RU2052134C1 - Thermoelectric plant - Google Patents
Thermoelectric plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052134C1 RU2052134C1 SU5018015A RU2052134C1 RU 2052134 C1 RU2052134 C1 RU 2052134C1 SU 5018015 A SU5018015 A SU 5018015A RU 2052134 C1 RU2052134 C1 RU 2052134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- steam
- water
- coal
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэлетростанциям преимущественно для сельского населения и небольших поселков. The invention relates to power plants mainly for the rural population and small towns.
Аналогами изобретения являются теплоэлектроцентрали ТЭЦ, работающие на угле, мазуте и природном газе и предназначены для снабжения электроэнергией и теплом городского населения. Для сельского населения и поселков аналогичных устройств нет, по этой причине за прототип принята ТЭЦ, работающая на угле, т. е. на том же топливе, на котором работает предлагаемая ТЭЦ, как на наименее дефицитном и наиболее доступном для снабжения населения на наибольшей площади страны. Analogs of the invention are heat and power plants of CHPs operating on coal, fuel oil and natural gas and are intended to supply electricity and heat to the urban population. There are no similar devices for the rural population and settlements, for this reason a coal-fired CHPP, that is, the same fuel used by the proposed CHPP, is accepted as the prototype, as the least scarce and most affordable for supplying the population over the largest area of the country .
Основным недостатком ТЭЦ является большой срок строительства и ввода в эксплуатацию, приобретающий особо большое значение в условиях надвигающегося на страну энергетического кризиса. Существенным недостатком ТЭЦ является также необходимость больших капитальных затрат на строительство ТЭЦ, которые замораживаются на весь срок строительства и на пусковой эксплуатационный период, что также приобретает особо отрицательное значение в связи с острым дефицитом финансовых и материальных средств. The main disadvantage of the CHPP is the long construction and commissioning period, which is of particular importance in the context of the energy crisis looming on the country. A significant drawback of the CHPP is also the need for large capital costs for the construction of the CHPP, which are frozen for the entire construction period and for the start-up operational period, which also acquires a particularly negative value due to the acute shortage of financial and material resources.
Необходимость создания для ТЭЦ теплотрасс большой протяженности снижает общий КПД эксплуатации ТЭЦ, а использование угля в качестве топлива отрицательно сказывается на воздушном бассейне города и вынуждает применять дорогостоящие устройства на дымоочистке. The need to create large heating mains for CHPPs reduces the overall efficiency of CHPP operation, and the use of coal as a fuel adversely affects the city’s air basin and forces the use of expensive devices for smoke cleaning.
К тому же применение ТЭЦ для сельского населения и небольших поселков не может быть признано экономически оправданным из-за несоответствия. In addition, the use of thermal power plants for the rural population and small towns cannot be recognized as economically viable due to non-compliance.
В качестве прототипа предлагаемой теплоэлектростанции Кашеваров принято устройство по авт.св. СССР 1539343, F 01 K 23/06, 1990. Однако оно имеет ряд недостатков, исключающих целесообразность его применения для небольших поселков, колхозов и фермерских хозяйств из-за сложности устройства в эксплуатации, больших капитальных и эксплуатационных затрат и невозможности изготовления и ремонта техническими средствами, которыми располагают районные мастерские, колхозы и фермеры. As a prototype of the proposed thermal power station, Cooks adopted a device for auth. USSR 1539343, F 01 K 23/06, 1990. However, it has a number of drawbacks that exclude the expediency of its use for small villages, collective farms and farms due to the complexity of the device in operation, high capital and operating costs and the impossibility of manufacturing and repair of technical means owned by district workshops, collective farms and farmers.
КПД и эффективность прототипа будет зависеть от конструктивного решения весьма сложных и длинных связей многочисленных агрегатов между собой и результативности их взаимного функционирования. Учитывая неизбежные тепловые потери в агрегатах и в связывающих их трубопроводах, а также применение газовых и паровых турбин (имеющих КПД, равный 30%) КПД всей парогазовой установки будет менее 25%
Предлагаемая теплоэлектростанция может быть рекомендована для строительства и эксплуатации малых потребителей электрической и тепловой энергии, которыми являются большинство сельских поселков, сел, деревень, колхозов и фермерских хозяйств и которые могут иметь необходимое техническое оборудование для ее изготовления, эксплуатации и ремонта.The efficiency and effectiveness of the prototype will depend on the constructive solution of the very complex and long connections of numerous units among themselves and the effectiveness of their mutual functioning. Given the inevitable heat loss in the units and in the pipelines connecting them, as well as the use of gas and steam turbines (having an efficiency equal to 30%), the efficiency of the whole combined cycle plant will be less than 25%
The proposed thermal power plant can be recommended for the construction and operation of small consumers of electric and thermal energy, which are the majority of rural villages, villages, villages, collective farms and farms and which may have the necessary technical equipment for its manufacture, operation and repair.
