FI122857B - Method of power plant and power plant - Google Patents

Abstract

Voimalaitoksessa tuotetaan sähköä ja lämpöä siten, että polttoainetta kattilassa polttamalla tuotetaan paineista höyryä, jonka sisältämän energian avulla tuotetaan sähköä turbiinissa ja lämpöä siirtämällä höyryn lämpöä kiertoveteen lämmönvaihtimessa. Polttoaineen poltossa syntyneitä savukaasuja lauhdutetaan savukaasulauhduttimessa (2) ja siinä syntynyttä lämpöä otetaan talteen. Savukaasulauhdutinta (2) käytetään vaihtoehtoisesti a) kiertoveden (3) lämmittämiseen johtamalla savukaasuja lauhduttimen (2) läpi, tai b) kiertoveden (3) jäähdyttämiseen johtamalla saman lauhduttimen (2) läpi ilmaa ja ohjaamalla savukaasut lauhduttimen (2) ohi, jolloin savukaasulauhduttimessa jäähtynyttä kiertovettä (3) käytetään turbiinilta tulevan höyryn lauhduttamiseen.In the power plant, electricity and heat are produced in such a way that by burning fuel in the boiler, pressurized steam is produced, with the help of the energy contained in it, electricity is produced in the turbine, and heat is produced by transferring the heat of the steam to the circulating water in the heat exchanger. The flue gases produced by burning the fuel are condensed in the flue gas condenser (2) and the heat generated there is recovered. The flue gas condenser (2) is used alternatively a) for heating the circulation water (3) by passing flue gases through the condenser (2), or b) for cooling the circulation water (3) by passing air through the same condenser (2) and directing the flue gases past the condenser (2), whereby the cooled circulation water in the flue gas condenser (3) is used to condense the steam coming from the turbine.

Description

Menetelmä voimalaitoksessa ja voimalaitos Keksinnön ala 5 Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä voimalaitoksessa, jossa tuotetaan sähköä ja lämpöä. Keksinnön kohteena on myös sähköä ja lämpöä tuottava voimalaitos, ns. yhteistuotantovoimalaitos, joka on oheisen patenttivaatimuksen 6 johdanto-osassa esitettyä tyyppiä.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for generating electricity and heat in accordance with the preamble of claim 1. The invention also relates to a power plant generating electricity and heat, a so-called power plant. a cogeneration power plant of the type shown in the preamble of claim 6.

1010

Keksinnön tausta Sähkön ja lämmön tuottamiseen käytetään vastapainevoimalaitoksia, joissa polttokattilan tuottama korkeapaineinen höyry johdetaan ensin 15 turbiiniin sähkön tuottamiseksi. Turbiinin läpi kulkenut höyry luovuttaa toisessa vaiheessa lämpöä lauhduttimessa, jonka jäähdytysvesi ohjataan esimerkiksi kaukolämpöverkkoon. Lauhtuneesta höyrystä muodostunut vesi syötetään takaisin kattilaan höyryn muodostamiseksi. Tällaisissa yhteistuotantovoimalaitoksissa päästään hyödyntämään 20 tehokkaasti kattilan polttoprosessin tuottama energia sähkön- ja lämmöntuotantoon, mikä nostaa kokonaishyötysuhdetta.BACKGROUND OF THE INVENTION Counterpressure power plants are used to generate electricity and heat, in which the high pressure steam produced by the combustion boiler is first fed to 15 turbines to generate electricity. In the second stage, the steam passing through the turbine releases heat into the condenser, the cooling water of which is fed to a district heating network, for example. The water formed from the condensed steam is fed back into the boiler to generate steam. Such cogeneration plants can utilize 20 efficiently the energy generated by the boiler combustion process for electricity and heat production, which increases the overall efficiency.

Yhteistuotantovoimalaitoksen kattilassa syntyy palamisen tuloksena savukaasuja, jotka sisältävät huomattavan määrän lämpöenergiaa, 25 jonka talteenottaminen nostaa myös polttolaitoksen hyötysuhdetta.The cogeneration boiler generates combustion gases, which contain a significant amount of thermal energy 25, the recovery of which also increases the efficiency of the incineration plant.

^ Voimalaitoskattilan savukaasuilla esilämmitetään tavallisesti sekä kat- o ™ tilan syöttövettä (ekonomaiseri) että palamisilmaa ja mahdollisesti o myös kaukolämpövettä.^ Flue gases from a power plant boiler are usually preheated both in the supply space (economizer) and combustion air and possibly also district heating.

