RU2084644C1 - Method of enhancing efficiency of steam-gas plant - Google Patents
Method of enhancing efficiency of steam-gas plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2084644C1 RU2084644C1 RU94020195A RU94020195A RU2084644C1 RU 2084644 C1 RU2084644 C1 RU 2084644C1 RU 94020195 A RU94020195 A RU 94020195A RU 94020195 A RU94020195 A RU 94020195A RU 2084644 C1 RU2084644 C1 RU 2084644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- gas turbine
- air cooler
- afterburning
- feed water
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к энергетике, в частности к выработке электрической энергии на парогазовых установках с дожиганием. The claimed invention relates to energy, in particular to the generation of electric energy in combined cycle plants with afterburning.
Известны способы выработки электрической энергии в парогазовых установках (ПГУ) утилизационного типа, заключающиеся в использовании теплоты отработанных газов газотурбинной установки (ГТУ) для получения дополнительной электрической энергии в паротурбинной подстройке [1]2 Известен способ повышения мощности паротурбинной подстройки, заключающийся в том, что в отработанных газах ТУ, перед котлом осуществляется дополнительное сжигание топлива [2]
Известная ПГУ с дожиганием, выбранная в качестве прототипа, содержит ГТУ, состоящую из компрессоров низкого и высокого давлений с промежуточным воздухоохладителем между ними, камеры сгорания, газовой турбины, котла и паровой турбины [3] недостаток известного способа и установки заключается в том, что дожигание приводит к снижению КПД ПГУ, а при дожигании максимально возможного количества топлива (сбросные ПГУ) КПД ПГК снижается на 8 10% по сравнению с КПД ПГУ утилизационного типа. Такое снижение КПД в ПГУ с дожиганием обусловлено тем, что дожигание приводит к увеличению расхода пара, получаемого в котле, а значит и к увеличению расхода питательной воды через экономайзер, что приводит к увеличению температурного напора на "горячем" конце экономайзера и, как следствие, к снижению эффективности использования теплоты в установке.Known methods of generating electric energy in combined cycle gas turbine units (CCGT) of the utilization type, consisting in using the heat of the exhaust gases of a gas turbine unit (GTU) to obtain additional electric energy in a steam turbine adjustment [1] 2 There is a method of increasing the power of a steam turbine adjustment, which consists in TU exhaust gases, an additional fuel combustion is carried out in front of the boiler [2]
The well-known CCGT with afterburning, selected as a prototype, contains a gas turbine unit consisting of low and high pressure compressors with an intermediate air cooler between them, a combustion chamber, a gas turbine, a boiler, and a steam turbine [3]. The disadvantage of this method and installation is that afterburning leads to a decrease in the efficiency of CCGT units, and when afterburning the maximum possible amount of fuel (waste CCGTs), the efficiency of the CCP decreases by 8 10% compared to the efficiency of the cogeneration plant of the utilization type. Such a decrease in efficiency in CCGT with afterburning is due to the fact that afterburning leads to an increase in the consumption of steam produced in the boiler, and therefore to an increase in the flow rate of feed water through the economizer, which leads to an increase in the temperature head at the “hot” end of the economizer and, as a result, to reduce the efficiency of heat use in the installation.
Изобретение направлено на повышение эффективности использования теплоты в парогазовых установках, и как следствие, увеличение КПД ПГУ с дожиганием по сравнению с КПД ПГУ утилизационного типа. The invention is aimed at increasing the efficiency of using heat in combined cycle plants, and as a result, increasing the efficiency of combined cycle gas turbine with afterburning compared to the efficiency of combined cycle gas turbine utilization.
Технический результат обеспечивается тем, что в парогазовых установках с дожиганием и промежуточным воздухоохладителем ГТУ при степени дожигания, выраженной в отношении количества теплоты подведенной в камере дожигания котла ГТУ к количеству теплоты подведенному в камере сгорания, выше оптимального значения для параметров пара (давление, температура), с которыми работает паротурбинная установка, в экономайзер газового котла поступает питательная вода в количестве, равном ее расходу при оптимальной степени дожигания. Оставшаяся часть питательной воды направляется в воздухоохладитель ГТУ, в котором осуществляется ее нагрев до температуры кипения. При этом в воздухоохладитель ГТУ необходимо подвести такое количество теплоты, которое позволило выполнить условие неравенства. The technical result is ensured by the fact that in combined cycle plants with afterburning and an intermediate gas cooler with a degree of afterburning, expressed in relation to the amount of heat supplied in the afterburner of the gas turbine boiler to the amount of heat supplied in the combustion chamber, it is higher than the optimal value for the steam parameters (pressure, temperature), with which the steam turbine installation works, feed water is supplied to the economizer of the gas boiler in an amount equal to its flow rate with the optimum degree of afterburning. The remaining part of the feed water is sent to the GTU air cooler, in which it is heated to boiling point. At the same time, it is necessary to supply such a quantity of heat in the gas turbine cooler that it is possible to fulfill the inequality condition.
