RU1793075C - Парогазова установка - Google Patents

Abstract

Использование: в теплоэнергетике. Сущность изобретени : барабан-сепаратор 12 парогазовой установки подключен к. воздухоохладителю 20 через теплообменник 14. Отбор турбины 3 подсоединен к входу компрессора 2 высокого давлени  через теплообменники 14 и 13 и конденсатор 22. Выход турбодетан дера 19 подключен к зоне 16 горени  камеры 4 сгорани  через конденсатор 21 и теплообменник 13, а жидкостные объемы конденсаторов 21 и 22 подсоединены к паросиловому контуру. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано при созда- нии парогазовых установок высоких параметров,

Известна парогазова  установка, содержаща  газовый контур, включающий компрессор низкого давлени , подключенный своим входом к двум компрессорам высокого давлени , выход первого из которых через камеру сгорани  подключен к входу газовой турбины с потребителем и котлом- утилизатором на ее выхлопе, а выход второго через воздухоохладитель подключен к входу турбодетандера, выход которого подключен к камере сгорани , а также замкнутый паросиловой контур, включающий последовательно расположенные эконо- майзерную, испарительную и паропе- регрёвательную поверхности нагрева, размещенные в котле-утилизаторе и св занные через барабан-сепаратор, паровую турбину с потребителем и конденсатором, питательный насос, выход которого подсоединен к экономайзерной поверхности нагрева и к входу охлаждающей среды воздухоохладител , подключенного своим выходом по последней к бараран-сепарато- ру.

Недостатками известной парогазовой установки  вл ютс  низка  эффективность установки и большое количество вредных выбросов в атмосферу, что определ етс  отсутствием возможности глубокого охлаждени  воздуха перед турбодетандером, низкими параметрами пара, поступающего в барабан-сепаратор из воздухоохладител ; высокой температурой воздуха, подаваемого в зону горени  камеры сгорани , и необходимостью обеспечени  установки водой.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и экологичности установки . ..

Поставленна  цель достигаетс  тем, что парогазова  установка, содержаща  газовый контур, включающий компрессор низкого давлени , подключенный своим входом к двум компрессорам высокого давлени , выход первого из которых через камеру сгорани  подключен к входу газовой турбины с потребителем и котлом-утилизатором на е.е выхлопе, а выход второго через воздухоохладитель подключен к входу турбодетандера , а также замкнутый паросиловой контур, включающий последовательно расположенные экономайзерню, испарительную и пароперегревательную поверхности нагрева, размещенные в котле-утилизаторе и св занные через барабан-сепаратор , паровую турбину с потребителем и конденсатором, питательный насос,

выход которого подсоединен к экономайзерной поверхности нагрева и к входу охлаждающей среды воздухоохладител , подключенного своим выходом по последней к барабан-сепаратору, при этом парогазова  установка дополнительно снабжена двум  двухпо остными поверхностными теплообменниками и двум  дополнительными конденсаторами с паровыми и жидкостными объемами. Кроме того, дополнительные конденсаторы своими выходами из жидкостных объемов подсоединены к паросиловому контуру между выходом питательного насоса и входом ох5 лаждающей среды, воздухоохладител , газова  турбина выполнена с отбором, подключенным через одну из полостей последовательно размещенных теплообменников и паровой обьем одного из

0 дополнительных конденсаторов к входу первого компрессора высокого давлени , паровой объем второго дополнительного конденсатора подсоединен к выходу турбодетандера и через вторую полость од5 ного из теплообменников к зоне горени  камеры сгорани , при этом втора  полость другого теплообменника включена в паросиловой контур между выходом охлаждающей среды воздухоохладител  и

0 барабаном-сепаратором.

На чертеже представлена принципиальна  схема парогазовой установки.

Парогазова  установка содержит газовый контур, включающий компрессор 1 низ5 кого давлени , компрессор 2 высокого давлени , турбину 3 и камеру 4 сгорани , паросиловой контур с паровой турбиной 5, конденсатором 6, питательным насосом 7 и котлом-утилизатором 8, включающим по0 следовательно расположенные экономай- Зерную 9, испарительную 10, пароперегревательную 11 поверхности и барабан-сепаратор 12. По паровод ной ветке имеютс  также двухполостные поверхно5 стные теплообменники 13 и 14 радиаторного типа. Имеютс  также топливные форсунки 15, зоны горени  16 и смешени  17 камеры сгорани , компрессор 18 высокого давлени , турбодетандер 19, воз0 духоохладитель 20, дополнительные конденсаторы 21 и 22, насос 23 и потребители 24 и 25 При этом компрессор 1 низкого давлени  подключен своим выходом к двум компрессорам 2 и 18 высокого давлени .

