كيف يمكن أن تلبي غلايات H/J Class HRSG متطلبات الكفاءة والسلامة لتوليد الطاقة المدمجة للدورة؟

لماذا تصبح غلايات H/J Class HRSG معدات أساسية في توليد طاقة الدورة المشتركة

في الغاز الطبيعي المجمعة لتوليد الطاقة وأنظمة الدورة التي تعمل بالدورة الغازية ، H/J فئة HRSG (مولد بخار استرداد الحرارة) الغلايات برزت كحور أساسي يربط توربينات الغاز والتوربينات البخارية ، وذلك بفضل إمكانيات استرداد حرارة النفايات الفعالة وإخراج البخار المستقر. تنبع ميزتها الأساسية من التصميم الأمثل لغازات المداخن عالية الحرارة-يتم ترتيب أسطح التدفئة (مثل الاقتصاديات ، والمبخرات ، والهوانات الفائقة) من HRSGs من فئة H/J في طبقات متعددة ، مما يتيح الامتصاص الكامل للحرارة من غازات المداخن عالية درجة الحرارة (عادة 500-600 درجة مئوية) بواسطة توربينات الغازات. يحول هذه الحرارة الماء إلى ارتفاع الضغط في درجة الحرارة العالية (مع ضغط يصل إلى 10-15 ميجا باسكال ودرجة حرارة تتجاوز 500 ℃) ، والتي يتم نقلها بعد ذلك إلى التوربينات البخارية لتوليد الطاقة. هذا يدرك استرداد الطاقة المزدوج لـ "إعادة استخدام حرارة توليد الطاقة في طاقة الغاز" ، مما يعزز إجمالي كفاءة توليد الطاقة بنسبة 15 ٪ -20 ٪ مقارنة بالوحدات التقليدية التي تعمل بالفحم. بالمقارنة مع HRSGs العادية ، توفر منتجات فئة H/J سعة حاملة للضغط ويمكن أن تتكيف مع تغييرات الحمل المتكررة في أنظمة الدورة المشتركة. حتى أثناء التعديلات في حالة بدء التشغيل أو حالات التشغيل ، فإنها تحافظ على معلمات البخار المستقرة ، وتجنب ارتداء المعدات الناجم عن تقلبات المعلمات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصميم قناة غاز المداخن لـ H/J Class HRSGs أكثر عقلانية ، ويتميز بمقاومة غازات منخفضة المداخن التي تقلل من فقدان الظهر في توربينات الغاز ، مما يزيد من تعزيز الكفاءة التشغيلية لنظام الدورات المجمعة بأكملها-مما يجعلها معدات أساسية لا غنى عنها في مشاريع توليد الطاقة ذات الكفاءة العالية.

عمليات التحكم في الضغط الرئيسية لـ H/J Class HRSG Loilers خلال مراحل بدء التشغيل والإغلاق

تقلبات الضغط في غلايات HRSG من فئة H/J أثناء مراحل بدء التشغيل والإغلاق تسبب بسهولة تلف التعب لأسطح التدفئة. هناك حاجة إلى عمليات دقيقة للتحكم في معدل تغيير الضغط وضمان سلامة المعدات. يجب أن تتبع مرحلة البدء مبدأ "ارتفاع الضغط التدريجي": أولاً ، يتم حقن المياه المزعجة في الغلاية إلى مستوى المياه العادية ، وتستخدم الحرائق الصغيرة أو غاز المداخن المنخفضة للتسخين لرفع درجة حرارة الماء ببطء إلى 100-120 ℃ ، مما يفسد الهواء من ساذجة التسخين. بعد ذلك ، يتم زيادة حمل توربينات الغاز تدريجياً لرفع درجة حرارة غاز المداخن ، مما يسمح لضغط الغلاية بالارتفاع بمعدل 0.2-0.3MPa/ساعة-تمدد غير متساوٍ من أسطح التدفئة بسبب ارتفاع الضغط المفاجئ. عندما يصل الضغط إلى 30 ٪ من الضغط المقنن ، يتم إيقاف زيادة الضغط من أجل "تطهير الضغط على الضغط". يتم فتح صمامات الصرف لتصريف المياه المكثفة من أسطح التدفئة ، مما يمنع مطرقة الماء. عند الاستمرار في رفع الضغط إلى 80 ٪ من الضغط المقنن ، يتم إجراء فحص آخر تم وضعه في الضغط. فقط بعد التأكيد على أن الملحقات مثل صمامات الأمان ومقاييس الضغط تعمل عادةً يمكن رفع الضغط إلى المستوى المقدر. تتطلب مرحلة الإغلاق التحكم في "معدل تقليل الضغط": أولاً ، تقليل حمل توربينات الغاز لتقليل مدخلات غاز المداخن ، مما يسمح لضغط الغلاية بالانخفاض بمعدل 0.15-0.25 ميجا باسكال/ساعة-مما يتجنب تشوه تقلص أسطح التسخين بسبب انخفاض الضغط المفاجئ. عندما ينخفض ​​الضغط إلى أقل من 0.5 ميجا باسكال ، افتح صمام العادم وصمام الصمام لتصريف البخار المتبقي والماء المتراكم في المرجل ، مما يمنع التآكل منخفض الحرارة. خلال عملية بدء التشغيل ، يجب مراقبة المعلمات مثل الضغط ودرجة الحرارة ومستوى الماء في الوقت الفعلي لضمان أن تقلبات ضمن النطاقات المسموح بها (تقلبات الضغط ≤ ± 0.1MPa ، تقلب درجة الحرارة ≤ ± 20 ℃).

