RU2636643C1 - Disposal turbine plant - Google Patents
Disposal turbine plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636643C1 RU2636643C1 RU2016137604A RU2016137604A RU2636643C1 RU 2636643 C1 RU2636643 C1 RU 2636643C1 RU 2016137604 A RU2016137604 A RU 2016137604A RU 2016137604 A RU2016137604 A RU 2016137604A RU 2636643 C1 RU2636643 C1 RU 2636643C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- turbine
- outlet
- power
- cooler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено для автономного электроснабжения различных объектов, где используются судовые или стационарные двигатели внутреннего сгорания, а также газотурбинные двигатели (ГТД). Наибольший эффект может быть получен при использовании изобретения для электроснабжения линейных компрессорных станций (КС) газотранспортной системы, осуществляемого за счет утилизации тепла выхлопных газов ГТД, применяемых в газоперекачивающих агрегатах (ГПА). Основным критерием выбора утилизационной турбоустановки для автономного электроснабжения линейных КС, особенно отдаленных КС, работающих в районах Крайнего Севера, являются простота и надежность ее работы в характерных для этих КС условиях эксплуатации.The invention relates to a power system and can be used for autonomous power supply of various objects where marine or stationary internal combustion engines, as well as gas turbine engines (GTE), are used. The greatest effect can be obtained by using the invention for power supply to linear compressor stations (CS) of the gas transmission system, which is carried out by utilizing heat from the gas turbine engine exhaust gases used in gas pumping units (GPU). The main criterion for choosing a recycling turbine unit for the autonomous power supply of linear compressor stations, especially remote compressor stations operating in the Far North, is the simplicity and reliability of its operation in the operating conditions characteristic of these compressor stations.
Указанным требованиям наилучшим образом соответствуют утилизационные турбоустановки, реализующие цикл Брайтона с использованием в качестве рабочего тела воздуха или выхлопных газов ГТД.The indicated requirements are best suited for utilization turbine units implementing the Brighton cycle using gas or exhaust gas turbine engines as a working fluid.
Известно устройство (патент US №5,927,065, МПК F02C 6/18 от 16.07.1996 г., опубл. 27.07.1999 г., фиг. 1), основанное на утилизации тепла выхлопных газов ГТД путем установки на выхлопе основной газовой турбины 6 рекуперативного воздухоподогревателя 3 с дополнительным воздушным компрессором 8 и воздушной турбиной 9 для выработки воздухом по циклу Брайтона дополнительной полезной мощности. Его недостатками являются невысокий КПД устройства (малая удельная выработка механической энергии в отношении к расходу выхлопных газов основной турбины 6), а также снижение мощности турбины 6 и КПД надстраиваемого ГТД из-за потерь давления в газовом тракте воздухоподогревателя 3.A device is known (US patent No. 5,927,065, IPC
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства является «Силовая установка с перерасширением рабочего тела за силовой турбиной без стандартного газогенератора», приведенная в монографии Б.Х. Перельштейна «Новые энергетические системы». Казань, КГТУ, 2008, (с. 10, рисунок 1.4), содержащая силовую газовую турбину 4, кинематически связанную с потребителем механической мощности (турбогенератором), сообщенную на входе по газу с выходом источника горячего газа - основного ГТД - по газу, холодильник (газоохладитель) 2, дожимающий компрессор 3, сообщенный на входе по газу с газоохладителем 2, на выходе по газу - с атмосферой, а также установленные на одном валу с ротором дожимающего компрессора 3 пуско-приводной электродвигатель 5 и приводную турбину перерасширения 1, сообщенную на входе по газу с выходом силовой турбины 4 по газу, на выходе по газу - с входом дожимающего компрессора 3 по газу.The closest analogue (prototype) of the claimed device is a "Power plant with the expansion of the working fluid behind the power turbine without a standard gas generator", as shown in the monograph B.Kh. Perelshtein "New Energy Systems". Kazan, KSTU, 2008, (p. 10, Figure 1.4), containing a
Силовая турбина 4 и приводная турбина перерасширения 1 работают на перепаде давления газа, создаваемом дожимающим компрессором 3. При достаточно малой мощности турбогенератора (относительно тепловой мощности выхлопа основного ГТД) возможно исполнение прототипа, обеспечивающего, помимо привода турбогенератора, поддержание давления перед силовой турбиной 4 на уровне ниже атмосферного, что позволяет повысить КПД основного ГТД. Однако этот эффект достигается только при достаточно высокой температуре и фиксированном расходе выхлопного газа. Проблема регулирования работы устройства при переменных нагрузках на валу силовой турбины и при изменении параметров выхлопных газов основного ГТД, весь выхлоп которого направляется в силовую турбину, в прототипе не решена. Кроме того, высокая степень сжатия (3,5) в дожимающем компрессоре прототипа приводит к увеличению габаритов и металлоемкости газоохладителя, а также к усложнению конструкции и увеличению размера лопаток силовой и приводной турбин 4 и 1 и дожимающего компрессора 3.The
