RU2611921C2 - Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation - Google Patents

Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2611921C2
RU2611921C2 RU2013129467A RU2013129467A RU2611921C2 RU 2611921 C2 RU2611921 C2 RU 2611921C2 RU 2013129467 A RU2013129467 A RU 2013129467A RU 2013129467 A RU2013129467 A RU 2013129467A RU 2611921 C2 RU2611921 C2 RU 2611921C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
gas
steam
water
combined
Prior art date
Application number
RU2013129467A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013129467A (en
Inventor
Виктор Михайлович Масленников
Вячеслав Михайлович Батенин
Юрий Александрович Выскубенко
Эдуард Альбертович Цалко
Виктор Яковлевич Штеренберг
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2013129467A priority Critical patent/RU2611921C2/en
Publication of RU2013129467A publication Critical patent/RU2013129467A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611921C2 publication Critical patent/RU2611921C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used in designing new and improving existing combined-cycle plants (CCP) of contact type (CCP-C) intended for generating electric power and heat, as well as a power drive, for example, for compressors of gas-compressor stations of gas mains. Method of combined generating electric power, heat and cold in a combined-cycle plant with steam injection involves air compression in a multistage compressor with intermediate cooling air with heated water in a contact heat exchanger. Supply of a compressed steam-air mixture into the combustion chamber of the gas turbine with injection of additional steam produced in the exhaust-heat boiler. Expansion of the steam-gas mixture in the high-pressure turbine. Cooling the steam-gas mixture in the exhaust-heat boiler and in the gas cooler for heating delivery water of the heat and cold water supply system due to heat of steam condensation from the steam-gas mixture. System of condensed moisture removal from the steam-gas mixture, further delivery of dried steam-gas mixture into the expander while collecting the formed condensate and returning it into the steam-gas cycle. Pressure behind the high pressure-turbine is maintained at the level of 0.35-0.5 MPa, sufficient for heating the circulating water in the heat and cold water supply system up to the temperature of 100–110 °C.
EFFECT: simpler technique of combined generating power, heat and cold, implementation of potential condensation of water vapours at a temperature level sufficient for heating the delivery water up to standard parameters of the heating system.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании новых и совершенствовании действующих парогазовых установок (ПГУ) контактного типа (ПГУ-К), предназначенных для выработки электроэнергии и тепла, а также в качестве силового привода, например, компрессоров газоперекачивающих станций магистральных газопроводов.The invention relates to the field of energy and can be used to create new and improve existing combined cycle gas turbines (CCGT) of the contact type (CCGT-K), designed to generate electricity and heat, as well as a power drive, for example, compressors of gas pumping stations of gas pipelines.

Известны ПГУ-К со смешением пара с продуктами сгорания: пар впрыскивают в газовый тракт под давлением в камеру сгорания, в проточную часть турбины. Рабочее тело в ПГУ-К - парогазовая смесь (ПГС). Такие установки отличаются наибольшей эффективностью по сравнению с обычными паро- или газотурбинными установками и комбинированными ПГУ, но без смешения: они превосходят лучшие современные паротурбинные установки по удельной мощности на 20-100% и более, по КПД на 5-10% и более при меньших капитальных и эксплуатационных затратах.PGU-K are known with mixing steam with products of combustion: steam is injected into the gas path under pressure into the combustion chamber, into the flow part of the turbine. The working fluid in PSU-K is a gas-vapor mixture (ASG). Such plants are most efficient in comparison with conventional steam or gas turbine plants and combined CCGT, but without mixing: they surpass the best modern steam turbine plants in specific power by 20-100% or more, in efficiency by 5-10% or more at lower capital and operating costs.

Преимущества цикла ПГУ-К перед ПГУ без смешения (комбинированные схемы с высоконапорным парогенератором) связаны с эффектом от впрыска пара: охлаждение турбинных лопаток, увеличение массы рабочего тела, улучшение технико-экономических показателей (ТЭП) и др. Работа на парогазовой смеси резко улучшает экологические показатели: снижается содержание оксидов азота NOx в отходящих газах в результате их подавления в присутствии водяных паров и уменьшения температуры.The advantages of the CCGT-K cycle over CCGT without mixing (combined circuits with a high-pressure steam generator) are associated with the effect of steam injection: cooling turbine blades, increasing the mass of the working fluid, improving technical and economic indicators (TEC), etc. Working on a gas-vapor mixture dramatically improves environmental indicators: the content of nitrogen oxides NO x in the exhaust gases decreases as a result of their suppression in the presence of water vapor and a decrease in temperature.

