ガスタービン排気から熱を回収するための有機ランキンサイクル用のドライクーラー

ガスタービン排気から熱を回収するための有機ランキンサイクル用のドライクーラー

ORCシステムでは、ドライクーラーは主にタービンを通過した後に作動液を冷却するために使用されます。ガスタービン排気から熱を抽出し、タービンで拡大して電力を生成した後、作業液を冷却し、液体状態に戻してサイクルを完了する必要があります。ドライクーラーは、従来の湿潤冷却システムとは異なる冷却媒体として水を使用することなく、作業液から周囲の空気に熱を消散させることでこれを達成します。

ドライクーラーを使用する利点
水 - 貯蓄：ガスタービン発電所は水資源が不足している地域にあることが多いため、乾燥冷却器の水 - 自由冷却方法は水を節約するのに役立ちます。これは大きな利点です。大量の冷却水に頼ることなく、乾燥した環境で効果的に動作し、発電所の水消費量と関連するコストと環境への影響を減らすことができます。
メンテナンスの減少：湿った冷却システムと比較して、ドライクーラーの腐食やファウリングの傾向があるコンポーネントが少なくなります。冷却塔の水漏れ、スケール形成、微生物の成長などの問題に対処する必要はありません。これは、冷却水システムの定期的な洗浄と化学的処理の必要がないため、メンテナンスの要件とコストを削減します。
コンパクトな設計：ドライクーラーには通常、よりコンパクトな構造があり、発電所のスペースを節約できます。これは、レイアウトが比較的コンパクトであるガスタービン発電所にとって有益であり、限られた設置スペースをより効率的に使用できるようになります。

ドライクーラーの設計上の考慮事項
熱伝達能力：乾燥クーラーは、作業液からの熱負荷を処理するのに十分な熱伝達能力を持つように設計する必要があります。これには、凝縮プロセス中に作業流体によって放出される熱の正確な計算が必要であり、作業流体の流量、温度、熱力学的特性、および冷却空気の温度と流量などの要因を考慮して、
空気フロー設計：効率的な熱伝達を実現するために、合理的な空気流の設計が重要です。これには、適切なファンの種類、サイズ、および数を決定して、冷却空気が乾燥冷却器の熱交換器を均等に流れるようにすることが含まれます。空気流量と速度は、作業流体と空気の間の熱伝達係数を最大化するように最適化する必要がありますが、ファンの電力消費を減らすために空気の流れの圧力低下を最小限に抑えます。
材料の選択：ドライクーラーで使用される材料は、良好な熱伝達性能、腐食抵抗、および機械的強度を持つ必要があります。一般的な材料には、熱交換器フィンとチューブ用のアルミニウム合金が含まれます。これは、優れた熱伝導率と比較的低い重量があるためです。フレームおよびその他のコンポーネントは、通常、ステンレス鋼またはその他の腐食 - 耐性合金で作られており、発電所の過酷な動作環境での乾燥冷却器の耐久性を確保します。

運用上の課題とソリューション
寒さ - 気象操作：寒い気象条件では、乾燥クーラーの性能は、アイシングや熱伝達効率の低下などの問題の影響を受ける可能性があります。これに対処するために、一部のドライクーラーには、熱交換器の表面での氷の形成を防ぐために、電気ヒーターや大気再循環システムなどのアンチ氷装置が装備されています。さらに、ドライクーラーの制御システムを調整して、空気流量の削減や作動流体のバイパスの増加など、システムの通常の動作を維持するなど、周囲温度に応じて動作パラメーターを最適化することができます。
ほこりと汚れの蓄積：ほこりっぽい環境では、ほこりや汚れが乾燥冷却器の熱交換器の表面に蓄積し、熱伝達効率を低下させる可能性があります。乾燥クーラーの性能を維持するには、熱交換器の表面の定期的な洗浄が必要です。これは、手動洗浄または高圧空気ブロワーや水 - スプレークリーニングデバイスなどの自動クリーニングシステムの使用によって達成できます。さらに、ドライクーラーの空気入口にダスト - フィルタリングデバイスを取り付けることで、システムに入るダストの量を減らし、洗浄間隔を延長するのに役立ちます。