На фиг.1 показана центральная часть предлагаемой ТЭЦ, вертикальный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение В-В на фиг.1. Figure 1 shows the Central part of the proposed CHP, a vertical section; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 section bb in figure 1.
ТЭЦ имеет топку 1, бункер 2 для угля, емкость 3 с водой, камеры 4 смешения, кольцевую трубу 5, гидротурбину 6 с электрогенератором 7, компрессор 8, аккумуляторы 9, отстойник 10. The CHPP has a firebox 1, a hopper 2 for coal, a tank 3 with water, a
Топка 1 имеет куполообразную кирпичную кладку 11 из огнеупорного кирпича с колосниковой решеткой 12, на которой производится горение угля, и куполообразный стальной герметичный кожух 13. Кожух 13 отделен от кирпичной кладки 11 воздушным зазором, через который проходит сжатый воздух из кольцевой трубки 14, перфорированной отверстиями, к поддувалу 15, находящемуся под колосниковой решеткой 12. К кольцевой трубке 14 подсоединена трубка 16, идущая от компрессора 8. Поддувало имеет дверцу (не показана) для выемки золы, факельную форсунку 17, электросвечи 18 и воздуховоды 19, идущие от воздушного зазора 20. По боковым сторонам топки имеются патрубки 21 с клапанами 22, установленные в трех направлениях от вертикальной оси топки 1 под углом в 120о друг к другу. В верхней части купола топки 1 имеется отверстие, через которое в топку 1 подается уголь с помощью архимедова винта 23 из бункера 2. Вращение винта 23 производится с помощью электродвигателя с редуктором 24. Стальной герметичный кожух 13, а также камеры 4, труба 5, патрубки 21, отстойник 10 и выходящая из него теплотрасса 25 имеют термоизоляционное покрытие 26, изображенное крестовой штриховкой, предназначенное для уменьшения тепловых потерь. Бункер 2 представляет собой стальной баллон с наружным термоизоляционным покрытием, помещенный в емкость 3 с водой. В верхней части бункера 2 находится горловина, герметично перекрываемая стальной дверцей 27. В бункер 2 введен патрубок 28, отходящий от трубки 16 со сжатым воздухом и защищенный стальным колпаком 29 с мелкими отверстиями.The furnace 1 has a
Гидротурбина 6 соединена с электрогенератором 7 валом 31, а компрессор 8 соединен с электрогенератором 7 и электродвигателем 32 через муфты 33 и 34 сцепления. The
Камера смешения 4 имеет теплоинерционную металлическую вертикальную перегородку 35, которая закреплена на верхней части камеры 4, но не доходит до ее нижней и боковых сторон. По обе стороны перегородки 35 установлены форсунки 36 с патрубками 37, идущими от водяного насоса 33. Камера 4 имеет горловину 39, соединенную с эжектирующим устройством в виде кольцевого зазора 40 между расширенной частью кольцевой трубы 5 и патрубком 41, являющимся продолжением трубы 5 лишенного термоизоляционного покрытия 26. После прохождения через турбину 6 избыток воды, образовавшийся в результате конденсации пара в кольцевой трубе 5, проходит через кран 42 в отстойник 10. The
Температуpа воды в кольцевой трубе перед гидротурбинной 6 поддерживается в пределах 96-98оС в результате соответствующего открытия крана 42 и добавления в трубу 5 через трубку 43 недостающего количества воды из бака 3, с которым соединена трубка 43. Кран 42 связан с системой регулирования, получающей электросигналы от термопары, установленной в трубе 5 между гидротурбиной 6 и краном 42.Temperatupa water in roundabout before
Работа ТЭЦ начинается с включения компрессора 8 при отключенной муфте 33 сцепления и включенной муфте 34 сцепления, соединяющей вал электромотора 32 и с валом компрессора 8. Электромотор 32 работает от электроэнергии аккумулятора 9. После 2-3 мин работы компрессора на щитке управления проверяются показания давления воздуха в поддувале 15 и бункере 2, которые определяются по манометрам, установленным в этих емкостях с целью контроля работы ТЭЦ, а также чтобы удостовериться, что дверцы поддувала 15 и бункера 2 закрыты с необходимой степенью герметичности. Затем одновременно включается горелка 17, свечи 18, электродвигатель с редуктором 24 и клапаном 22. В горелку 17 подается бензин, который воспламеняется от искры свечи 18 и горит в виде факела 2-3 мин, в течение которых начинается устойчивое горение угля на решетке 12. Устройство горения в топке 1 приводит во вращение гидротурбину 6, после чего подача бензина в горелку 17 прекращается, включается cцепление муфты 33 электрогенератора 7 с компрессором 8 и выключается сцепление муфты 34, а электромотор 32 отключается от аккумулятора 9. The operation of the CHP begins with the compressor 8 turned on when the
В установившемся режиме работы ТЭЦ в топку 1 с помощью архимедова винта 23 регулярно подается уголь с заданной скоростью, регулируемой скоростью вращения электродвигателя с редуктором 24. В результате горения угля температура газов (продуктов горения) устанавливается в 1000-1500оС, а объем этих газов увеличивается в 4-6 раз при постоянном давлении воздуха, создаваемом компрессором 8, по сравнению с объемом воздуха, подаваемым через кольцевую трубку 14 и воздушный зазор 20 в поддувало 15.In the steady-state operation mode of the CHP plant, coal is regularly supplied to the furnace 1 using the Archimedean screw 23 at a predetermined speed, controlled by the rotation speed of the electric motor with a reducer 24. As a result of coal combustion, the temperature of gases (combustion products) is set to 1000-1500 о С, and the volume of these gases increases by 4-6 times with constant air pressure created by the compressor 8, compared with the volume of air supplied through the annular tube 14 and the