C\JC \ J

g 30 Vaikka vastapainevoimalaitoksella saadaankin hyvä kokonaishyöty- ^ suhde, ongelmana on lähinnä lämmitystarpeen vuodenaikais- § vaihtelusta johtuva kuormituksen vaihtelu. Toisaalta sähköllä on aina g kysyntää vuodenajasta riippumatta. Lämpiminä vuodenaikoina ° lämmitysvesikierron paluuveden lämpötila on liian korkea, jotta sitä 35 voitaisiin käyttää jäähdytysvetenä turbiinista tulevan höyryn lauhdutukseen. On tunnettua käyttää höyryn lauhdutuksessa erillistä 2 apulauhdutinta, jossa ylimääräinen lämpö siirretään veteen tai ilmaan. Apulauhdutin on tavallaan keinotekoinen lämmön kuluttaja, joka korvaa kaukolämpöveden jäähdytystehon lämpiminä vuodenaikoina, ja näin voimalaitoksen kattilaa voidaan ajaa suuremmilla kuormilla sähkön 5 tuottamiseksi. Apulauhdutin on kuitenkin oma investointinsa, joka on käytössä vain osan lämmityskautta.g 30 Even though a good overall efficiency is achieved in a back-pressure power plant, the problem is mainly the load variation due to the seasonal variation in heating demand. On the other hand, electricity is always in g demand regardless of the season. During warmer seasons, the return water temperature of the heating water circuit is too high to be used as cooling water for condensing the steam from the turbine. It is known to use a separate 2 auxiliary condenser for steam condensation in which excess heat is transferred to water or air. The auxiliary condenser is, in a way, an artificial heat consumer, which replaces the cooling capacity of district heating water during warm seasons, thus enabling the power plant boiler to run at higher loads to generate electricity 5. However, the auxiliary condenser is an investment of its own that is only used during part of the heating season.

Keksinnön Ivhvt selostus 10 Nyt esitettävän keksinnön tarkoituksena on esittää uusi ratkaisu yhteistuotantovoimalaitoksen lämmityskuorman vuodenaikais-vaihtelu-jen hallitsemiseksi siten, että tullaan toimeen pienemmillä laiteinvestoinneilla.DESCRIPTION OF THE INVENTION Ivhvt 10 It is an object of the present invention to provide a novel solution for controlling seasonal variations in the heating load of a cogeneration power plant by reducing the investment in equipment.

15 Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.To accomplish this purpose, the method according to the invention is essentially characterized in what is set forth in the characterizing part of independent claim 1.

Keksinnön mukaiselle voimalaitokselle on puolestaan pääasiassa tun-20 nusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 7 tunnusmerkkiosassa.The power plant according to the invention, in turn, is mainly characterized by what is disclosed in the characterizing part of independent claim 7.

Muissa, epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja.Other dependent claims disclose some preferred embodiments of the invention.

25 ^ Keksintö perustuu siihen, että voimalaitoksen kattilan savukaasujen 0 ™ lauhdutinta käytetään vuodenajan lämmitystarpeesta riippuen vaihtosi ehtoisesti kiertoveden lämmittämiseen tai kiertoveden jäähdyttämiseen.The invention is based on the fact that the condenser 0 ™ condenser of a power plant boiler is used depending on the seasonal heating need, for changing the circulation water or for cooling the circulation water.

01 Edellisessä tapauksessa kattilan savukaasuja johdetaan lauhduttimen £ 30 läpi, jossa niistä siirretään lämpöä kiertoveteen. Jälkimmäisessä ® tapauksessa savukaasut ohittavat lauhduttimen, jonka läpi johdetaan g ilmaa, joka jäähdyttää kiertovettä. Kiertovesi kulkee ns. lämmitysvesi- § kierrossa, joka on tarkoitettu voimalaitoksen ulkopuolella olevien koh- c3 teiden lämmittämiseen siirtämällä lämpöä kiertovedestä sisätiloihin, 35 joita pidetään lämpiminä. Tyypillisesti kiertovesi on ns. kaukolämpö- 3 vettä, eli voimalaitoksen lämmitysvesikierto kuuluu kaukolämpö-verkkoon, jonka vedellä lämmitetään useita taloja.01 In the former case, the flue gases from the boiler are passed through a condenser £ 30, where they are transferred to the circulation water. In the latter case, the flue gases bypass the condenser through which g of air is passed to cool the circulating water. Circulating water passes through the so-called. heating water in a circuit designed to heat objects outside the power plant by transferring heat from the circulating water to the indoor spaces 35, which are kept warm. Typically, the circulation water is so called. district heating water, ie the heating water circulation of the power plant, is part of the district heating network, which is used to heat several houses.

Suuri osa savukaasujen sisältämästä energiasta on ns. latenttilämpöä, 5 joka tarkoittaa palamistuotteena syntyneen vesihöyryn sisältämää energiaa. Erityisesti kosteilla kiinteillä polttoaineilla, kuten biopolttoaineilla tai jätekomponentteja sisältävillä polttoaineilla latenttilämmön osuus on huomattava. Tämä energia voidaan saada talteen savukaasujen lauhduttimessa, jossa vesihöyry kondensoituu ja luovuttaa 10 lämpöenergiaa. Savukaasujen lauhduttimien avulla savukaasuista siirretään lämpöä näin sekä kaukolämpöveteen että kattilan palamis-ilmaan.Much of the energy contained in the flue gases is so called. latent heat, 5 which refers to the energy contained in the water vapor produced as a combustion product. Particularly in wet solid fuels, such as biofuels or fuels containing waste components, the latent heat is significant. This energy can be recovered in the flue gas condenser where the water vapor condenses and releases 10 thermal energy. The flue gas condensers thus transfer heat from the flue gases to both the district heating and the boiler combustion air.

