Evaluación de generador de vapor con recuperación de calor para centrales eléctricas de ciclo combinado de gas/vapor

Resumen La planta de energía de ciclo combinado consta de ciclo superior, ciclos de fondo y generadores de vapor con recuperación de calor (HRSG) como sistemas integrales. El enfoque principal de este trabajo es predecir y analizar el comportamiento del flujo de fluido en HRSG. Análisis de transferencia de calor y caída de presión. se realizan mediante el uso de un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD). Se analiza la capacidad del modelo CFD para predecir el rendimiento de la transferencia de calor y la caída de presión del tubo con aletas en flujo cruzado. El HRSGS con tubo dentado y enfoque de estado estacionario, con un modelo de turbulencia de dos ecuaciones se emplea para examinar el flujo de fluido que tiene una variación del número de Reynolds de 5000 a 30 000. El número de Nusselt de flujo externo y la caída de presión general predicha por el modelo CFD se comparan con los predichos por las correlaciones empíricas publicadas.

Palabras clave  Generador de vapor con recuperación de calor ·Tubos dentados·Transferencia de calor· Caída de presión·Centrales eléctricas de ciclo combinado

Este trabajo presenta el análisis comparativo de tubos con aletas segmentadas helicoidalmente utilizando el modelo de transferencia de calor y caída de presión utilizando la herramienta CFD para el economizador. Se comparan tres tubos entre sí según el número de Nusselt, la caída de presión, la diferencia de temperatura y el coeficiente general de transferencia de calor para la interacción del fluido. El agua fluye dentro de los tubos y el gas fluye fuera de los tubos. Los tubos están dispuestos en una carcasa en en dirección horizontal, mientras que a los gases de combustión se les permite fluir verticalmente. Se observa la interacción de los gases de combustión y el agua de alimentación y cómo el tubo dentado rompe la capa límite de gases de combustión espesada cerca de los tubos. La evaluación térmica se analizó utilizando las propiedades de los materiales del tubo y las aletas del fluido, la geometría del tubo y las condiciones de operación. El modelo teórico se comparó con el modelo simulado. La diferente geometría del tubo se analiza con diferentes configuraciones, como tubo sólido, tubo de 27 segmentos y 30 -tubo segmentado. Estas evaluaciones se basan en diferentes números de Reynolds de 5.000 a 30.000 de los gases de combustión. Para estudiar y comparar el rendimiento basado en la planta existente, el material utilizado para HRSG (Economizador) se ha considerado similar al que se utiliza actualmente en el HRSG existente en la planta de energía de ciclo combinado de Delhi, India. El material del tubo considerado en la sección de economizador del HRSG se detalla. Las propiedades de los fluidos (gases de escape y agua) y las propiedades de los materiales se toman de Sharma y Singh.

El modelo CFD utilizado en esta simulación es un modelo de turbulencia de calentamiento viscoso escalable y realizable.