Раскаленные газы через патрубок 21 при открытом клапане 22 проходят через камеру 4 в эжектирующее устройство образованное элементами 40-41, и часть тепловой энергии затрачивается на нагрев термоинерционной перегородки 35 и металлического корпуса камеры 4. Периодически клапан 22 закрывается, а в камеру 4 через форсунку 36 впрыскивается такая порция воды, что при ее испарении температура газов и пара понижается на 150-200оС, а давление возрастает в 2 раза объем парогазовой смеси, проходящей через эжектирующее устройство, образованное элементами 40-41, возрастает более, чем в 2 раза. Парогазовая струя устремляется через горловину 39 и в зазор 40 между патрубком 41 и уширенной частью кольцевой трубы 5, увлекая воду в направлении стрелок, показанных на фиг.2, к турбине 6. При этом увеличивается скорость движения воды на участке трубы 5 за патрубком 41, а объем воды с газом и паром увеличивается. В этом процессе пар конденсируется в воду, отдавая скрытую теплоту его образования, газы частично растворяются в воде, отдавая ей свои кислотные компоненты и теплоту в количестве, определяемом их теплоемкостью, массой и понижением температуры до температуры воды, которая от этого процесса нагревается. Клапан 22 каждой камеры 4 находится в открытом положении в 5-10 раз большее время, чем в закрытом положении. Когда клапан 22 открыт, через камеру 4 в эжектирующее устройство проходят горячие газы из топки, нагревая массивную медную перегородку 35, в которой аккумулируется часть тепловой энергии горячих газов. В момент закрытия клапана 22 на перегородку 35 из форсунок 36 выпрыскивается вода, которая превращается в пар за счет ранее аккумулированной тепловой энергии перегородки 35, повышая давление в камере 4 и увеличивая объем парогазовой струи, проходящей через эжектирующее устройство. В момент падения давления парогаза в камере 35 до величины давления газов в топке 1 клапан 22 открывается и наступает второй цикл работы камеры, подобный вышеизложенному. Кинетическая энергия газов и пара, выходящих через эжектирующее устройство в воду, передается воде в кольцевой трубе 5, выполняющей роль контура формирования и подачи рабочего тела воды в гидротурбину 6, преобразующую эту энергию в механическую энергию вращения электрогенератора 7, вырабатывающего электроэнергию.The hot gases through the
В предлагаемой конструкции ТЭЦ предусмотрена большая степень использования тепловой энергии работы всех ее механизмов. Так, в кольцевую трубу 14 поступает уже теплый сжатый воздух от компрессора 8 в результате работы этого компрессора. Проходя от трубки 14 через воздушный зазор 20 в поддувало 15 через отверстия 19, он еще нагревается от кирпичной кладки 11, проходя через колосниковую решетку 12 к горящему на ней углю он уже будет иметь температуру в несколько сот градусов. При этом он охлаждает все части устройства, через которые он проходит, повышая срок их безремонтной работы. Тепловая энергия, затраченная на образование пара, в виде скрытой теплоты парообразования возвращается воде в трубе 5 в результате обратного превращения (конденсации) пара в воду. The proposed design of the CHPP provides a large degree of use of thermal energy of the work of all its mechanisms. So, in the annular tube 14 receives already warm compressed air from the compressor 8 as a result of the operation of this compressor. Passing from the tube 14 through the
Энергия, затрачиваемая компрессором 8 на сжатие воздуха, в значительной мере возвращается в виде кинетической энергии воды, проходящей через гидротурбину 6, и далее в виде электроэнергии, вырабатываемой электрогенератором 7, который вращается гидротурбиной 6. The energy expended by the compressor 8 to compress the air is largely returned in the form of the kinetic energy of the water passing through the
Таким образом, потери энергии, создаваемой теплотворной способностью угля, в данном устройстве сведен к минимуму и КПД устройства по выработке тепла и электроэнергии около 0,9, т.е. существенно выше, чем на лучших ТЭЦ большой мощности. Существенным также является то, что теплотрасса предлагаемой ТЭЦ в несколько раз короче, чем известные теплотрассы благодаря размещению ТЭЦ в центре небольшого поселка, использующего тепло и электроэнергию. Следовательно, теплопотери и электропотери на тепло-электротрассах будут в несколько раз меньше и стоимость самих трасс, приходящихся на 1 кВт передаваемой энергии, будет меньше, чем у известных ТЭЦ большой мощности. Thus, the loss of energy created by the calorific value of coal in this device is minimized and the efficiency of the device for generating heat and electricity is about 0.9, i.e. significantly higher than at the best thermal power plants of high power. It is also significant that the heating route of the proposed CHPP is several times shorter than the known heating mains due to the placement of the CHPP in the center of a small village that uses heat and electricity. Consequently, heat losses and electric losses on heat-electric mains will be several times less and the cost of the routes themselves per 1 kW of transmitted energy will be less than that of known thermal power plants of high power.
