RU121863U1

RU121863U1 - STEAM GAS INSTALLATION

Info

Publication number: RU121863U1
Application number: RU2012123357/28U
Authority: RU
Inventors: Вера Сергеевна Бурцева; Галина Ивановна Булычева; Андрей Анатольевич Пивинский
Original assignee: Закрытое акционерное общество "БЮРО ТЕХНИКИ"
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-11-10

Abstract

1. Парогазовая установка, включающая в себя газотурбинную и паротурбинную установки, котел-утилизатор, трубопроводы газа и воды и соединительные воздуховоды, отличающаяся тем, что она дополнительно оборудована воздухоохладителем, установленным на входе воздуха в газотурбинную установку, а также абсорбционной холодильной машиной, соединенной с воздухоохладителем контурным трубопроводом. ! 2. Парогазовая установка по п.1, отличающаяся тем, что оборудована конденсатором пара, вход которого соединен трубопроводом отработанного пара от паротурбинной установки, а выход которого оборудован насосом и соединен трубопроводом с котлом-утилизатором. ! 3. Парогазовая установка по п.2, отличающаяся тем, что второй выход абсорбционной холодильной машины подсоединен к трубопроводу, идущему от конденсатора пара. 1. Combined-cycle plant, including gas turbine and steam turbine plants, waste heat boiler, gas and water pipelines and connecting air ducts, characterized in that it is additionally equipped with an air cooler installed at the air inlet to the gas turbine plant, as well as an absorption refrigeration machine connected to an air cooler by a loop pipeline. ! 2. The combined cycle plant according to claim 1, characterized in that it is equipped with a steam condenser, the inlet of which is connected by a waste steam pipeline from the steam turbine unit, and the outlet of which is equipped with a pump and is connected by a pipeline to a waste heat boiler. ! 3. A combined cycle plant according to claim 2, characterized in that the second outlet of the absorption refrigeration machine is connected to a pipeline leading from the steam condenser.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и энергетического машиностроения, а конкретно к комбинированному использованию парогазовой газотурбинной установки, производящей тепловую и электрическую энергию.The utility model relates to the field of heat power engineering and power engineering, and specifically to the combined use of a combined cycle gas and gas turbine plant producing thermal and electric energy.

Известна парогазовая энергетическая установка по патенту РФ на полезную модель №103849, содержащая кинематически связанные паровую турбину и первый электрогенератор, кинематически связанные газовую турбину с камерой сгорания, имеющей зону горения и зону смешения, воздушный компрессор и второй электрогенератор, паровой котел, связанный с паровой турбиной для подачи пара и с газовой турбиной для использования тепла продуктов горения, а также систему подачи основного горючего и систему подачи дополнительного горючего, при этом воздушный компрессор выполнен с возможностью нагнетания атмосферного воздуха в зону горения камеры сгорания, а камера сгорания выполнена с возможностью подачи продуктов горения в газовую турбину из зоны смешения и связана с системой подачи основного горючего с возможностью подачи основного горючего в зону горения и с системой подачи дополнительного горючего с возможностью подачи его в зону смешения.A steam-gas power plant according to the RF patent for utility model No. 103849 is known, which contains kinematically coupled steam turbine and a first electric generator, kinematically connected gas turbine with a combustion chamber having a combustion zone and a mixing zone, an air compressor and a second electric generator, a steam boiler connected to a steam turbine for supplying steam and with a gas turbine for using the heat of the combustion products, as well as the main fuel supply system and the additional fuel supply system, while air The compressor is capable of forcing atmospheric air into the combustion zone of the combustion chamber, and the combustion chamber is configured to supply combustion products to the gas turbine from the mixing zone and is connected to the main fuel supply system with the possibility of supplying the main fuel to the combustion zone and to the additional fuel supply system with the possibility of feeding it into the mixing zone.

Также известна парогазовая установка по патенту РФ на изобретение №2078229, принятая за ближайший аналог и содержащая газотурбинную установку, паротурбинную установку, котел-утилизатор, водяной теплообменник, дымовую трубу, газоходы, воздуховоды, трубопроводы пара и воды, а также дополнительный байпасный газопровод, оснащенный дополнительным пароперегревателем и горелочным устройством, который соединяет выхлоп газотурбинной установки и вход котла-утилизатора.Also known is a combined-cycle plant according to the RF patent for invention No. 2078229, adopted for the closest analogue and containing a gas turbine installation, a steam turbine installation, a waste heat boiler, a water heat exchanger, a chimney, gas ducts, air ducts, steam and water pipelines, and also an additional bypass gas pipeline equipped an additional superheater and a burner device that connects the exhaust of the gas turbine installation and the input of the recovery boiler.