Целью заявляемого устройства является устранение указанных недостатков. Техническими результатами изобретения являются снижение металлоемкости оборудования турбоустановки и обеспечение автономного электроснабжения объектов с ГТД (или других двигателей внутреннего сгорания) на тепле выхлопных газов этих двигателей во всем эксплуатационном диапазоне с одновременным повышением их КПД путем передачи избыточной по сравнению с текущим электропотреблением мощности утилизационной турбоустановки на вал ГТД или других двигателей внутреннего сгорания посредством снижения давления на выхлопе этих двигателей.The purpose of the claimed device is to eliminate these disadvantages. The technical results of the invention are to reduce the metal consumption of turbine installation equipment and to provide autonomous power supply to gas turbine engine (or other internal combustion engine) facilities using heat from the exhaust gases of these engines in the entire operating range while increasing their efficiency by transferring excess turbine utilization power compared to the current power consumption to the shaft GTE or other internal combustion engines by reducing the pressure on the exhaust of these engines.
Определение из перечня выявленных аналогов указанного прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило выявить в заявляемом устройстве определенную в нижеприведенной формуле изобретения совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому техническому результату.The definition from the list of identified analogues of the specified prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the inventive device defined in the following claims the totality of significant distinguishing features in relation to the perceived technical result.
Заявляемая утилизационная турбоустановка содержит турбогенератор, силовую газовую турбину, кинематически связанную с турбогенератором, сообщенную на входе по газу с выходом источника горячего газа по газу, газоохладитель, сообщенный на входе по газу с выходом силовой газовой турбины по газу, дожимающий компрессор, сообщенный на входе по газу с выходом газоохладителя по газу, на выходе по газу - с атмосферой. Согласно изобретению дожимающий компрессор установлен на одном валу с силовой газовой турбиной, а утилизационная турбоустановка содержит байпасный газоход, сообщенный на входе по газам с выходом источника горячего газа по газу, дополнительный газоохладитель, установленный на выходе байпасного газохода по газам, и дымосос, сообщенный на входе по газу через тракт дополнительного газоохладителя по газу с выходом байпасного газохода по газу, на выходе по газу - с атмосферой, при этом либо дымосос снабжен приводным электродвигателем с преобразователем частоты сетевого переменного тока, электрически связанным с турбогенератором, либо ротор дымососа кинематически связан с валом силовой газовой турбины, а турбогенератор снабжен устройством преобразования частоты генератора переменного тока, выполненным с возможностью питания напряжением изменяющейся частоты и амплитуды потребителей переменного тока с напряжением неизменной частоты и амплитуды.The inventive utilization turbine installation comprises a turbogenerator, a power gas turbine kinematically connected to the turbogenerator communicated at the gas inlet with the outlet of the hot gas source for gas, a gas cooler communicated at the gas inlet with the outlet of the power gas turbine for gas, a booster compressor communicated at the inlet for the gas gas with gas cooler outlet for gas; at gas outlet - with atmosphere. According to the invention, the booster compressor is mounted on the same shaft with a power gas turbine, and the recovery turbine unit contains a bypass duct communicated at the gas inlet with the outlet of the hot gas source through gas, an additional gas cooler installed at the outlet of the bypass duct through the gases, and a smoke exhauster communicated at the inlet gas through an additional gas cooler path through gas with a bypass gas outlet through gas, through a gas outlet through the atmosphere, or the exhaust fan is equipped with a drive motor with a frequency generator of the alternating current mains current electrically connected to the turbogenerator, or the smoke exhaust rotor is kinematically connected to the shaft of the power gas turbine, and the turbogenerator is equipped with a frequency generator of the alternating current generator configured to supply voltage to the changing frequency and amplitude of alternating current consumers with a voltage of constant frequency and amplitude .