Все это обеспечивает высокие показатели контактных ПГУ, делает их перспективным направлением в развитии станционной энергетики.All this provides high rates of contact CCGT, makes them a promising direction in the development of station energy.

Известен способ регенерации тепла с установкой, заключающийся в том, что тепло отходящих газов из турбины утилизируют в котле-парогенераторе, а полученный пар направляют на впрыск в газовый тракт турбины (а.с. СССР №168962 с приоритетом от 13.04.1964).A known method of heat recovery with the installation, namely, that the heat of the exhaust gases from the turbine is disposed of in a steam boiler, and the resulting steam is sent for injection into the gas path of the turbine (AS USSR No. 168962 with priority dated 04/13/1964).

Принципиальный недостаток известного способа заключается в безвозвратных потерях исходной воды, потребности в водном источнике, дорогостоящей специальной подготовке воды (по требованиям к котловой питательной воде).The fundamental disadvantage of this method is the irretrievable loss of source water, the need for a water source, expensive special water treatment (according to the requirements for boiler feed water).

Известен аналог - патент RU 2179248, в котором описан способ регенерации тепла в парогазовом цикле, включающий сжатие воздуха в компрессоре, сжигание топлива в камере сгорания с впрыском пара, подачу полученной парогазовой смеси в газовую турбину, охлаждение отработанной в турбине смеси последовательно в утилизационном котле-парогенераторе и в теплообменнике-водонагревателе, соединенном с внешним потребителем тепла, дальнейшую подачу парогазовой смеси в детандер, сепарацию и удаление капельной влаги из парогазовой смеси, отличающийся тем, что сжатие воздуха осуществляют в многоступенчатом компрессоре, температуру парогазовой смеси на входе в теплообменник-водонагреватель поддерживают на 10-20°C выше температуры воды, подаваемой потребителю тепла, при этом давление парогазовой смеси поддерживают выше давления насыщения при указанной температуре на 0,03-0,05 МПа, а полученный конденсат отводят, подвергают дегазации и подают в утилизационный котел-парогенератор.The analogue is known - patent RU 2179248, which describes a method of heat recovery in a steam-gas cycle, which includes compressing air in a compressor, burning fuel in a combustion chamber with steam injection, feeding the resulting steam-gas mixture to a gas turbine, cooling the mixture spent in the turbine sequentially in a recovery boiler a steam generator and in a heat exchanger-water heater connected to an external heat consumer, further supplying the gas-vapor mixture to the expander, separating and removing droplet moisture from the gas-vapor mixture, characterized in that air compression is carried out in a multi-stage compressor, the temperature of the gas-vapor mixture at the inlet to the heat exchanger-water heater is maintained at 10-20 ° C higher than the temperature of the water supplied to the heat consumer, while the pressure of the gas-vapor mixture is maintained above the saturation pressure at the indicated temperature by 0.03-0 , 05 MPa, and the condensate obtained is taken off, subjected to degassing and fed to a recovery boiler-steam generator.

Также описана парогазовая установка, содержащая газовый контур, в котором установлены компрессор, камера сгорания, газовая турбина, утилизационный котел-парогенератор, теплообменник-водонагреватель, соединенный с внешним потребителем тепла, и детандер, отличающаяся тем, что компрессор и детандер выполнены многоступенчатыми и установка дополнительно снабжена системой отвода, сбора, обработки и циркуляции конденсата, включающей последовательно расположенные выносные статические сепараторы капельной влаги, установленные между ступенями многоступенчатого детандера и расположенные на его выходе, конденсатоотводчик, установленный на теплообменнике-водонагревателе, воздухоохладитель смешивающего типа, деаэратор для дегазации конденсата и конденсатные насосы.Also described is a gas-vapor installation containing a gas circuit in which a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a steam boiler, a heat exchanger-water heater connected to an external heat consumer are installed, and an expander, wherein the compressor and expander are multi-stage and the installation is additionally equipped with a condensate drainage, collection, processing and circulation system, including consecutively located remote static drip moisture separators installed between stages multi-stage expander and located at its outlet, a steam trap mounted on a heat exchanger-water heater, a mixing type air cooler, a deaerator for condensate degassing and condensate pumps.

