SU1740709A1 - Method for producing power in steam-gas plant - Google Patents

Abstract

Использование: в теплоэнергетике, в частности при получении энергии в парогазовой установке с котлом-утилизатором. Сущность заключаетс  в повышении эффективности при повышении температуры охладител  путем поддерживани  давлени  в конденсаторе паровой турбины в допустимых пределах за счет повышени  давлени  пара на выходе из котла-утилизатора, что обеспечиваетс  прикрытием клапана на паропроводе свежего пара к паровой турбине. 3 ил.Usage: in heat and power engineering, in particular when receiving energy in a steam-gas plant with a waste-heat boiler. The essence is to increase the efficiency with increasing coolant temperature by maintaining the pressure in the steam turbine condenser within acceptable limits by increasing the steam pressure at the outlet of the heat recovery boiler, which is ensured by covering the valve on the fresh steam pipe to the steam turbine. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике , в частности к способам получени  энергии в парогазовой установке с котлом- утилизатором.The invention relates to a power system, in particular to methods for producing energy in a steam-gas plant with a waste-heat boiler.

Известен способ получени  энергии в парогазовой установке, включающей газовый и паросиловой контуры, заключающийс  в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использовани  тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов. Полученный пар подаетс  по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины и после срабатывани  в последней конденсируетс  в конденсаторе посредством охладител , причем воздействием на клапан поддерживают давление пара в котле-утилизаторе посто нным.A known method of producing energy in a steam-gas plant, including gas and steam-power circuits, consists in generating steam in a heat recovery boiler by utilizing the heat of exhaust gases to produce energy in a gas turbine plant. The resulting steam is supplied through a steam line with a valve to the steam turbine inlet and, after actuation, in the latter is condensed in a condenser by means of a cooler, the pressure of the valve being kept constant in the waste-heat boiler.

Недостатком способа  вл етс  пониженна  экономичность, св занна  с дросселированием пара в частично открытых клапанах перед поступлением его в турбину . The disadvantage of this method is the reduced efficiency associated with throttling steam in partially open valves before it enters the turbine.

Известен также способ получени  энергии в парогазовой установке, включающий газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором, заключающийс  в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использовани  тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов, подаче пара по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара с конденсаторе посредством охладител  и возйрата конденсата в котел-утилизатор. Клапан на паропроводе свежего пара к турбине поддерживаетс  в положении полного открыти , что исключает потери от дросселировани .There is also known a method of producing energy in a steam-gas plant, including gas and steam power circuits, combined by a waste-heat boiler, consisting of generating steam in a heat-recovery boiler by using heat from the exhaust gases to produce energy in a gas-turbine plant, and supplying steam through a steam line with a valve to the steam inlet. turbines, steam generation in the latter with energy generation, condensation of the exhaust steam from the condenser by means of a cooler and return the condensate to the waste-heat boiler. The valve on the steam pipeline to the fresh steam to the turbine is maintained in the fully open position, which eliminates losses from throttling.

Однако известный способ характеризуетс  пониженной эффективностью, св занной с тем, что при достижении в конденсаторе паровой турбины предельно допустимого давлени  при повышенныхHowever, the known method is characterized by reduced efficiency, due to the fact that when the steam turbine reaches its maximum allowable pressure at elevated

XJ ЈьXJ

оabout

XIXi

ОABOUT

оabout

температурах наружного воздуха дл  удержани  давлени  в конденсаторе в допустимых пределах требуетс  уменьшение подвода тепла к котлу-утилизатору путем разгрузки газотурбинной установки, что приводит к значительному снижению суммарной мощности парогазовой установкиto maintain the pressure in the condenser within permissible limits, it is necessary to reduce the heat input to the recovery boiler by unloading the gas turbine unit, which leads to a significant decrease in the total power of the combined-cycle plant

Цель изобретени  - повышение эффективности установки, т.е. повышение мощности при повышенных температурах наружного воздуха.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the installation, i.e. power increase at elevated outdoor temperatures.

