RO132054A2 - Turbină cu gaze cu injectoare cu pelete - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la realizarea unei turbine cu gaze, la care se cuplează două sau mai multe injectoare cu pelete la camera de ardere a acesteia. Turbina conform invenţiei cuprinde un compresor (1) de aer, o cameră (2) de ardere, la care sunt cuplate nişte injectoare (3) cu pelete, o turbină (4) propriu-zisă şi un traiect (5) de evacuare a gazelor, fiecare injector (3) cu pelete cuprinzând un arzător cu grătar, prevăzut cu un sistem automat de curăţare a grătarului, sistem de alimentare cu pelete, suflantă pentru alimentarea cu aer şi cenuşarul pentru colectarea cenuşii, procesul de ardere din arzătorul cu grătar având loc la temperaturi de 1200°C, permiţând obţinerea arderii la amestecuri foarte bogate, în consecinţă gazele arse conţinând fracţiuni importante de gaze combustibile nearse, cum ar fi Hşi CO, iar prin cuplarea injectorului (3) cu pelete la camera (2) de ardere a turbinei, se creează premisele continuării procesului de ardere în camera (2) de ardere a turbinei şi, respectiv, pe traiectul (5) de evacuare.

Description

Invenția se adresează domeniului energetic, permițând conversia energiei termice rezultate în urma arderii biomasei granulare peietizate, în lucru mecanic, prin destinderea gazelor arse întro turbină eu gaze. în acest fel, energia chimică conținută în biomasa peietizată, poate fi transformată în energie mecanică și respectiv energie electrică. Biomasa poate să provină din diverse surse, incluzând deșeurile și dejecțiile organice.

Turbinele cu gaze reprezintă agregate care asigură conversia energiei termice în lucru mecanic, prin destinderea gazelor pe paletele turbinei. în prezent, turbinele funcționează folosind combustibili superiori cu preponderență kerosen și gaz natural. Străpungerile tehnologice realizate în ultimele decenii, au permis obținerea unor performanțe tehnice ridicate și reducerea costurilor de fabricație. Pe de altă parte, conversia energiei termice rezultate în urma incinerării biomasei, în lucru mecanic și respectiv energie electrică, se realizează prin lanțul de valoare folosind schimbătoare de căldură și cicluri cu agenți intermediari care reduc foarte mult eficiența întregului lanț de conversie.

în vederea realizării conversiei directe a gazelor arse rezultate în urma incinerării peleților, invenția își propune să realizeze cuplarea directă a sistemului de ardere la camera de ardere a turbinei. în acest scop, arzătoarele cu peleți sunt integrate în dispositlve compacte, numite în literatura de specialitate injectoare cu peleți. Procesul de ardere se realizează într-un arzător cu grătar, la temperaturi de 1200 °C și permite obținerea arderii la amestecuri foarte bogate. în consecință gazele arse conțin fracțiuni importante de gaze combustibile nearse cum ar fi H₂ și CO. Prin cuplarea injectorului cu peleți la camera de ardere a turbinei se creează premisele continuării procesului de ardere în camera de ardere a turbinei și respectiv pe traiectul de evacuare.

Invenția constă în realizarea unei turbine cu gaze, la care se cuplează două sau mai multe injectoare cu peleți. Cuplarea injectoarelor se realizează la camera de ardere a turbinei. Astfel, noua arhitectură a turbinei cu gaze, va cuprinde compresorul de aer (1), camera de ardere (2), la care sunt cuplate injectoarele cu peleți (3), turbina (4) propriu-zisă și traiectul de evacuare a gazelor (5). Fiecare injector cu peleți, cuprinde un arzător compact cu grătar, prevăzut cu un sistem automat de curățare a grătarului, sistem de alimentare cu peleți, suflantă pentru alimentarea cu aer și cenușarul pentru colectarea cenușei.

a 2015 00917

27/11/2015

Avantajele invenției constau în următoarele:

- valorificarea energetică superioară a peleților produși din biomasă, prin destinderea gazelor rezultate în urma incinerării peleților pe o turbină cu gaze. Gazele rezultate din arderea peleților se combină cu aerul furnizat de compresor, iar variația de entalpie a gazelor se transformă direct în lucru mecanic prin destindere între paleții unei turbine.

- reduce dependența de combustibili fosili de calitate superioară (gaz natural) sau obținuți prin procesarea țițeiului (kerosen). Peleții se pot realiza dintr-o gamă foarte largă de tipuri de biomasă.

- gazele de ardere, după destinderea din turbină se pot utiliza în instalații cu ciclu combinat, permițând recuperarea energiei gazelor și creșterea per ansamblu a eficienței de utilizare a energiei conținute în biomasă.

Instalația de turbină cu gaze alimentată cu injectoare cu peleți, include un turbo-compresor de aer montat pe același ax cu turbina cu gaze, carcasele stator pentru turboeompresor și turbină, realizate monobloc cu integrarea camerei de ardere, prevăzută cu orificiile la care se montează injectoarele cu peleți. Evacuarea gazelor arse se realizează cu o tubulatură de evacuare care poate fi cuplată la un sistem de recuperare a energiei pentru cicluri combinate, utilizate în scop industrial sau producere de abur sau apă fierbinte. Injectoarele cu peleți au o structură compacta, constând într-un arzător cu grătar și sistem de curățare automata a grătarului, carcasă monobloc pe care se montează arzătorul, suflanta de aer și cenușarul pentru colectarea cenușei. Gazele arse se evacuează prin racordul de cuplare la camera de ardere a turbinei.

Aplicarea industrială a invenției este evidentă pe baza descrierii mai sus menționate.

Claims (2)

1. Invenția se referă Ia realizarea unei turbine cu gaze echipată cu injectoare cu peieți, care permite valorificarea energiei termice rezultate prin arderea peleților, sub formă de energie mecanică și respectiv energie electrică. Peleții pot fi realizați dintr-o gama foarte largă de tipuri de biomasă, asigurând o flexibilitate largă la diverse tipuri de combustibili. Arderea peleților în injectoare se realizează la temperaturi mai mari de 1200 °C, ceea ce permite obținerea unor fluxuri de gaze arse cu amestec foarte bogat ia la temperaturi de ordinul 700 - 900 °C.

   Invenția este caracterizată prin aceea că:

   1, Permite utilizarea biomasei ca sursă de combustibil pentru turbinele cu gaze. Biomasa este procesată în prealabil prin granulare sub formă de peieți și este incinerate în dispozitive special numite injectoare cu peieți, care înglobează arzătoare cu grătar care permit atingerea unor temperaturi de ardere de peste 1200 °C
2. 2. Conversia directă a entalpiei gazelor arse rezultate din incinerarea peleților în lucru mecanic, prin destinderea gazelor între paleții unei turbine.