IGCC3_余热.pptVIP

余热锅炉既可以设计成为强制循环方式的，也可以设计成为自然循环方式的。强制循环锅炉的优点是：①余热锅炉的竖直高度不会为了满足水循环的要求而设计得很高，因而锅炉所需的空间最小；②启动快而且容易；③适宜采用较小的“节点温差”，有利于提高余热锅炉的当量效率；④对于省煤器出口携带水蒸气的可能性不太敏感。 自然循环锅炉的主要优点是不需要设置循环泵，运行可靠，厂用电耗率低。 设计余热锅炉时，人们追求的目标： ①余热锅炉的当量效率高； ②燃气侧的压力损失低，以防燃气轮机的功率和效率之降低； ③必须防止换热管簇的低温腐蚀； ④起动过程中允许升压速度快。 设计余热锅炉力争实现以下一些要求 ： （1）整个系统具有较低的热惯性，以使余热锅炉能够跟随燃气轮机的快速启动，很快地达到满负荷。通常，要求其冷态起动时间为20~30min。 （2）热工参数的稳定性。希望由余热锅炉提供的蒸汽参数不会大幅度地偏离各负荷工况下的设定值。 （3）在技术经济条件合理的情况下，尽可能多地回收热能，即提高余热锅炉的当量效率。 （4）锅炉给水大多采用强制循环方式，以求余热锅炉的体积小而重量轻。 （5）当燃气轮机的排气流量大于120kg/s，以及进入余热锅炉的燃气温度高于510℃时，通常，可以采用双压（高压和低压）或三压（高压、中压和低压）的汽水系统；当燃气温度高于538℃后，则可以采用再热循环的汽水系统；当燃气温度高于593℃时，就可以考虑采用三压有再热循环的汽水系统。 9.6.2 余热锅炉设计时节点温差和接近点温差的选择 在余热锅炉的设计中存在一个节点温差 和接近点温差 的问题 。 节点温差 节点温差 是指余热锅炉中蒸发器入口处燃气的温度 与饱和水温度 之间的差值，即 Δtx=Tg7-Ts 。 显然，节点温差不允许等于零。 随着节点温差的减小，余热锅炉的排气温度就会相应的减小，这将有利于改善余热锅炉的效率，对于提高整个IGCC的热效率是有好处的。 但是这个措施必将增大余热锅炉的换热面积和燃气侧的流阻损失，这会增加余热锅炉的投资费用，并使燃气轮机的功率有所减小，也就是说，它会导致IGCC的热效率有下降的趋势。 从投资费用以及IGCC最佳效率的角度考虑，必然存在一个如何合理地选择余热锅炉节点温差的问题。 节点温差 接近点温差 接近点温差是指余热锅炉中省煤器出口的水温 与相应压力下饱和水温 之间的差值， 即 。 接近点温差 通常，人们设计余热锅炉时，总是使 略低于 。这是由于尺寸已定的余热锅炉，当进入的燃气温度 随着机组负荷的减小而降低时，接近点温差是会随之减小的。显然，如果设计时接近点温差取得过小，或者未予考虑，那么，在部分负荷工况下，省煤器内发生部分给水蒸发汽化的问题，这会导致部分省煤器管壁过热现象，甚至出现故障。此外，接近点温差的选取对于省煤器和蒸发器换热面积的设计也是有影响的。因而，在设计余热锅炉时，必然还存在一个如何合理地选择接近点温差的问题。 当接近点温差选定后，随着节点温差的变化，在设计工况下余热锅炉的相对总换热面积A 、相对排气温度Tg5 相对蒸汽产量 Gs的变化规律。 上述所有相对值都是以节点温差选定为10℃ 时的数值作为 比较基础的。 当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，燃气的放热量将加大，蒸汽产量会增加，而总的换热面积要增大。 计算表明：传热系数基本上是不变的，但省煤器与蒸发器的对数平均温差将大幅度地减小，致使余热锅炉的总换热面积会增大。 余热锅炉排气温度的下降以及蒸汽产量之增加正意味着余热锅炉热效率的提高，而换热面积之增大则意味着余热锅炉投资费用的增大。由此可见，效率的增大是以加大换热面积为代价的，这一点在图9-7中表示得更为明显。 当节点温差减小时，余热锅炉的总投资费用和单位热回收费用都会增大。为了减少投资费用，节点温差应取得大些：为了提高余热锅炉的热效率，节点温差应取得小些。从图9-5所示曲线的斜率上可以看出：当节点温差取得比基准点值（ =10℃）小时，由于余热锅炉换热面积的增加幅度较大，锅炉的投资费用就会增大很多。但当 取得比基准点值大时，总投资费用和单位热回收费用的减小程度却要缓和一些。因而，在设计余热锅炉时，通常，取节点温差为10~20℃。 相对总投资费用和相对单位热回收费用随 的变化关系 接近点温差增大时，余热锅炉的总换热面积会增加。这是由于省煤器的对数平均温差虽然有所增大，致使其换热面积有所减小，但蒸发器的对数平均温差却会减小很多，致使蒸发器的换热面积会增大甚多的缘故。当然，此时过热器的换热面积是保持不变的。结果是余热锅炉的总换热面积要增大。由此可见，当