Преобразователь частоты сетевого переменного тока (частотный преобразователь, далее - ПЧС) - это устройство, осуществляющее преобразование сетевого трехфазного или однофазного переменного тока с частотой 50 (60) Гц в трехфазный или однофазный ток с частотой от 1 до 800 Гц и предназначенное для плавного регулирования оборотов асинхронного или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты [Источник: Частотный преобразователь (электропривод) // Википедия, 15.09.2015].The AC frequency converter (frequency converter, hereinafter referred to as the PSP) is a device that converts a three-phase or single-phase AC current with a frequency of 50 (60) Hz into a three-phase or single-phase current with a frequency of 1 to 800 Hz and is designed for smooth control of revolutions an asynchronous or synchronous motor by creating an output voltage converter of a given frequency [Source: Frequency converter (electric drive) // Wikipedia, 09/15/2015].
Устройство преобразования (преобразователь) частоты генератора переменного тока (далее - ПЧГ) - это устройство, осуществляющее преобразование вырабатываемого электрогенератором трехфазного или однофазного переменного тока с напряжением меняющейся частоты и амплитуды на переменных нагрузках в трехфазный или однофазный ток с напряжением неизменной частоты и амплитуды [Источник: патент РФ №2522896, бюл. №20, опубл. 20.07.2014 и др.]. Кинематически связан - снабжен кинематической связью.A frequency conversion device (converter) of an alternator current frequency (hereinafter referred to as an FCG) is a device that converts a three-phase or single-phase alternating current generated by an electric generator with a voltage of varying frequency and amplitude at variable loads into a three-phase or single-phase current with a constant frequency and amplitude voltage [Source: RF patent No. 2522896, bull. No. 20, publ. 07/20/2014 and others.]. Kinematically connected - equipped with a kinematic connection.
Кинематическая связь - это связь движущихся элементов между собой, состоящая из одной или нескольких механических, электрических, гидравлических и других кинематических цепей, через которые осуществляются требуемые исполнительные движения [Источник: «Кинематические связи в станках» // http://www.autowelding.ru/publ/l/metallorezhushhie_stanki/kinematicheskie_sviazi_v_stankakh/14-1-0-79]. Кинематически связан (в данном случае) - снабжен устройством механической и/или электрической передачи крутящего момента [Источник: «Способы передачи мощности и крутящего момента от главного двигателя к движителю» // http://seadiesel.ru/subcategory/peredacha_krutyashego_momenta.html].A kinematic connection is a connection of moving elements among themselves, consisting of one or more mechanical, electrical, hydraulic and other kinematic chains through which the required actuating movements are carried out [Source: “Kinematic connections in machines” // http: //www.autowelding. com / publ / l / metallorezhushhie_stanki / kinematicheskie_sviazi_v_stankakh / 14-1-0-79]. Kinematically coupled (in this case) - equipped with a device for mechanical and / or electrical transmission of torque [Source: “Methods for transmitting power and torque from the main engine to the propulsion” // http://seadiesel.ru/subcategory/peredacha_krutyashego_momenta.html] .
