RU2248452C2 - Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива - Google Patents
Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248452C2 RU2248452C2 RU2002101385/06A RU2002101385A RU2248452C2 RU 2248452 C2 RU2248452 C2 RU 2248452C2 RU 2002101385/06 A RU2002101385/06 A RU 2002101385/06A RU 2002101385 A RU2002101385 A RU 2002101385A RU 2248452 C2 RU2248452 C2 RU 2248452C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressed air
- steam
- gas
- solid fuel
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для использования в теплоэнергетике и может быть применено при создании энергетических парогазовых установок (ПГУ), работающих на твердом топливе. В ПГУ, содержащей паротурбинный блок с работающим на твердом топливе паровым котлом и паровой турбиной и газотурбинный блок с газовой турбиной, использующей в качестве рабочего тела нагретый сжатый воздух, поверхностный подогреватель сжатого воздуха продуктами сгорания твердого топлива и камеру сгорания газообразного топлива для дополнительного контактного подогрева сжатого воздуха, поверхностный подогреватель сжатого воздуха установлен в высокотемпературной части конвективного газохода парового котла. Изобретение позволяет повысить экономичность работы ПГУ при сжигании твердого топлива. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при создании энергетических парогазовых установок (ПГУ), работающих на твердом топливе.
В настоящее время ПГУ получают все большее распространение. По сравнению с паротурбинными установками их удельная стоимость значительно ниже, а экономичность значительно выше и приближается к 58-60%. Принципиальным недостатком современных ПГУ является использование в качестве топлива только природного газа, ресурсы которого ограничены. В связи с этим во всем мире разворачиваются работы по получению горючего газа для ПГУ из твердого топлива путем внутрицикловой газификации [1] или при сжигании твердого топлива в кипящем слое под давлением [2]. Однако потребное для газификации оборудование достаточно сложно и дорого.
Существует принципиально другой путь обеспечения возможности использования твердого топлива в ПГУ. Он заключается в производстве высокотемпературного воздуха высокого давления в работающем на твердом топливе паровом котле с последующей подачей этого воздуха в качестве рабочего тела в воздушную турбину. Известна, в частности, принимаемая в качестве прототипа настоящего изобретения парогазовая установка, содержащая паротурбинный блок с работающим на твердом топливе паровым котлом и паровой турбиной и газотурбинный блок с воздушной турбиной и расположенным в газоходе парового котла подогревателем сжатого воздуха [3]. Недостатком известной ПГУ является недопустимость нагрева сжатого воздуха в газоходе котла до температуры рабочего тела, используемого в современных газовых турбинах (1250°С) из-за отсутствия подходящих жаропрочных материалов для изготовления соответствующего подогревателя. Возможный же подогрев сжатого воздуха в качестве рабочего тела воздушной турбины до допустимой максимальной температуры (650°С) существенно снижает термический КПД цикла ПГУ.
Достигаемым результатом изобретения является обеспечение возможности работы ПГУ со сжиганием твердого топлива при высокой экономичности.
Указанный результат обеспечивается тем, что в парогазовой установке, содержащей паротурбинный блок с работающим на твердом топливе паровым котлом и паровой турбиной и газотурбинный блок с воздушной турбиной и расположенным в газоходе парового котла подогревателем сжатого воздуха, согласно изобретению газотурбинный блок дополнительно содержит камеру сгорания газообразного топлива, включенную в тракт подачи сжатого горячего воздуха от указанного подогревателя в воздушную турбину.
Газотурбинный блок ПГУ согласно изобретению дополнительно может содержать регенератор тепла отработавшего в воздушной турбине рабочего тела, соединенный по холодной стороне воздухопроводами с выходом компрессора и входом подогревателя сжатого воздуха.
На фиг.1 схематически изображена ПГУ согласно настоящему изобретению в варианте с одноступенчатым нагревом сжатого воздуха; на фиг.2 - в варианте с двухступенчатым нагревом сжатого воздуха.
ПГУ по варианту фиг.1 содержит паротурбинный блок с работающим на твердом топливе паровым котлом 1 и паровой турбиной 2 и газотурбинный блок с воздушной турбиной 3 и расположенным в газоходе парового котла 1 (в высокотемпературной части конвективной шахты 4) подогревателем 5 сжатого воздуха. Газотурбинный блок дополнительно содержит камеру 6 сгорания газообразного топлива, включенную в воздухопровод 7 подачи сжатого горячего воздуха от подогревателя 5 в воздушную турбину 3. Компрессор 8 служит для подачи в подогреватель 5 сжатого воздуха. Кроме последнего, в конвективной шахте 4 за высокотемпературным подогревателем 5 сжатого воздуха могут быть установлены водяной экономайзер и другие низкотемпературные поверхности 9 нагрева паротурбинного блока. Газопровод 10 служит для подачи отработавшего в воздушной турбине 3 рабочего тела (воздуха в смеси с продуктами сгорания газообразного топлива) в топку парового котла 1, паропровод 11 - для подачи пара от котла 1 в паровую турбину 2.
По варианту фиг.2 ПГУ согласно изобретению дополнительно содержит регенератор 12 тепла отработавшего в воздушной турбине 3 рабочего тела, соединенный по холодной стороне воздухопроводами 13, 14 соответственно с компрессором 8 и подогревателем 5 сжатого воздуха. За регенератором 12 по ходу газов может быть установлена утилизационная установка 15 (котел-утилизатор, подогреватель сетевой воды и т.п.).