Техническая задача, решаемая в данном аналоге, заключается в снижении энерготехнологических потерь и улучшении технико-экономических и экологических показателей процесса, обеспечении замкнутого контура цикловой воды путем глубокой утилизации тепла отходящих газов, включая теплоту конденсации водяных паров. Недостатком данного решения является потребность в использовании деаэратора для дегазации конденсата, что усложняет конструкцию установки и увеличивает парогазовый цикл.The technical problem solved in this analogue is to reduce energy-technological losses and improve technical, economic and environmental indicators of the process, to provide a closed loop of cyclic water by deep utilization of heat of exhaust gases, including the heat of condensation of water vapor. The disadvantage of this solution is the need to use a deaerator for degassing condensate, which complicates the design of the installation and increases the combined cycle.

Близким аналогом является техническое решение а.с. СССР №1048265 (F25B 29/00, F25B 11/00, F01K 25/10 от 06.05.1982 г.).A close analogue is the technical solution of A.S. USSR No. 1048265 (F25B 29/00, F25B 11/00, F01K 25/10 dated 05/06/1982).

В предлагаемой парогазовой установке контактного типа реализуется способ, включающий сжатие воздуха в компрессоре, сжигание топлива в камере сгорания в сжатом воздухе с впрыском пара, подачу в турбину ПГС и охлаждение ее после турбины последовательно в утилизационном котле-парогенераторе и в теплообменнике-водонагревателе, соединенном с внешним потребителем тепла, дальнейшую подачу газов в детандер, сепарацию и удаление капельной влаги, впрыск полученного пара в газовый тракт турбины. Установка содержит газовую турбину с камерой сгорания, компрессор, детандер, электрогенератор, газовый тракт с последовательно установленными в нем утилизационным котлом-парогенератором, теплообменником-водонагревателем, соединенным с внешним потребителем тепла, и оснащена системой подачи из котла и впрыска пара в газовый тракт турбины.In the proposed contact-type gas-steam plant, a method is implemented that includes compressing air in a compressor, burning fuel in a combustion chamber in compressed air with steam injection, supplying it to an ASG turbine and cooling it after the turbine in series in a recovery boiler-steam generator and in a heat exchanger-water heater connected to external heat consumer, further supply of gases to the expander, separation and removal of droplet moisture, injection of the resulting steam into the gas path of the turbine. The installation contains a gas turbine with a combustion chamber, a compressor, an expander, an electric generator, a gas path with a recovery boiler-steam generator, a heat exchanger-water heater connected to an external heat consumer sequentially installed in it, and is equipped with a system for supplying steam from the boiler and injecting steam into the gas path of the turbine.

В теплообменнике нагревается проточная вода из источника извне. Нагретая вода направляется внешнему потребителю и частично в котел-утилизатор. В сепараторе за теплообменником охлажденные газы освобождаются от капельной влаги, которая удаляется из контура; теплые газы из последней ступени хвостовых поверхностей выбрасываются в атмосферу.In the heat exchanger, running water from a source from outside is heated. Heated water is sent to an external consumer and partially to a waste heat boiler. In the separator behind the heat exchanger, the cooled gases are freed from drip moisture, which is removed from the circuit; warm gases from the last stage of the tail surfaces are released into the atmosphere.

Прототипом заявленного изобретения можно считать решение по а.с. СССР №394575 от 01.01.1973 г. «КОМПЛЕКСНАЯ ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА».The prototype of the claimed invention can be considered a decision on.with. USSR No. 394575 dated 01.01.1973. "COMPLEX STEAM-GAS INSTALLATION".