Savukaasujen lauhduttimen käyttöä on kuvattu mm. suomalaisessa 15 patenttijulkaisussa 82767, jota vastaa US-patentti 4,799,941, sekä suomalaisessa patenttihakemuksessa 20075013.The use of a flue gas condenser has been described e.g. in Finnish Patent Publication 82767, corresponding to US Patent 4,799,941; and in Finnish Patent Application 20075013.

Savukaasujen lauhdutin on käytössä päälämmityskauden aikana, jolloin sen sisältämää lämpöenergiaa otetaan lämmitykseen siirtämällä 20 lauhtumislämpöä lämmitysveteen. Päälämmityskauden ulkopuolella, keväällä, kesällä ja syksyllä, se voi olla pois käytöstä jopa 4000 h/a. Lämmitysvesikierron paluuveden lämpötila pyrkii kasvamaan sähköntuotannon kannalta liian suureksi juuri lämpiminä vuodenaikoina, jolloin savukaasulauhdutin on pois käytöstä. Kun savukaasut johdetaan lauh-25 duttimen ohi ja sen läpi johdetaan ilmaa, voidaan savukaasulauhdutinta ^ käyttää jäähdyttimenä. Jäähdytettäessä lämmitysvesikierron paluuvesi ™ savukaasujen lauhduttimella saadaan sen paluulämpötilaa laskettua, o jolloin sähköntuotanto lisääntyy. Erillistä apulauhdutinta ei tarvita, koska paluuvesi jäähdytetään savukaasujen lauhduttimella ja jäähty-* 30 nyttä paluuvettä voidaan käyttää höyryn lauhduttamiseen. Näin savu kaasulauhdutinta voidaan käyttää sen varsinaisen käyttökauden ulko-§ puolella tavallaan apulauhduttimena kytkemällä jäähdyttävän väli-The flue gas condenser is used during the main heating season, during which the heat energy contained in it is taken into heating by transferring 20 condensation heat to the heating water. Outside the main heating season, in spring, summer and autumn, it can be up to 4000 h / a. The return water temperature of the heating water cycle tends to increase too much for power generation during the warmer seasons when the flue gas condenser is off. When the flue gases are passed past the condenser and air is passed through it, the flue gas condenser can be used as a condenser. When cooled, the Return Water ™ of the heating water cycle with the flue gas condenser can lower its return temperature, thereby increasing power production. A separate auxiliary condenser is not needed as the return water is cooled by the flue gas condenser and the cooled return water can be used to condense the steam. In this way, the smoke gas condenser can be used outside its regular operating season as a kind of auxiliary condenser by connecting a cooling intermediate

LOLO

g aineen virtaus sen läpi savukaasujen sijaan. Savukaasulauhdutin on ° käytössä pidemmän aikaa vuodessa, mikä lyhentää lauhdutuslaitos- 35 investoinnin takaisinmaksua.g is the flow rate of the substance through it instead of the flue gas. The flue gas condenser is in use for a longer period of the year, which shortens the repayment of the condensing plant investment.

44

Savukaasujen lauhdutin voi olla pelkkä lauhdutin, tai sen yhteyteen voi olla järjestetty pesuri, jossa on pesuliuoksen kierto.The flue gas condenser may be a mere condenser or may be provided with a scrubber with a circulation of the washing solution.

Kuvioiden Ivhvt selostus 5Description of Figures Ivhvt 5

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää kaaviona menetelmän ensimmäistä suoritus-muo- 10 toa, kuvio 2 esittää kaaviona menetelmän toista suoritusmuotoa, kuvio 3 esittää kaaviona menetelmän kolmatta suoritusmuotoa, ja 15 kuvio 4 esittää kaaviona savukaasulauhduttimen sijaintia voima laitoksessa.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 schematically illustrates a first embodiment of the method, Figure 2 schematically illustrates a second embodiment of the method, and Figure 4 schematically shows the location of the flue gas condenser.

Kuvioissa 1 - 4 on käytetty vastaavista osista vastaavia numeroita, eikä 20 niitä ole myöhemmin erikseen selitetty, ellei asian selventäminen sitä ole edellyttänyt.Figures 1-4 use numbers corresponding to the corresponding parts, and 20 will not be explained separately unless otherwise required by the specification.

