Lämmöntalteenottokattilan kehittäminen kaasumoottoreille ja teollisuuskaasuturbiineille

Abstract

Tässä diplomityössä on kehitetty kustannustehokas lämmöntalteenottokattila savukaasun virtaukselle alle 150 kg/s. Kehitettävä kattila on luonnonkiertoinen ja pystyrakenteinen. Valitun kattilatyypin etuja muihin kattilatyyppeihin nähden on tarkasteltu. Erityistä huomiota kattilassa on kiinnitetty vedenkäsittelyn yksinkertaistamiseen. Tämä on saavutettu tulistinratkaisulla, jonka säätötarve on vähäinen. Tuorehöyryn lämpötilan säätöön käytettyjä säätömenetelmiä on tarkasteltu ja eri tulistinratkaisuja käyttämällä saavutettavia tuorehöyrymääriä ja säätötarvetta on tutkittu simulointiohjelmaa hyväksi käyttäen. Tulistinratkaisun lisäksi työssä on tarkasteltu syöttöveden käyttöä ulkoiseen lämmitykseen sekä lämmönsiirrinpakettien tuentaa. Lisäpolton toteutusta sekä syöttövesiventtiilin sijoittamista ja syöttövesipumpun valintaa on myös tarkasteltu. Osana työtä on lisäksi tehty kehitettyä kattilaa varten mitoitusohjelma ja mitoitettu sitä käyttäen esimerkkilaitos.

This master's thesis deals with the development of a cost-effective heat recovery steam generator (HRSG) for flue gas flows less than 150 kg/s. The HRSG under development is vertically structured and it operates with natural circulation. The benefits of this type a of HRSG compared to other types are considered. Special attention is given to simplifying the water treatment demands of the boiler. This is achieved by designing the superheater so that the control requirement is minimal. Different methods of controlling live steam temperature are valued and the amount of steam and the control requirements with various superheater types are studied with a simulation program. In this master's thesis, the use of feedwater for external heating and the supporting of heat exchanger bundles is also studied. The realization of additional firing and the placement of the feed water valve, and also, the choice of the feed water pump are considered. As a part of this master's thesis, a computer program is made for dimensioning HRSGs of the type specified here. As an example, a HRSG is dimensioned using the computer program.