Однако особенность работы газовых турбин, входящих в указанные и подобные комбинированные парогазовые установки, заключается в существенном снижении КПД газовой турбины при повышении температуры окружающей среды выше 15°C, т.е. температуры воздуха на всасывании (входе) в турбину.However, a feature of the operation of gas turbines included in these and similar combined combined cycle plants is a significant decrease in the efficiency of a gas turbine when the ambient temperature rises above 15 ° C, i.e. air temperature at the suction (inlet) to the turbine.

Задачей заявляемой полезной модели является создание технического решения парогазовой установки, экономическая и технологическая эффективность использования которой не будет зависеть от высоких температур наружного воздуха.The objective of the claimed utility model is to create a technical solution for a combined cycle plant, the economic and technological efficiency of which will not depend on high outdoor temperatures.

Технический результат, обеспечиваемый заявленной полезной моделью, за счет которого решается указанная задача, заключается в сохранении высокого КПД газовой турбины парогазовой установки при температурах окружающей среды в 30÷40°C и выше.The technical result provided by the claimed utility model, due to which this problem is solved, is to maintain a high efficiency of the gas turbine of the combined cycle plant at ambient temperatures of 30 ÷ 40 ° C and above.

Для решения поставленной задачи предлагается парогазовая установка, включающая в себя газотурбинную и паротурбинную установки, котел-утилизатор, трубопроводы газа и воды и соединительные воздуховоды. Кроме того, она дополнительно оборудована воздухоохладителем, установленным на входе воздуха в газотурбинную установку, с абсорбционной холодильной машиной, соединенной с воздухоохладителем контурным трубопроводом.To solve this problem, a combined-cycle plant is proposed, which includes a gas turbine and steam turbine plants, a waste heat boiler, gas and water pipelines, and connecting ducts. In addition, it is additionally equipped with an air cooler installed at the air inlet to the gas turbine unit, with an absorption refrigeration machine connected to the air cooler by a loop pipe.

Кроме того, в целях более экономного и эффективного использования воды в парогазовой установке в предлагаемом техническом решении предусмотрены два частных случая. В первом частном случае парогазовая установка оборудована конденсатором пара, вход которого соединен трубопроводом отработанного пара, идущего от паротурбинной установки, а выход которого оборудован насосом и соединен трубопроводом с котлом-утилизатором.In addition, in order to more economical and efficient use of water in a combined cycle plant, the proposed technical solution provides for two particular cases. In the first particular case, the combined cycle plant is equipped with a steam condenser, the input of which is connected by a waste steam pipe coming from the steam turbine installation, and the outlet of which is equipped with a pump and connected by a pipeline to the recovery boiler.

В другом частном случае второй выход абсорбционной холодильной машины подсоединен к трубопроводу, идущему от конденсатора пара.In another particular case, the second output of the absorption chiller is connected to a pipeline coming from a steam condenser.

Сущность полезной модели поясняется на блок-схеме (фиг.1), на которой показана заявленная парогазовая установка и ее составные части (узлы).The essence of the utility model is illustrated in the block diagram (figure 1), which shows the claimed combined cycle plant and its components (nodes).

Заявленное техническое решение парогазовой установки состоит из газотурбинной установки 2, соединенной воздуховодом с воздухозаборным устройством 1 и трубопроводом 3 с источником газа. Отработанный в газотурбинной установке 2 дымовой газ поступает по трубопроводу 4 в спиральный паронагреватель парового котла-утилизатора 5, а на выходе из него по воздуховоду 6 выводится в атмосферу. Перегретый пар от котла-утилизатора 5 поступает по трубопроводу 7 в паровую турбину 8, а на выходе из нее по трубопроводу 9 поступает в конденсатор пара 10. После конденсации пара вода (конденсат) по трубопроводу 11 с помощью насоса 12 снова поступает в котел-утилизатор 5. Кроме того, парогазовая установка оборудована воздухоохладителем 13, установленным на входе воздуха в газотурбинную установку 2 и соединенным контурным трубопроводом 15 с абсорбционной холодильной машиной 14, второй выход которой подсоединен трубопроводом 16 с помощью дополнительного патрубка к трубопроводу 11.The claimed technical solution for a combined cycle plant consists of a gas turbine unit 2 connected by an air duct to an air intake device 1 and a pipeline 3 with a gas source. The flue gas exhausted in the gas turbine installation 2 enters through a spiral pipe 4 into the spiral steam heater of the waste heat boiler 5, and at the outlet from it through the air duct 6 is discharged into the atmosphere. Superheated steam from the waste heat boiler 5 enters through the pipeline 7 to the steam turbine 8, and at the exit from it through the pipe 9 it enters the steam condenser 10. After condensation of the steam, water (condensate) through the pipe 11 through the pump 12 again enters the waste heat boiler 5. In addition, the combined cycle plant is equipped with an air cooler 13 installed at the air inlet to the gas turbine unit 2 and connected by a contour pipe 15 to an absorption refrigeration machine 14, the second outlet of which is connected by a pipe 16 using an additional pipe to the pipe 11.