Kuvassa 1 on esitetty ensimmäinen tapa käyttää savukaasulauhdutinta voimalaitoksessa jäähdytykseen. Normaalisti lämmityskaudella katti-25 lasta tulevat savukaasut kulkevat savu kaasu kanavaa 1 pitkin savuni kaasulauhduttimeen 2, josta ne edelleen johdetaan savupiippuun.Figure 1 shows a first way of using a flue gas condenser for cooling in a power plant. Normally during the heating season, the flue gases from the boiler-25 children pass through the flue gas duct 1 to my flue gas condenser 2, from where they are further directed to the chimney.

™ Savukaasujen normaalia reittiä eli savu kaasu kanavan sijaintia pää- 9 lämmityskauden aikana on kuvattu viitenumerolla 1. Lauhduttimen 2 cm kautta on viety myös vesikierto 3, joka kulkee lauhduttimessa olevan g 30 lämmönvaihtimen 2a kautta, jossa savukaasujen lauhtumisesta syntyvä lämpö siirtyy epäsuoralla lämmönsiirtotavalla veteen, eli S lämpöä luovuttava ja lämpö vastaanottava väliaine on erotettu g toisistaan niiden kulkuteitä rajaavien seinämien eri puolille. Vesikierto 3 oj on lämmitysvesikierto, jolla lämmitetään voimalaitoksen ulkopuolella 35 olevia kohteita. Vesikierron paluuvesilinjaa lauhduttimen suhteen on merkitty viitenumerolla 3a ja lämmitykseen lähtevän veden linjaa 5 viitenumerolla 3b. Osa paluuvesilinjasta 3a kulkee silmukkana 3c lämmönvaihtimen 4 kautta, jossa lämpö siirtyy kattilan palamisilman kos-tuttimen 5 viilenneeseen kiertoveteen 5a. Näin paluuveden lämpötilaa voidaan laskea jo ennen savukaasulauhdutinta.™ The normal flue gas route, i.e. the location of the flue gas duct during the main 9 heating season, is illustrated by reference numeral 1. Through the condenser 2 cm, water circulation 3 is also passed through heat exchanger 2a of the condenser g 30 where the heat from condensation of flue gases S the heat-releasing and the heat-receiving medium are separated by g on different sides of their walls defining the pathways. Water circulation 3 doj is the heating water circulation used to heat objects outside the power plant 35. The water return water line with respect to the condenser is denoted by reference numeral 3a and the line for outgoing water 5 for heating by reference numeral 3b. A portion of the return water line 3a passes through a loop 3c through a heat exchanger 4 where heat is transferred to the cooled circulation water 5a of the boiler combustion air humidifier 5. This allows the temperature of the return water to be lowered even before the flue gas condenser.

55

Kuvassa 1 on esitetty päälämmityskauden ulkopuolella käytettävä kytkentä savukaasulauhduttimen 2 kohdalla. Savu kaasu kanavaan 1 on tehty lauhduttimen ohitus, jolla savukaasut ohjataan lauhduttimen ohi suoraan savupiippuun kanavaa 1a pitkin, joka erkanee lauhduttimeen 10 menevästä savu kaasu kanavasta 1. Lauhduttimen 2 yläpäähän on tuotu ilmakanava 6, jonka kautta puhalletaan ulkoa otettua ilmaa lauhduttimen läpi. Lauhduttimen yläpäähän menevä savu kaasu kanava 1 on vastaavasti suljettu, jotta savukaasut pääsevät lauhduttimen ohi ohitus-linjaan 1a. Lauhduttimen 2 läpi ylhäältä alas kulkenut ilma menee pää-15 lämmityskaudella käytössä olevaan savukaasu kanavaan 1, josta se otetaan palamisilmaksi tai johdetaan suoraan ulos pitkin kanavaa 1b, joka erkanee lauhduttimen 2 jälkeen savupiipulle menevästä savukaasu kanavasta 1.Figure 1 shows the connection used outside the main heating season at the flue gas condenser 2. A flue gas conduit 1 is provided with a condenser bypass which directs the flue gases past the condenser directly to the chimney 1a, which diverges from the flue gas conduit 1 to the condenser 10, an air duct 6 is introduced through the condenser 2 through which outside air is blown. The flue gas duct 1 to the upper end of the condenser is similarly closed to allow the flue gases to pass by-pass line 1a through the condenser. The air flowing from the top down through the condenser 2 goes into the flue gas duct 1 used during the main heating season, from where it is taken to the combustion air or directly discharged along the duct 1b, which diffuses from the flue gas

20 Lauhduttimen 2 läpi virtaava ilma jäähdyttää lämmönvaihtimessa 2a vesikierron 3 vettä, jolloin lähtövedellä 3b on matalampi lämpötila kuin paluuvedellä 3a.The air flowing through the condenser 2 cools the water in the water circulation 3 in the heat exchanger 2a, whereby the outlet water 3b has a lower temperature than the return water 3a.

