RU2008441C1 - Power unit - Google Patents
Power unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2008441C1 RU2008441C1 SU4806296A RU2008441C1 RU 2008441 C1 RU2008441 C1 RU 2008441C1 SU 4806296 A SU4806296 A SU 4806296A RU 2008441 C1 RU2008441 C1 RU 2008441C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyclone
- pressure
- power unit
- steam
- steam generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электрической энергии на паросиловых электростанциях, использующих для генерации водяного пара твердое топливо. The invention relates to the field of energy and can be used to generate electrical energy at steam power plants that use solid fuel to generate water vapor.
Известен энергоблок, содержащий воздушный компрессор, нагнетательный воздухопровод которого подключен к топке высоконапорного парогенератора с испарительными и пароперегревательными поверхностями нагрева, выходы которых подключены к паровой турбине с электрическим генератором и конденсатором, а также питательный насос, при этом выход газов из высоконапорного парогенератора подключен к расширительной машине. A known power unit containing an air compressor, the discharge air duct of which is connected to the furnace of a high-pressure steam generator with evaporative and superheater heating surfaces, the outputs of which are connected to a steam turbine with an electric generator and condenser, as well as a feed pump, while the gas outlet from the high-pressure steam generator is connected to an expansion machine .
Однако такой энергоблок имеет недостаточную единичную мощность, а также повышенные массогабаритные характеристики элементов основного энергетического оборудования, увеличенный объем строительно-монтажных работ и отчуждение значительных территорий для сооружения ТЭС с данным энергетическим оборудованием. However, such a power unit has insufficient unit capacity, as well as increased weight and size characteristics of the elements of the main power equipment, an increased volume of construction and installation work and the alienation of significant territories for the construction of thermal power plants with this power equipment.
Целью изобретения является увеличение единичной мощности энергоблока при снижении массогабаритных характеристик элементов основного энергетического оборудования, сокращении объемов строительно-монтажных работ и площадей отчуждаемых территорий, необходимых для сооружения энергоблока. The aim of the invention is to increase the unit power of the power unit while reducing the weight and size characteristics of the elements of the main power equipment, reducing the volume of construction and installation work and the area of the alienated territories necessary for the construction of the power unit.
Цель достигается тем, что в предлагаемом энергоблоке циклонная камера сгорания твердого топлива выполнена в виде единого комплекса с элементами очистки газов продуктов сгорания от твердых частиц и с дополнительными поверхностями нагрева, размещенными в высоконапорном парогенераторе, при этом энергоблок снабжен дополнительным паротурбинным контуром. The goal is achieved by the fact that in the proposed power unit, the cyclone solid fuel combustion chamber is made in a single complex with elements for cleaning the gases of the combustion products from solid particles and with additional heating surfaces located in a high-pressure steam generator, while the power unit is equipped with an additional steam turbine circuit.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что ему не присущи признаки, характеризующие выполнение камеры сгорания в виде единого комплекса с элементами очистки газов от твердых частиц и дополнительными поверхностями нагрева. Таким образом предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that it does not have features characterizing the performance of the combustion chamber in the form of a single complex with elements for cleaning gases from solid particles and additional heating surfaces. Thus, the proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие его от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify the features that distinguish it from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".
На чертеже представлена принципиальная схема энергоблока. The drawing shows a schematic diagram of a power unit.