Силовая турбина, газоохладитель и дожимающий компрессор выполнены с возможностью выработки требуемой мощности для заданной минимальной температуры газа за ГТД, которая может иметь место в реальных условиях эксплуатации ГТД. Благодаря наличию байпасного газохода между выходом источника горячего газа (например, ГТД) по газу и атмосферой расход газа в силовую турбину заявляемого устройства, в отличие от прототипа, не зависит от расхода газа на выхлопе ГТД, а определяется только текущей температурой газа и пропускной способностью силовой турбины, что обеспечивает возможность регулирования работы устройства на переменных нагрузках турбогенератора и при изменении параметров выхлопных газов основного ГТД.The power turbine, gas cooler and booster compressor are made with the possibility of generating the required power for a given minimum gas temperature behind the gas turbine engine, which can take place in real gas turbine operation conditions. Due to the presence of a bypass gas duct between the outlet of the hot gas source (for example, gas turbine engine) for gas and atmosphere, the gas flow to the power turbine of the inventive device, unlike the prototype, does not depend on the gas flow at the gas turbine exhaust, but is determined only by the current gas temperature and the power capacity turbines, which makes it possible to regulate the operation of the device at variable loads of the turbogenerator and when changing the parameters of the exhaust gases of the main gas turbine engine.
В варианте турбоустановки с дымососом, снабженным приводным электродвигателем с ПЧС, поддержание частоты переменного тока в электросети на постоянном уровне 50 (60) Гц при изменении температуры газа перед силовой турбиной или электропотребления в электросети осуществляется путем поддержания оборотов турбогенератора на требуемом уровне за счет варьирования электрической нагрузки посредством регулируемого изменения подачи электропитания на привод дымососа, являющегося, по сути, дожимным компрессором с малой степенью сжатия. Избыточная по сравнению с текущим электропотреблением мощность утилизационной турбоустановки будет, таким образом, расходоваться на увеличение мощности и, соответственно, оборотов дымососа с соответствующим увеличением степени разряжения на выхлопе ГТД и, следовательно, мощности и КПД ГТД.In a turbine installation with a smoke exhauster equipped with a drive motor with an emergency frequency control, maintaining the frequency of the alternating current in the electric network at a constant level of 50 (60) Hz with a change in the gas temperature in front of the power turbine or power consumption in the electric network is carried out by maintaining the speed of the turbogenerator at the required level by varying the electrical load by means of a controlled change in the power supply to the exhaust fan drive, which is essentially a booster compressor with a low compression ratio. The excess capacity of the utilization turbine unit in comparison with the current power consumption will, therefore, be spent on increasing the power and, accordingly, the exhaust fan revolutions with a corresponding increase in the degree of rarefaction on the exhaust gas turbine engine and, consequently, the power and efficiency of the gas turbine engine.
В варианте турбоустановки с турбогенератором, снабженным ПЧГ, и дымососом, кинематически связанным с валом силовой турбины, тот же технический результат - разрежение на выхлопе ГТД - также достигается путем использования избыточной (по сравнению с текущим электропотреблением) мощности турбоустановки для увеличения оборотов дымососа, только в этом случае обороты дымососа меняются вместе с оборотами турбогенератора и устанавливаются на уровне, при котором мощность турбоустановки оказывается равной сумме мощностей турбогенератора и дымососа, сами собой (автоматически), без применения специальных средств автоматического регулирования, а требуемый уровень частоты переменного тока в электросети 50 (60) Гц в этом варианте обеспечивает ПЧГ.In a variant of a turbine installation with a turbogenerator equipped with a ventilating gas generator and a smoke exhauster kinematically connected to the shaft of a power turbine, the same technical result - rarefaction at the exhaust gas turbine engine - is also achieved by using excess (compared with the current power consumption) turbine installation to increase the speed of the exhaust fan, only in in this case, the speed of the exhaust fan varies with the speed of the turbogenerator and are set at a level at which the turbine power is equal to the sum of the turbogenerator power and smoke suction, by themselves (automatically), without the use of special means of automatic regulation, and the required level of the frequency of the alternating current in the electric network of 50 (60) Hz in this embodiment provides the FSB.