ПГУ согласно изобретению по варианту фиг.1 работает следующим образом. Воздух, сжатый в компрессоре 8 и догретый в подогревателе 5 до допускаемой работой металла подогревателя 5 и воздухопровода 7 температуры (650°С), подается в камеру 6 сгорания природного газа, где дополнительно подогревается до начальной температуры срабатывания рабочего тела в воздушной турбине 3 (1250°С). Отработавший в качестве рабочего тела воздух в смеси с продуктами сгорания газообразного топлива направляется по газопроводу 10 в топку парового котла 1 для использования в качестве окислителя в процессе горения твердого топлива. Вырабатываемый котлом 1 пар подается в паровую турбину 2.
Поскольку величина окончательного догрева воздуха в камере 6 сгорания здесь существенно меньше, чем в обычной ПГУ на природном газе, то на этот догрев соответственно требуется меньший расход природного газа. Очевидную выгоду ПГУ по настоящему изобретению можно проиллюстрировать простым расчетом. Пусть в камере сгорания обычной ПГУ, работающей на природном газе, сжатый в компрессоре воздух догревается, например, с 350 до 1250°С, то есть на 900°С. Соответствующий этим условиям расход природного газа обозначим Go. Если согласно настоящему изобретению сжатый воздух догреется в подогревателе 5 с температуры 350 до 650°С, то для нагрева его до 1250°С соответствующий расход G природного газа будет составлять . Таким образом экономится 33% природного газа, его тепло замещается теплом твердого топлива. В меру возрастания реальных разрешающих способностей металла эта экономия может возрастать.
В ПГУ согласно изобретению по варианту фиг.2 сжатый воздух после компрессора 8 первоначально нагревается в регенераторе 12 воздушной турбины 3, а затем уже догревается в подогревателе 5. Наличие регенератора 12 позволяет уменьшить поверхность нагрева высокотемпературного подогревателя 5.
Большим достоинством настоящего изобретения является возможность его реализации на действующих электростанциях в порядке их технического перевооружения.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №174590, 5 F 01 K 13/00, 1990.
2. Международная заявка № WO 9709515, 6 F 01 K 23/06, 1997.2.
3. Патент РФ №2099653, 6 F 25 B 29/00, 1994.
Claims (2)
1. Парогазовая установка, содержащая паротурбинный блок с работающим на твердом топливе паровым котлом и паровой турбиной и газотурбинный блок с газовой турбиной, использующей в качестве рабочего тела нагретый сжатый воздух, поверхностный подогреватель сжатого воздуха продуктами сгорания твердого топлива и камеру сгорания газообразного топлива для дополнительного контактного подогрева сжатого воздуха, отличающаяся тем, что поверхностный подогреватель сжатого воздуха установлен в высокотемпературной части конвективного газохода парового котла.
2. Парогазовая установка по п.1, отличающаяся тем, что газотурбинный блок дополнительно содержит регенератор тепла отработавшего в газовой турбине рабочего тела, соединенный по холодной стороне воздухопроводами с выходом компрессора и входом поверхностного подогревателя сжатого воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002101385/06A RU2248452C2 (ru) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002101385/06A RU2248452C2 (ru) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002101385A RU2002101385A (ru) | 2003-08-20 |
RU2248452C2 true RU2248452C2 (ru) | 2005-03-20 |
Family
ID=35454369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002101385/06A RU2248452C2 (ru) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2248452C2 (ru) |
-
2002
- 2002-01-23 RU RU2002101385/06A patent/RU2248452C2/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
АНДРЮЩЕНКО А.И. и др. Парогазовые установки электростанций. - М-Л.: Издательство "Энергия", 1965, с.14-15, рис.1-3. * |
ЕФИМОВ В.А. Новые технические решения по использованию низкокачественных углей на ТЭС. Сборник "Новые способы использования низкокачественных углей в энергетике. - М.: Сборник научных трудов ЭНИН им. Г.М. Кржижановского. 1989, с.13-22, рис. 3а. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1164254A3 (en) | Optimized steam turbine peaking cycles utilizing steam bypass and related process | |
RU2650232C1 (ru) | Теплофикационная парогазовая установка | |
CN108843418A (zh) | 一种双压高效燃气超临界二氧化碳联合循环发电*** | |
RU2248452C2 (ru) | Энергетическая парогазовая установка с одновременным сжиганием твердого и газообразного топлива | |
RU2747704C1 (ru) | Когенерационная газотурбинная энергетическая установка | |
RU2528190C2 (ru) | Парогазовая установка | |
RU51112U1 (ru) | Теплофикационная газотурбинная установка | |
RU58613U1 (ru) | Комбинированная парогазовая установка с параллельной схемой работы | |
RU2700320C2 (ru) | Теплофикационная парогазовая установка с паротурбинным приводом компрессора | |
RU56969U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
JPH0323807B2 (ru) | ||
RU2791380C1 (ru) | Способ работы газотурбинного газоперекачивающего агрегата и устройство для его осуществления | |
JPS6252131B2 (ru) | ||
JP5420295B2 (ja) | 排気ガスを有効利用した発電システム | |
KR102690627B1 (ko) | 보일러용 열병합 발전 시스템 | |
RU2258147C1 (ru) | Способ замещения газотурбинного топлива в энергетических циклах | |
RU2139430C1 (ru) | Парогазовая энергетическая установка | |
JPH06330709A (ja) | 発電プラント | |
RU2259485C1 (ru) | Теплоэлектроцентраль с закрытой теплофикационной системой | |
RU2277639C1 (ru) | Способ работы паротурбинной теплоэлектроцентрали с газотурбинной установкой | |
RU2317425C2 (ru) | Способ работы тепловой электрической станции | |
RU2092704C1 (ru) | Парогазовая установка | |
RU2196907C2 (ru) | Электрогенерирующее устройство | |
CN117213248A (zh) | 电石炉电石和尾气余热利用的工艺设备 | |
RU37544U1 (ru) | Автономная система одновременного производства электроэнергии и тепла в газовой котельной |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191016 |