Общим свойством этого прототипа и нашей установки является увеличение экономичности цикла за счет выработки дополнительного тепла ΔQ и дополнительной эл. энергии ΔN в теплообменниках и турбодетандере, установленных в схеме за газовой турбиной. Главным фактором, определяющим значение величин ΔQ и ΔN, является степень сжатия воздуха (ε) в компрессоре ГТУ.A common property of this prototype and our installation is to increase the efficiency of the cycle due to the generation of additional heat ΔQ and additional electric. energy ΔN in heat exchangers and turboexpander installed in the circuit behind the gas turbine. The main factor determining the values of ΔQ and ΔN is the degree of air compression (ε) in the gas turbine compressor.

В прототипе используется одноступенчатое компримирование воздуха, при котором можно получить степень сжатия только ε<15. При такой степени сжатия реализуемые значения величин ΔQ и ΔN низки и экономическая выгода от них, как показывают расчеты, нивелируется капитальными затратами на оборудование для их получения, что приводит к нецелесообразности практической реализации этой схемы.The prototype uses a single-stage air compression, in which it is possible to obtain a compression ratio of only ε <15. With such a degree of compression, the realized values of ΔQ and ΔN are low and the economic benefit from them, as shown by the calculations, is leveled out by the capital costs of equipment for their production, which leads to the inexpediency of the practical implementation of this scheme.

В нашей установке используется двухступенчатое компримирование с промежуточным охлаждением воздуха. Это позволяет получить в четыре раза большую степень сжатия ε=60 и, следовательно, существенно более высокие значения величин ΔQ и ΔN, что при тех же капитальных затратах (как в прототипе) приводит к значительному (по сравнению с прототипом) увеличению экономической эффективности установки и к целесообразности ее практической реализации.Our installation uses two-stage compression with intermediate air cooling. This allows you to get four times greater compression ratio ε = 60 and, therefore, significantly higher values of ΔQ and ΔN, which at the same capital costs (as in the prototype) leads to a significant (compared with the prototype) increase in the economic efficiency of the installation and the feasibility of its practical implementation.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение технологии комбинированной выработки энергии, тепла и холода, реализация возможности проводить конденсацию водяных паров при температурном уровне, достаточном для нагрева сетевой воды до стандартных параметров системы теплофикации.The technical result of the claimed invention is to simplify the technology of combined generation of energy, heat and cold, to realize the possibility of condensing water vapor at a temperature level sufficient to heat the network water to standard parameters of the heating system.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара, включающем сжатие воздуха в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением воздуха подогретой водой в контактном теплообменнике, подачей сжатой паровоздушной смеси в камеру сгорания газовой турбины с инжекцией дополнительного пара, полученного в котле-утилизаторе, расширение парогазовой смеси в турбине высокого давления, охлаждение парогазовой смеси в котле-утилизаторе и газоохладителе для подогрева сетевой воды системы теплоснабжения за счет теплоты конденсации паров воды из парогазовой смеси, систему удаления капельной влаги из парогазовой смеси, дальнейшую подачу осушенной парогазовой смеси в детандер со сбором образовавшегося конденсата и возвратом его в парогазовый цикл, согласно изобретению давление за турбиной высокого давления поддерживают на уровне 0,35-0,5 МПа, достаточном для подогрева циркулирующей воды системы теплохладоснабжения до температуры 100-110°C.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of combined generation of electricity, heat and cold in a combined-cycle plant with steam injection, comprising compressing air in a multi-stage compressor with intermediate cooling of air with heated water in a contact heat exchanger, supplying a compressed steam-air mixture to the combustion chamber of a gas turbine with the injection of additional steam obtained in a recovery boiler, expansion of the gas-vapor mixture in a high-pressure turbine, cooling of the gas-vapor mixture in an utilizer and a gas cooler for heating the network water of the heat supply system due to the heat of condensation of water vapor from the vapor-gas mixture, a system for removing droplet moisture from the vapor-gas mixture, further supplying the dried vapor-gas mixture to the expander with the collection of condensate formed and returning it to the vapor-gas cycle, according to the invention, pressure behind the high-pressure turbine, they are maintained at a level of 0.35-0.5 MPa, sufficient to heat the circulating water of the heat and cold supply system to a temperature of 100-110 ° C.