Другой технический результат заявляемого изобретения - снижение габаритов и металлоемкости оборудования турбоустановки - достигается, в первую очередь, за счет снижения расхода газа, подаваемого в силовую турбину. Так, для линейных КС, укомплектованных, большей частью, ГТД мощностью 16-25 МВт, мощность внутреннего электропотребления на КС находится в пределах 400-700 кВт. Для выработки такой мощности заявляемым устройством потребуется, по оценке заявителя, подать в силовую турбину устройства всего лишь порядка 12-16% от общего расхода газа на выхлопе ГТД мощностью 25 МВт и порядка 20-25% выхлопа ГТД 16 МВт. Кроме того, оптимальный уровень степени сжатия в дожимающем компрессоре оказывается значительно меньше, чем в прототипе. Это связано с тем, что зависимость величины расхода газа в силовую турбину от степени сжатия в дожимающем компрессоре при фиксированной мощности является пологой, а зависимость коэффициента теплоотдачи со стороны газа от давления близка к линейной. Так например, со снижением степени сжатия от 3,1 до 2,1 отвод тепла из газоохладителя вследствие увеличения расчетной подачи горячего газа в силовую турбину и повышения температуры за силовой турбиной при неизменной мощности турбогенератора возрастет примерно в 1,11-1,15 раза, а коэффициент теплопроводности со стороны газа повысится, примерно, в 1,4 раза - в итоге суммарная поверхность теплообмена газоохладителя уменьшится в 1,2-1,25 раза, при этом также уменьшатся размеры лопаток первой ступени и снизится число ступеней дожимающего компрессора, а также уменьшатся размеры лопаток силовой турбины.Another technical result of the claimed invention is to reduce the size and metal consumption of the turbine equipment - is achieved, first of all, by reducing the flow of gas supplied to the power turbine. So, for linear compressor stations, equipped, for the most part, with gas turbine engines with a capacity of 16-25 MW, the power consumption of internal power consumption at the compressor station is in the range of 400-700 kW. To generate such power by the claimed device, it will be necessary, according to the applicant, to supply the device’s power turbine with only about 12-16% of the total gas consumption at the gas turbine engine exhaust with a capacity of 25 MW and about 20-25% of the gas turbine engine exhaust 16 MW. In addition, the optimal level of compression ratio in the booster compressor is much less than in the prototype. This is due to the fact that the dependence of the gas flow rate into the power turbine on the compression ratio in the booster compressor at a fixed power is flat, and the pressure dependence of the heat transfer coefficient from the gas side is close to linear. So, for example, with a decrease in the compression ratio from 3.1 to 2.1, heat removal from the gas cooler due to an increase in the calculated supply of hot gas to the power turbine and an increase in temperature behind the power turbine with an unchanged power of the turbogenerator will increase by about 1.11-1.15 times, and the thermal conductivity coefficient on the gas side will increase by about 1.4 times - as a result, the total heat exchange surface of the gas cooler will decrease by 1.2-1.25 times, while the dimensions of the blades of the first stage will also decrease and the number of stages of the booster compressor will decrease, and the dimensions of the blades of the power turbine will also decrease.
В ходе проведенного анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-исследовательским источникам информации, а также выявление других источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, технического решения, характеризующегося признаками, тождественными (эквивалентными) признакам заявляемого изобретения, не обнаружено, при этом изобретение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники.In the course of the analysis of the prior art, including the search by patent and research sources of information, as well as the identification of other sources containing information about analogues of the claimed invention, a technical solution characterized by features identical (equivalent) to the features of the claimed invention was not found, while the invention does not follow explicitly for a person skilled in the art from the prior art.
Сущность изобретения поясняется схематическими чертежами, представленными на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 приведена утилизационная турбоустановка в варианте с дымососом, снабженным приводным электродвигателем с ПЧС (далее - вариант с ПЧС), на фиг. 2 - в варианте с турбогенератором, снабженным ПЧГ, и дымососом, кинематически связанным с валом силовой турбины (далее - вариант с ПЧГ).The invention is illustrated by the schematic drawings shown in FIG. 1 and 2. In FIG. 1 shows a turbine utilization plant in the embodiment with a smoke exhauster equipped with a drive motor with a frequency converter (hereinafter referred to as an variant with a frequency converter), FIG. 2 - in an embodiment with a turbogenerator equipped with an FGC and a smoke exhauster kinematically connected with a shaft of a power turbine (hereinafter referred to as a variant with an FGC).
