RU134993U1

RU134993U1 - INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLIES

Info

Publication number: RU134993U1
Application number: RU2013130457/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Долотовский; Александра Викторовна Ленькова; Надежда Васильевна Долотовская
Original assignee: Игорь Владимирович Долотовский
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-11-27

Abstract

Установка электро-тепло-водоснабжения, содержащая газотурбинную установку - тепловой двигатель (1), подключенный по тракту выхлопных газов через дымовой шибер (2) к паровому котлу-утилизатору (3) и дополнительный паровой котел-утилизатор, выходные паропроводы которых связаны с паровой теплофикационной турбиной, кинематически соединенной с электрогенератором (6), теплообменник-конденсатор (7) которой подключен к линии подогрева теплофикационной воды; сетевой циркуляционный насос (8); питательный насос (9); деаэратор (10) с насосом (11), конденсатор воздушного охлаждения (12); нейтрализатор промстоков огневой (13) с дымовой трубой (14), газоходом (15), шибером (16), форсункой водяного конденсата (17), конденсатным патрубком (18), входным топливным патрубком (19); насос пароструйный (20); охладитель водяного конденсата (21); фильтр водяного конденсата (22), при этом выход дымовых газов из газохода нейтрализатора (15) подключен к входу дымовых газов в паровой котел-утилизатор (4), а выход дымовых газов из котла (4) подключен к дымовой трубе (14) нейтрализатора (13), форсунка (17) размещена в дымовой трубе (14) нейтрализатора (13), причем вход водяного конденсата в форсунку (17) подключен к выходу охладителя водяного конденсата (21), вход которого соединен с выходом фильтра (22), вход которого подключен к выходу деаэратора (10), вход сконденсированной воды в который подключен к конденсатному патрубку (18) дымовой трубы (14), вход пара в пароструйный насос (20) подключен к выходу пара из котлов-утилизаторов (3) и (4), а вход водяного конденсата в пароструйный насос (20) подключен к выходу теплообменника-конденсатора (7) и к выходу конденсатора воздушного охлаждения (12), отличаAn electric-heat-water supply installation comprising a gas turbine installation — a heat engine (1) connected through an exhaust gas path through a smoke gate (2) to a steam recovery boiler (3) and an additional steam recovery boiler, the output steam lines of which are connected to the steam heating a turbine kinematically connected to an electric generator (6), a heat exchanger-condenser (7) of which is connected to a heating water heating line; network circulation pump (8); feed pump (9); deaerator (10) with pump (11), air-cooled condenser (12); a flue waste gas converter (13) with a chimney (14), a gas duct (15), a gate (16), a water condensate nozzle (17), a condensate pipe (18), an inlet fuel pipe (19); steam jet pump (20); water condensate cooler (21); water condensate filter (22), while the flue gas exit from the neutralizer duct (15) is connected to the flue gas inlet to the steam recovery boiler (4), and the flue gas outlet from the boiler (4) is connected to the neutralizer chimney (14) ( 13), the nozzle (17) is placed in the chimney (14) of the catalyst (13), and the water condensate inlet to the nozzle (17) is connected to the output of the water condensate cooler (21), the input of which is connected to the output of the filter (22), the input of which connected to the outlet of the deaerator (10), the condensed water inlet of which is connected to the condenser the chimney nozzle (18) (14), the steam inlet to the steam jet pump (20) is connected to the steam outlet from the waste heat boilers (3) and (4), and the water condensate inlet to the steam jet pump (20) is connected to the heat exchanger output - condenser (7) and to the output of the air-cooled condenser (12), excellent

Description

Полезная модель относится к системам когенерации электрической и тепловой энергии и может быть использована для комплектации установок электро-тепло-водоснабжения.The utility model relates to systems for cogeneration of electric and thermal energy and can be used to complete installations of electric-heat-water supply.

Известна парогазовая установка электростанции, (патент РФ №2362022 по кл. F01K 23/00, опубл. в 2009 г.), которая содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины, турбокомпрессора, камеры сгорания и электрогенератора, котел-утилизатор, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, электрического генератора и питательного насоса, теплообменник-утилизатор теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником с гидрозатвором, водоподготовительную установку, содержащую декарбонизатор, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины, напорный трубопровод к теплообменнику-утилизатору теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, трубопровод, соединяющий патрубок отвода воздуха из декарбонизатора с всасывающим коробом турбокомпрессора.Known combined-cycle plant of a power plant, (RF patent No. 2362022 according to class F01K 23/00, published in 2009), which contains a gas turbine installation consisting of a gas turbine, a turbocompressor, a combustion chamber and an electric generator, a waste heat boiler, a steam turbine installation, consisting of a steam turbine with a condenser, an electric generator and a feed pump, a waste heat exchanger-heat exchanger equipped with a condensate collector with a water trap, a water treatment plant containing a decarbonizer, a circulating water system supply comprising a circulation pump, the pressure line to the condenser of the steam turbine, the pressure line to the heat exchanger, the exchanger is the heat of exhaust gases and drain the pressure line to the tower consisting of the stack and a catchment pipe connecting the air outlet nozzle from the calciner to a suction duct of the turbocharger.