Lauhduttimen 2 vesikiertoa, jossa lauhduttimen läpi viilaavaan ilmaan 25 suihkutetaan vettä, on kuvassa 1 merkitty viitenumerolla 7. Vesikierto ^ on käytössä aina, kun lauhdutinta 2 käytetään savukaasujen lauhdut- ™ tamiseen. Vesikierto voi olla käytössä kun lauhdutinta 2 käytetään kau- 9 kolämpöveden jäähdyttämiseen. Lämmönsiirto on tällöin tehokkaampi paa, mutta lisäkustannuksena on veden kulutus. Savu kaasu kanavassa g 30 1 ennen lauhdutinta olevaa esierotinta, kuten esim. sähkösuodatinta, on merkitty viitenumerolla 8.The water circulation of the condenser 2, in which water is injected into the air 25 flowing through the condenser, is indicated by reference numeral 7 in Figure 1. The water circulation ^ is always used when the condenser 2 is used for condensing the flue gases. The water circulation may be in use when the condenser 2 is used to cool district heating water. The heat transfer is then more efficient but the additional cost is water consumption. The flue gas in the duct g 30 1 in front of the condenser, such as an electric filter, is denoted by reference numeral 8.

CDCD

OO

§ Osa paluuvedestä johdetaan silmukan 3c kautta epäsuoraan lämmön- ° vaihtimeen 4, jossa sitä viilentää tehokkaasti palamisilman kostuttimen 35 5 vesikierron 5a vesi. Palamisilman kostutinkaan ei ole käytössä pää lämmityskauden ulkopuolella, ja sen läpi voidaan ajaa ulkoa otettua 6 ilmaa, joka jäähdyttää kostuttimen yläosaan suihkutettua vesikierron 5a vettä ja joka poistetaan sen jälkeen ulos. Normaalitilanteessa, kun kuvan 1 kytkentää ei käytetä vesikierron 3 veden jäähdytykseen ja lauhduttimen 2 läpi johdetaan savukaasut, palamisilmaa voidaan voi-5 daan ottaa kostuttimeen 5 voimalaitoksen kattilahuoneen yläosasta, jolloin sen lämpötila on korkeampi.A portion of the return water is led through loop 3c to the indirect heat exchanger 4 where it is effectively cooled by the water of water 5a of the combustion air humidifier 35 5. The combustion air humidifier also has no head outside the heating season and can pass through the exterior air 6, which cools the water circulated in the water circulation 5a sprayed to the top of the humidifier and is subsequently discharged. Normally, when the circuit of Figure 1 is not used to cool the water in the water circuit 3 and the flue gases are passed through the condenser 2, the combustion air can be drawn into the humidifier 5 from the top of the boiler room of the power plant.

Jo muutaman asteen pudotus vesikierron vedessä auttaa nostamaan sähköntuotantoa, koska höyryn lauhdutus on tehokkaampaa. Tulo-10 veden 3a lämpötila voi olla esim. 40-65 astetta ja lähtöveden 3b lämpötila 35-60 astetta. Savukaasulauhduttimen 2 ja palamisilman kostuttimen 5 ansiosta jäähtynyt lähtövesi 3b voidaan johtaa turbiinista tulevan höyryn lauhduttimen läpi, jossa siihen siirtyy taas lämpöä.Dropping just a few degrees in the water of the water cycle helps to increase electricity production, because steam condensation is more efficient. The temperature of the inlet 10 water 3a may be, for example, 40-65 degrees and the temperature of the outlet water 3b 35-60 degrees. With the help of the flue gas condenser 2 and the combustion air humidifier 5, the cooled outlet water 3b can be passed through a steam condenser from the turbine, where heat is transferred to it again.

15 Kuvassa 4 on esitetty kuvissa 1-3 esitettyjen savukaasulauhduttimien 2 sijainti vastapainevoimalaitoksessa. Kytkennät ovat samat molemmissa edellä kuvatuissa ajotavoissa sekä päälämmityskaudella että sen ulkopuolella, lukuunottamatta savukaasun kulkua, ja yhteistä molemmille savukaasulauhduttimen 2 ajotavoille on että savukaasulauhduttimen 2 20 kautta tulleella kiertovedellä 3 lauhdutetaan turbiinilta T tulevaa höyryä lämmönvaihtimessa 10, jossa kiertoveden lämpötila samalla nousee, Lauhduttimen 2 lähtövesi 3b menee voimalaitoksessa sähkögeneraat-toria G pyörittävän turbiinin T paluuhöyryn lauhdutukseen lämmönvaihtimeen 10, jonka jälkeen vesi palaa kaukolämpöverkkoon, jonka 25 kulutuskohteita on merkitty kirjaimella K. Kaaviossa näkyy myös poltto-^ kattila 11, kattilasta turbiinille T menevä tuorehöyrykanava 12 sekä tur- ™ biinilta T lähtevä väliottohöyryn kanava 13. Turbiinilta lämmönvaihtimen 9 10 kautta tuleva ja polttokattilan syöttövesisäiliöön 15 menevä lauh- c\j dutettavan höyryn kanava on merkitty viitenumerolla 14. Keksintö ei ole g 30 kuitenkaan rajattu vain voimalaitoksiin, joissa käytetään juuri kuvatun kaltaisia kytkentöjä.Fig. 4 shows the location of the flue gas condensers 2 shown in Figs. 1-3 in the back pressure power plant. The connections are the same in the two driving modes described above, both inside and outside the main heating season except for the flue gas condenser 2, enters the condensation of the turbine T rotating the electric generator G into the heat exchanger 10, after which the water returns to the district heating network 25 with the consumption letter K marked. The diagram also shows the boiler 11, the fresh steam from the boiler T to the turbine 12 tap steam channel 13. The channel for condensing steam from the turbine via the heat exchanger 9 10 and entering the boiler feed water tank 15 is designated by reference numeral 14. The invention is not a g However, it is limited to power plants using circuits of the kind just described.