Заявленная парогазовая установка работает следующим образом.The claimed combined cycle plant operates as follows.

Атмосферный воздух через воздухозаборное устройство 1 вместе с природным газом, поступающим по трубопроводу 3, одновременно подаются в зону горения камеры сгорания газотурбинной установки 2, в которой за счет сжигания топлива вырабатывается полезная работа в виде электроэнергии.Atmospheric air through an air intake device 1 together with natural gas flowing through pipeline 3 are simultaneously supplied to the combustion zone of the combustion chamber of a gas turbine installation 2, in which useful work is generated in the form of electricity by burning fuel.

Для того чтобы использовать оставшуюся теплоту отработавших газов после сжигания в газовой турбине топлива, отработанный дымовой газ, имеющий высокую температуру (450-550°C), поступает по трубопроводу (газоходу) 4 в пополняемый сетевой водой паровой котел-утилизатор 5, нагревая имеющуюся в котле питательную воду до получения пара, после чего по воздуховоду 6 выводится в атмосферу.In order to use the remaining heat of the exhaust gases after burning fuel in a gas turbine, the exhaust flue gas having a high temperature (450-550 ° C) enters through a pipeline (gas duct) 4 into a steam recovery boiler 5 replenished with network water, heating existing feed water to the boiler until steam is received, after which it is discharged into the atmosphere via duct 6.

Пар, полученный в котле-утилизаторе, по трубопроводу 7 направляют в паровую турбину 8 паротурбинной установки, которая вырабатывает электроэнергию и/или тепло для нужд потребителей.The steam received in the recovery boiler is sent via pipeline 7 to the steam turbine 8 of the steam turbine unit, which generates electricity and / or heat for the needs of consumers.

Кроме того, парогазовая установка оборудована конденсатором пара 10, в который поступает по трубопроводу 9 отработанный пар от паровой турбины 8. После конденсации в нем пара вода (конденсат) по трубопроводу 11 с помощью насоса 12 снова поступает в котел-утилизатор 5.In addition, the combined cycle plant is equipped with a steam condenser 10, into which the exhaust steam from the steam turbine 8 is supplied through the pipe 9. After condensation of steam in it, water (condensate) through the pipe 11 through the pump 12 again enters the waste heat boiler 5.

При высокой температуре атмосферного воздуха окружающей среды для повышения эффективности работы газовой турбины воздух, подаваемый через воздухозаборное устройство 1, необходимо охлаждать. В этих целях парогазовая установка оборудована воздухоохладителем 13, установленным на входе воздуха в газотурбинную установку 2 и объединенным с абсорбционной холодильной машиной 14 контурным трубопроводом 15, которые охлаждают поступающий воздух до заданной температуры (ниже 15°C). Кроме того, второй выход абсорбционной холодильной машины 14 подсоединен трубопроводом 16 с помощью дополнительного патрубка к трубопроводу 11. Через этот выход вода (сконденсировавшийся пар) от абсорбционной холодильной машины дополнительно питает котел-утилизатор.At high ambient air temperature, in order to increase the efficiency of the gas turbine, the air supplied through the air intake device 1 must be cooled. For this purpose, the combined-cycle plant is equipped with an air cooler 13 installed at the air inlet to the gas turbine unit 2 and combined with an absorption refrigeration machine 14 by a loop pipe 15 that cool the incoming air to a predetermined temperature (below 15 ° C). In addition, the second outlet of the absorption chiller 14 is connected by a pipe 16 via an additional pipe to the pipe 11. Through this outlet, water (condensed steam) from the absorption chiller further feeds the recovery boiler.

Claims

1. Combined-cycle plant, which includes a gas turbine and steam turbine installation, a waste heat boiler, gas and water pipelines and connecting ducts, characterized in that it is additionally equipped with an air cooler installed at the air inlet to the gas turbine installation, as well as an absorption refrigeration machine connected to air cooler by a contour pipeline.

2. Combined-cycle plant according to claim 1, characterized in that it is equipped with a steam condenser, the input of which is connected by a waste steam pipe from a steam turbine installation, and the output of which is equipped with a pump and connected by a pipe to a recovery boiler.

3. Combined-cycle plant according to claim 2, characterized in that the second output of the absorption refrigeration machine is connected to a pipeline coming from the steam condenser.