ES2529698A1

ES2529698A1 - Energy efficiency improvement system in energy production plants (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2529698A1
Application number: ES201331262A
Authority: ES
Inventors: Antonio PONS BASCONES; Daniel GARCÍA ANDRÉS
Original assignee: TIRME S A; TIRME SA
Current assignee: TIRME S A; TIRME SA
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-02-24
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: ES2529698B1

Abstract

Energy efficiency improvement system in energy production plants. System in an energy production plant comprising a turbine (1), an aerocontroller (2), furnaces and/or combustión boilers (3), which additionally has a duct (4) that captures and supplies the hot air from the outlet of the air-condenser (2) to the combustión air inlet of the ovens and/or boilers (3), it can additionally comprise actuating and controlling means associated with the duct (4) and before the entrance to the boilers (2), which will consist of shutter valves (10) operated by a proportional actuator, and temperature sensors (11). Thanks to the system described, due to the thermal energy recovered through the combustión air, the overall performance of the thermal power plant is clearly improved. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

SISTEMA DE MEJORA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA 5 OBJETO DE LA INVENCIÓN ENERGY EFFICIENCY IMPROVEMENT SYSTEM IN PRODUCTION PLANTS OF ENERGY 5 OBJECT OF THE INVENTION

Es objeto de la presente invención, tal y como el título establece, un sistema de mejora de eficiencia energética en plantas de producción de energía, particularmente en plantas de It is the object of the present invention, as the title establishes, an energy efficiency improvement system in power plants, particularly in power plants.

10 producción de energía mediante ciclos de agua-vapor. 10 energy production through water-steam cycles.

Caracteriza a la presente invención el especial diseño y disposición de todos los elementos que forman parte del objeto de la invención de manera que se consigue un aprovechamiento del aire caliente que sale de la zona de enfriamiento del vapor, también denominada The present invention characterizes the special design and arrangement of all the elements that are part of the object of the invention so that a use of the hot air that comes out of the steam cooling zone, also called

15 aerocondensador, siendo captado y conducido dicho aire caliente hasta la zona de combustión, lo que redunda en un aumento en el rendimiento energético de la planta. 15 air condenser, said hot air being captured and conducted to the combustion zone, which results in an increase in the energy efficiency of the plant.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de las plantas de producción de energía mediante ciclos de vapor, que disponen de aerocondensador como Therefore, the present invention is circumscribed within the scope of energy production plants by means of steam cycles, which have a condenser as

20 medio para el enfriamiento y condensación del vapor de escape de turbina y particularmente en aquellos aspectos que permiten una mejora del rendimiento energético final. 20 means for cooling and condensing the turbine exhaust steam and particularly in those aspects that allow an improvement in the final energy efficiency.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

25 Los ciclos termodinámicos de agua-vapor de producción de energía, necesitan un ‘foco frio’ donde se condense el vapor de escape de las turbinas. En los casos, en los que no se dispone de una fuente abundante de agua disponible, la condensación del vapor se realiza mediante aerocondensadores, donde el vapor se enfría y condensa mediante aire. Y como consecuencia de enfriar el vapor el aire que se ha utilizado en el aerocondensador se 25 The thermodynamic cycles of water-steam of energy production, need a ‘cold focus’ where the exhaust steam of the turbines is condensed. In cases, where there is no abundant source of water available, the condensation of the steam is carried out by aero condensers, where the steam is cooled and condensed by air. And as a consequence of cooling the steam, the air that has been used in the aero condenser is

30 calienta. 30 heats up.

Las plantas de producción de energía en las que es preciso realizar una condensación del vapor de escape de las turbinas mediante aerocondensador, presentan aspectos susceptibles de ser mejorados. Uno de ellos es la mejora del rendimiento energético global The energy production plants in which it is necessary to perform a condensation of the exhaust steam of the turbines by means of a condenser, have aspects that can be improved. One of them is the improvement of global energy efficiency

Por lo tanto, es objeto de la presente invención desarrollar un sistema en una planta de producción de energía mediante ciclo de agua-vapor que mejore el rendimiento energético final de la planta, desarrollando un sistema como el que a continuación se describe y queda recogido en su esencialidad en la reivindicación primera. Therefore, it is the object of the present invention to develop a system in an energy production plant by means of a water-steam cycle that improves the final energy efficiency of the plant, developing a system like the one described below and is included in its essentiality in the first claim.