Общую степень сжатия воздуха в парогазовой установке поддерживают на уровне не ниже 6-7 МПа.The overall degree of air compression in a combined cycle plant is maintained at a level of at least 6-7 MPa.

Конденсацию паров воды из парогазовой смеси в газоохладителе осуществляют в секционированном подогревателе.The condensation of water vapor from a gas-vapor mixture in a gas cooler is carried out in a sectioned heater.

Подогретую в газоохладителе циркулирующую воду используют для нагрева сетевой воды системы теплохладоснабжения.The circulating water heated in the gas cooler is used to heat the network water of the heat and cold supply system.

При сокращении потребления тепла в период положительных температур атмосферного воздуха избыточное тепло сетевой воды используют в качестве греющего агента в бромисто-литиевых холодильных машинах для получения холода с целью кондиционирования воздуха, подаваемого в отапливаемые в зимний период помещения.To reduce heat consumption during positive atmospheric temperatures, excess heat from the mains water is used as a heating agent in lithium bromide chillers to produce cold in order to condition the air supplied to the premises heated in winter.

Парогазовая установка содержит газовый контур, в котором установлены компрессор, камера сгорания, газовая турбина, утилизационный котел-парогенератор, теплообменник-водонагреватель, соединенный с внешним потребителем тепла, и детандер, причем компрессор и детандер выполнены многоступенчатыми и установка дополнительно снабжена системой отвода, сбора, обработки и циркуляции конденсата, включающей последовательно расположенные выносные статические сепараторы капельной влаги, установленные между ступенями многоступенчатого детандера и расположенные на его выходе, конденсатоотводчик, установленный на теплообменнике-водонагревателе, воздухоохладитель смешивающего типа, конденсатные насосы и отличается тем, что теплообменник-водонагреватель выполнен с возможностью поддержания давления на уровне 0,35-0,5 МПа и подогрева циркулирующей воды системы теплохладоснабжения до температуры 100-110°C.The combined-cycle plant contains a gas circuit in which a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a recovery boiler-steam generator, a heat exchanger-water heater connected to an external heat consumer, and an expander are installed, and the compressor and expander are multi-stage and the installation is additionally equipped with a removal, collection system, processing and circulation of condensate, including consecutively located remote static separators of droplet moisture installed between the stages of a multi-stage expander and located at its outlet, a condensate trap installed on the heat exchanger-water heater, a mixing type air cooler, condensate pumps, and is characterized in that the heat exchanger-water heater is configured to maintain a pressure of 0.35-0.5 MPa and heat the circulating water of the heat-supply system to a temperature of 100-110 ° C.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На Фиг.1 показана схема установки для реализации способа, где 1 - компрессор низкого давления, 2 - компрессор высокого давления, 3 - воздухоохладитель, 4 - камера сгорания, 5 - газовая турбина, 6 - теплообменник-водонагреватель, 7 - ступень детандера, 8 - сепаратор, 9 - блок очистки конденсата, 10 - электрогенератор, 11 - питательный насос; В - воздух, Т - природный газ, П - пар, ПС - продукты сгорания, Q - сетевая вода системы теплофикации.Figure 1 shows a diagram of an installation for implementing the method, where 1 is a low pressure compressor, 2 is a high pressure compressor, 3 is an air cooler, 4 is a combustion chamber, 5 is a gas turbine, 6 is a water heat exchanger, 7 is an expander stage, 8 - separator, 9 - condensate purification unit, 10 - electric generator, 11 - feed pump; B - air, T - natural gas, P - steam, PS - combustion products, Q - network water of the heating system.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.The invention can be implemented as follows.

Атмосферный воздух сжимается в компрессоре низкого давления (НД) 1 до давления 6.3 атм и поступает в воздухоохладитель смешивающего типа 3, где насыщается парами воды и охлаждается за счет ее испарения. Использование воздухоохладителя позволяет сохранить температуру воздуха на выходе из компрессора высокого давления (ВД) 2 на проектном уровне исходного газотурбинного двигателя (446°C) и сохранить надежный режим работы лопаточного аппарата.Atmospheric air is compressed in a low pressure compressor (LP) 1 to a pressure of 6.3 atm and enters a mixing type 3 air cooler, where it is saturated with water vapor and cooled by evaporation. The use of an air cooler allows you to save the air temperature at the outlet of the high pressure compressor (HP) 2 at the design level of the original gas turbine engine (446 ° C) and maintain a reliable operation mode of the blade apparatus.