التحليل المقارن للكفاءة الحرارية بين غلايات HRSG من فئة H/J والغلايات التقليدية

ينبع الفرق في الكفاءة الحرارية بين غلايات HRSG من فئة H/J والمراجل التقليدية (مثل الغلايات التي تعمل بالفحم والغلايات التي تعمل بالزيت) بشكل رئيسي من الاختلافات في مصادر الحرارة وطرق الاسترداد. من حيث كفاءة استخدام الحرارة ، تستخدم غلايات H/J Class HRSG حرارة النفايات التي يتم تصريفها بواسطة توربينات الغاز كمصدر للحرارة ، مما يلغي الحاجة إلى استهلاك إضافي للوقود. يتم حساب كفاءتها الحرارية بناءً على "معدل استرداد حرارة النفايات" ، عادةً ما يصل إلى 85 ٪ -90 ٪-وهو ما يزيد عن 85 ٪ من حرارة نفايات غاز المداخن إلى طاقة بخار. في المقابل ، تتطلب الغلايات التقليدية التي تعمل بالفحم حرق الفحم والوقود الآخر لتوليد الحرارة. تتأثر كفاءتها الحرارية بكفاءة احتراق الوقود وفقدان الحرارة ، والتي تتراوح عادة بين 80 ٪ -85 ٪ ، مع تكاليف إضافية واستهلاك الطاقة لنقل الوقود وتخزينه. من حيث الكفاءة خارج التصميم ، تُظهر غلايات H/J Class HRSG تقلبًا حراريًا لا يزيد عن 5 ٪ في نطاق تحميل 30 ٪ إلى 100 ٪ ، مع التكيف مع تعديلات التحميل المتكررة في أنظمة الدورة المشتركة. ومع ذلك ، تعاني الغلايات التقليدية من انخفاض كبير في كفاءة الاحتراق في الأحمال المنخفضة (<50 ٪) ، مع انخفاض الكفاءة الحرارية بنسبة 10 ٪ -15 ٪ وزيادة استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز غلايات H/J Class HRSG بدرجة حرارة غاز العادم المنخفضة (عادةً <120 ℃) ​​، مما يؤدي إلى فقدان حرارة أقل من النفايات ؛ الغلايات التقليدية عمومًا درجة حرارة غاز العادم تتراوح بين 150-180 ℃ ، مما يؤدي إلى مزيد من نفايات الحرارة. بشكل عام ، في سيناريوهات توليد الطاقة المشتركة ، تتفوق غلايات H/J Class HRSG على الغلايات التقليدية في كل من الكفاءة الحرارية والاقتصاد.