Поставленна  целъ достигаетс  тем, что согласно способу получени  энергии в парогазовой установке, включающей газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором , заключающемус  в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использовани  тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установке газов, подаче пара по паропроводу с клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара в конденсаторе посредством охладител  и возврата конденсата в котел-утилизатор, при увеличении температуры охладител  в конденсаторе повышают давление пара на выходе из котла-утилизатора, прикрыва  клапан на входе в паровую турбину.The goal is achieved by the fact that according to the method of generating energy in a steam-gas plant, including gas and steam power circuits, combined by a waste-heat boiler, consisting in generating steam in a heat-recovery boiler by using heat from the exhaust gases to produce energy in a gas-turbine gas installation, steam is supplied through a steam line with a valve to the steam turbine inlet, steam activation in the latter with energy generation, condensation of the exhaust steam in the condenser by means of a cooler and return of condensate in the cat L-utilizer, with increasing temperature of the cooler in the condenser, increase the vapor pressure at the outlet of the waste-heat boiler, covering the valve at the steam turbine inlet.

На чертеже представлена схема парогазовой установки, реализующа  предлагаемый способ.The drawing shows a scheme of a combined-cycle plant that implements the proposed method.

Парогазова , установка содержит газотурбинную установку 1 (ГТУ), состо щую из компрессора 2, камеры 3 сгорани  и газовой турбины 4, котел-утилизатор 5 с пароперегревателем 6, испарителем 7 и экономайзером 8. Установка содержит также барабан-сепаратор 9, циркул ционный насос 10, клапан 11 на паропроводе 12, паровую турбину 13, конденсатор 14, конденсатный насос 15, приводимые во вращение 1ТУ 1 и паровой турбиной 4 механизм 16 и 17 (нагнетатели природного газа или электрогенераторы).The steam and gas plant includes a gas turbine unit 1 (GTU) consisting of compressor 2, combustion chamber 3 and gas turbine 4, a waste heat boiler 5 with a steam superheater 6, an evaporator 7 and an economizer 8. The installation also contains a drum separator 9, a circulation pump 10, a valve 11 on the steam line 12, a steam turbine 13, a condenser 14, a condensate pump 15, driven in rotation 1 KU 1 and a steam turbine 4 mechanism 16 and 17 (natural gas blowers or electric generators).

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Воздух из атмосферы поступает в компрессор 2 ГТУ 1, в котором сжимаетс  с повышением температуры. Далее сжатый воздух поступает в камеру сгорани  3, где за счет сжигани  топлива температура рабочего тела повышаетс . Эта температура определ ет мощность ГТУ.Air from the atmosphere enters the compressor 2 of the GTU 1, which is compressed with increasing temperature. Next, the compressed air enters the combustion chamber 3, where the temperature of the working fluid increases due to the burning of fuel. This temperature determines the power of the GTU.

Полученные высокотемпературные продукты сгорани  топлива расшир ютс  в газовой турбине 4 до атмосферного давлени , их температура падает. Уход щие газы ГТУ поступают в котел-утилизатор 5, при прохождении через который осуществл етс  передача тепла к паровод ному рабочему телуThe resulting high-temperature combustion products of the fuel are expanded in the gas turbine 4 to atmospheric pressure, their temperature drops. The exhaust gases of the GTU enter the waste-heat boiler 5, when passing through which heat is transferred to the steam-water working medium.

Конденсат из конденсатора паровой турбины 14 конденсатным насосом 15 подаетс  в экономайзер 8 котла-утилизатора 5, где нагреваетс  до температуры, близкой к кипению, далее нагрета  вода поступает в барабан-сепаратор 9, откуда циркул ционным насосом 10 подаетс  в испаритель 7,The condensate from the condenser of the steam turbine 14 by the condensate pump 15 is supplied to the economizer 8 of the recovery boiler 5, where it is heated to a temperature close to boiling, then the heated water enters the separator drum 9, from where the circulation pump 10 is fed to the evaporator 7,

где происходит процесс кипени . Полученна  паровод на  смесь проходит в барабан- сепаратор 9, где от нее отдел етс  пар, который поступает в пароперегреватель 6. В пароперегревателе 6 пар перегреваетс .where the boiling process takes place. The resultant steam duct to the mixture passes into the drum separator 9, where steam is separated from it, which enters the superheater 6. In the superheater 6, the steam is overheated.

Полученный перегретый пар поступает через клапан 11, который полностью открыт, по паропроводу 12 в паровую турбину 13. После расширени  в паровой турбине 13 пар поступает в конденсатор 14, где посредством охладител  (охлаждени  циркул ционной водой) конденсируетс  и полученный конденсат поступает на всас конденсатного насоса 15.The resulting superheated steam enters through the valve 11, which is completely open, via the steam line 12 to the steam turbine 13. After expansion in the steam turbine 13, the steam enters the condenser 14, where it is condensed by means of a cooler (cooling with circulating water) and the resulting condensate enters the condensate pump suction 15.