Достоинством установки является возможность частичного восполнения конденсатом водяных паров, поступающим в конденсатосборник из теплообменника-утилизатора, потерь охлаждающей воды, уносимой из вытяжной башни градирни. Но для штатной эксплуатации установки и для ее пуска в работу требуется наличие системы водоснабжения.The advantage of the installation is the possibility of partial replenishment with condensate of water vapor entering the condensate collector from the heat exchanger-utilizer, the loss of cooling water carried away from the exhaust tower of the cooling tower. But for the normal operation of the installation and for its commissioning, a water supply system is required.

Основными недостатками известной установки являются:The main disadvantages of the known installation are:

- невысокая надежность генерации электроэнергии вследствие применения в качестве единственного источника теплоты газотурбинной установки (имеющей ресурс непрерывной работы существенно меньший, чем подключенная к ГТУ паротурбинная установка);- low reliability of electricity generation due to the use of a gas turbine installation as the only heat source (having a continuous operation resource substantially less than a steam turbine installation connected to a gas turbine);

- отсутствие технических решений по выработке тепловой (для нужд теплоснабжения) энергии на базе генерации электроэнергии и невысокая энергоэффективность - низкий коэффициент использования топлива на производство товарной продукции (электроэнергии) вследствие отвода в атмосферу через градирню теплоты конденсации пара паротурбинной установки.- lack of technical solutions for the generation of heat (for heating needs) energy based on electricity generation and low energy efficiency - low fuel utilization for the production of commercial products (electricity) due to the removal of condensation heat from a steam turbine plant through the cooling tower.

- недостаточная энергоэффективность, обусловленная дополнительными аэродинамическими потерями потоку парогазового рабочего тела в трубопроводе, соединяющем декарбонизатор и вход турбокомпрессора (на входе установки), и в теплообменнике-утилизаторе (на выходе установки).- insufficient energy efficiency due to additional aerodynamic losses to the flow of the gas-vapor working fluid in the pipeline connecting the decarbonizer and the inlet of the turbocompressor (at the unit inlet), and in the heat exchanger-utilizer (at the unit outlet).

- отсутствие технических решений по термическому обезвреживанию промышленных стоков (водных растворов от промывки оборудования) и хозбытовых стоков (установки и объекта, который установка обеспечивает электроэнергией), что снижает экологическую безопасность известной установки.- the lack of technical solutions for the thermal disposal of industrial wastes (water solutions from washing equipment) and household wastewater (installation and facility, which the installation provides electricity), which reduces the environmental safety of the known installation.

Известна также парогазовая установка для комбинированного производства тепловой и электрической энергии, (патент РФ №2326246 по кл. F01K 17/02, опубл. в 2008 г.), которая состоит из газотурбинной установки (ГТУ), соединенной с паровым котлом-утилизатором и дополнительного парового котла-утилизатора, связанных с паровой теплофикационной турбиной, теплообменник конденсатора которой и пиковый бойлер, пар на который поступает от котлов-утилизаторов через редукционно-охладительную установку, включены в линию подогрева сетевой воды, поступающей к потребителю, и суховоздушной градирни с сетевым насосом рециркуляции, снабжена второй ГТУ, соединенной с дополнительным котлом-утилизатором и дополнительным бойлером, причем дополнительный бойлер подсоединен по пару к отбору теплофикационной турбины, а по воде включен между теплообменником конденсатора и пиковым бойлером, к выходу которого подключена суховоздушная градирня с насосом рециркуляции.Also known is a combined-cycle plant for the combined production of heat and electric energy, (RF patent No. 2226246, class F01K 17/02, published in 2008), which consists of a gas turbine unit (GTU) connected to a steam recovery boiler and an additional a recovery boiler connected to a steam cogeneration turbine, the condenser heat exchanger of which and a peak boiler, the steam to which comes from the recovery boilers through a reduction and cooling unit, are included in the heating water supply line to the battelite, and the dry-air cooling tower with a network recirculation pump, is equipped with a second gas turbine connected to an additional recovery boiler and an additional boiler, with an additional boiler connected in pairs to a selection of a cogeneration turbine, and connected through water between the condenser heat exchanger and the peak boiler, to the outlet of which is connected dry cooler with recirculation pump.

Достоинством известной установки является возможность обеспечения комбинированной выработки электроэнергии и теплоты для нужд теплоснабжения и несколько большая (по сравнению с аналогом - парогазовой установкой, патент РФ №2362022) ее надежность, обусловленные применением двух, параллельно подключенных к теплофикационной турбине модулей, каждый из которых включает ГТУ-привод электрогенератора и паровой котел-утилизатор.The advantage of the well-known installation is the ability to provide combined generation of electricity and heat for heating needs and somewhat greater (compared to the analogue - combined-cycle plant, RF patent No. 2362022) its reliability due to the use of two modules connected in parallel to the heating turbine, each of which includes a gas turbine - electric generator drive and steam recovery boiler.