где i0, ik энтальпия пара в начале и в конце расширения в паровой турбине;
iво энтальпия пароводяной среды за воздухоохладителем ГТУ;
η
where i 0 , i k the enthalpy of steam at the beginning and at the end of expansion in a steam turbine;
i the enthalpy of the steam-water medium behind the GTU air cooler;
η
При более низких начальных параметрах пара протурбинной подстройки в воздухоохладителе осуществляется не только подогрев питательной воды до температуры не ниже температуры кипения, но и частичное ее испарение. At lower initial parameters of the steam of the turbine adjustment in the air cooler, not only is the feed water heated to a temperature not lower than the boiling point, but also its partial evaporation.
Затем в барабане котла происходит смешение потоков питательной воды, далее общий поток проходит испарительные и перегревательные поверхности котла и поступает в паровую турбину. Then in the boiler drum there is a mixture of feed water flows, then the total flow passes through the evaporative and overheating surfaces of the boiler and enters the steam turbine.
Выполнение перечисленных условий, являющихся отличительными признаками, а именно: направление в экономайзере котла для данных параметров пара (давления, температуры) при степени дожигания выше оптимальной количества питательной воды равной ее количеству при оптимальной степени дожигания, подогрев оставшейся части питательной воды за воздухоохладителем ГТУ до температуры не ниже температуры кипения при выполнении условий неравенства
после чего в барабане котла происходит смешение этих потоков, позволяющее обеспечить КПД ПГУ с дожиганием выше КПД ПГУ утилизационного типа.Fulfillment of the listed conditions, which are distinguishing features, namely: the direction in the economizer of the boiler for these parameters of steam (pressure, temperature) at a degree of afterburning above the optimum amount of feed water equal to its amount at an optimal degree of afterburning, heating the remaining part of the feed water behind the gas turbine cooler to a temperature not lower than boiling point under the conditions of inequality
after which, in the boiler drum, these flows are mixed, which allows ensuring the efficiency of the CCGT unit with afterburning higher than the efficiency of the CCGT of utilization type.
На фиг. 1 изображена тепловая схема парогазовой установки с дожиганием и промежуточным воздухоохладителем ГТУ. На фиг. 2 приведены кривые процессов расширения пара в паровой турбине в i-s диаграмме при различных начальных параметрах. In FIG. 1 shows a thermal diagram of a combined cycle gas turbine unit with afterburning and an intermediate gas cooler. In FIG. Figure 2 shows the curves of the processes of expansion of steam in a steam turbine in the i-s diagram for various initial parameters.
Тепловая схема состоит из ГТУ, в состав которой входят компрессор низкого давления 1, воздухоохладитель 2 с поверхностью нагрева питательной воды 12, компрессор высокого давления 3, камеры сгорания 4, газовой турбины 5, камеры дожигания 6, котла-утилизатора 7 с перегревателем пара 8, испарителем 9, экономайзером 10, и барабаном 11, паровой турбины 13, конденсатора 14, питательного насоса 15 и электро-генераторов 16, дымовой трубы 17, клапана 18. The thermal circuit consists of a gas turbine unit, which includes a low-
Установка работает следующим образом. Воздух из атмосферы сжимается в компрессоре низкого давления 1, охлаждается в воздухоохладителе 2, сжимается повторно в компрессоре высокого давления 3 в камере сгорания 4 сжигается топливо, а затем горячие газы расширяются в газовой турбине 5, отработанные газы ГТУ поступают в камеры дожигания 6, в которой происходит дополнительное сжигание топлива. После этого газы поступают в котел-утилизатор 7, где они последовательно проходят перегреватель пара 8, испаритель 9 и экономайзер 10, отдавая свою теплоту и выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу 17. Пар из котла-утилизатора 7 поступает в паровую турбину 13, конденсируется в конденсаторе 14 и питательным насосом 15 направляется к клапану 18, в котором поток делится на две части, первая часть, равная по своей величине расходу пара в паротурбинной подстройке при оптимальной степени дожигания для данных параметров пара, направляется в экономайзере 10, а другая часть направляется в поверхность нагрева питательной воды 12 воздухоохладителя 2, где нагревается до параметров, позволяющих выполнить условие формулы (1), но не ниже температуры кипения для данного давления фиг. 2 кривая 1, а при необходимости для более низких параметров и ее частичное испарение фиг. 2 кривая 2. Смешение потоков происходит в барабане 11 после чего весь поток проходит испаритель 9 и перегреватель 8 и поступает в паровую турбину 13. Installation works as follows. Air from the atmosphere is compressed in a low-
Использование предлагаемого способа выработки электрической энергии в ПГУ с дожиганием позволяет повысить КПД на 2-3% по сравнению с КПД ПГУ утилизационного типа при степени дожигания выше оптимальной. Using the proposed method for generating electric energy in combined cycle gas turbine with afterburning makes it possible to increase the efficiency by 2–3% compared with the efficiency of a CCGT utilization type with a degree of afterburning higher than optimal.
