Turbiny parowe chłodzone powietrzem-Skraplacze w elektrowniach cieplnych

W elektrowniach cieplnych wydajna kondensacja pary jest krytycznym etapem cyklu Rankine’a. Tradycyjnie do skraplania pary wylotowej z turbiny parowej tradycyjnie stosowano-skraplacze chłodzone wodą-wykorzystujące wodę rzeczną, jeziorną lub morską-. Jednak rosnący niedobór wody, ograniczenia środowiskowe i naciski regulacyjne przyspieszyły przyjęcie skraplaczy chłodzonych powietrzem (ACC) jako zrównoważonej alternatywy.

 

Skraplacze-chłodzone powietrzem z turbiną parową wykorzystują powietrze z otoczenia jako czynnik chłodzący, co eliminuje potrzebę stosowania dużych ilości wody chłodzącej. Dzięki temu nadają się szczególnie do suchych regionów i odległych instalacji, gdzie dostępność wody jest ograniczona lub droga.

 

2. Zasada działania-skraplaczy chłodzonych powietrzem

Podstawową funkcją ACC jest kondensacja pary wylotowej z turbiny z powrotem w kondensat w celu ponownego wykorzystania w kotle. System działa na zasadzie bezpośredniego, suchego chłodzenia, w którym para przepływa bezpośrednio ze spalin turbiny do wymienników ciepła z rurami żebrowanymi chłodzonymi powietrzem atmosferycznym.

Kluczowe etapy procesu:

Wylot pary: para o niskim{{0}ciśnieniu opuszcza turbinę i wchodzi do systemu kanałów skraplacza chłodzonego powietrzem-.

Kondensacja: Para przepływa przez rurki żebrowane ułożone w-ramę. Duże wentylatory osiowe umieszczone pod lub nad wiązkami rur zasysają lub tłoczą powietrze z otoczenia przez żebra.

Zbieranie kondensatu: Gdy para skrapla się na wewnętrznych powierzchniach rurek, kondensat spływa do zbiornika kondensatu lub gorącej studni.

Powrót kondensatu: Kondensat jest następnie pompowany z powrotem do systemu wody zasilającej, aby zakończyć cykl Rankine’a.

3. Projekt i komponenty

Skraplacz-chłodzony powietrzem zazwyczaj składa się z następujących głównych elementów:

A-Zestawy rur ramy: każdy pakiet zawiera rury żebrowane ułożone w nachylony kształt litery „A”, aby zmaksymalizować powierzchnię wymiany ciepła.

Rury ożebrowane: są one często wykonane ze stali węglowej lub stali nierdzewnej, z żebrami z aluminium lub stali ocynkowanej w celu poprawy sprawności cieplnej.

Wentylatory osiowe: wentylatory-o dużej średnicy (zwykle 6–10 metrów) przepuszczają ogromne ilości powietrza przez rurki żebrowane. Wentylatory mogą być zasilane-przeciągiem wymuszonym (powietrze przepychane) lub ciągiem-indukowanym (powietrze przeciągane).

Kanały parowe i kolektory dystrybucyjne: Kanały te równomiernie rozprowadzają parę wylotową z turbiny pomiędzy wiązkami rur.

System kondensatu: obejmuje przewody kondensatu, studnię gorącą, pompy i powiązane oprzyrządowanie.

 

4. Zalety skraplaczy-chłodzonych powietrzem

A. Ochrona wody

Najważniejszą zaletą ACC jest eliminacja zużycia wody chłodzącej. Dzięki temu idealnie nadają się do stosowania w klimacie suchym lub pustynnym, gdzie woda jest zasobem deficytowym.

B. Korzyści dla środowiska

ACC zapobiegają zanieczyszczeniu termicznemu naturalnych zbiorników wodnych i redukują wyładowania chemiczne związane z przedmuchem wieży chłodniczej.

C. Uproszczona infrastruktura

Nie ma potrzeby stosowania wież chłodniczych, pomp wody obiegowej ani dużych rurociągów wody chłodzącej. Zmniejsza to powierzchnię zakładu i upraszcza konserwację.

D. Elastyczność i modułowość

Przetwornice ACC można instalować w konfiguracjach modułowych, dzięki czemu nadają się do-elektrowni cyklu skojarzonego, kogeneracji i elektrowni hybrydowych wykorzystujących odnawialne źródła energii.

 

6. Zastosowania w nowoczesnych elektrowniach

Skraplacze-chłodzone powietrzem są szeroko stosowane w:

Elektrownie-z suchym chłodzeniem na obszarach-ograniczonych wodą (np. Chiny, Australia, Republika Południowej Afryki).

Instalacje z turbinami gazowymi o cyklu kombinowanym (CCGT).

Odpady-do-elektrowni energetycznych i elektrowni na biomasę.

Elektrownie geotermalne i słoneczne działające w suchych środowiskach.

Do wiodących producentów systemów ACC należą między innymi GE, SPX Heat Transfer, Hamon i Balcke-Dürr.

 

Wniosek

Skraplacze chłodzone powietrzem-turbin parowych odgrywają coraz większą rolę w nowoczesnym wytwarzaniu energii cieplnej. W miarę wzrostu globalnego zapotrzebowania na energię i kurczenia się zasobów słodkiej wody, technologia ACC zapewnia zrównoważone, przyjazne dla środowiska i elastyczne rozwiązanie. Chociaż zapewniają one pewne kompromisy w zakresie efektywności cieplnej-w gorącym klimacie, ciągłe innowacje stale poprawiają ich wydajność i ekonomikę,{{4}co czyni je kluczowym elementem przyszłości wytwarzania energii przy niskim-wodze i-wysokiej wydajności.