Недостатками известной установки являются:The disadvantages of the known installation are:

- отсутствие технических решений по утилизации конденсата водяных паров из выхлопных газов ГТУ и технических решений по использованию конденсата для нужд водоснабжения установки;- lack of technical solutions for the utilization of condensate of water vapor from the exhaust gases of gas turbines and technical solutions for the use of condensate for water supply needs of the installation;

- для штатной эксплуатации установки и для ее пуска в работу требуется наличие системы водоснабжения;- for the normal operation of the installation and for its commissioning, a water supply system is required;

- недостаточная энергоэффективность установки, обусловленная применением дополнительного насоса рециркуляции суховоздушной градирни (обеспечивающей конденсацию пара на выходе из теплофикационной турбины при снижении отпуска теплоты от установки на теплоснабжение), а также применением редукционно-охладительных установок на входах пара из котлов-утилизаторов в пиковый бойлер сетевой воды;- insufficient energy efficiency of the installation, due to the use of an additional recirculation pump for the dry-air cooling tower (providing condensation of steam at the outlet of the heating turbine with a decrease in heat supply from the installation to the heat supply), as well as the use of reduction and cooling plants at the steam inlets from the recovery boilers to the peak network water boiler ;

- отсутствие технических решений по термическому обезвреживанию стоков промышленных (водных растворов от промывки оборудования) и хозбытовых (установки и объекта, который установка обеспечивает электроэнергией и теплом), что снижает ее экологическую безопасность.- the lack of technical solutions for the thermal treatment of industrial wastewater (water solutions from equipment washing) and household (installation and facility, which the installation provides electricity and heat), which reduces its environmental safety.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению (прототипом) является установка электро-тепло-водоснабжения предприятий добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья (патент РФ на полезную модель №118360 по кл. F01K 17/02, опубл. в 2012 г.), содержащая газотурбинную установку (1), подключенную по тракту выхлопных газов через дымовой шибер (2) к паровому котлу-утилизатору (3) и дополнительный паровой котел-утилизатор (4), выходные паропроводы которых связаны с паровой теплофикационной турбиной (5), кинематически соединенной с электрогенератором (6), теплообменник-конденсатор (7) которой подключен к линии подогрева теплофикационной воды; сетевой циркуляционный насос (8); питательный насос (9); деаэратор (10) с насосом (11), отличающаяся тем, что в нее дополнительно входят газовый компрессор (12), кинематически соединенный с газотурбинной установкой (1); конденсатор воздушного охлаждения (13); нейтрализатор промстоков огневой (14) с дымовой трубой (15), газоходом (16), шибером (17), форсункой водяного конденсата (18), конденсатным патрубком (19), входным топливным патрубком (20); насос пароструйный (21); охладитель водяного конденсата (22); фильтр водяного конденсата (23), при этом выход дымовых газов из газохода нейтрализатора (16) подключен к входу дымовых газов в паровой котел-утилизатор (4), а выход дымовых газов из котла (4) подключен к дымовой трубе (15) нейтрализатора (14), форсунка (18) размещена в дымовой трубе (15) нейтрализатора (14), причем вход водяного конденсата в форсунку (18) подключен к выходу охладителя водяного конденсата (22), вход которого соединен с выходом фильтра (23), вход которого подключен к выходу деаэратора (10), вход сконденсированной воды в который подключен к конденсатному патрубку (19) дымовой трубы (15), вход пара в пароструйный насос (21) подключен к выходу пара из котлов-утилизаторов (3) и (4), а вход водяного конденсата в пароструйный насос (21) подключен к выходу теплообменника-конденсатора (7) и к выходу конденсатора воздушного охлаждения (13).Closest to the technical nature of the proposed solution (prototype) is the installation of electric-heat-water supply for production, transport and processing of hydrocarbon raw materials (RF patent for utility model No. 118360 according to class F01K 17/02, published in 2012), comprising a gas turbine unit (1) connected through an exhaust gas path through a smoke gate (2) to a steam recovery boiler (3) and an additional steam recovery boiler (4), the output steam lines of which are connected to a steam heating turbine (5) kinematically connected with e ektrogeneratorom (6), heat exchanger-condenser (7) which is connected to the heating line of the heating water; network circulation pump (8); feed pump (9); a deaerator (10) with a pump (11), characterized in that it further includes a gas compressor (12) kinematically connected to a gas turbine unit (1); air-cooled condenser (13); a flue waste gas converter (14) with a chimney (15), a gas duct (16), a gate (17), a condensate nozzle (18), a condensate pipe (19), an inlet fuel pipe (20); steam jet pump (21); water condensate cooler (22); water condensate filter (23), while the flue gas exit from the neutralizer gas duct (16) is connected to the flue gas inlet to the steam recovery boiler (4), and the flue gas outlet from the boiler (4) is connected to the chimney (15) of the neutralizer ( 14), the nozzle (18) is placed in the chimney (15) of the catalyst (14), and the water condensate inlet to the nozzle (18) is connected to the output of the water condensate cooler (22), the input of which is connected to the output of the filter (23), the input of which connected to the outlet of the deaerator (10), the condensed water inlet of which is connected to the condenser the chimney pipe nozzle (19) (15), the steam inlet to the steam jet pump (21) is connected to the steam outlet from the waste heat boilers (3) and (4), and the condensate water inlet to the steam jet pump (21) is connected to the heat exchanger outlet - condenser (7) and to the output of the air-cooled condenser (13).

