GPU үшін қалдық жылу қазандықтары: іске асыру жағдайлары 

Нақты іске асыру жобалары: газтурбиналық қондырғыларға арналған қалдық жылу қазандықтары кәсіпорындардың экономикасын қалай өзгертеді

Ауыр энергетикалық техникамен жұмыс істеу тәжірибемізде біз тұтынушылар қарастыратын жағдайды бірнеше рет кездестірдікGPU үшін қалдық жылу қазандықтарынегізгі пайда көзіне айналу мүмкіндігін елемей, тек көмекші құрал ретінде. Статистика көрсеткендей, тиімді қалпына келтіру жүйесі орнатылмаған болса, газ поршенді қондырғылары (GPU) өндіретін жылу энергиясының 45% -ы ауа шығару жүйесі арқылы жай ғана жоғалады. Қайта өңдеу схемасын енгізу энергия орталығының жалпы тиімділігін 38-42%-дан 85-90%-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді. Бұл мақалада біз ресейлік климатта және өнеркәсіптік жүктемелердегі нақты жұмыс тәжірибесіне негізделген нақты іске асыру жағдайларын талдаймыз, осылайша сіз біздің клиенттерімізге миллиондаған рубльді құрайтын қателіктерден аулақ бола аласыз.

Біз дерексіз терминдерді қолданбаймыз. Әрбір бөлім температураға, қысымды өлшеуге және жабдықты іске қосқаннан кейінгі нақты қаржылық есептерге негізделген. Егер сіз қолданыстағы ЖЭО қондырғысын жаңартуды немесе жаңа когенерациялық қондырғыны салуды жоспарласаңыз, бұл деректер сіздің техникалық-экономикалық негіздемеңізге негіз болады.

No1 жағдай: Цемент зауытын жаңғырту – бу тапшылығы мәселесін шешу

Орталық Ресейдегі ең ірі цемент зауыттарының бірі қиын жағдайға тап болды: өндірістік қуаттылықты арттыру шикізатты кептіру үшін технологиялық бу беруді ұлғайтуды талап етті, ал жұмыс істеп тұрған газ қазандықтары қазірдің өзінде шегіне дейін жұмыс істеп тұрды. Жаңа бу генераторының құрылысы рұқсаттарды, жер телімдерін бөлуді және 120 миллион рубльден астам күрделі шығындарды талап етті. Инженерлер балама нұсқаны ұсынды: әрқайсысының қуаты 2 МВт болатын жаңа газ поршеньді қондырғыларының шығарылуына екі қалдық жылу қазандығын орнату.

Мәселенің техникалық параметрлері мен шарттары

Жобаның кірістері қиын болды. GPU пайдаланылған газдың температурасы бір қозғалтқышқа 6500 кг/сағ массалық шығын кезінде 480 ° C болды. Тұтынушыға жалпы өнімділігі сағатына кемінде 3 тонна болатын 8 бар (0,8 МПа) қысымдағы қаныққан буды қажет етті. Негізгі қауіп пайдаланылған газдардың құрамы болды: күкірт қосылыстарының болуы және жоғары шаң деңгейі қышқылдық коррозияны және тез ластануды болдырмау үшін жылу алмасу беттерін жобалауға ерекше көзқарасты талап етті.

Осындай күрделі мәселелерді шешу үшін материалтану және жылу тасымалдағыш жабдықтарды өндіруде терең тәжірибесі бар жеткізуші қажет. Бұл жерде компанияның мамандануы маңызды рөл атқарды.Wuxi Kaisheng Electric Power and Petrochemical Equiment Co., Ltd.. Біз жай ғана құрамдастарды құрастырып қоймаймыз, біз экстремалды жағдайларда жұмыс істей алатын құрамдастарды әзірлеп, шығарамыз. Бұл жобада жоғары термиялық тиімділікті және агрессивті ортаға төзімділікті қамтамасыз ету үшін біздің гофрленген тот баспайтын болаттан жасалған түтік байламдары мен арнайы түтік парақтары пайдаланылды. ASME жоғары қысымды жылу алмастырғыштар мен қалдық жылу қазандықтарын жасаудағы тәжірибеміз қауіпсіздік коэффициентін дәл есептеуге және ГОСТ 5520 сәйкес жоғары температураның ұзақ әсер етуіне төзімді материалдарды (соның ішінде 12Х1МФ болат) таңдауға мүмкіндік берді.