Утилизационная турбоустановка, приведенная на фиг. 1 и 2, содержит турбогенератор 1, силовую газовую турбину 2, кинематически связанную с турбогенератором 1 (в примере, приведенном на фиг. 1 - через редуктор 3, на фиг. 2 - установленную на одном с ним валу 6), сообщенную на входе по газу с выходом источника горячего газа по газу, газоохладитель 4, сообщенный на входе по газу с выходом силовой газовой турбины 2 по газу, дожимающий компрессор 5, сообщенный на входе по газу с выходом газоохладителя 4 по газу, на выходе по газу - с атмосферой. Согласно изобретению дожимающий компрессор 5 установлен на одном валу 6 с силовой газовой турбиной 2, а утилизационная турбоустановка содержит байпасный газоход 7, сообщенный на входе по газам с выходом источника горячего газа по газу, дополнительный газоохладитель 8, установленный на выходе байпасного газохода 7 по газам, и дымосос 9, сообщенный на входе по газу через тракт дополнительного газоохладителя 8 по газу с выходом байпасного газохода 7 по газу, на выходе по газу - с атмосферой, при этом дымосос 9 либо снабжен приводным электродвигателем 10 с ПЧС 11, электрически связанным с турбогенератором 1 (фиг. 1), либо ротор дымососа 9 кинематически связан с валом силовой газовой турбины 2 (в примере на фиг. 2 - через общий вал 6, на котором установлены силовая турбина 2 и турбогенератор 1, и через приводной электродвигатель 10 дымососа 9, электрически связанный с выходом турбогенератора 1 по напряжению переменной частоты), а турбогенератор 1 снабжен ПЧГ 12, выполненным с возможностью питания напряжением изменяющейся частоты и амплитуды потребителей переменного тока с напряжением неизменной частоты и амплитуды (фиг. 2). На фиг. 1 и 2 изображено также распределительное устройство (РУ) 13, на фиг. 1 - трансформаторы связи 14.The turbine recovery unit shown in FIG. 1 and 2, contains a turbogenerator 1, a
Утилизационная турбоустановка работает следующим образом.Utilization turbine works as follows.
Пуск утилизационной турбоустановки в обоих вариантах (фиг. 1 и 2) производят подачей питания в тиристорно-пусковое устройство турбогенератора 1 с переводом его в режим электродвигателя, осуществляющего раскрутку вала 6 с роторами силовой турбины 2 и дожимающего компрессора 5, используя для этого какой-либо известный из технического уровня стартовый источник электропитания (аккумулятор, дизель-электрогенератор или др.). Горячий газ поступает в силовую турбину 2 и расширяется до давления разрежения, созданного дожимным компрессором 5, далее поступает в газоохладитель 4, затем - в дожимной компрессор 5, где газ, охлажденный в газоохладителе 4 до минимально возможной температуры, дожимают до атмосферного давления и отводят в атмосферу. По мере раскрутки вала 6 до оборотов перехода утилизационной турбоустановки в режим авторотации тиристорно-пусковое устройство турбогенератора 1 отключают. Далее, по достижении требуемых параметров напряжения турбогенератор 1 ставят под нагрузку.The start-up of the recovery turbine unit in both versions (Fig. 1 and 2) is carried out by supplying power to the thyristor-starting device of the turbogenerator 1 with its transfer to the mode of an electric motor that spins the
В варианте с ПСЧ 11 (фиг. 1) вырабатываемый турбогенератором 1 переменный ток постоянной (регулируемой) частоты f1, равной 50 (60) Гц, подают через ПЧС 11 в приводной электродвигатель 10 дымососа 9 и через трансформатор связи 14 и РУ 13 сетевым потребителям электроэнергии. Поддержание оборотов вала турбогенератора 1 на требуемом уровне (50 (60) Гц) осуществляют регулируемой подачей питания от турбогенератора 1 в приводной электродвигатель 10 дымососа 9, раскручивая его до частоты f2 и поддерживая тем самым нагрузку турбогенератора 1 на уровне мощности турбоустановки, развиваемой при текущей температуре газа на выхлопе ГТД, при которой обороты ротора турбогенератора 1 равны 50 (60) Гц.In the embodiment with ПСЧ 11 (Fig. 1), an alternating current of constant (adjustable) frequency f 1 , generated by the turbogenerator 1, equal to 50 (60) Hz, is supplied through the
