Suh hladilnik za organski cikel Rankine za obnovitev toplote iz plinske turbine

Suh hladilnik za organski cikel Rankine za obnovo toplote iz plinskih turbinskih izpušnih plinov

V sistemu ORC se suh hladilnik uporablja predvsem za hlajenje delovne tekočine, potem ko je šel skozi turbino. Po pridobivanju toplote iz plinske turbine in razširitve v turbini za ustvarjanje moči je treba delovno tekočino ohladiti in kondenzirati nazaj v tekoče stanje, da se dokonča cikel. Suhi hladilnik to doseže tako, da odvaja toploto iz delovne tekočine do okoliškega zraka, brez uporabe vode kot hladilnega medija, ki se razlikuje od tradicionalnih mokrih hladilnih sistemov.

Prednosti uporabe suhega hladilnika
Voda - varčevanje: Ker so plinske turbinske elektrarne pogosto nameščene na območjih, kjer je vodnih virov malo, voda suhe hladilnika - brezplačna hladilna metoda pomaga pri ohranjanju vode, kar je pomembna prednost. Učinkovito lahko deluje v sušnih okoljih, ne da bi se zanašal na veliko količino hladilne vode, zmanjšal porabo vode v elektrarni ter s tem povezane stroške in vplive na okolje.
Manj vzdrževanja: V primerjavi z mokrimi hladilnimi sistemi imajo suhi hladilniki manj komponent, ki so nagnjene k koroziji in fuliranju. Ni treba obravnavati vprašanj, kot so uhajanje vode, oblikovanje lestvic in rast mikrobov v hladilnih stolpih. To ima za posledico nižje zahteve glede vzdrževanja in stroške, saj ni treba redno čiščenje in kemično obdelavo sistemov hladilne vode.
Kompaktna zasnova: suhi hladilniki imajo običajno bolj kompaktno strukturo, ki lahko prihrani prostor v elektrarni. To je koristno za elektrarne na plinske turbine, kjer je postavitev razmeroma kompaktna, kar omogoča učinkovitejšo uporabo omejenega namestitvenega prostora.

Oblikovanje za suhe hladilnike
Kapaciteta prenosa toplote: Suhi hladilnik mora biti zasnovan tako, da ima dovolj zmogljivosti prenosa toplote, da lahko ravna s toplotno obremenitvijo iz delovne tekočine. To zahteva natančen izračun toplote, ki jo delovna tekočina sprosti med kondenzacijskim postopkom, ob upoštevanju dejavnikov, kot so pretok, temperatura in termodinamične lastnosti delovne tekočine, pa tudi temperatura in pretok hladilnega zraka.
Zasnova zračnega pretoka: Za doseganje učinkovitega prenosa toplote je ključnega pomena razumna zasnova zračnega pretoka. To vključuje določitev ustrezne vrste, velikost in številko ventilatorja, da se zagotovi, da lahko hladilni zrak enakomerno teče skozi toplotni izmenjevalec suhega hladilnika. Hitrost pretoka zraka in hitrost je treba optimizirati, da se poveča koeficient prenosa toplote med delovno tekočino in zrakom, hkrati pa zmanjšuje padec tlaka pretoka zraka, da se zmanjša poraba energije ventilatorjev.
Izbira materiala: Materiali, ki se uporabljajo v suhem hladilniku, morajo imeti dobro delovanje prenosa toplote, korozijsko odpornost in mehansko trdnost. Običajni materiali vključujejo aluminijevo zlitino za plavuti in cevi za toplotni izmenjevalnik, saj ima odlično toplotno prevodnost in relativno nizko težo. Okvir in druge komponente so običajno narejene iz nerjavečega jekla ali drugih korozijskih zlitin, da se zagotovi trajnost suhega hladilnika v ostri delovni okolju elektrarne.

Operativni izzivi in ​​rešitve
Hladno - vremensko delovanje: V hladnih vremenskih razmerah lahko na delovanje suhega hladilnika vplivajo na vprašanja, kot sta zaledenitev in zmanjšana učinkovitost prenosa toplote. Za reševanje tega so nekateri suhi hladilniki opremljeni z naprave proti zaleddanju, kot so električni grelniki ali vroče - recirkulacijske sisteme za preprečevanje nastanka ledu na površinah toplotnega izmenjevalnika. Poleg tega lahko kontrolni sistem suhega hladilnika prilagodimo tako, da optimizirajo parametre delovanja glede na temperaturo okolice, na primer zmanjšanje pretoka zraka ali povečanje obvoda delovne tekočine, da se ohrani normalno delovanje sistema.
Nabiranje prahu in umazanije: V prašnem okolju se lahko na površini toplotnega izmenjevalnika suhe hladilnika nabirata prah in umazanija, kar zmanjša njegovo učinkovitost prenosa toplote. Redno čiščenje površin toplotnega izmenjevalnika je potrebno za vzdrževanje zmogljivosti suhega hladilnika. To je mogoče doseči z ročnim čiščenjem ali z uporabo samodejnih čistilnih sistemov, kot so naprave za čiščenje z visokim tlakom ali voda. Poleg tega lahko namestitev naprave za filtriranje prahu na zračnem dovodu suhega hladilnika pomaga zmanjšati količino prahu, ki vstopa v sistem in podaljša interval čiščenja.