Энергоблок содержит охладитель 1 атмосферного воздуха, подключенный к воздушному компрессору 2, напорный воздуховод которого подключен к циклонной камере 3 с ограничительным порогом 4. Камера 3 сообщена сливным каналом 5 с промежуточной камерой 6, к которой подключен трубопровод 7. В промежуточной камере 6 размещены поверхности 8 нагрева водоугольной суспензии, используемой в качестве топлива в предлагаемом энергоблоке, и питатель 9, соединенный с накопительным бункером 10, нижняя часть которого выполнена в виде шлакового затвора (по типу гидрозатвора) и снабжена леткой 11. В сбросной ветви шлакового затвора бункера 10 размещены поверхности нагрева 12, используемые для повышения эффективности работ затвора и утилизации физического тепла шлаковых частиц. Циклонная камера 3 также подключена к циклону 13 очистки топочных газов, в верхней части которого размещена конфузорная вставка 14 с цилиндрической проставкой 15, размещенной с зазором относительно конфузорной вставки 14. The power unit contains an atmospheric air cooler 1 connected to an air compressor 2, the pressure duct of which is connected to the cyclone chamber 3 with a restrictive threshold 4. The chamber 3 is communicated with a drain channel 5 with an intermediate chamber 6 to which the pipeline 7 is connected. Surfaces 8 are placed in the intermediate chamber 6 heating a water-coal suspension used as fuel in the proposed power unit, and a feeder 9 connected to a storage hopper 10, the lower part of which is made in the form of a slag shutter (as a guide rosator) and equipped with a notch 11. In the discharge branch of the slag shutter of the hopper 10 there are heating surfaces 12 used to increase the efficiency of the shutter and utilize the physical heat of the slag particles. The cyclone chamber 3 is also connected to the flue gas treatment cyclone 13, in the upper part of which there is a confuser insert 14 with a cylindrical spacer 15 placed with a gap relative to the confuser insert 14.
Нижняя часть циклона 13 выполнена в виде зольного затвора (по типу гидрозатвора), в сбросной ветви которого размещены поверхности нагрева 16, используемые для повышения эффективности работы затвора и утилизации физического тепла зольных частиц, отсепарированных в конфузорной вставке 14 и внутренней цилиндрической проставке 15 циклона 13. Нижняя часть циклона 13 снабжена леткой 17 и подключена перепускным каналом 18 к нижней части накопительного бункера 10, который выпускным каналом 19 подключен к высоконапорному парогенератору 20. The lower part of the cyclone 13 is made in the form of an ash shutter (by the type of a water trap), in the discharge branch of which there are heating surfaces 16 used to increase the efficiency of the shutter and to utilize the physical heat of the ash particles separated in the confuser insert 14 and the inner cylindrical spacer 15 of the cyclone 13. The lower part of the cyclone 13 is equipped with a tap hole 17 and is connected to the lower part of the storage hopper 10 by the bypass channel 18, which is connected to the high-pressure steam generator 20 by the exhaust channel 19.
В высоконапорном парогенераторе 20 по ходу топочных газов размещены испарительные и пароперегревательные поверхности нагрева 21, 22 и 23, которые соответственно подключены к паросиловому блоку 24, к паровпуску дополнительной паровой турбины 25 и промежуточной ступени дополнительной паровой турбины 25, при этом одна из промежуточных ступеней дополнительной паровой турбины 25 подключена паропроводом 26 к промежуточной камере 6 циклонной камеры сгорания. Выхлоп турбины 25 подключен к воздушному конденсатору 27, размещенному в вытяжной башне 28. In the high-pressure steam generator 20 along the flue gases there are evaporative and superheater heating surfaces 21, 22 and 23, which are respectively connected to the steam power block 24, to the steam inlet of the additional steam turbine 25 and the intermediate stage of the additional steam turbine 25, while one of the intermediate stages of the additional steam turbines 25 are connected by steam line 26 to the intermediate chamber 6 of the cyclone combustion chamber. The exhaust of the turbine 25 is connected to an air condenser 27 located in the exhaust tower 28.