В варианте с ПЧГ 12 (фиг. 2) вырабатываемый турбогенератором переменный ток изменяющейся частоты, равной частоте вращения вала 6, подают в приводной электродвигатель 10, обеспечивая тем самым вращение вала дымососа 9 с частотой вращения вала 6, и - через ПЧГ 12 и РУ 13 - потребителям сетевого переменного тока с частотой 50 (60) Гц. Регулирование оборотов турбогенератора 1 в этом варианте не требуется. Его обороты, равные оборотам дымососа, устанавливаются на уровне f2, при котором мощность турбоустановки оказывается равной сумме мощностей дымососа и потребителей, питаемых через РУ 13, автоматически (сами собой), без применения специальных средств автоматического регулирования. Требуемый уровень частоты и напряжения переменного тока, отпускаемого в электросеть через РУ 13, обеспечивает ПЧГ 12.In the variant with the CCG 12 (Fig. 2), the alternating current generated by the turbogenerator of varying frequency equal to the rotational speed of the
Приведенные на фиг. 1 и 2 примеры реализации заявляемого устройства представлены для иллюстрации предполагаемого изобретения с применением каждого из двух альтернативных признаков формулы и не исчерпывают всех возможных вариантов его реализации.Referring to FIG. 1 and 2 examples of the implementation of the claimed device are presented to illustrate the alleged invention using each of the two alternative features of the formula and do not exhaust all possible options for its implementation.
Прежде всего это касается состава и характеристик электрооборудования, не указанного в формуле: видов и числа используемых трансформаторов и других средств регулирования напряжения в электросети объекта электроснабжения, числа распределительных устройств, числа уровней амплитуды напряжения для разных потребителей переменного тока с неизменной частотой и амплитудой, которые определяются составом и характеристиками потребителей и могут быть различными. Кинематическая связь дымососа 9 с силовой турбиной 2 в варианте с ПЧГ (фиг. 2), может быть выполнена в виде общего вала с установленными на нем роторами дымососа 9, турбогенератора 1 и силовой турбины 2 (без использования приводного электродвигателя 10, электрически связанного с выходом турбогенератора 1 по напряжению переменной частоты).First of all, this concerns the composition and characteristics of electrical equipment not specified in the formula: types and number of transformers and other means of regulating the voltage in the power supply network of the power supply object, the number of switchgears, the number of voltage amplitude levels for different AC consumers with a constant frequency and amplitude, which are determined the composition and characteristics of consumers and may be different. The kinematic connection of the smoke exhauster 9 with the
Возможны также различные варианты реализации тепловой части заявляемой утилизационной турбоустановки. Так, газоохладители 4 и 8 могут быть выполнены двухступенчатыми с возможностью утилизации тепла высокотемпературных ступеней для нужд теплоснабжения. Дожимающий компрессор 5 на выходе по газам может быть сообщен с атмосферой не непосредственно (не через отдельный газоход и дымовую трубу), а через газовый тракт байпасного газохода 7, дополнительного газоохладителя 8 и дымососа 9, либо может быть выполнен не однокаскадным, как показано на чертежах фиг 1 и 2, а двухкаскадным, снабженным еще одним (промежуточным) газоохладителем, установленным в газовом тракте утилизационной турбоустановки между каскадами дожимающего компрессора, и т.п.There are also various options for the implementation of the thermal part of the claimed recycling turbine. So,
Выбор оптимального варианта реализации изобретения зависит от многих факторов: от характеристик располагаемого оборудования электрической и тепловой части, от условий размещения оборудования на объекте, от условий эксплуатации, от соотношения среднегодовых величин сетевого электропотребления и расхода энергии на привод дымососа и т.д. В любом из перечисленных вариантов применение заявляемого изобретения обеспечит достижение заявленного технического результата, позволит повысить эффективность работы утилизационной турбоустановки, обеспечит ее управляемость на переменных режимах и снижение металлоемкости и габаритов ее оборудования по сравнению с прототипом.The choice of the optimal embodiment of the invention depends on many factors: on the characteristics of the available equipment of the electric and thermal parts, on the conditions for placing the equipment at the facility, on operating conditions, on the ratio of the average annual values of the network power consumption and energy consumption for the exhaust fan drive, etc. In any of the above options, the application of the claimed invention will ensure the achievement of the claimed technical result, will increase the efficiency of the utilization turbine unit, will ensure its controllability in variable modes and reduce the metal consumption and dimensions of its equipment compared to the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137604A RU2636643C1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Disposal turbine plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016137604A RU2636643C1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Disposal turbine plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2636643C1 true RU2636643C1 (en) | 2017-11-24 |
