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Un generador de vapor de recuperación de calor ( HRSG ) es un intercambiador de calor de recuperación de energía que recupera el calor de una corriente de gas caliente, como una turbina de combustión u otra corriente de gas residual. Produce vapor que se puede utilizar en un proceso ( cogeneración ) o para impulsar una turbina de vapor ( ciclo combinado ).
HRSGs [ editar ]
Los HRSG constan de cuatro componentes principales: el economizador , el evaporador , el sobrecalentador y el precalentador de agua [se necesita aclaración ] . Los diferentes componentes se combinan para cumplir con los requisitos operativos de la unidad. Consulte la ilustración adjunta de una disposición general modular HRSG.
Los HRSG modulares se pueden clasificar de varias formas, como la dirección del flujo de los gases de escape o el número de niveles de presión. Según el flujo de gases de escape, los HRSG se clasifican en tipos verticales y horizontales. En los HRSG de tipo horizontal, los gases de escape fluyen horizontalmente sobre tubos verticales, mientras que en los HRSG de tipo vertical, los gases de escape fluyen verticalmente sobre los tubos horizontales. Según los niveles de presión, los HRSG se pueden clasificar en presión única y presión múltiple. Los HRSG de presión única tienen un solo tambor de vapory el vapor se genera a un solo nivel de presión, mientras que los HRSG de presión múltiple emplean dos (doble presión) o tres (triple presión) tambores de vapor. Como tales, los HRSG de triple presión constan de tres secciones: una sección LP (baja presión), una sección de recalentamiento / IP (presión intermedia) y una sección HP (alta presión). Cada sección tiene un tambor de vapor y una sección de evaporador donde el agua se convierte en vapor. Este vapor luego pasa a través de sobrecalentadores para elevar la temperatura más allá del punto de saturación .
Las partes de vapor y presión de agua de un HRSG están sujetas a una amplia gama de mecanismos de degradación, por ejemplo , fluencia , fatiga térmica , fluencia-fatiga, fatiga mecánica, Corrosión Acelerada por Flujo (FAC), corrosión y fatiga por corrosión, entre otros.
HRSG empaquetados [ editar ]
Los HRSG empaquetados están diseñados para enviarse como una unidad completamente ensamblada desde la fábrica. Se pueden utilizar en aplicaciones de calor residual o de turbinas (generalmente de menos de 20 MW). El HRSG empaquetado puede tener un horno enfriado por agua, lo que permite una mayor cocción suplementaria y una mejor eficiencia general.
Variaciones [ editar ]
Algunos HRSG incluyen cocción suplementaria o de conducto. Estos quemadores adicionales proporcionan energía adicional al HRSG, que produce más vapor y, por lo tanto, aumenta la salida de la turbina de vapor . Generalmente, la combustión de conductos proporciona salida eléctrica a un costo de capital más bajo. Por lo tanto, se utiliza a menudo para operaciones de picos.
Los HRSG también pueden tener válvulas de desvío para regular el flujo de entrada al HRSG. Esto permite que la turbina de gas continúe funcionando cuando no hay demanda de vapor o si es necesario desconectar el HRSG.
Los controles de emisiones también pueden estar ubicados en el HRSG. Algunos pueden contener un sistema de reducción catalítica selectiva para reducir los óxidos de nitrógeno (un gran contribuyente a la formación de smog y lluvia ácida) y / o un catalizador para eliminar el monóxido de carbono . La inclusión de un SCR afecta drásticamente el diseño del HRSG. El catalizador de NOx funciona mejor en temperaturas entre 650 ° F (340 ° C) y 750 ° F (400 ° C). Por lo general, esto significa que la sección del evaporador del HRSG tendrá que dividirse y el SCR se colocará entre las dos secciones. Recientemente, han salido al mercado algunos catalizadores de NOx de baja temperatura que permiten colocar el SCR entre las secciones del evaporador y del economizador (350 ° F - 500 ° F (175 ° C - 260 ° C)).
Generador de vapor de un solo paso (OTSG) [ editar ]
Un tipo especializado de HRSG sin tambores de caldera es el generador de vapor de paso único. En este diseño, el agua de alimentación de entrada sigue una ruta continua sin secciones segmentadas para economizadores, evaporadores y sobrecalentadores. Esto proporciona un alto grado de flexibilidad ya que se permite que las secciones crezcan o se contraigan según la carga de calor.que se recibe de la turbina de gas. La ausencia de tambores permite cambios rápidos en la producción de vapor y menos variables para controlar, y es ideal para ciclos y operación de carga base. Con la selección adecuada del material, un OTSG puede funcionar en seco, lo que significa que los gases de escape calientes pueden pasar por los tubos sin que fluya agua dentro de los tubos. Esto elimina la necesidad de una chimenea de derivación y un sistema desviador de gases de escape que se requiere para operar una turbina de combustión con un HRSG tipo tambor fuera de servicio. [1]
Aplicaciones [ editar ]
- La recuperación de calor se puede utilizar ampliamente en proyectos energéticos.
- En la región del Golfo Pérsico , rica en energía , el vapor del HRSG se utiliza para plantas de desalinización .
- Las universidades son candidatos ideales para las solicitudes de HRSG. Pueden usar una turbina de gas para producir electricidad de alta confiabilidad para uso en el campus. El HRSG puede recuperar el calor de la turbina de gas para producir vapor / agua caliente para calefacción o refrigeración urbana .
- Los grandes buques oceánicos (por ejemplo, Emma Maersk ) utilizan la recuperación de calor para que sus calderas de gasóleo puedan apagarse mientras navegan.
Diagrama de bloques [ editar ]
Ver también [ editar ]
- Sistema de recuperación de calor de escape
- BMW Turbosteamer
- Tratamiento oxigenado
- Generador de vapor monotubo
Referencias [ editar ]
- ^ Tecnologías de vapor innovadoras
Enlaces externos [ editar ]
- Usuarios de HRSG
