Парогенератор -утилизатор ( HRSG ) — это теплообменник- утилизатор энергии , который извлекает тепло из потока горячего газа, например, из турбины сгорания или другого потока отработанного газа. Он производит пар , который может быть использован в процессе ( когенерация ) или использоваться для привода паровой турбины ( комбинированный цикл ).
HRSG состоят из четырех основных компонентов: экономайзера , испарителя , пароперегревателя и подогревателя воды [ необходимо разъяснение ] . Различные компоненты собираются вместе для удовлетворения эксплуатационных требований агрегата. См. прилагаемую иллюстрацию модульного HRSG общего расположения.
Модульные HRSG можно классифицировать по ряду признаков, например, по направлению потока выхлопных газов или количеству уровней давления. В зависимости от потока выхлопных газов HRSG подразделяются на вертикальные и горизонтальные. В HRSG горизонтального типа выхлопные газы текут горизонтально по вертикальным трубам, тогда как в HRSG вертикального типа выхлопные газы текут вертикально по горизонтальным трубам. В зависимости от уровней давления HRSG можно классифицировать на однодавочные и многодавочные. HRSG с одним давлением имеют только один паровой барабан , и пар вырабатывается на одном уровне давления, тогда как HRSG с несколькими давлениями используют два (двойное давление) или три (тройное давление) паровых барабана. Таким образом, HRSG с тройным давлением состоят из трех секций: секции низкого давления (LP), секции повторного нагрева/промежуточного давления (IP) и секции высокого давления (HP). Каждая секция имеет паровой барабан и испарительную секцию, где вода преобразуется в пар. Затем этот пар проходит через пароперегреватели, чтобы поднять температуру выше точки насыщения .
Детали котла-утилизатора, работающие под давлением пара и воды, подвержены широкому спектру механизмов деградации, например , ползучести , термической усталости , усталости при ползучести, механической усталости, коррозии под действием потока (ЭПК), коррозии и коррозионной усталости и т. д.
Упакованные HRSG предназначены для отправки с завода в виде полностью собранного блока. Они могут использоваться в отходящих газах или турбинах (обычно мощностью менее 20 МВт). Упакованный HRSG может иметь водоохлаждаемую топку, что обеспечивает более высокую дополнительную топку и лучшую общую эффективность.
Некоторые HRSG включают дополнительное или канальное сжигание. Эти дополнительные горелки обеспечивают дополнительную энергию для HRSG, который производит больше пара и, следовательно, увеличивает выход паровой турбины . Как правило, канальное сжигание обеспечивает электрическую мощность при меньших капитальных затратах. Поэтому оно часто используется для пиковых операций.
HRSG также могут иметь распределительные клапаны для регулирования впускного потока в HRSG. Это позволяет газовой турбине продолжать работать, когда нет потребности в паре или если HRSG необходимо отключить.
Средства контроля выбросов также могут быть расположены в HRSG. Некоторые из них могут содержать селективную каталитическую систему восстановления для снижения содержания оксидов азота (значительный вклад в образование смога и кислотных дождей) или катализатор для удаления оксида углерода . Включение SCR существенно влияет на компоновку HRSG. Катализатор NOx лучше всего работает при температурах от 650 до 750 °F (343–399 °C). Обычно это означает, что испарительную секцию HRSG придется разделить, а SCR разместить между двумя секциями. Недавно [ когда? ] на рынок поступили некоторые низкотемпературные катализаторы NOx, которые позволяют размещать SCR между секциями испарителя и экономайзера (350–500 °F [177–260 °C]).
Специализированным типом HRSG без барабанов котла является прямоточный парогенератор. В этой конструкции входная питательная вода следует по непрерывному пути без сегментированных секций для экономайзеров, испарителей и пароперегревателей. Это обеспечивает высокую степень гибкости, поскольку секции могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от тепловой нагрузки, получаемой от газовой турбины. Отсутствие барабанов позволяет быстро изменять выработку пара и контролировать меньшее количество переменных, и идеально подходит для циклической и базовой нагрузки. При правильном выборе материала OTSG может работать всухую, то есть горячие выхлопные газы могут проходить по трубам без протекания воды внутри труб. Это устраняет необходимость в байпасной дымовой трубе и системе отвода выхлопных газов, которые требуются для работы турбины сгорания с выведенным из эксплуатации HRSG барабанного типа. [1]
