RU2216640C2 - Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly - Google Patents

Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2216640C2
RU2216640C2 RU2001134221/06A RU2001134221A RU2216640C2 RU 2216640 C2 RU2216640 C2 RU 2216640C2 RU 2001134221/06 A RU2001134221/06 A RU 2001134221/06A RU 2001134221 A RU2001134221 A RU 2001134221A RU 2216640 C2 RU2216640 C2 RU 2216640C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
internal combustion
engine
combustion engine
generator
air
Prior art date
Application number
RU2001134221/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001134221A (en
Inventor
Б.М. Борецкий
Л.И. Власов
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский дизельный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральный научно-исследовательский дизельный институт filed Critical Центральный научно-исследовательский дизельный институт
Priority to RU2001134221/06A priority Critical patent/RU2216640C2/en
Publication of RU2001134221A publication Critical patent/RU2001134221A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2216640C2 publication Critical patent/RU2216640C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: proposed heat power station includes at least one engine-generator plant, with mainly liquid-cooled internal combustion engine and at least one electric fan plant to supply air to engine-generator plant. Module is formed by engine-generator and electric fan plants placed in common heat insulating housing which is provided with heat intake from side of generator, preferably along its axis and delivery pipeline from opposite side. Air intake and gas exhaust ducts of internal combustion engine are brought out of the housing. Other structural part of heat power station is "thermal column" formed by waste-heat recovery boiler with mixing chamber connected to its gas inlet and engine- generator plant installed in head part and connected to inlet device. Gas exhaust duct of internal combustion engine is connected to other inlet device of chamber. Delivery pipeline of module is connected to air inlet of engine-generator plant through distributing device kinematically coupled with fuel metering element of engine- generator plant. Distributing device is connected also at least to one additional hot air consumer. Used as said consumer can be mixing chamber of "thermal column", water-to-air heat exchanger in hot-water supply system, building ventilation system, etc. These consumers are placed in operation at partial duties with engine-generator plant operating. Proposed design of module makes it possible to suppress, practically completely radiation losses of internal combustion engine, generator and "thermal column". EFFECT: increased efficiency of heat power station up to 90-95%. 8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к когенерационным модульным теплоэлектростанциям (ТЭС) преимущественно жилищно-бытового назначения с ДВС и дополнительным горелочным устройством. The invention relates to the field of power engineering, and in particular to cogeneration modular thermal power plants (TPPs) mainly for domestic purposes with an internal combustion engine and an additional burner device.

Известна когенерационная модульная ТЭС [международная заявка (WO) 87/03933 по МКИ 4 F 02 G 5/00 от 02.07.87 г.], содержащая двигатель-генераторную установку с силовым генератором и поршневым ДВС, имеющим воздуховпускной и газовыпускной тракты. В последнем размещен котел-утилизатор. Модуль образует перечисленное и другое оборудование, помещенное в герметичный теплоизолированный кожух с выведенными наружу газо-воздушными трактами. Дополнительного горелочного устройства модуль не содержит. Known cogeneration modular TPP [international application (WO) 87/03933 according to MKI 4 F 02 G 5/00 dated 02.07.87], containing the engine-generator set with a power generator and a piston internal combustion engine having air inlet and gas outlet tracts. In the latter there is a waste heat boiler. The module forms the listed and other equipment, placed in a sealed insulated casing with gas-air ducts brought out. The module does not contain an additional burner.

Кожух почти доверху заполнен жидким теплоносителем, циркуляция которого через отверстия в кожухе по контуру потребителей тепловой энергии обеспечивает возможность эффективного использования выделяемой тепловой энергии, включая излучение через поверхности ДВС и генератора, что повышает общий КПД до 5-7 пунктов. The casing is almost completely filled with liquid coolant, the circulation of which through the openings in the casing along the circuit of thermal energy consumers provides the possibility of efficient use of the released thermal energy, including radiation through the internal combustion engine and generator surfaces, which increases the overall efficiency up to 5-7 points.

В другом конструктивно подобном техническом решении [международная заявка (WO) 88/03989 по МКИ 4 F 02 G 5/04 от 20.06.88 г.] вместо заполнения жидкостью объема кожуха в модуле применен жидкостный теплообменник, подключенный к рубашке охлаждения ДВС и к внешнему контуру потребителей тепловой энергии, а все свободное пространство кожуха вокруг ДВС заполнено теплопоглощающим материалом. In another structurally similar technical solution [international application (WO) 88/03989 in accordance with MKI 4 F 02 G 5/04 of 06/20/08] instead of filling the casing volume with liquid, the module uses a liquid heat exchanger connected to the ICE cooling jacket and to the external the circuit of consumers of thermal energy, and the entire free space of the casing around the engine is filled with heat-absorbing material.