Конденсатор 27 подключен через конденсатный насос 29 к питательным насосам 30 и 31 высокого и низкого давления. Напорный трубопровод питательного насоса 30 подключен к поверхностям нагрева 12 и 16, являющимся системой регенерации дополнительной паровой турбины 25, выходы которых подключены к испарительным и пароперегревательным поверхностям 22 нагрева. Напорный трубопровод питательного насоса 31 подключен к поверхности 23 нагрева, выход которой подключен к соответствующей промежуточной ступени дополнительной паровой турбины 25. The condenser 27 is connected through a condensate pump 29 to the feed pumps 30 and 31 of high and low pressure. The pressure line of the feed pump 30 is connected to the heating surfaces 12 and 16, which is the regeneration system of the additional steam turbine 25, the outputs of which are connected to the evaporative and superheater heating surfaces 22. The pressure line of the feed pump 31 is connected to the heating surface 23, the output of which is connected to the corresponding intermediate stage of the additional steam turbine 25.
Высоконапорный парогенератор 20 по уходящим газам подключен к скрубберу 32, снабженному замкнутым контуром охлаждения с насосом 33, подогревателем 34 водоугольной суспензии и охладителем 35, причем подогреватель 34 соединен с насосом 36, подающим водоугольную суспензию в циклонную камеру 3. A high-pressure steam generator 20 for exhaust gases is connected to a scrubber 32 provided with a closed cooling circuit with a pump 33, a water-carbon suspension heater 34 and a cooler 35, the heater 34 being connected to a pump 36 supplying the water-carbon suspension to the cyclone chamber 3.
По охлаждающим газам скруббер 32 подключен через осушитель 37 газов к турбодетандеру 38, выхлоп которого соединен через охладитель 1 атмосферного воздуха с вытяжной башней 28. For cooling gases, the scrubber 32 is connected through a gas dryer 37 to a turboexpander 38, the exhaust of which is connected through an air cooler 1 to an exhaust tower 28.
Воздушный компрессор 2, дополнительная паровая турбина 25 и турбодетандер 38 размещены на одном валу с дополнительным электрическим генератором 39. An air compressor 2, an additional steam turbine 25 and a turboexpander 38 are located on the same shaft with an additional electric generator 39.
Энергоблок работает следующим образом. The power unit operates as follows.
Атмосферный воздух после прохождения охладителя 1 поступает в воздушный компрессор 2, где сжимается до давления порядка 15 кгс/см2. Сжатый в воздушном компрессоре 2 воздух подается в циклонную камеру 3, где для снижения образования окисных соединений азота осуществляется многоступенчатое сжигание водоугольной суспензии при температуре, обеспечивающей выход жидкого шлака. Жидкий шлак, скапливающийся на стенках циклонной камеры 3 при помощи ограничительного порога 4, направляется в сливной канал 5. Сливающийся по сливному каналу 5 в промежуточную камеру 6 жидкий шлак струями воды, поступающей по трубопроводу 7, гранулируется в шлаковые частицы, которые скапливаются в нижней части промежуточной камеры 6.After passing through the cooler 1, atmospheric air enters the air compressor 2, where it is compressed to a pressure of about 15 kgf / cm 2 . Compressed air in the air compressor 2 is supplied to the cyclone chamber 3, where, in order to reduce the formation of nitrogen oxide compounds, a multi-stage combustion of a water-carbon suspension is carried out at a temperature that ensures the exit of liquid slag. The liquid slag that accumulates on the walls of the cyclone chamber 3 by means of a restriction threshold 4 is sent to the drain channel 5. The liquid slag merging through the drain channel 5 into the intermediate chamber 6 is jetted by water flowing through the pipeline 7 into granulated slag particles that accumulate in the lower part intermediate chamber 6.
Водоугольная суспензия перед подачей в циклонную камеру 3 подогревается в поверхностях нагрева 8. The water-carbon suspension before being fed into the cyclone chamber 3 is heated in the heating surfaces 8.