Біз айналма клапаны бар қос тізбекті қалдық жылу қазандығының дизайнын таңдадық. Бұл шешім конвективті бөлікке кіре берістегі газдардың температурасын реттеуге мүмкіндік берді, GPU төмен жүктемелерінде агрессивті заттардың конденсациялануын болдырмайды. Жұмыс кезінде құбырлардың ықтимал ластануын өтеу үшін жылу алмасу аймағы 15% маржамен есептелді.

Интеграция процесі және жасырын күрделіліктер

Жабдықтарды орнату келісім-шарттың негізгі шарты болған негізгі цемент өндірісін тоқтатпай өтті. Ең қиын кезең қолданыстағы газ құбыры жүйесіне кірістіру болды. Қозғалтқыш пен цех қабырғасы арасындағы шектеулі кеңістікке байланысты стандартты шешімдер жарамсыз болғандықтан, бізге тапсырыс бойынша термиялық кеңейту компенсаторларын әзірлеуге тура келді. Сызықтық кеңеюді есептеудегі қате буындардың қысымының төмендеуіне және GPU-ның апатты түрде өшірілуіне әкелуі мүмкін.

Іске қосу кезінде біз күтпеген мәселеге тап болдық: қозғалтқыштың шығысындағы газ ағынының пульсациясы түтік шоғырының дірілдеуін тудырды. Бұл құбылыс теориялық есептеулерде жиі назардан тыс қалады. Қалдық жылу қазандығы корпусының ішіне қосымша қалқалар мен демпферлерді жылдам орнатуға тура келді. Бұл оқиға жеткізушінің инженерлік тәжірибесі бар маңыздылығын көрсетеді: «каталогтан» стандартты шешім бұл жерде жұмыс істемеді және жұмыстың алғашқы айларында құбырдың істен шығуына әкелді.

Экономикалық нәтижелер мен тиімділік

Режимге кіргеннен кейін жоба келесі нәтижелерді көрсетті:

• Бу шығару:сағатына 3,2 тонна (тапсырмадан 6,6%-ға артық).
• Түтін газының температурасы:480°С-тан 165°С-қа дейін төмендеді.
• Табиғи газды үнемдеу:ескі екі бу қазандығын пайдалануды жою сағатына шамамен 280 текше метр газды үнемдеуге мүмкіндік берді.
• Өтеу мерзімі:болжанған 18 айдың орнына 14 ай болды.

Табыстың басты факторы осы болдыGPU үшін қалдық жылу қазандықтарыбұл жағдайда олар 24/7 негізгі режимде жұмыс істеді. Басқару жүйесін автоматтандыру бу өндірудің басымдығын қамтамасыз етті: электр генераторындағы жүктеме төмендеген кезде айналма клапан автоматты түрде ашылып, бу құбырындағы тұрақты қысымды сақтау үшін газдардың бір бөлігін қазандықтың жанынан ағызып жіберді. Бұл дұрыс автоматтандыру аппараттық құралдың өзінен маңыздырақ екенін дәлелдейді.

Ұқсас профильдегі кәсіпорындар үшін жабдыққа тапсырыс бермес бұрын пайдаланылған газдардың химиялық құрамын егжей-тегжейлі талдауды ұсынамыз. Бұл қадамды елемеу жылу алмастырғыштың тез істен шығуына әкелуі мүмкін. Сілтемені басу арқылы ұқсас жобалар үшін техникалық сипаттама үлгісін сұрай аласызцемент өнеркәсібіндегі аяқталған жобалар.

No 2 жағдай: Мұнай өндіру кешені – Қиыр Солтүстіктегі жылуды қалпына келтіру

Арктикалық аймақтарда жұмыс істеу кез келген өнеркәсіптік жабдықтың сенімділігіне үлкен талаптар қояды. Ямало-Ненецк автономиялық округіндегі жаңа кен орнын игеру жобасы аясында вахталық қалашықты жылумен және мұнай дайындаудың технологиялық процестерін қамтамасыз ету міндеті қойылды. Бөлек дизельдік генераторлар мен ыстық су қазандықтары бар дәстүрлі схема отынды жеткізудің жоғары құнына және қосалқы бөлшектер логистикасының күрделілігіне байланысты экономикалық тұрғыдан тиімсіз деп саналды.