В камеру сгорания парогазовой установки (далее ПГУ) подаются сжатый воздух, природный газ и водяной пар с температурой 285°C, обеспечивая параметры рабочего тела перед турбинной группой привода компрессоров 6-7 МПа/1310°C при коэффициенте избытка воздуха α=1.12.Compressed air, natural gas and water vapor with a temperature of 285 ° C are supplied to the combustion chamber of a combined cycle plant (hereinafter CCGT), providing the parameters of the working fluid in front of the compressor turbine drive group of 6-7 MPa / 1310 ° C with an air excess coefficient α = 1.12.

Для охлаждения элементов турбинной группы используется водяной пар, что дает возможность повысить температуру рабочего тела сверх расчетной для исходной ГТУ при поддержании температуры металла лопаточного аппарата ниже проектного уровня. На выходе из группы приводных турбин парогазовая смесь поступает в регенеративный теплообменник 6, где происходят генерация и перегрев впрыскиваемого пара, а также нагрев сетевой воды для нужд теплофикации (Q).To cool the elements of the turbine group, water vapor is used, which makes it possible to increase the temperature of the working fluid above the calculated value for the initial gas turbine while maintaining the metal temperature of the blade apparatus below the design level. At the outlet of the group of drive turbines, the gas-vapor mixture enters the regenerative heat exchanger 6, where the generation and overheating of the injected steam, as well as heating of the network water for heating needs (Q) occur.

Главная особенность работы предложенной схемы заключается в том, что в этом теплообменнике 6 поддерживается повышенное давление (0,3-0,5 МПа), что соответственно повышает парциальное давление водяных паров и позволяет проводить их конденсацию при температурном уровне, достаточном для нагрева сетевой воды до стандартных параметров системы теплофикации.The main feature of the proposed scheme is that in this heat exchanger 6 an increased pressure is maintained (0.3-0.5 MPa), which accordingly increases the partial pressure of water vapor and allows them to condense at a temperature level sufficient to heat the network water to standard parameters of the heating system.

После теплообменника 6 парогазовая смесь расширяется до атмосферного давления в детандере 7, при этом совершается полезная работа и конденсируется дополнительное количество воды, которое улавливается в сепараторах капельной влаги 8.After the heat exchanger 6, the gas-vapor mixture expands to atmospheric pressure in the expander 7, while useful work is performed and additional water is condensed, which is trapped in the drip moisture separators 8.

Вместе с основным потоком конденсата из теплообменника 6 эта вода поступает в систему сбора и очистки конденсата 9, откуда направляется в воздухоохладитель 3, а затем на генерацию и перегрев пара в теплообменник 6. Избыточное количество воды, конденсируемое из продуктов сгорания, может быть использовано в любых целях.Together with the main stream of condensate from the heat exchanger 6, this water enters the condensate collection and purification system 9, from where it is sent to the air cooler 3, and then to generate and superheat the steam in the heat exchanger 6. The excess amount of water condensed from the combustion products can be used in any purposes.

Таким образом, в заявленном способе отсутствует потребность в использовании деаэратора для дегазации конденсата, снижается число насосов в сравнении с прототипом, что упрощает технологию комбинированной выработки энергии, тепла и холода.Thus, in the claimed method there is no need to use a deaerator for degassing condensate, the number of pumps is reduced in comparison with the prototype, which simplifies the technology of combined production of energy, heat and cold.