5 DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es objeto de la presente invención un sistema de mejora de la eficiencia energética en plantas de producción de energía mediante ciclos de agua-vapor, que consiste en utilizar el The object of the present invention is a system for improving energy efficiency in power plants by means of water-steam cycles, which consists in using the

10 aire caliente que sale del aerocondensador como parte del aire de combustión, redundando en un incremento del rendimiento energético de la planta. 10 hot air that leaves the air condenser as part of the combustion air, resulting in an increase in the energy efficiency of the plant.

El sistema comprende un conducto que capta el aire caliente de la salida de un aerocondensador y lo aporta a la entrada del aire de combustión de unos hornos y/o The system comprises a duct that captures the hot air from the outlet of an air condenser and contributes it to the combustion air inlet of furnaces and / or

15 calderas, pudiendo ser uno o varios, de una central térmica, 15 boilers, being able to be one or several, of a thermal power plant,

Se entiende por central térmica a las térmicas convencionales así como las centrales de valorización energética de residuos o biomasa. Conventional thermal power plant is understood as conventional thermal power plants as well as energy recovery plants for waste or biomass.

20 El sistema es capaz de recoger desde el aerocondensador todo el aire primario necesario para la combustión en los hornos y/o calderas, además y de manera complementaria el sistema podrá permitir una regulación para decidir que fracción del aire total de combustión se capta desde el aerocondensador y que parte se capta desde otro punto, como por ejemplo desde el foso de residuos. 20 The system is capable of collecting from the aero condenser all the primary air necessary for combustion in furnaces and / or boilers, in addition and in a complementary way the system may allow regulation to decide what fraction of the total combustion air is collected from the aero condenser and which part is captured from another point, such as from the waste pit.

25 Para poder controlar qué cantidad de aire se toma desde el foso y qué cantidad desde el aerocondensador se realiza una regulación mediante unas válvulas de persiana. El motivo es que no se quiere dejar de tomar cierta cantidad de aire desde el foso de residuos para evitar que salgan olores al exterior. 25 In order to control how much air is taken from the pit and how much from the aero condenser a regulation is carried out by means of shutter valves. The reason is that you do not want to stop taking a certain amount of air from the waste pit to avoid smells coming out.

30 En una posible forma de realización, el aire se capta desde varias tomas inclinadas que parten del conducto principal y que toman el aire desde cada uno de los módulos centrales del aerocondensador. In a possible embodiment, the air is captured from several inclined outlets that start from the main duct and take the air from each of the central modules of the air condenser.

Este sistema puede servir tanto si se dispone de un sistema de precalentamiento del aire antes de introducirlo en los hornos y/o calderas por medio de vapor u otros medios o como This system can be used both if an air preheating system is available before it is introduced into the furnaces and / or boilers by means of steam or other means or as

si no se dispone de un sistema de precalentamiento. if a preheating system is not available.

EXPLICACION DE LAS FIGURAS EXPLANATION OF THE FIGURES

5 Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente. 5 To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to an example preferred for practical realization of it, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where illustrative and not limiting, has been represented the following.

10 En la figura 1, podemos observar un diagrama esquemático funcional donde se pueden apreciar los principios en los que está basado el objeto de la invención. 10 In Figure 1, we can see a functional schematic diagram where the principles on which the object of the invention is based can be appreciated.

En la figura 2, se muestra un diagrama en detalle de una posible realización. 15 REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN In Figure 2, a detailed diagram of a possible embodiment is shown. 15 PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta en una planta de valorización energética de residuos. In view of the figures, a preferred embodiment of the invention proposed in a waste energy recovery plant is described below.

20 En la figura 1 podemos observar una plata de producción de energía térmica mediante un ciclo de agua-vapor, que es una planta de valorización energética de residuos y que comprende una turbina (1), un aerocondesador (2), unos hornos-caldera de combustión (3), donde adicionalmente se ha dispuesto un conducto (4) que capta el aire caliente de la salida 20 In Figure 1 we can see a silver of thermal energy production through a water-steam cycle, which is a waste energy recovery plant and that comprises a turbine (1), a hovercraft (2), furnace-boilers of combustion (3), where additionally a duct (4) has been arranged that captures the hot air from the outlet

25 del aerocondensador (2) y lo aporta a la entrada del aire primario de combustión de los hornos-caldera (3) de la central térmica. 25 of the aero condenser (2) and contributes it to the input of the primary combustion air of the boiler furnaces (3) of the thermal power plant.

En dicha figura 1, se muestra la entrada de aire (8) al aerocondensador al que llega el vapor In said figure 1, the air inlet (8) to the air condenser to which the steam arrives is shown

(7) procedente de la turbina (1), donde dicho aire (8) al atravesar el aerocondensador se 30 calienta (9) y que es captado y transportado por el conducto (4). (7) coming from the turbine (1), where said air (8) when passing through the air condenser is heated (9) and is captured and transported by the duct (4).

