微型燃气轮机回热器研究课件

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1、微型燃气轮机回热器实验系统建设回热器研究概述0、微型燃气轮机及回热循环Pratt&Whltney公司的微型燃气轮机●RatedPower:-ISOday,(59ºF,15℃):400kW-Hotday,(95ºF,35℃):333kW●Thermalefficiency-ηrecuperated:30%-ηsimplecycle:22%PowerWorks公司70kW的燃气轮机回热器PowerWorks公司热电联供系统示意图微型燃气轮机的主要技术参数生产厂电功率kW效率%压比进温C出温C排温C排放NOx功率kWAlliedSignal752

2、8.53.7930650240＜25ppm75Bowman4522.54.3—650305—35-200Capstone30—3.2840—270—24-250Elliott/GE4530———316＜9ppm45,80,200NREC（样机）70333.3870—200—30-200主要微型燃气轮机公司产品结构及性能比较公司回热器功率（kW）发电效率联合循环效率估计费用（$/kW）AlliedSignal平板/肋片式50，70，20030%+60-75%350AllisionEngine有回热50，25030%225-350Capston圆柱型3

3、026-30%<500Elliott/GE一些型号有45，60，80，20030%+85%400-600NERC有回热30-25030%+80%WilliamsInternationall有回热40-400一、回热器运行参数及性能指标1.回热器运行参数（Turbec,PowerWorks，C60等）燃气进回热器温度：600—800℃燃气出回热器温度：240—340℃空气预热温度可达：500—620℃空气侧压力：3.2—4.8bar燃气侧压力：1.023bar(约一个大气压)2.回热器的性能指标回热有效度：接近或超过0.9紧凑度高（>700m2/m3

4、)，体积小，重量轻压力损失<5%可靠性高，热变形小，寿命长造价低（不超过原材料价格的1.5倍）加工难易程度重量二、回热器的研究现状回热器的结构回热器的材料1.回热器的结构板翅式主表面型(1)几种板翅式表面的几何形状（2）主要的三种主表面型CC（Corrugatedundulatedsurface）型CU（CorrugatedUndulatedsurface）型CW（CrossWavysurface）型Crosscorrugatedduct（CC型）结构分配压差的CC型结构已拆微燃机的回热器表面结构CU型（CrosscorrugatedUndulat

5、ed）CW型(CrossWavy)结构Pore90TM同心管结构2.回热器的材料回热器的材料应该满足以下几个要求：★长时间耐高温（目前由于采用不锈钢，最高温度局限于600℃-650℃）★适宜于熔接或焊接★材料的塑造可通过冲压、模压或者折叠实现★抗热变形好，抗腐蚀性好★费用低目前的回热器材料不锈钢高温金属陶瓷材料不锈钢347型不锈钢研究工作正努力使其寿命在600℃-650℃下，向30000小时接近Utriainen对高温金属的实验（100μm）实验的四种材料★321型不锈钢（Fe-17%Cr-11%Ni-0.3%Ti）★Incornel625（Ni-

6、21%Cr-9%Mo-4%Fe-4%Nb）★Haynes合金214（Ni-16%Cr-4%Al-3%Fe）★Plansee合金PM2000（Fe-19%Cr-5%Al-0.4%Ti-0.5Y2O3）抗热变形性在750℃的空气中，压力为100MPa，后三种合金的变形都很小，特别是PM2000在875℃时也能保持良好的性能（1300多小时）抗腐蚀性Incornel625在700-800℃时有足够的抗氧化能力而Haynes214和PM2000都可以使用在900℃的环境下注：PM2000有很多突然失败的例子实验的结果（以321型不锈钢为基准）Utriain

7、en对高温金属的实验（100μm）3、回热器的研究工作还应该包括对于金属材料和陶瓷材料都要改善它们的高温性能（对陶瓷材料还应包括抗热和抗化学腐蚀）寻找新技术以更低成本来制造金属和陶瓷回热器通过减小当量直径和应用增强热交换技术来增加紧凑度以“标准化思想”来设计回热器部件国外实验研究的新型主表面式回热器结构德国研制、并已实验研究的新型回热器结构模型的金属冲压和折叠过程RekuperatorSvenskaAB研制的完全激光焊接的主表面逆流式回热器RSAB的主表面逆流式回热器性能（紧凑度大于1600m2/m3）空气室内的流速效率空气室内的流速总相对压损1

8、00kW热电联供系统的微型燃气轮机上的回热器Pore90TM回热器流动简图PowerWorks公司的回热器外形图三、实验