Солтүстік нұсқасының ерекшеліктері

Негізгі қиындық қыста -52°С дейін төмендейтін қоршаған ортаның температурасы болды. Мұндай жағдайларда стандартты қалдық жылу қазандықтары GPU авариялық өшіру кезінде экономайзердегі суды қосу немесе мұздату кезінде термиялық соққыға ұшырау қаупін тудырады. Біз Wuxi Kaisheng LLC компаниясының өндірістік мүмкіндіктеріне сүйене отырып, мамандандырылған солтүстік жабдықтарды қолдандық. Біздің компания мұнай өңдеу, мұнай-химия және энергияны үнемдеу үшін жабдықтарды әзірлеуге маманданған, дүние жүзіндегі тұтынушыларға шешімдерді жеткізеді. Бұл жоба үшін біздің PED және ASME сертификаттары бар мыс-никель және титан ауа салқындатқыштары мен жылу алмастырғыштар пайдаланылды. Бұл материалдардың жоғары коррозияға төзімділігі төмен температураға және жоғары қысымға төзімділікпен біріктіріліп, мәңгі тоң жағдайында үзіліссіз жұмыс істеудің кепілі болды.

Кешенді шешім мыналарды қамтиды:

1. Тығыздығы 140 кг/м³ жанбайтын базальт плиталарын пайдалана отырып, қалыңдығы 200 мм корпустың күшейтілген жылу оқшаулауы.
2. Дренаж желілері мен аспаптық импульстік құбырларға арналған мұздатуға қарсы жылыту жүйесі.
3. Құбырлар жүйесінің конструкциясы мұздың пайда болуы мүмкін тоқырау аймақтарын жоққа шығарады.

Пропиленгликольдің сулы ерітіндісі қыздырудың бастапқы кезеңінде қалпына келтіру тізбегінде салқындатқыш ретінде пайдаланылды, содан кейін ол тазартылған суға ауыстырылды. Бұл шешім қосымша плиталық жылу алмастырғышты орнатуды талап етті, бірақ жүйенің қауіпсіздігіне кепілдік берді. Айта кету керек, этиленгликольді тұтынуға тұтынушының ішкі экологиялық стандарттары оның улылығына байланысты тундраның нәзік экожүйесінде төгілу кезінде тыйым салынған болатын.

Төмен жүктемелер мәселесін шешу

Мұнай кен орындарында жүктеме жиі біркелкі емес. Маусымаралық кезеңде жылуды тұтыну төмендейді және GPU электр жүктемесін жабу үшін жұмысын жалғастырады. Қалыпты жағдайда бұл түтін газдарының температурасы шық нүктесінен төмен түсіп, қыздыру беттерінің қарқынды күкірт қышқылы коррозиясына әкеледі. Біз түтін газының рециркуляция жүйесін енгіздік, бұл құбыр қабырғасын критикалық деңгейден (130 ° C) жоғары сақтай отырып, қалдық жылу қазандығының кірісіндегі температураны жасанды түрде арттыруға мүмкіндік береді.

Біздің тәжірибемізде бәсекелестер көрші мекемеде мұндай қорғаныссыз арзан қалдықтарды кәдеге жарату қондырғысын орнатқан жағдай болды. Бір жарым жыл жұмыс істегеннен кейін экономайзер түтіктері тот басып, кәсіпорын су тізбегінің герметикалығын жоғалтты. Полярлық түн жағдайында жөндеу үш аптаға созылды және бастапқы жаңарту құнынан үш есе қымбатқа түсті. Бұл мысал тағы да растайды: материалдар мен инженерлік шешімдерді үнемдеу солтүстік үшін қолайсыз.

Түпкілікті нәтиже көрсеткіштері

Жүйені енгізу қозғалтқыштардан шығатын қалдық жылуды пайдалана отырып, ауылдың жылу мен ыстық суға деген қажеттілігін толығымен жабуға мүмкіндік берді.