CDCD

OO

§ Päälämmityskaudella (talvella) savukaasulauhdutin 2 ja palamisilman ° kostutin 5 ovat normaalitoiminnassa. Tällöin suurilla kattilan kuormilla 35 ei ole haittaa, vaikka lämmitysvesi meneekin lauhduttimen jälkeen lämmenneenä turbiinihöyryn lauhdutukseen. Kun lämmitysvesikierron 3 7 vedestä hukataan lämpöä em. tavalla lämpimämpinä aikoina, voidaan kattilaa ajaa suuremmilla kuormilla ja tuottaa enemmän sähköä.§ During the main heating season (winter), the flue gas condenser 2 and the combustion air humidifier 5 are in normal operation. In this case, the high boiler loads 35 are of no harm, even though the heating water after the condenser is heated to condense the turbine steam. By losing heat from the water in the heating water cycle 3 during the warmer times mentioned above, the boiler can be operated at higher loads and produce more electricity.

Kuvassa 2 on esitetty suoritusmuoto, jossa on kuvattu prosessi vain 5 savukaasulauhduttimen 2 osalta. Tässä lauhduttimeen 2 on yhdistetty savukaasun pesuri 9, joka on lauhduttimen 2 alapuolella samassa säiliössä. Savu kaasu kanava 1 tulee alhaalta säiliön alaosaan. Savukaasut viilaavat ensin ylöspäin pesurin 9 läpi pesuaineen suihkutusta vastaan ja sen jälkeen ne kulkevat yläosan lauhduttimen läpi sen vesikierron 7 10 suihkutettavaa vettä vastaan. Kun lauhdutin on päälämmityskauden aikaisessa käytössä, sen läpi viilaavat savukaasut luovuttavat lämpöä vesikiertoon 7, joka luovuttaa taas lämmön epäsuoralla periaatteella lämmönvaihtimen 2a kautta vesikiertoon 3.Figure 2 shows an embodiment illustrating the process for only 5 flue gas condenser 2. Here, the condenser 2 is connected to a flue gas scrubber 9 which is located below the condenser 2 in the same container. The flue gas duct 1 comes from below to the bottom of the tank. The flue gases first file upwardly through the scrubber 9 against the spraying of the detergent and then pass through the upper condenser against the water sprayed by its water circulation 7 10. When the condenser is in use during the main heating season, the flue gases flowing through it condense heat into the water cycle 7, which again releases heat indirectly through the heat exchanger 2a to the water cycle 3.

15 Kun lauhdutin toimii savukaasujen lauhduttimena, vesikierron 7 vedellä lämmitetään kiertoveden 3 lämmitysvettä, eli lähtöveden 3b lämpötila on korkeampi kuin paluuveden 3a. Päälämmityskauden ulkopuolella savukaasut johdetaan säiliön ohi ohituskanavaa 1a pitkin, joka erkanee savu kaasu kanavasta 1 ennen säiliötä ja yhtyy savu kaasu kanavaan 1 20 säiliön jälkeen. Säiliön alaosaan on yhdistetty ilmakanava 6, josta puhalletaan ulkoa otettua ilmaa, joka virtaa pesurin 9 ja lauhduttimen 2 läpi ja jäähdyttää samalla lauhduttimen 2 kiertoveden. Kiertovesi jäähdyttää puolestaan lämmönvaihtimessa 2a vesikierron 3 lämmitysveden, eli saadaan sama vaikutus - lähtöveden 3b lämpötilan aleneminen 25 paluuveteen 3a nähden - kuin kuvassa 1. Pesurin 9 pesuainekierto ei ^ ole toiminnassa. Lauhduttimen 2 läpi virrannut ilma otetaan ulos savu- o ™ kaasu kanavasta (kanava 1b) ennen kohtaa, jossa ohituskanava 1a 0 yhtyy savu kaasu kanavaan 1. Tämä lauhduttimessa lämmennyt ilma voidaan johtaa ulos tai kattilaan palamisilmaksi.When the condenser acts as a condenser for flue gases, the heating water of the circulating water 3 is heated with the water of the circulating water 7, i.e. the temperature of the outlet water 3b is higher than that of the return water 3a. Outside the main heating season, the flue gases are led past the tank via a bypass duct 1a, which separates the flue gas from the duct 1 before the tank and joins the flue gas to the duct 1 after the tank. An air duct 6 is connected to the lower part of the tank, from which external air is blown, which flows through the scrubber 9 and the condenser 2, while cooling the circulation water of the condenser 2. The circulation water, in turn, cools the heating water of the water circulation 3 in the heat exchanger 2a, i.e. the same effect - a decrease in the temperature of the outlet water 3b with respect to the return water 3a - is obtained as in Fig. The air flowing through condenser 2 is withdrawn from the flue gas ™ duct (duct 1b) prior to the point where bypass duct 1a 0 meets flue gas duct 1. This heated air in the condenser can be discharged out or into the boiler for combustion air.