ГТУ 1 и парова  турбина 13 привод т воGTU 1 and the steam turbine 13 are driven

вращение механизмы 16 и 17. При повышении температуры наружного воздуха охлаж- дающа  способность конденсатора снижаетс . Дл  предотвращени  повышени  давлени  в конденсаторе 14 выше максимально допустимой величины клапан 11 прикрывают. Вследствие этого давление на выходе из котла 5 повышаетс . Это приводит к снижению его паропроизводительно- сти.rotation mechanisms 16 and 17. As the outside air temperature rises, the cooling capacity of the condenser decreases. To prevent the pressure in the condenser 14 from increasing above the maximum permissible value, the valve 11 is closed. As a consequence, the pressure at the outlet of the boiler 5 increases. This leads to a decrease in its steam production.

В результате снижени  расхода пара сброс тепла в конденсатор сокращаетс  и возможно в достаточно широком диапазоне режимов удержать давление в конденсаторе на максимально допустимом значении,As a result of the reduction in steam consumption, heat loss to the condenser is reduced and it is possible, in a rather wide range of modes, to keep the pressure in the condenser at the maximum permissible

которому будет соответствовать определенна  степень открыти  клапана 11. Воз- можности повышени  давлени  в котле-утилизаторе 5 относительно режимов с полностью открытым клапаном 11 на паропроводе 12 свежего пара, как правило, достаточны. Они определ ютс  режимными запасами по котлу-утилизатору, а также услови ми подбора оборудовани .which will correspond to a certain degree of opening of the valve 11. The possibilities of increasing the pressure in the recovery boiler 5 relative to the modes with the valve 11 fully open on the steam pipe 12 of the fresh steam are usually sufficient. They are determined by the regime stocks by the recovery boiler, as well as the equipment selection conditions.

Таким образом, в предлагаемом способе режимы парогазовой установки с максимальным давлением в конденсаторе предлагаетс  проводить при разгрузке паровой турбины за счет повышени  давлени Thus, in the proposed method, it is proposed to carry out the regimes of a vapor-gas plant with a maximum pressure in the condenser when unloading the steam turbine by increasing the pressure

пара на выходе из котла-утилизатора. При этом разгрузка ГТУ не требуетс . Описанный способ может быть использован без изменений при снижении охлаждающей способности конденсатора, св занном с другими причинами, например уменьшением расхода циркул ционной воды или отключением части конденсатораsteam at the exit of the recovery boiler. At the same time, unloading of gas turbines is not required. The described method can be used without changes while reducing the cooling capacity of a condenser associated with other causes, such as reducing the flow of circulating water or disconnecting part of the condenser.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ получени  энергии в парогазовой установке, включающий газовый и паросиловой контуры, объединенные котлом-утилизатором , заключающийс  в генерации пара в котле-утилизаторе за счет использовани  тепла отработавших с получением энергии в газотурбинной установки газов, подаче пара по паропроводу сThe invention The method of producing energy in a steam-gas plant, including gas and steam power circuits, combined by a waste-heat boiler, consists in generating steam in a heat-recovery boiler by using heat from the exhaust gases to produce energy in a gas-turbine plant, and supplying steam through a steam line with 00 клапаном на вход паровой турбины, срабатывании пара в последней с выработкой энергии, конденсации отработавшего пара в конденсаторе посредством охладител  и возврата конденсата в котел-утилизатор, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности при увеличении температуры охладител , в конденсаторе повышают давление пара на выходе из котла-утилизатора , прикрыва  клапан на входе в паровую турбину.a valve to the steam turbine inlet, steam generation in the latter with energy generation, condensation of the exhaust steam in the condenser by means of a cooler and return of condensate to the waste-heat boiler, which, in order to increase efficiency with increasing temperature of the cooler, increases the pressure in the condenser steam at the outlet of the recovery boiler, covering the valve at the steam turbine inlet. SS п  P 5five / / NN -б-b /./. АBUT ВAT // / / пP NN -б-b Фиг ЛFIG L ОABOUT поby .Юг 0Г.Yug 0G 7.07.0 10 Я 18 22 Фиг.З10 I 18 22 Fig.Z 2323 Фиг ZFig z 26 30 ЯЈ см26 30 IЈ cm