Бұл жобада қазандықтар газ турбиналық қондырғымен бір ғимаратта орналасқандықтан, газдың ластануын және өрт қауіпсіздігін автоматты түрде басқару жүйесіне ерекше назар аударылды. Жалын мен тартқышты басқару сенсорлары сигнал шығысымен басқа қаладағы басқару панеліне көшірілді. Мәңгілік мұз жағдайында коммуникациялардың сенімділігі де арнайы брондалған снарядта талшықты-оптикалық желілерді қолдану арқылы шешілетін жеке инженерлік мәселеге айналды.

Егер сіздің сайтыңыз қатал климаты бар аймақта орналасса, дайын жабдықты жай ғана бейімдеудің орнына, осы жағдайларда жұмыс істеу тәжірибесі бар жеткізушіні таңдау өте маңызды. Солтүстік орындауға қойылатын талаптар туралы толығырақ бөлімде табуға боладыАрктиканың техникалық сипаттамалары.

Қалдық жылу қазандықтарын жобалау және орнату кезіндегі типтік қателер

Осы жылдар ішінде біз ондаған сәтсіз жобаларды талдадық, қайдаGPU үшін қалдық жылу қазандықтарыкөрсетілген сипаттамаларға сәйкес келмеді немесе тез істен шықты. Бұл қателерді түсіну ақша мен стрессті үнемдеуге көмектеседі. Көбінесе проблемалар жабдықтың сапасына байланысты емес, біріктіру және пайдалану қателеріне байланысты туындайды.

№1 қате: гидравликалық кедергіні елемеу

Дизайнерлер көбінесе қалдық жылу қазандығын орнату қозғалтқыштың шығатын жолында қосымша қарсылық тудыратынын ұмытады. Егер кері қысым GPU өндірушісі рұқсат еткен мәндерден асып кетсе (әдетте 5-7 кПа), қозғалтқыш қуатын жоғалта бастайды, отын шығыны және пайдаланылған газ температурасы жоғарылайды. Бір жағдайда, бұл жүктеме 80% -дан жоғары болған кезде генератордың өшірілуінің апаттық қорғанысына әкелді. Шешім жолды мұқият аэродинамикалық есептеуде және қажет болған жағдайда қуатты турбокомпрессорды орнатуда немесе шығатын құбырдың диаметрін арттыруда жатыр.

№2 қате: шық нүктесін дұрыс таңдау

Тиімділікті арттыру үшін пайдаланылған газдарды мүмкіндігінше салқындату ниеті жиі қатыгез әзіл ойнайды. Қазандықтың суық бөлігіндегі құбыр қабырғасының температурасы газдардың құрамындағы күкірт қосылыстарының шық нүктесінен төмен түссе, қарқынды коррозия басталады. Екі жылдың ішінде экономайзерлердің шаңға айналғанын көрдік. Температура шегін әрқашан жобалық шық нүктесінен кемінде 15-20°С жоғары қалдыру қажет, әсіресе күкірт мөлшері тұрақсыз болуы мүмкін биогазды немесе полигон газын жағу кезінде.

№3 қате: айналып өту жүйесінің болмауы

Айналма жолды (түтін құбырын айналып өту) орнатпау жүйені осал етеді. Қазандық жөнделгенде немесе су тізбегінде апат болған кезде, бүкіл GPU өшірілуі керек, бұл электр қуаты мен ақшаның жоғалуына әкеледі. Айналма газдардың еркін өтуін қамтамасыз ете отырып, секундтар ішінде автоматты түрде жұмыс істеуі керек. Сонымен қатар, қозғалтқышты іске қосу қажет: суық қазанды ыстық газдармен бірінші айналым сусыз қыздыру термиялық соққының әсерінен дәнекерленген жіктердің бұзылуына әкелуі мүмкін.

Бұл проблемаларды болдырмау үшін біз келісім-шартқа өндірісті бастамас бұрын газтурбиналық қондырғы мен қалдық жылу қазандығының жұмысын бірлескен модельдеу туралы тармақты енгізуді ұсынамыз. Бұл нақты нысанда емес, виртуалды үлгідегі кедергілерді анықтауға мүмкіндік береді.

Таңдаудың техникалық аспектілері: спецификацияда нені іздеу керек

Коммерциялық ұсыныстарды зерделеу кезінде сіз көптеген параметрлерді кездестіресіз. Шешім қабылдау үшін қайсысы маңызды? Сапалы жабдықты бұзылғандардан ажырататын негізгі критерийлерді қарастырайық.