5 Выход компрессора 2 высокого давлени  через зону 17 смешени  камеры 4 сгорани  подключен к входу газовой турбины 3, выход которой подключен к котлу-утилизатору 8, Выход компрессора 18 высокого давлени  через воздухоохладитель 20 подключен к

зходу турбодетандера 19. Выход турбоде- гзндера 19 через дополнительные конден- :атор 21 и теплообменник 13 подключен к зоне 16 горени  камеры 4 сгорани . Вход юлости нагревающей среды теплообменника 13 подключен через теплообменник 14 ; имеющемус  отбору турбины 3. Выход по- юсти нагревающей среды теплообменника 13 подключен к входу компрессора 2 высо- давлени  через конденсатор 22. Паро- :иловой контур имеет св зи между Ьлементами в следующем пор дке: испарительна  поверхность 10, барабан-сепаратор 12, пароперегревательна  поверхность 11, тарова  турбина 5, конденсатор б, пита- (ельный насос 7, экономайзерна  поверх- ость 9. Кроме этого, барабан-сепаратор 12 ерез полости охлаждающей среды, после- / овательно размещенных теплообменника 4 и воздухоохладител  20, подключен к вы- оду насоса 23. Вход насоса 23 подключен выходу питательного насоса 7. При этом к фрду насоса 23 подключены также выходы жидкостных обьемов конденсаторов 21 и 22. Кроме этого, имеютс  кинематические сз зи. Турбодетандер 19 св зан с компрес- сэром 1.8 высокого давлени , компрессором 1 низкого давлени , турбиной 3 и потребителем 24. Компрессор 2 высокого давлени  св зан с турбиной 3. Парова  турбина 5 св зана с потребителем 25.

При работе парогазовой установки атмосферный воздух сжимаетс  в компрессоре 1 низкого давлени . После этого часть воздуха в объеме, необходимом дл  процес- с горени  топлива в камере 4 сгорани  при к( эффициенте избытка воздуха 1.01-1.2, поступает на вход компрессора 18 высокого дг влени , где сжимаетс  до расчетного дав- ле ни , превышающего давление в камере 4 сгэрани , например, до 5.0-6.0 МПа. При этом температура воздуха на выходе из ком- пг.ессора 18 высокого давлени  поднимаетс , например, до 960-1015 К, Далее воздух поступает в воздухоохладитель 20, где охлаждаетс  водой, подаваемой насосом 23. Температура воды на входе в воздухоохла- ди}тель 20 может колебатьс  в широких пре- деЬах, например 300-380 К, и т.о. воздух может выходить из воздухоохладител  20 с температурой 350-450 К. После этого воз- ду): поступает в турбодетандёр 19, где рас- шм р етс  до расчетного давлени  в камере 4 сгорани  с учетом гидравлических потерь в теплообменнике 13, конденсаторе 21 и ги; рэвлических трактах, соедин ющих дан- HMi; элементы с турбодетандером 19 и зо- HOV 16 горени  камеры 4 сгорани , наг ример. до 2.0 МПа, при этом температура воздуха на выходе из турбодетандера 19

составл ет, например, 275-355 К. Далее воздух поступает в конденсатор 21, на входе в который за счет внезапного расширени  потока пары воды, охлажденные в воздухо5 охладителе 20 и турбодетандере 19, конденсируютс . После конденсатора 21 воздух поступает в теплообменник 13, где охлаждает газ на входе в конденсатор 22. Поле теплообменника 13 холодный воздух

0 поступает в зону 16 горени  камеры 4 сгорани , где участвует в сжигании топлива, подаваемого в эту зону форсунками 15. После чего гор чие газы продуктов сгорани  топлива расхолаживаютс  до расчетной темпе5 ратуры, например 1370 К, воздухом, поступающим в зону 17 смешени  камеры 4 сгорани  из компрессора 2 высокого давлени . Газ из зоны 17 смешени  камеры 4 сгорани  поступает на газовую турбину 3,

0 котора  приводит во вращение компрессор

2 и компрессор Т с потребителем 24, а также помогает турбодетандеру 19 вращать компрессор 18. Отработанный газ после турбины

3 с температурой, например ;750 К поступа5 ет в котел-утилизатор 8, после чего выбрасываетс  в атмосферу.