Шлаковые частицы питателем 9, обеспечивающим поддержание определенного верхнего уровня шлаковых частиц в промежуточной камере 6, подаются в накопительный бункер 10, откуда удаляются через летку 11. Из циклонной камеры 3 газообразные продукты сгорания водоугольной суспензии, содержащие около 5-10% золы топлива, поступают в циклон 13, в верхнюю часть которого (по стрелке А) для десульфации топочных газов подается при помощи сжатого воздуха, отбираемого из компрессора 2, размолотая известь при соотношении Ca/S ≥ 5. В зазор между конфузорной вставкой 14 и цилиндрической проставкой 15 стекает основная масса зольных частиц, отсепарированных в конфузорной вставке 14. Зольные частицы удаляются из нижней части циклона 13 через летку 17. Slag particles by the feeder 9, which maintains a certain upper level of slag particles in the intermediate chamber 6, are fed into the storage hopper 10, from where they are removed through the notch 11. From the cyclone chamber 3, the gaseous products of combustion of the coal-water suspension containing about 5-10% of fuel ash are fed into cyclone 13, in the upper part of which (in the direction of arrow A), for desulphonation of flue gases, it is supplied with compressed air taken from compressor 2, lime is ground at a ratio Ca / S ≥ 5. In the gap between the confuser insert 14 and a cylindrical spacer 15 drains the bulk of the ash particles separated in the confuser insert 14. The ash particles are removed from the bottom of the cyclone 13 through the notch 17.
Очищенные в циклоне 13 поточные газы по перепускному каналу 18 поступают в нижнюю часть накопительного бункера 10, где фильтруются через слой шлаковых частиц. Здесь расплавы СаО, CaSO4 и других химических соединений абсорбируются на поверхности шлаковых частиц. Прошедшие через слой шлаковых частиц горячие топочные газы по выпускному каналу 19, расположенному в верхней части накопительного бункера 10, сбрасываются в высоконапорный парогенератор 20.The flow gases purified in the cyclone 13 through the bypass channel 18 enter the lower part of the storage hopper 10, where they are filtered through a layer of slag particles. Here, melts of CaO, CaSO 4, and other chemical compounds are absorbed on the surface of slag particles. Passed through a layer of slag particles of hot flue gases through the exhaust channel 19, located in the upper part of the storage hopper 10, are discharged into a high-pressure steam generator 20.
В высоконапорном парогенераторе 20 в поверхностях нагрева 21 генерируется пар стандартных параметров, который направляется в энергоблок 24, в поверхностях нагрева 22 - "острый" пар на давление порядка 90 кгс/см2 для дополнительной паровой турбины 25, а в поверхностях нагрева 23 - пар низких параметров, соответствующий давлению в промежуточной ступени дополнительной паровой турбины 25.In the high-pressure steam generator 20, standard parameters steam is generated in the heating surfaces 21, which is sent to the power unit 24, in the heating surfaces 22 - “sharp” steam at a pressure of about 90 kgf / cm 2 for an additional steam turbine 25, and in the heating surfaces 23 - low steam parameters corresponding to the pressure in the intermediate stage of the additional steam turbine 25.
Пар, генерируемый в верхней части промежуточной камеры 6 при осуществлении процесса гранулирования жидкого шлака, по паропроводу 26, присоединенному в верхней части промежуточной камеры 6, направляется в соответствующую промежуточную ступень дополнительной паровой турбины 25. The steam generated in the upper part of the intermediate chamber 6 during the process of granulating liquid slag, through the steam pipe 26 connected to the upper part of the intermediate chamber 6, is sent to the corresponding intermediate stage of the additional steam turbine 25.
Отработанный пар дополнительной паровой турбины 25 конденсируется в воздушном конденсаторе 27 и подается конденсатным насосом 29 на вход питательных насосов 30 и 31. Питательный насос 30 подает конденсат через поверхности нагрева 12 и 16 в испарительные и пароперегревательные поверхности нагрева 22. The exhaust steam of the additional steam turbine 25 is condensed in an air condenser 27 and supplied by a condensate pump 29 to the input of the feed pumps 30 and 31. The feed pump 30 supplies condensate through the heating surfaces 12 and 16 to the evaporative and superheater heating surfaces 22.