Жылу өткізгіш беттік материал

Материалды таңдау – бұл Wuxi Kaisheng Co., Ltd. нарықтың көшбасшысы болып табылатын құзырет. Жоғары температура бөлігі (буландырғыш) үшін әдетте көміртекті болат қолданылады. Дегенмен, конденсация қаупі жоғары төмен температура бөлігі (эконайзер) үшін баспайтын болат (мысалы, AISI 304 немесе 316L) немесе эмальмен қапталған болат қажет. Біздің компания C46400 теңіз жезінен, C70600 мыс-никель қорытпаларынан және N06625 никель қорытпаларынан, сондай-ақ титан құбырлы жылу алмастырғыштардан түтік байламдарын шығарады. Бұл материалдар химия өнеркәсібінде, теңіз суын тұщытуда және кеме жасауда ерекше коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді. Эмальданған беттер қышқылдарға тамаша төзімділікке және күйенің жабысып қалуына жол бермейтін тегіс құрылымға ие, бірақ олар қымбатырақ және орнату кезінде механикалық соққыға сезімтал. Таңдау отын түріне байланысты: таза табиғи газ үшін болат жеткілікті; биогаз немесе дизель үшін тот баспайтын болат немесе біздің өндірістің арнайы қорытпалары жақсырақ.

Жабдықтың дизайны және техникалық қызмет көрсетуге қол жеткізу

Қалдық жылу қазандығы үнемі тазалауды қажет етеді. Күйе мен көміртегі шөгінділері жылу беруді азайтады және кері қысымды арттырады. Конструкцияның газ және су жағынан түтік шоғырына қол жеткізуге ыңғайлы люктерді қамтамасыз ететініне көз жеткізіңіз. Онлайн тазалау жүйелерінің болуы (мысалы, бу немесе сығылған ауа) үздіксіз жұмыс циклі бар нысандар үшін үлкен плюс. Біздің жобаларымызда біз әрқашан қызмет көрсету аймақтарын еңбек қауіпсіздігі талаптарына сай қоршаулармен қамтамасыз етеміз.

Автоматтандыру және қауіпсіздік

Қазіргі заманғы қалдық жылу қазандығы күрделі интеллектуалды қондырғы болып табылады. Басқару жүйесі Modbus TCP немесе OPC хаттамалары арқылы газ поршенді қондырғысының технологиялық басқару жүйесімен біріктірілуі керек. Маңызды функциялар: қызып кетуден қорғау, су деңгейін бақылау, қатып қалудан қорғау, бу қысымын бақылау. Сапалы автоматтандырудың жоқтығы қымбат жабдықты операторлар үшін тұрақты бас ауруына айналдырады. Біз белгілі бір нысан үшін алгоритмдерді икемді түрде теңшеуге мүмкіндік беретін ашық бастапқы логикасы бар әлемдік жетекші брендтердің контроллерін қолданамыз.

Әртүрлі жеткізушілердің ұсыныстарын салыстыру кезінде бағаға ғана емес, пакеттің мазмұнына да назар аударыңыз. Көбінесе төмен бағаға сорғыларды, өшіру клапандарын немесе суды химиялық тазарту жүйелерін жою арқылы қол жеткізіледі, содан кейін оларды бөлек сатып алуға тура келеді. Толық кілтті пакет ұзақ мерзімді перспективада әрқашан тиімдірек.

Жиі қойылатын сұрақтар

24 сағат жұмыс істейтін қалдық жылу қазандығының қызмет ету мерзімі қандай?

Техникалық қызмет көрсету ережелері сақталса және судың химиялық құрамы дұрыс болса, негізгі металдың қызмет ету мерзімі кемінде 20 жыл. Жылу алмасу құбырлары қоршаған ортаның агрессивтілігіне байланысты 10-12 жылдан кейін ауыстыруды қажет етуі мүмкін. Шөгінділерді үнемі тазалау ұзақ өмір сүрудің негізгі факторы болып табылады. Біз жылына кемінде бір рет ішкі тексеруді ұсынамыз.

Электр энергиясын (бу турбинасы циклі) өндіру үшін қалдық жылу қазандығын пайдалануға болады ма?