Достоинствами известной установки электро-тепло-водоснабжения предприятий добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья, по патенту РФ на полезную модель №118360, являются:The advantages of the well-known installation of electric heat and water supply to enterprises for the extraction, transport and processing of hydrocarbon raw materials, according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 118360, are:

- возможность комбинированной выработки электроэнергии и теплоты для нужд теплоснабжения, а также технической воды для восполнения потерь теплоносителя в системе теплоснабжения и для нужд водоснабжения объекта (предприятия добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья);- the possibility of combined generation of electricity and heat for the needs of heat supply, as well as technical water to make up for losses of coolant in the heat supply system and for the needs of the water supply facility (production, transportation and processing of hydrocarbon raw materials);

- повышение экологической безопасности установки и объекта за счет термического обезвреживания промышленных стоков.- improving the environmental safety of the installation and facility due to the thermal neutralization of industrial effluents.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- отсутствие технических решений по покрытию пиковых электрических нагрузок;- lack of technical solutions to cover peak electrical loads;

- отсутствие технических решений по утилизации конденсата водяных паров из выхлопных газов тепловых двигателей (газовых турбин), что ограничивает выработку технической воды для нужд водоснабжения объекта;- the lack of technical solutions for the disposal of condensate of water vapor from the exhaust gases of heat engines (gas turbines), which limits the production of process water for the needs of the water supply facility;

- отсутствие технических решений по термическому обезвреживанию хозбытовых стоков, что снижает экологическую безопасность установки и объекта, к которому она подключена.- lack of technical solutions for the thermal treatment of domestic wastewater, which reduces the environmental safety of the installation and the facility to which it is connected.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности электроснабжения, увеличение генерации технической воды установкой электро- тепло- водоснабжения, а также повышение ее экологической безопасности.The task to which the proposed utility model is aimed is to increase the reliability of power supply, increase the generation of process water by an electric heat and water supply unit, as well as increase its environmental safety.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении полезной модели, является повышение надежности совместной генерации электрической, тепловой энергии и технической воды, уменьшение (исключение) сброса в атмосферу оксидов серы при термическом обезвреживании промышленных и хозбытовых стоков.The technical result achieved in the implementation of the utility model is to increase the reliability of the joint generation of electric, thermal energy and industrial water, to reduce (exclude) the discharge of sulfur oxides into the atmosphere during thermal neutralization of industrial and household wastes.

Указанный технический результат достигается тем, что в установку электротепло-водоснабжения, содержащую газотурбинную установку 1, подключенную по тракту выхлопных газов через дымовой шибер 2 к паровому котлу-утилизатору 3 и дополнительный паровой котел-утилизатор 4, выходные паропроводы которых связаны с паровой теплофикационной турбиной 5, кинематически соединенной с электрогенератором 6, теплообменник-конденсатор 7 которой подключен к линии подогрева теплофикационной воды; сетевой циркуляционный насос 8; питательный насос 9; деаэратор 10 с насосом 11, конденсатор воздушного охлаждения 12; нейтрализатор промстоков огневой 13 с дымовой трубой 14, газоходом 15, шибером 16, форсункой водяного конденсата 17, конденсатным патрубком 18, входным топливным патрубком 19; насос пароструйный 20; охладитель водяного конденсата 21; фильтр водяного конденсата 22, при этом выход дымовых газов из газохода нейтрализатора 15 подключен к входу дымовых газов в паровой котел-утилизатор 4, а выход дымовых газов из котла 4 подключен к дымовой трубе 14 нейтрализатора 13, форсунка 17 размещена в дымовой трубе 14 нейтрализатора 13, причем вход водяного конденсата в форсунку 17 подключен к выходу охладителя водяного конденсата 21, вход которого соединен с выходом фильтра 22, вход которого подключен к выходу деаэратора 10, вход сконденсированной воды в который подключен к конденсатному патрубку 18 дымовой трубы 14, вход пара в пароструйный насос 20 подключен к выходу пара из котлов-утилизаторов 3 и 4, а вход водяного конденсата в пароструйный насос 20 подключен к выходу теплообменника-конденсатора 7 и к выходу конденсатора воздушного охлаждения 12, согласно полезной модели, дополнительно входят электрогенератор 23, кинематически соединенный с газотурбинной установкой (тепловым двигателем) 1; дымовая труба 24 с форсункой водяного конденсата 25, конденсатным патрубком 26 и байпасным патрубком дымовых газов 27, размещенная на котле-утилизаторе 3; устройство ввода реагента 28, размещенное в газоходе 15 нейтрализатора 13, причем форсунка 25 подключена к выходу охладителя водяного конденсата 21, а конденсатный патрубок 26 подключен к входу в деаэратор 10.The specified technical result is achieved by the fact that in the installation of heat and water supply containing a gas turbine installation 1, connected through an exhaust gas path through a smoke gate 2 to a steam recovery boiler 3 and an additional steam recovery boiler 4, the output steam lines of which are connected to a steam heating turbine 5 kinematically connected to an electric generator 6, a heat exchanger-condenser 7 of which is connected to a heating water heating line; network circulation pump 8; feed pump 9; deaerator 10 with pump 11, air-cooled condenser 12; industrial waste gas converter 13 with a chimney 14, a gas duct 15, a gate 16, a water condensate nozzle 17, a condensate pipe 18, an inlet fuel pipe 19; steam jet pump 20; condensate water cooler 21; water condensate filter 22, while the flue gas exit from the neutralizer gas duct 15 is connected to the flue gas inlet to the steam recovery boiler 4, and the flue gas exit from the boiler 4 is connected to the chimney 14 of the converter 13, the nozzle 17 is placed in the chimney 14 of the converter 13 moreover, the water condensate inlet to the nozzle 17 is connected to the output of the water condensate cooler 21, the input of which is connected to the output of the filter 22, the input of which is connected to the output of the deaerator 10, the condensed water input to which is connected to the condensate pipe at 18 of the chimney 14, the steam inlet to the steam jet pump 20 is connected to the steam outlet from the recovery boilers 3 and 4, and the water condensate inlet to the steam jet pump 20 is connected to the output of the heat exchanger-condenser 7 and to the output of the air-cooled condenser 12, according to the utility model additionally includes an electric generator 23, kinematically connected to a gas turbine installation (heat engine) 1; a chimney 24 with a nozzle of water condensate 25, a condensate pipe 26 and a bypass pipe of flue gases 27, placed on the waste heat boiler 3; a reagent input device 28 located in the gas duct 15 of the converter 13, the nozzle 25 being connected to the outlet of the water condensate cooler 21, and the condensate nozzle 26 being connected to the inlet to the deaerator 10.