1 301 30

Kuvassa 3 on esitetty suoritusmuoto, jossa savukaasulauhdutin 2 ja § savukaasunpesuri 9 on yhdistetty kuvan 2 tavalla. Erityistä tässä onFigure 3 shows an embodiment in which the flue gas condenser 2 and the flue gas scrubber 9 are connected as shown in figure 2. This is special

LOLO

g palamisilman kostuttimen 5 vesikierron 5a yhdistäminen lauhduttimen c3 vesikiertoon 7. Kun lauhdutinta käytetään päälämmityskautena savu- 35 kaasujen lauhduttamiseen, kostuttimelta 5 tuleva vesi johdetaan lauhduttimeen ja sitä suihkutetaan savukaasuihin lauhduttimen kiertoveden 8 suihkutuksen jäkeen savukaasujen virtaussuunnassa katsoen, eli ylempänä lauhduttimessa 2. Lauhduttimen vesikierrosta lähtee lämmönvaihtimen 2a jälkeen paluulinja kostuttimelle 5. Kun lauhduttimen 2 läpi johdetaan ilmaa, kostuttimelta tuleva viileä vesi ohjataankin lauh-5 duttimen 2 ohi suoraan lauhduttimen 2 vesikiertoon 7 ennen lämmön-vaihdinta, jolloin se osaltaan tehostaa vesikierrossa 3 viilaavan lämmi-tysveden jäähdytystä lämmönvaihtimessa 2a.connecting the combustion air humidifier 5 water cycle 5a to the condenser c3 water cycle 7. When the condenser is used during the main heating season to condense the flue gases, water from humidifier 5 is led to the condenser and sprayed to After 2a, the return water to the humidifier 5. As air is passed through the condenser 2, the cool water from the humidifier is passed directly past the condenser 2 to the water circulation 7 of the condenser 2 before the heat exchanger, thereby contributing to the cooling of the heating water 2a.

Voimalaitoksen kattilassa poltetaan jotakin kiinteää polttoainetta, esi-10 merkiksi biopolttoaineita tai jätekomponentteja sisältäviä polttoaineita, jotka tuottavat kosteita paljon latenttilämpöä sisältäviä savukaasuja.The power plant boiler burns any solid fuel, such as biofuel or waste component fuel, which produces damp, high latent heat flue gases.

C\JC \ J

δ c\j iδ c \ j i

CDCD

OO

C\lC \ l

XX

cccc

CLCL

CDCD

CDCD

OO

LOLO

O)O)

OO

OO

CMCM

Claims (9)

