bề mặt của các lớp HRSG lớp H/J

Các bề mặt gia nhiệt (nhà kinh tế học, siêu nhiệt) của nồi hơi HRSG lớp H/J dễ bị mở rộng và ăn mòn do tiếp xúc lâu dài với khí thải và hơi nước nhiệt độ cao. Các biện pháp khoa học là cần thiết để phòng ngừa và làm sạch. Các phương pháp làm sạch quy mô nên được chọn dựa trên loại tỷ lệ: Đối với thang đo carbonate mềm, việc làm sạch hóa học của Hồi giáo được áp dụng, dự phòng axit hydrochloric loãng (nồng độ 5% -8%) và các chất ức chế ăn mòn vào nồi hơi, ngâm trong 8-12 giờ, sau đó xả và rửa sạch bằng nước sạch để loại bỏ quy mô. Đối với quy mô sunfat hoặc silicat cứng, việc làm sạch máy bay phản lực nước cao áp, được sử dụng, sử dụng các máy bay nước áp suất cao 20-30MPa để tác động đến quy mô, tránh ăn mòn các bề mặt sưởi ấm do làm sạch hóa học. Các biện pháp phòng ngừa ăn mòn phải được kiểm soát tại nguồn: Đầu tiên, đảm bảo chất lượng nước cấp đáp ứng các tiêu chuẩn Độ cứng nước của Fater <0,03mmol/L và hàm lượng oxy <0,05mg/L, tăng cường các tạp chất trong nước lắng đọng trên các bề mặt nóng và hình thành nguồn ăn mòn. Thứ hai, áp dụng các lớp phủ chống ăn mòn (như lớp phủ gốm và sơn chống ăn mòn ở nhiệt độ cao) cho các kênh khí thải để tăng cường khả năng chống ăn mòn của bề mặt sưởi ấm chống lại khí thải. Thứ ba, kiểm soát nhiệt độ khí thải để ngăn chặn nó giảm xuống dưới nhiệt độ điểm sương (thường là 90-100), tránh sự ngưng tụ các chất axit trong khí thải trên bề mặt nóng và gây ăn mòn nhiệt độ thấp. Hơn nữa, việc kiểm tra nội soi của các bề mặt sưởi ấm nên được tiến hành cứ sau 3-6 tháng để phát hiện các dấu hiệu mở rộng và ăn mòn sớm, ngăn ngừa sự leo thang lỗi.

Phương pháp thích ứng giữa nồi hơi HRSG lớp H/J và hệ thống phát điện chu kỳ kết hợp

Lớp nồi hơi HRSG lớp H/J yêu cầu kết hợp tham số chính xác với tuabin khí và tuabin hơi nước để tối đa hóa hiệu quả tổng thể của hệ thống chu kỳ kết hợp. Đầu tiên là sự thích ứng tham số của người Viking: Các thông số hơi nước của nồi hơi (áp suất, nhiệt độ) phải phù hợp với các tham số thiết kế của tuabin hơi nước. Ví dụ, nếu áp suất định mức của tuabin hơi nước là 12MPa và nhiệt độ là 535, thì nồi hơi phải đảm bảo độ lệch tham số hơi đầu ra không vượt quá ± 5%. Thứ hai là sự thích ứng tải trọng của người Viking: Khả năng bay hơi của nồi hơi phải được điều chỉnh động dựa trên thể tích khí thải của tuabin khí và mức tiêu thụ hơi nước của tuabin hơi nước. Các thiết bị như bộ giảm chấn khí đốt của người Viking và các ống khói Bypass được lắp đặt để điều chỉnh khối lượng khí thải đi vào nồi hơi khi tải trọng tuabin khí thay đổi, giữ cho khả năng bay hơi của nồi hơi cân bằng với nhu cầu tua -bin hơi nước. Ví dụ, khi tải trọng tuabin khí tăng 10%, bộ giảm chấn khí thải được mở để tăng tốc độ dòng khí thải, tăng 8%khả năng bay hơi của nồi hơi lên 8%-10%. Ngoài ra, phải xem xét sự thích ứng logic của nhóm điều khiển, phải được xem xét: các hệ thống kiểm soát mực nước và mực nước của nồi hơi phải được liên kết với các tuabin khí và tuabin hơi nước để đạt được sự bảo vệ liên kết của một lần khởi động và liên kết với lỗi. Khi nồi hơi trải qua các lỗi như quá áp hoặc thiếu nước, tải trọng tuabin khí được tự động giảm và van đầu vào tuabin hơi được đóng lại để ngăn chặn sự lây lan tai nạn. Sau khi thích ứng, một thử nghiệm vận hành chung của người Viking được thực hiện để mô phỏng hoạt động của hệ thống trong các điều kiện làm việc khác nhau, đảm bảo hoạt động phối hợp và ổn định của nồi hơi và các thiết bị khác.

Các biện pháp đáp ứng và thông số kỹ thuật an toàn cho dao động nhiệt độ khí thải trong nồi hơi HRSG lớp H/J

Nhiệt độ khí thải của nồi hơi HRSG lớp H/J dễ bị dao động do tải trọng tuabin khí và thành phần nhiên liệu. Nhiệt độ khí thải quá cao hoặc thấp ảnh hưởng đến an toàn và hiệu quả của thiết bị, đòi hỏi các biện pháp đáp ứng nhắm mục tiêu. Khi nhiệt độ khí thải quá cao (vượt quá nhiệt độ thiết kế hơn 50), tải trọng tuabin khí phải được giảm ngay lập tức và ống khói mở ra để chuyển hướng một phần của khí thải nhiệt độ cao.