Иә, бұл аралас циклді газ турбиналы (CCGT) тізбектерінде мүмкін. Егер графикалық процессордың қуаты үлкен болса (10 МВт-тан), өндірілген бу шағын бу турбинасын айналдыру үшін жеткілікті болуы мүмкін, ол жалпы шығарылымға тағы 30-40% электр қуатын қосады. Дегенмен, шағын газ турбиналық қондырғылар үшін (2 МВт-қа дейін) бу турбинасын орнату жабдықтың жоғары құнына және шағын ауқымда тиімділігі төмен болғандықтан экономикалық мақсатқа сай емес. Мұндай жағдайларда буды технологиялық қажеттіліктерге немесе жылытуға пайдаланған дұрыс.

Мұндай қазандықты пайдалану үшін арнайы рұқсат қажет пе?

Иә, қалдық жылу қазандықтары қысымды ыдыстар ретінде жіктеледі және Ростехнадзорда (Ресей Федерациясы үшін) міндетті түрде тіркелуге жатады. Жабдықтың Кеден одағының «Машиналар мен жабдықтардың қауіпсіздігі туралы» техникалық регламентіне сәйкестік сертификаты болуы керек. Орнату жобасы өнеркәсіптік қауіпсіздікті бағалаудан өтуі керек. Біздің компания құжаттардың барлық пакетін дайындауды және тапсырыс берушіден осы жүктемені алып тастайтын тіркеу процедурасын қолдауды өз мойнына алады.

GPU жүктемесі үнемі өзгеріп тұрса не істеу керек?

Қалқымалы жүктемесі бар объектілер үшін (мысалы, шыңы электр станциялары) мәжбүрлі айналым қазандықтарын немесе бу аккумуляторлары бар арнайы тізбектерді пайдалану қажет. Сондай-ақ жұмыс істеп тұрған қозғалтқыштардың санына қарай кезекпен қосуға болатын қуаттылығы төмен бірнеше модульдерді пайдалану тиімді. Бұл энергетикалық орталықтың ішінара жүктемесінде де қайта өңдеудің жоғары тиімділігін сақтауға мүмкіндік береді.

Қорытынды және одан әрі іс-әрекеттер бойынша ұсыныстар

Жылуды қалпына келтіру жүйесін енгізу тек техникалық жаңарту емес, бүкіл кәсіпорынның табыстылығына әсер ететін стратегиялық шешім болып табылады. Қаралған істер көрсеткендей, дұрыс таңдалғанGPU үшін қалдық жылу қазандықтары, жоғары сапалы материалдардан жасалған және тұтынушылардың жеке талаптарын ескере отырып, энергия орталығының өзін-өзі ақтау мерзімін екі есе қысқартуға және көтерілген газ тарифтерінен тәуелсіздікті қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Сәттілік техникалық-экономикалық негіздеме кезеңіндегі жобаның егжей-тегжейіне және мердігердің біліктілігіне байланысты.

Дизайн кезеңінде ақшаны үнемдеуге тырысатын қымбат жабдықты тәуекел етпеңіз. Сатып алу сатысында үнемделген әрбір мың рубль болашақта тоқтап қалудан және жөндеуден миллиондаған шығындарға әкелуі мүмкін. Есептер мен жеткізуді Wuxi Kaisheng LLC сияқты кәсіпқойларға сеніңіз, олар сіздің салаңызды жақсы біледі және бүкіл әлемдегі тұтынушыларға теңшелген шешімдері бар сенімді жабдықты ұсынады.

Егер сіз өзіңіздің нысаныңыздың параметрлерін талқылауға және экономикалық тиімділіктің алдын ала есебін алуға дайын болсаңыз, біздің инженерлерге хабарласыңыз. Біз сіздің ағымдағы энергия шығындарыңызды тексереміз және оңтайлы техникалық шешімді ұсынамыз.Бүгін бізге хабарласыңызкеңес алу және жобаның өтелу мерзімін есептеу.

Тақырыпты тереңірек зерттеу үшін біздің материалды оқуды ұсынамызгаз поршенді қондырғыларының тиімділігін арттыру, мұнда максималды жылу беру үшін қозғалтқыштарды баптау әдістері егжей-тегжейлі талқыланады.