99 1. Menetelmä voimalaitoksessa, jossa tuotetaan sähköä ja lämpöä siten, että polttoainetta kattilassa polttamalla tuotetaan paineista höy- 5 ryä, jonka sisältämän energian avulla tuotetaan sähköä turbiinissa (T) ja lämpöä siirtämällä höyryn lämpöä kiertoveteen {3} lämmönvaihti-messa (10), jolloin polttoaineen poltossa syntyneitä savukaasuja lauhdutetaan savukaasulauhduttimessa (2) ja siinä syntynyttä lämpöä otetaan talteen, tunnettu siitä että savukaasulauhdutinta (2) käytetään 10 vaihtoehtoisesti a) kiertoveden (3) lämmittämiseen johtamalla savukaasuja lauhdutti-men (2) läpi, tai b) kiertoveden (3) jäähdyttämiseen johtamalla saman lauhduttimen (2) läpi ilmaa ja ohjaamalla savukaasut lauhduttimen (2) ohi, jolloin savu- 15 kaasulauhduttimessa jäähtynyttä kiertovettä (3) käytetään turbiinilta (T) tulevan höyryn lauhduttamiseen.A process for generating electricity and heat in a power plant by burning steam at pressure in a boiler to produce electricity in a turbine (T) and transferring heat to the circulating water {3} in a heat exchanger (10), wherein: the flue gases from fuel combustion are condensed in the flue gas condenser (2) and the heat generated therein is recovered, characterized in that the flue gas condenser (2) is used 10 alternatively to a) heat the circulation water (3) by passing the flue gases through the condenser (2); cooling, by passing air through the same condenser (2) and directing the flue gases past the condenser (2), wherein the cooled circulation water (3) in the flue gas condenser is used to condense the steam from the turbine (T). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että samanaikaisesti lauhduttimen (2) kanssa myös palamisilman kostutinta 20 (5) käytetään saman kiertoveden (3) jäähdyttämiseen.Method according to Claim 1, characterized in that, at the same time as the condenser (2), the combustion air humidifier 20 (5) is also used to cool the same circulating water (3). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kiertovettä (3) jäähdytetään lauhduttimessa (2) epäsuorassa lämmön-siirtokontaktissa lauhduttimen läpi johdetun ilman kanssa. 25Method according to claim 1 or 2, characterized in that the circulating water (3) is cooled in the condenser (2) by indirect heat transfer contact with the air supplied through the condenser. 25 ^ 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että O ^ kiertovettä (3) jäähdytetään epäsuorassa lämmönsiirtokontaktissa o lauhduttimesta (2) tulevan kiertoveden (7) kanssa, joka on ollut lauh- £5 duttimessa (2) suorassa lämmönsiirtokontaktissa lauhduttimen läpi joh- = 30 detun ilman kanssa. □_ CDMethod according to claim 1 or 2, characterized in that the circulating water (3) is cooled by indirect heat transfer contact o with the circulating water (7) from the condenser (2) which has been in direct heat transfer contact with the condenser through the condenser. - = with 30 air. □ _ CD § 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu § siitä että kiertovesi (3) on lämmitysvettä, jota käytetään voimalaitoksen ° ulkopuolisten kohteiden (K) lämmittämiseen. 35 10Method according to one of the preceding claims, characterized in that the circulating water (3) is heating water used to heat objects (K) outside the power plant °. 35 10 6. Voimalaitos, jossa on kattila (11), joka on järjestetty polttamaan polttoainetta ja tuottamaan paineista höyryä, jolloin voimalaitos on yhteistuotantovoimalaitos, joka käsittää turbiinin (T), johon kattilasta tuleva höyrykanava on viety sähkön tuottamiseksi höyryn avulla, sekä 5 höyryn virtaussuunnassa turbiinin jälkeen lauhduttimen, jonka kautta on viety vesikierto (3) höyryn lauhduttamiseksi ja lämmön siirtämiseksi höyrystä vesikierron (3) veteen, voimalaitoksen käsittäessä lisäksi savukaasulauhduttimen (2), jonka kautta kattilasta tuleva savukaasu-kanava (1) on viety ja joka on lämmönsiirtoyhteydessä vesikierron (3) 10 veteen, tunnettu siitä että savu kaasu kanavasta (1) lähtee ennen lauh-dutinta (2) ohituskanava (1a) savukaasujen johtamiseksi valinnaisesti lauhduttimen ohi, ja että lauhduttimeen on yhdistetty ilmakanava (6, 1b) ilman johtamiseksi savukaasujen sijasta lauhduttimen (2) läpi.6. A power plant comprising a boiler (11) configured to burn fuel and to produce pressurized steam, the power plant being a cogeneration power plant comprising a turbine (T) into which a steam conduit from the boiler is introduced to produce electricity by means of steam and a 5 steam stream a condenser through which a water circulation (3) is provided for condensing the steam and transferring heat from the steam to the water of the circulation (3), the power plant further comprising a flue gas condenser (2) through the flue gas conduit (1) from the boiler 10, characterized in that the flue gas from the duct (1) exits the condenser (2) before the condenser (2) to pass the flue gases optionally past the condenser, and that an air conduit (6, 1b) is connected to the condenser . 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen voimalaitos, tunnettu siitä että vesikierto (3) on viety savukaasulauhduttimessa (2) olevan lämmönvaihtimen (2a) kautta.Power plant according to claim 6, characterized in that the water circulation (3) is passed through a heat exchanger (2a) in the flue gas condenser (2). 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen voimalaitos, tunnettu siitä että 20 savukaasulauhduttimen (2) kiertovesi (7) on viety lämmönvaihtimen (2a) kautta, jonka kautta vesikierto (3) on viety.Power plant according to claim 6, characterized in that the circulating water (7) of the flue gas condenser (2) is passed through a heat exchanger (2a) through which the water circulation (3) is conducted. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 6-8 mukainen voimalaitos, tunnettu siitä että se käsittää myös palamisilman kostuttimen (5), jonka 25 vesikierto (5a) on lämmönsiirtoyhteydessä vesikierron (3) kanssa. C\J δ c\j i CD O C\l X cc CL CD CD O LO O) O O CM 11Power plant according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that it also comprises a combustion air humidifier (5), the water circulation (5a) of which is in heat exchange with the water circulation (3). C \ J δ c \ j i CD O C \ l X cc CL CD CD O LO O) O O CM 11