Работа предлагаемой ТЭЦ может быть ограничена дневным временем без существенных затрат времени и энергии на запуск предлагаемой станции утром, после того, как она будет остановлена на ночное время, в течение которого нет необходимости в выработке электроэнергии и тепла. Остановка всех устройств предлагаемой станции производится включением тока, вырабатываемым электрогенератором 7. The operation of the proposed CHPP can be limited by daytime without significant time and energy costs for starting up the proposed station in the morning, after it is stopped at night, during which there is no need to generate electricity and heat. All devices of the proposed station are stopped by turning on the current generated by the
После выключения электротока и спуска давления сжатого воздуха в трубке 16 до атмосферного открываются дверцы бункера 2 и поддувала 15 и производится загрузка бункера 2 каменным углем (с помощью ленточного транспортера) и удаления золы из поддувала 15 на своей ленточный транспортер. Кроме того, производится удаление осадков из отстойника 10 запуском ленточного транспортера и зарядка емкости 3 водой с известью или другой щелочью для придания воде щелочности с целью лучшего улавливания кислотных компонентов продуктов сжигания угля и получения нейтральной реакции воды, поступающей в отстойник 10 и далее в теплотрассу 25. After turning off the electric current and depressurizing the compressed air pressure in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018015 RU2052134C1 (en) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Thermoelectric plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018015 RU2052134C1 (en) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Thermoelectric plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2052134C1 true RU2052134C1 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=21592299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018015 RU2052134C1 (en) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | Thermoelectric plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052134C1 (en) |
-
1991
- 1991-12-25 RU SU5018015 patent/RU2052134C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1539343, кл. F 01K 23/06, опублик. 1990. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6073445A (en) | Methods for producing hydro-electric power | |
USRE37603E1 (en) | Gas compressor | |
RU2013150959A (en) | COMBUSTION CHAMBER, COMBUSTION METHOD, ELECTRICITY PRODUCTION DEVICE AND METHOD OF ELECTRICITY PRODUCTION ON SUCH DEVICE | |
RU2427048C2 (en) | Hydrogen combustion system for steam-hydrogen live steam superheating in cycle of nuclear power plant | |
NO312311B1 (en) | The heat recovery device | |
RU2488903C1 (en) | Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam | |
RU2161753C2 (en) | Steam generator | |
FR2576968A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A POWER PLANT | |
JP2018031067A (en) | Generator of "mixture gas containing pressurized water vapor and hho gas" and utilization method thereof | |
CN106468213A (en) | The technology of a kind of utilization coal dust, gas and air mixture explosive power generation and method | |
RU2052134C1 (en) | Thermoelectric plant | |
CN203203010U (en) | Boiler for yellow phosphorus tail gas combustion | |
EP2784145A1 (en) | Gasification reactor | |
RU2313725C2 (en) | Power installation | |
CN100529540C (en) | Safety boiler applying coal gas to industry boiler | |
RU66016U1 (en) | AUTONOMOUS POWER MODULE (OPTIONS) | |
RU2395703C2 (en) | General-purpose air-turbine power plant | |
RU2036222C1 (en) | Domestic gas generating apparatus | |
AU2019344327A1 (en) | Energy recovery system | |
RU64745U1 (en) | POWER INSTALLATION (OPTIONS) | |
WO2011156871A1 (en) | Indirectly fired gas turbine assembly | |
CN202938363U (en) | Combined type coal-to-gas combustion heating furnace | |
KR102220317B1 (en) | Pyrolysis burner device continuously circulating by using thermochemical hydro cycle process | |
RU2123604C1 (en) | Steam power plant with rotor engine | |
RU57422U1 (en) | POWER UNIT FOR UNDERGROUND COAL GASIFICATION |