Family
ID=63853204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016137604A RU2636643C1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Disposal turbine plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2636643C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH626425A5 (en) * | 1977-03-25 | 1981-11-13 | Stal Laval Turbin Ab | Gas turbine plant with two shafts and method for its operation |
| US5212942A (en) * | 1990-11-09 | 1993-05-25 | Tiernay Turbines, Inc. | Cogeneration system with recuperated gas turbine engine |
| US5927065A (en) * | 1995-07-17 | 1999-07-27 | Kvaerner Energy A.S | Thermodynamic conversion system using gas and air turbines |
| RU133250U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
| RU133252U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
| RU133251U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
-
2016
- 2016-09-20 RU RU2016137604A patent/RU2636643C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH626425A5 (en) * | 1977-03-25 | 1981-11-13 | Stal Laval Turbin Ab | Gas turbine plant with two shafts and method for its operation |
| US5212942A (en) * | 1990-11-09 | 1993-05-25 | Tiernay Turbines, Inc. | Cogeneration system with recuperated gas turbine engine |
| US5927065A (en) * | 1995-07-17 | 1999-07-27 | Kvaerner Energy A.S | Thermodynamic conversion system using gas and air turbines |
| RU133250U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
| RU133252U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
| RU133251U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | GAS DISTRIBUTION STATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8143732B2 (en) | Stationary genset power system having turbo-compounding | |
| US9567913B2 (en) | Systems and methods to extend gas turbine hot gas path parts with supercharged air flow bypass | |
| US5799484A (en) | Dual turbogenerator auxiliary power system | |
| US9140184B2 (en) | Supercharged combined cycle system with air flow bypass to HRSG and fan | |
| EP1881177B1 (en) | Modular power generating system | |
| CN101657610A (en) | Power station plant and the method that is used to move this power station plant | |
| US9287752B2 (en) | Systems for generating energy | |
| CN108590857B (en) | Heavy gas turbine with variable speed synchronous motor driving compressor | |
| RU2704385C2 (en) | Two-stage gas turbine device | |
| CN102769304A (en) | Boiler smoke waste heat power generation system | |
| RU2626038C1 (en) | Drive gas-turbine plant of gas compressor unit with utilisation turbine plant for independent power supply | |
| RU2636643C1 (en) | Disposal turbine plant | |
| RU2647742C2 (en) | Operation method of a compressor station of main gas pipelines | |
| RU2740388C1 (en) | Operating method of compressor station of main gas pipelines with gas turbine and electric drive gas pumping units and gas turbine expander power plant | |
| RU142269U1 (en) | GAS PUMPING STATION | |
| RU2526411C2 (en) | System and method for control over rpm of each of n controlled-rpm motors | |
| US20130121844A1 (en) | Variable Speed High Efficiency Gas Compressor System | |
| RU2221192C2 (en) | Gas-distribution station with generation of electric power | |
| CN102769305A (en) | Boiler smoke waste heat power generation system | |
| CN201902263U (en) | High-speed electrical generator complete equipment for minitype gas turbine | |
| EP2746554A2 (en) | Supercharged combined cycle system with air flow bypass to HRSG | |
| JPH04241704A (en) | Rotary fluid machine | |
| RU2626182C1 (en) | System of generation of electric and thermal energy | |
| RU2272937C1 (en) | Method of operating compression station for main gas pipeline | |
| CN108105065A (en) | A kind of heat power compressor and heat pump system and heat pump system control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190921 |