تحجيم استراتيجيات التنظيف والوقاية من التآكل لتسخين أسطح H/J Class HRSG

تعتبر أسطح التدفئة (الاقتصاديون ، الهباء الخارقون) من غلايات H/J Class HRSG عرضة للتوسع والتآكل بسبب ملامسة طويلة الأجل مع غاز المداخن عالي الحرارة والبخار. التدابير العلمية مطلوبة للوقاية والتنظيف. يجب اختيار طرق تنظيف التحجيم بناءً على نوع المقياس: بالنسبة لمقياس الكربونات الناعمة ، فإن "التنظيف الكيميائي" قابلة للتطبيق-غير مخفف حمض الهيدروكلوريك (5 ٪ -8 ٪ تركيز) ومثبطات التآكل في الغلاية ، تنقع لمدة 8-12 ساعة ، ثم التفريغ وادتشفها بشكل شامل مع المياه النظيفة لإزالة السطح المقياس. بالنسبة إلى الكبريتات الصلبة أو المقياس السيليكات ، يتم استخدام "تنظيف نفاثات المياه عالي الضغط" ، باستخدام طائرات مياه عالية الضغط من 20 إلى 30 ميجا بايتول للتأثير على المقياس ، وتجنب تآكل أسطح التسخين الناتجة عن التنظيف الكيميائي. يجب السيطرة على تدابير الوقاية من التآكل في المصدر: أولاً ، تأكد من أن جودة مياه التغذية تلبي معايير - صلابة المياه المطافعة <0.03 ملم/لتر ومحتوى الأكسجين <0.05 ملغ/لتر - الشوائب المحددة في الماء من الإيداع على أسطح التسخين وتشكيل مصادر التآكل. ثانياً ، قم بتطبيق الطلاء المقاوم للتآكل (مثل الطلاء الخزفي والدهانات المضادة للآمنة عالية الحرارة) على قنوات غاز المداخن لتعزيز مقاومة التآكل لأسطح التدفئة ضد غاز المداخن. ثالثًا ، تحكم في درجة حرارة غاز العادم لمنعها من السقوط تحت درجة حرارة نقطة الندى (عادة 90-100 ℃) ، وتجنب تكثيف المواد الحمضية في غاز المداخن على أسطح سطح التدفئة وتسبب التآكل في درجة الحرارة المنخفضة. علاوة على ذلك ، يجب إجراء عمليات تفتيش المنظار من أسطح التدفئة كل 3-6 أشهر لاكتشاف العلامات المبكرة للتآكل والتآكل ، مما يمنع تصعيد الصدع.

أساليب التكيف بين غلايات HRSG من فئة H/J وأنظمة توليد طاقة الدورة المشتركة

تتطلب غلايات H/J Class HRSG مطابقة معلمة دقيقة مع توربينات الغاز والتوربينات البخارية لزيادة الكفاءة الكلية لنظام الدورة المشترك. الأول هو "تكيف المعلمة": يجب أن تتماشى معلمات البخار في الغلاية (الضغط ، درجة الحرارة) مع معلمات التصميم في التوربينات البخارية. على سبيل المثال ، إذا كان ضغط التوربينات البخارية المقدرة 12MPa ودرجة الحرارة 535 ℃ ، يجب أن يضمن الغلاية أن لا يتجاوز انحراف معلمة البخار المخرج ± 5 ٪ - مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة التوربينات بسبب عدم وجود معلمات البخار غير المتطابقة. ثانيًا هو "تكيف الحمل": يجب ضبط قدرة تبخر المرجل ديناميكيًا بناءً على حجم غاز المداخن لتوربينات الغاز واستهلاك البخار في التوربينات البخارية. يتم تثبيت أجهزة مثل "مخمدات غاز المداخن" و "المداخن الالتفافية" لتنظيم حجم غاز المداخن الذي يدخل الغلاية عندما يتغير حمل توربينات الغاز ، مع الحفاظ على قدرة تبخر المرجل متوازنة مع طلب التوربينات البخارية. على سبيل المثال ، عندما يزداد حمل التوربينات الغازية بنسبة 10 ٪ ، يتم فتح مثبط غاز المداخن لزيادة معدل تدفق غاز المداخن ، مما يزيد بشكل متزامن من قدرة التبخر في الغلاية بنسبة 8 ٪ -10 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة "التكيف المنطقي للتحكم": يجب ربط أنظمة التحكم في ضغط الغلاية ومستوى المياه بتوربينات الغاز والتوربينات البخارية لتحقيق "نقطة بداية واحدة" و "حماية مرتبطة بالأخطاء". عندما يعاني المرجل من أخطاء مثل الضغط الزائد أو نقص المياه ، يتم تقليل حمل توربينات الغاز تلقائيًا ويتم إغلاق صمام مدخل التوربينات البخارية لمنع انتشار الحوادث. بعد التكيف ، يتم إجراء "اختبار التكليف المشترك" لمحاكاة تشغيل النظام في ظل ظروف عمل مختلفة ، وضمان تشغيل تنسيق ومستقر للمرجل وغيرها من المعدات.

مقاييس الاستجابة ومواصفات السلامة لتقلبات درجة حرارة غاز المداخن في غلايات H/J Class

درجة حرارة غاز المداخن من غلايات HRSG من فئة H/J معرضة للتقلبات بسبب حمل التوربينات الغازية وتكوين الوقود. تؤثر درجات حرارة غاز المداخن المرتفعة أو المنخفضة بشكل مفرط على سلامة المعدات وكفاءتها ، مما يتطلب تدابير استجابة مستهدفة. عندما تكون درجة حرارة غاز المداخن مرتفعة بشكل مفرط (تتجاوز درجة حرارة التصميم بأكثر من 50 ℃) ، يجب تقليل حمل التوربينات الغازية على الفور ، وفتح المداخن الالتفافية لتحويل جزء من غاز المداخن عالية الحرارة.