Повышение надежности электроснабжения обеспечивается за счет возможности оперативной выработки дополнительной электрической мощности при необходимости покрытия пиковых электрических нагрузок путем подключения дополнительного электрогенератора 23, кинематически соединенного с газотурбинной установкой (тепловым двигателем) 1.Improving the reliability of power supply is ensured by the ability to quickly generate additional electric power if necessary, to cover peak electrical loads by connecting an additional electric generator 23, kinematically connected to a gas turbine unit (heat engine) 1.

Увеличение генерации технической воды установкой электро- тепло- водоснабжения (в дополнение к технической воде, вырабатываемой на нейтрализаторе промстоков) обеспечивается за счет конденсации водяных паров из дымовых газов, уходящих из котла-утилизатора 3, путем размещения в дымовой трубе 24 котла-утилизатора 3 дополнительной форсунки 25 и подключения к дымовой трубе 24 дополнительного конденсатного патрубка 26, причем дополнительные конденсатный патрубок 26 и форсунка 25 размещены под байпасным патрубком 27, в потоке выходящих из котла-утилизатора 3 охлажденных дымовых газов, причем форсунка 25 подключена к выходу охладителя водяного конденсата 21, а конденсатный патрубок 26 подключен к входу в деаэратор 10.An increase in the generation of process water by the electric heat and water supply unit (in addition to the process water produced at the industrial waste neutralizer) is ensured by the condensation of water vapor from the flue gases leaving the recovery boiler 3 by placing an additional boiler in the chimney 24 of the recovery boiler 3 nozzles 25 and connections to the chimney 24 of an additional condensate pipe 26, and additional condensate pipe 26 and nozzle 25 are placed under the bypass pipe 27, in the stream leaving the waste boiler isator 3 of the cooled flue gas, the nozzle 25 being connected to the outlet of the water condensate cooler 21, and the condensate nozzle 26 being connected to the inlet to the deaerator 10.

Повышение экологической безопасности предлагаемой установки обеспечивается за счет размещения устройства ввода реагента 28 в газоходе 15 нейтрализатора 13. Размещение устройства ввода реагента 28 в газоходе 15 до входа в котел-утилизатор 4 и дымовую трубу 14 обеспечивает за счет гетерофазной очистки дымовых газов химическим реагентом (например, раствором гашеной извести) уменьшение (или исключение) загрязнения атмосферы оксидами серы при термическом обезвреживании стоков промышленных и хозбытовых.Improving the environmental safety of the proposed installation is ensured by placing the input device of the reagent 28 in the duct 15 of the catalyst 13. The placement of the input device of the reagent 28 in the duct 15 before entering the waste heat boiler 4 and the chimney 14 provides due to heterophase cleaning of the flue gases with a chemical reagent (for example, with slaked lime solution) reduction (or elimination) of atmospheric pollution by sulfur oxides during thermal neutralization of industrial and household wastewater.

Установка электро-тепло-водоснабжения иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой установки (причем на схеме ноказан один из нескольких параллельно подключенных энерготехнологических модулей, включающих тепловой двигатель 1, дополнительный генератор 23, котел-утилизатор 3 с дымовым шибером 2, дымовую трубу 24, с форсункой 25, конденсатным патрубком 26, а также один из нескольких электрогенерирующих модулей, включающих паровую теплофикационную турбину 5 и электрогенератор 6).The electric-heat-water supply installation is illustrated by a drawing, which shows the scheme of the proposed installation (moreover, one of several parallel-connected energy-technological modules is shown on the diagram, including a heat engine 1, an additional generator 23, a waste heat boiler 3 with a smoke gate 2, a chimney 24, with a nozzle 25, a condensate pipe 26, as well as one of several power generating modules, including a steam heating turbine 5 and an electric generator 6).

Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - газотурбинная установка (тепловой двигатель); 2 - дымовой шибер ГТУ; 3 - паровой котел-утилизатор; 4 - дополнительный паровой котел-утилизатор; 5 - паровая теплофикационная турбина; 6 - электрогенератор; 7 - теплообменник-конденсатор; 8 - сетевой циркуляционный насос; 9 - питательный насос (парогенераторов); 10 - деаэратор (декарбонизатор) водяного конденсата; 11 - насос деаэратора; 12 - конденсатор воздушного охлаждения; 13 - нейтрализатор промстоков огневой; 14 - дымовая труба нейтрализатора; 15 - газоход нейтрализатора; 16 - шибер дымовой нейтрализатора; 17 - форсунка водяного конденсата; 18 - конденсатный патрубок; 19 - входной топливный патрубок; 20 - насос пароструйный; 21 - охладитель водяного конденсата; 22 - фильтр водяного конденсата; 23 - дополнительный электрогенератор; 24 - дымовая труба котла-утилизатора 3; 25 - дополнительная форсунка; 26 - дополнительный конденсатный патрубок; 27 - байпасный патрубок (дымовой трубы 24); 28 - устройство ввода реагента.The positions in the drawing indicate the following: 1 - gas turbine unit (heat engine); 2 - smoke gate GTU; 3 - steam recovery boiler; 4 - additional steam recovery boiler; 5 - steam heating turbine; 6 - electric generator; 7 - heat exchanger-condenser; 8 - network circulation pump; 9 - feed pump (steam generators); 10 - deaerator (decarbonizer) of water condensate; 11 - deaerator pump; 12 - air-cooled condenser; 13 - a converter of industrial waste fire; 14 - a chimney of a converter; 15 - flue gas converter; 16 - gate of the smoke converter; 17 - nozzle of water condensate; 18 - condensate pipe; 19 - inlet fuel pipe; 20 - steam jet pump; 21 - water condensate cooler; 22 - water condensate filter; 23 - additional electric generator; 24 - chimney of the waste heat boiler 3; 25 - an additional nozzle; 26 - additional condensate pipe; 27 - bypass pipe (chimney 24); 28 - reagent input device.

На чертеже также обозначены следующие технологические потоки: В - воздух на тепловой двигатель (ГТУ); ВК - конденсат водяных паров; ВТ - сконденсированная вода (неочищенный конденсат водяных паров); ГТ1 - газ топливный (топливо углеводородное) на нейтрализатор промстоков огневой; ГТ2 - газ топливный (топливо углеводородное) на тепловой двигатель (ГТУ); Д - стоки промышленные и хозбытовые; ДГ1 - дымовые газы от нейтрализатора промстоков; ДГ2 - выхлопные газы от теплового двигателя на котел-утилизатор; ДГ3 - выхлопные газы от теплового двигателя, поступающие на байпасный патрубок; ОВ - обратная вода из системы теплоснабжения; ПВ - прямая вода системы теплоснабжения; ПП - пар перегретый; РР - раствор реагента (для поглощения оксидов серы); ХПВ - вода на установку подготовки хозпитьевой воды.The following process flows are also indicated in the drawing: B — air to a heat engine (GTU); VK - condensate of water vapor; BT - condensed water (untreated condensate of water vapor); GT1 - fuel gas (hydrocarbon fuel) to the industrial wastewater neutralizer; GT2 - fuel gas (hydrocarbon fuel) to a heat engine (GTU); D - industrial and household wastewater; DG1 - flue gases from the neutralizer of industrial waste; DG2 - exhaust gases from a heat engine to a waste heat boiler; DG3 - exhaust gases from a heat engine entering the bypass pipe; ОВ - return water from the heat supply system; PV - direct water of the heat supply system; PP - superheated steam; PP - reagent solution (for absorption of sulfur oxides); HPV - water for a household water treatment plant.

Установка электро-тепло-водоснабжения работает следующим образом.Installation of electric-heat-water supply works as follows.

При работе установки топливный газ (топливо углеводородное, поток ГТ1 на схеме), поступает в качестве топлива на входной топливный патрубок 19 нейтрализатора промстоков огневого 13. На нейтрализатор на термическое обезвреживание подаются стоки промышленные и хозбытовые (поток Д на схеме), пригодные для термического обезвреживания (не содержащие ртути, мышьяка, кадмия и их солей).When the unit is operating, fuel gas (hydrocarbon fuel, stream GT1 in the diagram) is supplied as fuel to the inlet fuel pipe 19 of the industrial waste catalyst 13. Industrial and household waste water (stream D in the diagram) suitable for thermal neutralization is fed to the neutralizer for thermal neutralization (not containing mercury, arsenic, cadmium and their salts).

При работе установки на номинальной производительности, а также при обеспечении пиковых электрических нагрузок при вводе в действие теплового двигателя (ГТУ) 1, привода дополнительного электрогенератора 23, на котел-утилизатор 3 поступает поток ДГ2 - часть высокотемпературного потока выхлопных газов теплового двигателя 1, для выработки в котле-утилизаторе 3 пара перегретого ПП, подаваемого на паровой привод 5 электрогенератора 6.When the unit is operating at rated capacity, as well as while providing peak electrical loads during commissioning of a heat engine (GTU) 1, drive of an additional electric generator 23, the DG2 stream, part of the high-temperature exhaust gas stream of heat engine 1, is supplied to the recovery boiler 3 in the recovery boiler 3 steam of superheated PP supplied to the steam drive 5 of the generator 6.