Claims (5)

1. Способ комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара, включающий сжатие воздуха в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением воздуха подогретой водой в контактном теплообменнике, подачей сжатой паровоздушной смеси в камеру сгорания газовой турбины с инжекцией дополнительного пара, полученного в котле-утилизаторе, расширение парогазовой смеси в турбине высокого давления, охлаждение парогазовой смеси в котле-утилизаторе и газоохладителе для подогрева сетевой воды системы теплоснабжения за счет теплоты конденсации паров воды из парогазовой смеси, систему удаления капельной влаги из парогазовой смеси, дальнейшую подачу осушенной парогазовой смеси в детандер со сбором образовавшегося конденсата и возвратом его в парогазовый цикл, отличающийся тем, что давление за турбиной высокого давления поддерживают на уровне 0,35-0,5 МПа, достаточном для подогрева циркулирующей воды системы теплохладоснабжения до температуры 100-110°С, причем при сокращении потребления тепла в период положительных температур атмосферного воздуха избыточное тепло сетевой воды используют в качестве греющего агента в бромисто-литиевых холодильных машинах для получения холода с целью кондиционирования воздуха, подаваемого в отапливаемые в зимний период помещения.1. The method of combined generation of electricity, heat and cold in a combined-cycle plant with steam injection, comprising compressing air in a multi-stage compressor with intermediate cooling of air with heated water in a contact heat exchanger, supplying a compressed steam-air mixture to the combustion chamber of a gas turbine with injection of additional steam obtained in the boiler -utilizer, expansion of the gas-vapor mixture in the high-pressure turbine, cooling of the gas-vapor mixture in the recovery boiler and gas cooler for heating network water with heating systems due to the heat of condensation of water vapor from a gas-vapor mixture, a system for removing droplet moisture from a gas-vapor mixture, further supply of a dried gas-vapor mixture to an expander with the collection of condensate formed and its return to the gas-vapor cycle, characterized in that the pressure behind the high-pressure turbine is maintained at 0.35-0.5 MPa, sufficient to heat the circulating water of the heat and cold supply system to a temperature of 100-110 ° C, and with a reduction in heat consumption during positive temperatures, the atmosphere ernogo air excess heat the network water used as a heating agent to the lithium bromide refrigerating machines for producing cold air for the purpose of air supplied to the heated room in winter. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общую степень сжатия воздуха в парогазовой установке поддерживают на уровне не ниже 6-7 МПа.2. The method according to p. 1, characterized in that the total degree of air compression in the combined cycle plant is maintained at a level of at least 6-7 MPa. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что конденсацию паров воды из парогазовой смеси в газоохладителе осуществляют в секционированном подогревателе.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the condensation of water vapor from the vapor-gas mixture in the gas cooler is carried out in a sectioned heater. 4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что подогретую в газоохладителе циркулирующую воду используют для нагрева сетевой воды системы теплохладоснабжения.4. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the circulating water heated in the gas cooler is used to heat the network water of the heat and cold supply system. 5. Парогазовая установка, содержащая газовый контур, в котором установлены компрессор, камера сгорания, газовая турбина, утилизационный котел-парогенератор, теплообменник-водонагреватель, соединенный с внешним потребителем тепла, и детандер, причем компрессор и детандер выполнены многоступенчатыми и установка дополнительно снабжена системой отвода, сбора, обработки и циркуляции конденсата, включающей последовательно расположенные выносные статические сепараторы капельной влаги, установленные между ступенями многоступенчатого детандера и расположенные на его выходе, конденсатоотводчик, установленный на теплообменнике-водонагревателе, воздухоохладитель смешивающего типа, конденсатные насосы, отличающаяся тем, что теплообменник-водонагреватель выполнен с возможностью поддержания давления на уровне 0,35-0,5 МПа и подогрева циркулирующей воды системы теплохладоснабжения до температуры 100-110°С, причем при сокращении потребления тепла в период положительных температур атмосферного воздуха избыточное тепло сетевой воды используется в качестве греющего агента в бромисто-литиевых холодильных машинах для получения холода с целью кондиционирования воздуха, подаваемого в отапливаемые в зимний период помещения.5. Combined-cycle plant containing a gas circuit in which a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a recovery boiler-steam generator, a heat exchanger-water heater connected to an external heat consumer, and an expander are installed, and the compressor and expander are multistage and the installation is additionally equipped with an exhaust system , collection, processing and circulation of condensate, including sequentially located remote static separators of droplet moisture installed between the stages of a multistage component ndera and its outlet, a condensate trap installed on the heat exchanger-water heater, a mixing type air cooler, condensate pumps, characterized in that the heat exchanger-water heater is configured to maintain a pressure of 0.35-0.5 MPa and heat the circulating water of the heat supply system to a temperature of 100-110 ° C, and with a reduction in heat consumption during positive atmospheric temperatures, excess heat from the mains water is used as a heating agent in bromine 100-lithium chillers for producing cold in order to condition the air supplied to the premises heated in the winter.
RU2013129467A 2013-06-28 2013-06-28 Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation RU2611921C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129467A RU2611921C2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013129467A RU2611921C2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013129467A RU2013129467A (en) 2015-01-10
RU2611921C2 true RU2611921C2 (en) 2017-03-01