Часть питательной воды, нагретой в поверхностях нагрева 12 по трубопроводу 7 подается в промежуточную камеру 6 для гранулирования шлаковых частиц из жидкого шлака, стекающего из циклонной камеры 3 по сливному каналу 5. Part of the feed water heated in the heating surfaces 12 through a pipe 7 is supplied to the intermediate chamber 6 for granulating slag particles from liquid slag flowing from the cyclone chamber 3 through the drain channel 5.
Питательный насос 31 подает конденсат в испарительные и пароперегревательные поверхности нагрева 23. The feed pump 31 delivers condensate to the evaporative and superheater heating surfaces 23.
Охлажденные в поверхностях нагрева 21, 22 и 23 высоконапорного парогенератора 20 до температуры 100-130оС топочные газы поступают в скруббер 32, где при подаче охлаждающей воды, циркулирующей по замкнутому контуру, осуществляется конденсация основной массы водяных паров, находящихся в топочных газах. Охлаждающая вода циркулирует по замкнутому контуру при помощи насоса 33, а ее охлаждение последовательно осуществляется в подогревателе 34 водоугольной суспензии и охладителе 35. Избыток конденсата удаляется из замкнутого контура циркуляции охлаждающей воды скруббера по стрелке Б.Chilled heating surfaces 21, 22 and 23, high-pressure steam generator 20 to a temperature of 100-130 C. flue gases enter the scrubber 32, where for supplying cooling water circulating in a closed circuit carried bulk condensation of water vapor in the flue gases are. The cooling water is circulated in a closed loop using a pump 33, and its cooling is carried out sequentially in the water-coal slurry heater 34 and a cooler 35. The excess condensate is removed from the closed circuit of the scrubber cooling water in the direction of arrow B.
Водоугольная суспензия подается в циклонную камеру 3 при помощи топливного насоса 36. The water-carbon suspension is fed into the cyclone chamber 3 by means of a fuel pump 36.
Охлажденные в скрубере 32 топочные газы направляются в осушитель 37 газов, где удаление водяных паров осуществляется за счет прохождения топочных газов через один или несколько слоев силикагелевых поглотителей, размещенных в осушителе 37 газов. The flue gases cooled in the scrubber 32 are directed to a gas dryer 37, where water vapor is removed by passing the flue gases through one or more layers of silica gel absorbers placed in the gas dryer 37.
Осушенные топочные газы поступают в турбодетандер 38, в котором расширяются до давления, незначительно превосходящего давление окружающей среды. За счет расширения в турбодетандере 38 топочные газы охлаждаются до температуры минус 50-55оС и направляются в охладитель 1 атмосферного воздуха, где охлаждают атмосферный воздух, используемый в дальнейшем после сжатия в воздушном компрессоре 2 для сжигания водоугольной суспензии в циклонной камере 3.Dried flue gases enter turbine expander 38, in which they expand to a pressure slightly exceeding the ambient pressure. Due to expansion in the turboexpander 38, the flue gases are cooled to a temperature of minus 50-55 о С and sent to the cooler 1 of the atmospheric air, where they cool the atmospheric air, which is used later after compression in the air compressor 2 to burn the water-coal suspension in the cyclone chamber 3.
После прохождения охладителя атмосферного воздуха 1 топочные газы сбрасываются в вытяжную башню 28 воздушного конденсатора 27 дополнительной паровой турбины 25. After passing the atmospheric air cooler 1, the flue gases are discharged into the exhaust tower 28 of the air condenser 27 of the additional steam turbine 25.