Выходящий из камер термического обезвреживания нейтрализатора 13 поток дымовых газов ДГ1, содержащий водяные пары от термически обезвреженных стоков (промышленных и хозбытовых, поток Д) и от сжигания углеводородного топлива (поток ГТ1), поступает в сборный газоход нейтрализатора 15, подключенный к входу дополнительного котла-утилизатора 4. Выходящий из газового тракта дополнительного котла-утилизатора 4 охлажденный поток дымовых газов поступает в дымовую трубу 14 нейтрализатора 13. Для обеспечения указанного выше направления движения потока дымовых газов ДГ1 от нейтрализатора 13 к дополнительному котлу-утилизатору 4 (а также обеспечения возможности регулирования производительности установки) используется шибер дымовой 16, размещенный на входе в дымовую трубу 14 нейтрализатора 13.Exiting from the chambers of thermal neutralization of the converter 13, the DG1 flue gas stream containing water vapor from the thermally neutralized effluents (industrial and household, stream D) and from the combustion of hydrocarbon fuel (stream GT1), enters the collecting gas duct of the converter 15 connected to the input of the additional boiler the heat exchanger 4. The cooled flue gas stream leaving the gas path of the additional waste heat boiler 4 enters the chimney 14 of the catalytic converter 13. To ensure the flow direction indicated above and the DG1 flue gas from the converter 13 to the additional waste heat boiler 4 (as well as providing the possibility of regulating the capacity of the installation), a smoke gate 16 is used located at the inlet to the chimney 14 of the converter 13.

Для поглощения оксидов серы из потока дымовых газов, выходящих из нейтрализатора 13, в газоходе 15 размещено устройство ввода реагента 28, с помощью которого предусмотрена подача раствора реагента (поток РР).To absorb sulfur oxides from the flue gas stream leaving the catalyst 13, a reagent input device 28 is placed in the flue 15, by means of which a reagent solution is supplied (PP stream).

Для дальнейшего охлаждения и увлажнения потока дымовых газов ДГ1 с целью выделения из них сконденсированных водяных паров в дымовой трубе 14 размещена форсунка 17, на которую из охладителя водяного конденсата 21 подается охлажденный водяной конденсат (поток ВК).For further cooling and humidification of the DG1 flue gas stream in order to extract condensed water vapor from them, a nozzle 17 is placed in the chimney 14, to which cooled water condensate (VK stream) is supplied from the water condensate cooler 21.

Сконденсированная вода, поток ВТ на схеме, представляющая неочищенный конденсат водяных паров (включающий сконденсированные водяные пары из дымовых газов и поток водяного конденсата ВК), отводится из патрубка конденсатного 18 дымовой трубы 14 и подается на вход деаэратора (декарбонизатора) 10. Первоначальное заполнение емкости деаэратора (декарбонизатора) 10 может быть произведено и без подачи потока водяного конденсата на форсунку 17, при малой теплопроизводительности нейтрализатора 13 (и конденсации насыщенных водяных паров при естественном охлаждении дымовой трубы 14).Condensed water, BT flow in a diagram representing crude condensate of water vapor (including condensed water vapor from flue gases and a stream of water condensate VK) is discharged from the condensate pipe 18 of the chimney 14 and fed to the inlet of the deaerator (decarbonizer) 10. Initial filling of the deaerator tank (decarbonizer) 10 can be produced without supplying a stream of water condensate to the nozzle 17, with a low heat output of the catalyst 13 (and condensation of saturated water vapor at natural ohm-cooling chimney 14).

Повышению производительности установки по технической воде за счет конденсации водяных паров из выхлопных газов теплового двигателя (ГТУ) 1 способствует размещение дополнительных форсунки 25 и конденсатного патрубка 26 в дымовой трубе 24 котла-утилизатора 3.The increase in the productivity of the installation for industrial water due to the condensation of water vapor from the exhaust gases of a heat engine (GTU) 1 is facilitated by the placement of additional nozzles 25 and condensate pipe 26 in the chimney 24 of the recovery boiler 3.

Из деаэратора (декарбонизатора) 10 (погружным насосом 11, входящим в комплект) поток ВТ подается на фильтр водяного конденсата 22, а затем на охладитель водяного конденсата 21. Водяной конденсат, полученный на установке, не содержит минеральных примесей и солей и направляется на заполнение и подпитку рабочим телом водяного тракта паровых котлов-утилизаторов 3 и 4 и сети системы теплоснабжения. Качество водяного конденсата позволяет использовать его также в качестве исходной воды и подавать (поток ХПВ) на установку подготовки хозпитьевой воды.From the deaerator (decarbonizer) 10 (the submersible pump 11 included in the kit), the BT stream is supplied to the water condensate filter 22, and then to the water condensate cooler 21. The water condensate obtained at the installation does not contain mineral impurities and salts and is sent for filling and replenishment by the working fluid of the water path of the waste heat boilers 3 and 4 and the network of the heat supply system. The quality of the water condensate makes it possible to use it also as the source water and to supply (CPV flow) to the household water treatment plant.