Дальнейшее объ снение работы парогазовой установки следующее.

Пар из пароперегревател  11 котла-ути0 лизатора подаетс  на паровую турбину 5, котора  приводит во вращение потребител  25. После турбины 5 и конденсатора 6 вода питательным насосом 7 подаетс  в экономайзер 9, испаритель 10 и через барабан-се5 паратор 12 в пароперегреватель 11. Чарть воды, мину  экономайзер 9, направл етс  на вход в насос 23, обеспечивающий подачу охлаждающей воды в воздухоохладитель 20. На вход насоса 23 подаетс  также конден0 сат из жидкостных объемов конденсаторов 21 и 22. Кроме этого, во врем  сжигани  топлива, подаваемого в зону 16 горени  форсунками 15, получаетс  некоторое количество воды, котора  вместе с атмосферной

5 водой в процессе течени  газа в проточной части турбины 3 за счет центробежных сил сепарируетс  из газа. Причем пары воды вытесн ютс  к внутреннему обводу проточной части турбины 3. Учитыва  это, часть

0 газа, отбираемого из турбины 3, направл етс  в теплообменник 14, где нагревает воду- , подаваемую в данный теплообменник 14 из воздухоохладител  20, где она грелась воздухом из-за компрессора 18 высокого

5 давлени . При этом вода в теплообменнике 14 испар етс  и в виде пара поступает в барабан-сепаратор 12 котла-утилизатора 8. Газ же, охлаждённый в теплообменнике 14, поступает в теплообменник 13, где продолжает охлаждатьс  холодным воздухом из-зз турбодетандера 19. После теплообменника 13 охлажденный газ поступает в конденсатор 22, где за счет внезапного расширени  потока пары, содержащиес  в газе, конденсируютс . Конденсат из конденсатора 22 подаетс  на вход в насос 23, в обезвоженный и охлажденный газ подаётс  на вход компрессора 2 высокого давлени , где смешиваетс  с воздухом зоны 17 смешени  камеры 4 сгорани .

Таким образом, в данной парогазовой установке в сравнении с прототипом обеспечено снижение вредных выбросов NOx как за счет более глубокого замораживани  газа в зоне горени  камеры сгорани , таги за счет использовани  в зоне смешени  камеры сгорани  в качестве балласта газа с низким содержанием кислорода, отбираемого из газовой турбины.

Комплекс же отличий - подача холодного газа в компрессор высокого давлени , повышение параметров пара на выходе из воздухоохладител  и дополнительного теплообменника , и получение воды обеспечивает повышение эффективности установки, а также уменьшает воздействие на экологию за счет уменьшени  выбросов тепла и пара с отход щими газами.

.:. -. .. . .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Парогазова  установка, соДёржаща Тазовый контур, включающий компрессор низкого давлени , подключенный своим выходом к двум компрессорам высокого давлени , выход первого из которых через камеру сгорани  подключен к входу газовой турбины с потребителем и котлом-утилизатором на её выхлопе, а выход второго через воздухоохладитель подключен к входу турбодетандера , а также замкнутый паросиловой контур, включающий последовательно расположенные экономайзерную, испарительную и пароперегрёвательнуЮ поверхности нагрева, размещенные в котле-утилизаторе и св занные через барабан-сепаратор, паровую турбину с потребителем и конденсатором , питательный насос, выход которого подсоединен к экономайэерной поверхности нагрева и к входу охлаждающей среды воздухоохладител , подключенного своим выходом по последней к барабан-сепаратору , о т л й ч а ю щ а   с   тем, что, с целью

   повышени  эффективности и экологично- сти, она снабжена двум  двухполостными поверхностными теплообменниками и двум  дополнительными конденсаторами с паровыми и жидкостными объемами, при этом конденсаторы своими выходами из жидкостных объемов подсоединены к паросиловому контуру между выходом питательного насоса и входом охлаждающей среды воздухоохладител , газова  турбина выполнена с отбором, подключенным через одну из полостей последовательно размещенных теплообменников и паровой объем одного из дополнительных конденсаторов к входу первого компрессора высокого давлени , паровой объем второго дополнительного конденсатора подсоединен к выходу турбодетандера и через вторую полость одного из теплообменников к зоне горени  камеры сгорани , при этом втора  полость другого теплообменника включена в паросиловой контур между выходом охлаждающей среды воздухоохладител  и барабан-сепаратором.