Экономическая эффективность предлагаемого энергоблока складывается из роста единичной мощности при идентичных исходных данных с альтернативным агрегатом, уменьшения массогабаритных характеристик элементов основного энергетического оборудования, в частности парогенерирующего комплекса, снижения объема строительно-монтажных работ и сокращения площадей отчуждаемых теppиторий, необходимых для сооружения энергетического объекта. Традиционный твердотопливный энергоблок типа К-300-240 при единичной мощности 300 МВт размещается в ячейке 48 м, в трехпролетном здании главного корпуса, имеющем в плане площадь 4608 м2 и строительный объем 179150 м3. Предлагаемый энергоблок при единичной момщности порядка 350-370 МВт может быть смонтирован в ячейке 72 м в однопролетном здании главного корпуса, которое будет занимать в плане площадь 3240 м2 и иметь строительный объем 106920 м3. (56) Сборник научных трудов ЦКТИ, N 163, Л. : 1978, с. 6, рис. 2а. The economic efficiency of the proposed power unit consists of an increase in unit capacity with identical initial data with an alternative unit, a decrease in the weight and size characteristics of the elements of the main power equipment, in particular a steam generating complex, a decrease in the volume of construction and installation work and a reduction in the area of alienated territories needed for the construction of an energy facility. A traditional solid-fuel power unit of the K-300-240 type with a unit capacity of 300 MW is located in a 48 m cell in a three-span building of the main building, which has a plan area of 4608 m 2 and a construction volume of 179150 m 3 . The proposed power unit with a unit capacity of about 350-370 MW can be mounted in a 72 m cell in a single-span building of the main building, which will occupy an area of 3240 m 2 in plan and have a construction volume of 106920 m 3 . (56) Collection of scientific works of the CCTI, N 163, L.: 1978, p. 6, fig. 2a.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4806296 RU2008441C1 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Power unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4806296 RU2008441C1 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Power unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008441C1 true RU2008441C1 (en) | 1994-02-28 |
Family
ID=21503976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4806296 RU2008441C1 (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Power unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2008441C1 (en) |
-
1990
- 1990-03-29 RU SU4806296 patent/RU2008441C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100462531C (en) | System and method for improving efficiency of combined cycle electric power plant | |
| RU2315186C2 (en) | Low contamination thermal power station | |
| CN100529532C (en) | Boiler improvements with oxygen-enriched combustion for increased efficiency and reduced emissions | |
| CN102851420B (en) | Steelmaking residual heat step recycling method | |
| RU1838635C (en) | Method of generation of electric and thermal energy | |
| US5165239A (en) | Water augmented indirectly-fired gas turbine systems and method | |
| EP2253807A1 (en) | Gas turbine cycle or combined steam-gas cycle for production of power from solid fuels and waste heat | |
| JP2005527808A (en) | Method and apparatus for generating electricity from heat generated in at least one high temperature reactor core | |
| GB2338991A (en) | Compound power-generating plant with superheated high pressure steam | |
| RU2062332C1 (en) | Combined-cycle plant | |
| ITMI941519A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING THE POWER PRODUCED BY GAS TURBINE | |
| RU2273741C1 (en) | Gas-steam plant | |
| CN1007639B (en) | Combination gas and steam-turbine power station | |
| CZ26344U1 (en) | Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine | |
| RU2106501C1 (en) | Combined cycle method for power generating and combined-cycle plant implementing it | |
| RU2233383C2 (en) | Method of increasing gas pressure and device for implementing proposed method | |
| RU2008441C1 (en) | Power unit | |
| RU2387847C1 (en) | Steam gas plant with coal pyrolysis | |
| RU2039918C1 (en) | Method of drying water-containing material at electric power station and device for its realization | |
| RU2359135C2 (en) | Gas-vapour turbine plant | |
| RU2272914C1 (en) | Gas-steam thermoelectric plant | |
| CA2479985A1 (en) | Enhanced energy conversion system from a fluid heat stream | |
| US4319458A (en) | Multiple pressure boiler with energy recovery system | |
| RU2211343C1 (en) | Method of and plant for recovery of heat in contact-type steam-gas plant | |
| JP3652743B2 (en) | Gasification combined power plant |