Теплота потоков дымовых газов ДГ1 и ДГ2, рекуперированная в паровых котлах-утилизаторах 3 и 4, обеспечивает генерацию перегретого водяного пара, подаваемого на теплофикационные турбины (паросиловой привод) 5 электрогенераторов 6. Часть потока перегретого пара из котлов-утилизаторов 3 и 4 предусмотрено подавать в качестве активного потока на пароструйный насос 20, включенный параллельно питательному насосу 9.The heat of the DG1 and DG2 flue gas streams recovered in waste heat boilers 3 and 4 provides the generation of superheated water vapor supplied to heat-generating turbines (steam-powered drive) 5 of the electric generators 6. Part of the overheated steam stream from the waste heat boilers 3 and 4 is intended to be supplied to as an active stream to the steam jet pump 20, connected in parallel with the feed pump 9.

Отработанный пар на выходе паросилового привода 5 подается на подключенные параллельно теплообменник-конденсатор 7 и конденсатор воздушного охлаждения 12. В теплообменнике-конденсаторе 7 производится рекуперативный нагрев (теплотой основной части конденсируемого пара) потока теплофикационной воды ПВ системы теплоснабжения (водяного отопления) объекта. Для обеспечения циркуляции теплофикационной воды в системе предусмотрен циркуляционный насос 8.The spent steam at the output of the steam-powered drive 5 is fed to a parallel connected heat exchanger-condenser 7 and an air-cooled condenser 12. In the heat exchanger-condenser 7, regenerative heating (by the heat of the main part of the condensed steam) of the heating water stream of the heat supply system (water heating) of the object is performed. To ensure circulation of district heating water, a circulation pump 8 is provided in the system.

Несконденсированная (в теплообменнике 7) часть водяного пара подается в конденсатор воздушного охлаждения 12. Водяной конденсат из указанных выше аппаратов подается на вход насосов 9 и 20, а затем на вход в водяной тракт котлов-утилизаторов 3 и 4.The non-condensed (in the heat exchanger 7) part of the water vapor is supplied to the air-cooled condenser 12. Water condensate from the above devices is supplied to the inlet of the pumps 9 and 20, and then to the inlet to the water path of the recovery boilers 3 and 4.

Таким образом, за счет приведенных выше технических решений предлагаемая установка электро-тепло-водоснабжения обеспечивает повышение надежности и экологической безопасности совместной генерации электрической и тепловой энергии и выработки исходной воды для системы водоснабжения.Thus, due to the above technical solutions, the proposed installation of electric heat and water supply provides increased reliability and environmental safety of the joint generation of electric and thermal energy and the generation of source water for the water supply system.

Экономический эффект от ее применения обусловлен снижением затрат на строительство и эксплуатацию за счет повышения надежности и энергоэффективности совместной генерации электрической, тепловой энергии и технической воды, уменьшения размеров платежей экологических сборов за сброс в атмосферу оксидов серы и захоронение промышленных и хозбытовых стоков.The economic effect of its use is due to a reduction in construction and operation costs due to increased reliability and energy efficiency of the joint generation of electric, thermal energy and industrial water, reduced environmental charges for the discharge of sulfur oxides into the atmosphere and burial of industrial and household wastes.

Claims

An electric-heat-water supply installation comprising a gas turbine installation — a heat engine (1) connected through an exhaust gas path through a smoke gate (2) to a steam recovery boiler (3) and an additional steam recovery boiler, the output steam lines of which are connected to the steam heating a turbine kinematically connected to an electric generator (6), a heat exchanger-condenser (7) of which is connected to a heating water heating line; network circulation pump (8); feed pump (9); deaerator (10) with pump (11), air-cooled condenser (12); a flue waste gas converter (13) with a chimney (14), a gas duct (15), a gate (16), a water condensate nozzle (17), a condensate pipe (18), an inlet fuel pipe (19); steam jet pump (20); water condensate cooler (21); water condensate filter (22), while the flue gas output from the neutralizer duct (15) is connected to the flue gas inlet to the steam recovery boiler (4), and the flue gas outlet from the boiler (4) is connected to the neutralizer chimney (14) ( 13), the nozzle (17) is placed in the chimney (14) of the catalyst (13), and the water condensate inlet to the nozzle (17) is connected to the output of the water condensate cooler (21), the input of which is connected to the output of the filter (22), the input of which connected to the outlet of the deaerator (10), the condensed water inlet of which is connected to the condenser the chimney nozzle (18) (14), the steam inlet to the steam jet pump (20) is connected to the steam outlet from the waste heat boilers (3) and (4), and the water condensate inlet to the steam jet pump (20) is connected to the heat exchanger output - a condenser (7) and to the output of an air-cooled condenser (12), characterized in that it additionally includes an electric generator (23) kinematically connected to a heat engine (1); a chimney (24) with a water condensate nozzle (25), a condensate pipe (26) and a flue gas bypass pipe (27) located on a waste heat boiler (3); a reagent input device (28) located in the gas duct (15) of the catalyst (13), and the nozzle 25 is connected to the outlet of the water condensate cooler 21, and the condensate pipe 26 is connected to the inlet to the deaerator 10.