En la figura 2 se muestra que el aire se capta desde tres tomas (4.1) inclinadas del conducto principal (4), que tomaran el aire desde cada uno de los módulos centrales del aerocondensador (2), debido a que estos módulos trabajan incluso en situaciones de baja Figure 2 shows that the air is captured from three inclined inlets (4.1) of the main duct (4), which will take the air from each of the central modules of the aero condenser (2), because these modules work even in low situations

35 carga. 35 load

Para asegurar una entrada de aire equilibrada en las tres tomas, la entrada más alejada de los ventiladores, en una posible forma de realización y no de manera limitativa, será de 1000 mm de diámetro con chapa de 1,25 mm, la siguiente de 900 también con chapa de 1,25 y la tercera de 710 mm con chapa de 1mm, todas sin reforzar. La boca será biselada en paralelo To ensure a balanced air intake in the three intakes, the farthest inlet from the fans, in a possible embodiment and not in a limited way, will be 1000 mm in diameter with 1.25 mm sheet, the next 900 also with 1.25 and third 710 mm sheet with 1mm sheet, all without reinforcement. The mouth will be beveled in parallel

5 a la superficie del aerocondensador (2) y protegida con una rejilla anti pájaros de malla electro soldada y galvanizada después de soldada de paso 12,7 x 12,7 mm y alambre de 1,20 mm. 5 to the surface of the air condenser (2) and protected with an anti-bird grid of electro-welded and galvanized mesh after 12.7 x 12.7 mm pitch and 1.20 mm wire.

También, se pueden observar unos medios de actuación y control asociados con el Also, some means of action and control associated with the

10 conducto (4) y antes de la entrada a los hornos-caldera (2), que consistirán en unas válvulas de persiana (10) accionadas por un actuador proporcional, y unos sensores de temperatura (11), donde dichas válvulas de persiana controlarán que fracción del aire primario de combustión se capta desde el aerocondensador y que parte se capta desde otro lado, por ejemplo desde el foso de residuos (6). 10 duct (4) and before the entrance to the furnace-boiler (2), which will consist of blind valves (10) actuated by a proportional actuator, and temperature sensors (11), where said blind valves will control which fraction of the primary combustion air is collected from the air condenser and which part is collected from another side, for example from the waste pit (6).

15 En el punto de trabajo nominal será tomando un 50% del aire del aerocondensador y un 50% del foso de residuos. 15 At the nominal working point it will be taking 50% of the air from the air condenser and 50% from the waste pit.

El aumento en el rendimiento eléctrico global de la central térmica debido a la energía 20 recuperada a través del aire primario, gracias al sistema descrito, es del 1%. The increase in the overall electrical performance of the thermal power plant due to the energy recovered through the primary air, thanks to the system described, is 1%.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de Describing sufficiently the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is noted that, within its essentiality, it may be implemented in other embodiments that differ in detail from that indicated by way of

25 ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no altere, cambie o modifique su principio fundamental. 25 example, and to which it will also achieve the protection sought, provided that it does not alter, change or modify its fundamental principle.

Claims

1.-System for the improvement of energy efficiency in a silver of thermal energy production by means of water-steam cycles comprising a turbine (1), a aerocondesador

5 (2), combustion furnaces and / or boilers (3), characterized in that it comprises a duct (4) that captures the hot air from the outlet of the air condenser (2) and contributes it to the combustion air inlet of the ovens and / or boilers (3).

2.-System for the improvement of energy efficiency in an energy production plant

10, according to claim 1, characterized in that the air is collected from the aero condenser from three inclined inlets (4.1) of the main duct (4), which will take the air from each of the central modules of the aero condenser (2).

3.-System for the improvement of energy efficiency in an energy production silver

15, according to claim 2, characterized in that to ensure a balanced air intake in the three intakes, the farthest inlet from the fans, is of a diameter larger than the intermediate one, and this one also larger than the third mouth, where the The mouth will be beveled parallel to the surface of the air condenser (2) and protected with an anti-bird grid of electro-welded and galvanized mesh after welding.

20 4. System for the improvement of energy efficiency in a thermal energy production silver, according to claim 1, characterized in that it comprises actuation and control means associated with the duct (4) and before entering the boilers ( 2), which will consist of blind valves (10) actuated by a proportional actuator,

25 and temperature sensors (11), where said shutter valves will control which fraction of the combustion air is captured from the air condenser and which part is captured from another side.

5.-System for the improvement of energy efficiency in an energy production silver

30, according to any of the preceding claims, characterized in that the thermal energy production plant is an energy recovery plant for urban waste or biomass