Family

ID=53278804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013129467A RU2611921C2 (en) 2013-06-28 2013-06-28 Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2611921C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791638C1 (en) * 2021-10-13 2023-03-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Gas-steam power plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU909238A1 (en) * 1979-07-17 1982-02-28 Северо-Западное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внииэнергопром" Power unit with deep cooling of exhaust gases
RU2115000C1 (en) * 1995-12-05 1998-07-10 Леонид Меерович Драбкин Combination boiler house
RU2369808C2 (en) * 2007-11-26 2009-10-10 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Trigeneration gas turbine plant
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method
US20100307169A1 (en) * 2007-11-15 2010-12-09 The Regents Of The University Of California Trigeneration system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU909238A1 (en) * 1979-07-17 1982-02-28 Северо-Западное Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внииэнергопром" Power unit with deep cooling of exhaust gases
RU2115000C1 (en) * 1995-12-05 1998-07-10 Леонид Меерович Драбкин Combination boiler house
US20100307169A1 (en) * 2007-11-15 2010-12-09 The Regents Of The University Of California Trigeneration system and method
RU2369808C2 (en) * 2007-11-26 2009-10-10 Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" Trigeneration gas turbine plant
RU2399781C1 (en) * 2009-05-14 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (ГОУ ВПО СГТУ) Combined electric energy, heat and cold generation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791638C1 (en) * 2021-10-13 2023-03-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Gas-steam power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013129467A (en) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102022144B (en) Thermal power generation system with function of exhaust steam recovery
RU2559793C2 (en) Method and system for air cooling in power generating system (versions)
US20110088399A1 (en) Combined Cycle Power Plant Including A Refrigeration Cycle
US6223558B1 (en) Method of refrigeration purification and power generation of industrial waste gas and the apparatus therefor
JP4898854B2 (en) Power plant
CN105019956A (en) Gas-steam combined cycle power generation waste heat utilization system
RU2273741C1 (en) Gas-steam plant
US20110056219A1 (en) Utilization of Exhaust of Low Pressure Condensing Steam Turbine as Heat Input to Silica Gel-Water Working Pair Adsorption Chiller
CN113775494A (en) Ocean thermoelectric generation cold seawater cascade utilization system
RU2335641C2 (en) Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station
RU2665794C1 (en) Method and plant for mechanical and thermal energy generation
RU2412359C1 (en) Operating method of combined cycle plant
CN113339696A (en) Carbon dioxide pressurizing storage device and method
RU2616148C2 (en) Electric power generation device with high temperature vapour-gas condensing turbine
WO2014047676A1 (en) Cooling of exhaust gas of a power generation system
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
CN205025515U (en) Condensing steam turbine system based on heat pump
RU2611921C2 (en) Method of combined generating electric power, heat and cold in combined-cycle plant with steam injection and combined-cycle plant for its implementation
CN102373975A (en) Application system of multistage lithium bromide units
RU2561770C2 (en) Operating method of combined-cycle plant
RU2476690C2 (en) Method of combined cycle plant operation
CN103195517B (en) Liquid medium steam non-condensing cycle generating system
CN206256941U (en) A kind of condensing turbine organic working medium circulating cooling system
RU2179248C1 (en) Process and combined-cycle plant for heat recovery in combined cycle
RU68599U1 (en) INSTALLATION FOR DISPOSAL OF HEAT ENERGY

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20160511

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20161117

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180629