Claims (2)
после чего происходит смешение потоков в барабане котла парогазовой установки.1. A method of increasing the efficiency of a gas-vapor plant with afterburning and an intermediate air cooler of a gas turbine installation, which consists in heating after a steam turbine installation of one part of the feed water in the economizer of the gas-vapor installation, its other part in the air cooler of the gas turbine installation, characterized in that for these parameters of steam (pressure, temperature ) in the economizer of the boiler with a degree of afterburning above the optimum, feed water enters in an amount equal to its optimal flow rate with an optimal degree of after burning, heating the remaining part of the feed water is carried out in the air cooler of the gas turbine unit to a temperature not lower than the boiling point, provided that the inequality
after which there is a mixture of flows in the drum of the boiler of a combined cycle plant.
при более низких параметрах пара в воздухоохладителе газотурбинной установки осуществляют не только подогрев питательной воды до температуры кипения, но и частичное ее испарение,
где i0, iк энтальпия пара в начале и в конце расширения в паровой турбине;
iв о энтальпия пароводяной среды за воздухоохладителем газотурбинной установки;
η
at lower steam parameters in the air cooler of the gas turbine installation, not only is the feed water heated to boiling point, but also its partial evaporation,
where i 0 , i k the enthalpy of steam at the beginning and at the end of expansion in a steam turbine;
i in the enthalpy of the steam-air cooler environment for a gas turbine plant;
η
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94020195A RU2084644C1 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Method of enhancing efficiency of steam-gas plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94020195A RU2084644C1 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Method of enhancing efficiency of steam-gas plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94020195A RU94020195A (en) | 1996-01-20 |
RU2084644C1 true RU2084644C1 (en) | 1997-07-20 |
Family
ID=20156610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94020195A RU2084644C1 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Method of enhancing efficiency of steam-gas plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2084644C1 (en) |
-
1994
- 1994-05-31 RU RU94020195A patent/RU2084644C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Рыжкин В.Д. Тепловые электрические станции (учебник для вузов). М. 1987, с. 302. 2. Рыжкин В.Д. Тепловое электрические станции (учебник для вузов). М., 1987, с. 302 - 303. 3. Оптимизация вариантов реконструкции ГРЭС N 3 Мосэнерго. Депонированный отчет N гос.рег. 76017114, инв. N Б650545 Ивановский энергетический институт. Девочкин М.А. и др. Иваново, 1978, с. 66. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU734132B2 (en) | Energy generating installation | |
US5251432A (en) | Method for operating a gas and steam turbine plant | |
US5755089A (en) | Method and apparatus for operating a gas and steam turbine plant using hydrogen fuel | |
RU2005101642A (en) | WASTE HEAT STEAM GENERATOR | |
EP0900921A3 (en) | Hydrogen burning turbine plant | |
CA2324162A1 (en) | Gas turbine combined cycle system | |
RU2062332C1 (en) | Combined-cycle plant | |
Ibrahim et al. | Parametric simulation of triple-pressure reheat combined cycle: A case study | |
CN108843406A (en) | A kind of flue gas reheat formula dish-style photo-thermal and gas combustion-gas vapor combined cycle system | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
RU2084644C1 (en) | Method of enhancing efficiency of steam-gas plant | |
RU2747704C1 (en) | Cogeneration gas turbine power plant | |
RU2003102313A (en) | METHOD FOR OPERATING ATOMIC STEAM TURBINE INSTALLATION AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
JP3017937B2 (en) | Hydrogen combustion turbine plant | |
JPH06212909A (en) | Compound electric power plant | |
RU167924U1 (en) | Binary Combined Cycle Plant | |
RU2773410C1 (en) | Combined cycle gas plant | |
RU2309264C1 (en) | Method of power generation in steam-gas power plant | |
JP2857691B2 (en) | Cogeneration system | |
RU2783424C1 (en) | Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive, a regenerative air heater and a high-pressure steam generator | |
Reddy et al. | Energy and exergy analyses of a CFB‐based indirectly fired combined cycle power generation system | |
RU2768325C1 (en) | Thermal power plant | |
RU2806956C1 (en) | Method for operation of combined cycle unit of power plant | |
CN112594019B (en) | Energy cascade efficient utilization system of supercritical coal-fired generator set | |
RU2324823C1 (en) | Method of working of thermal electrical station |