Наиболее существенным недостатком обоих известных решений является их пониженная относительная тепловая мощность (соотношение номинальных значений тепловой электрической мощностей когенерационной ТЭС с ДВС), не превышающая 1,2-1,6. The most significant drawback of both known solutions is their reduced relative thermal power (the ratio of the nominal values of the thermal electric capacities of a cogeneration TPP with an internal combustion engine), not exceeding 1.2-1.6.

В то же время известно [Борецкий Б.М., Власов Л.И. Сопоставительный анализ базовых показателей когенерационных теплоэлектростанций с различными системами теплопроизводства. "Двигателестроение", С. -Пб., 2000 г., 3, с. 13-15] , что когенерационные ТЭС для жилищно-бытовых нужд по меньшей мере на территориях России должны иметь повышенное соотношение номинальных значений тепловой и электрической мощностей на уровне 2,5-4,5, что достигается наилучшим образом применением в ТЭС с ДВС дополнительного горелочного устройства, установленного перед котлом-утилизатором. At the same time, it is known [Boretsky B.M., Vlasov L.I. Comparative analysis of basic indicators of cogeneration thermal power plants with various heat production systems. "Engine", S. -Pb., 2000, 3, p. 13-15] that cogeneration TPPs for domestic needs, at least in Russia, should have a higher ratio of nominal values of thermal and electric capacities at the level of 2.5-4.5, which is achieved in the best way by using an additional burner in TPPs with ICE device installed in front of the recovery boiler.

Известна когенерациониая модульная ТЭС [заявка ФРГ 3805690 по МКИ 4 F 02 G 5/04 от 31.08.89], содержащая по меньшей мере одну двигатель-генераторную установку с силовым генератором и поршневым ДВС с воздуховпускным и газовыпускным трактами, электровентиляторную установку и "тепловую колонну". Known cogeneration modular TPP [application of Germany 3805690 according to MKI 4 F 02 G 5/04 of 08/31/89], containing at least one engine-generator set with a power generator and a piston internal combustion engine with air inlet and gas outlets, an electric fan installation and a “heat column "

"Тепловая колонна" образованна из котла-утилизатора с подключенной к его газовому входу смесительной камерой, которая имеет входные устройства, к одному из которых присоединено дополнительное горелочное устройство (ДГУ), а к другому газовыпускной тракт ДВС. ДГУ имеет дозирующий орган топливоподачи и воздушный вход, сообщенный с электровентиляторной установкой. Перед воздушным входом ДГУ установлен водовоздушный теплообменник, включенный в систему жидкостного охлаждения ДВС. Модуль образует собственно двигатель-генераторная установка. The "heat pipe" is formed from a waste heat boiler with a mixing chamber connected to its gas inlet, which has input devices, one of which is connected to an additional burner device (DGU), and to the other gas exhaust path of the internal combustion engine. DGU has a metering body for fuel supply and an air inlet connected to an electric fan installation. In front of the DGU air inlet, a water-air heat exchanger is installed, which is included in the internal combustion engine's liquid cooling system. The module forms the actual engine-generator set.

Такое техническое решение, принятое за прототип, позволяет получать в ТЭС высокие значения относительной тепловой мощности, причем теплота охлаждающей ДОС жидкости, передаваемая потребителям, полностью или частично поступает из котла-утилизатора за счет переноса ее в воздушный поток, нагнетаемый в ДГУ "тепловой колонны". This technical solution, adopted as a prototype, allows to obtain high values of relative thermal power in TPPs, and the heat of the cooling DOS liquid transferred to consumers, fully or partially, comes from the recovery boiler by transferring it to the air flow pumped into the DGU of the “heat column” .

Недостатком известной ТЭС является пониженный полный КПД за счет радиационных потерь ДВС и генератора. A disadvantage of the known TPP is a reduced total efficiency due to radiation losses of the internal combustion engine and the generator.

Целью изобретения является повышение эффективности когенерационной ТЭС с ДВС и дополнительным горелочным устройством. The aim of the invention is to increase the efficiency of a cogeneration TPP with internal combustion engines and an additional burner device.

Указанная цель достигается тем, что в ТЭС использована по меньшей мере одна двигатель-генераторная установка с силовым генератором и поршневым ДВС с воздухо-впускным и газо-выпускным трактами, а также "тепловая колонна", образованная по меньшей мере одноступенчатым котлом-утилизатором с подключенной к его газовому входу смесительной камерой и дополнительным горелочным устройством, присоединенным к входному устройству смесительной камеры. К другому входному устройству камеры подключен газовыпускной тракт ДВС. This goal is achieved by the fact that at TPP at least one engine-generator set with a power generator and a piston engine with an air inlet and gas outlet tracts, as well as a "heat pipe" formed by at least a single-stage recovery boiler with connected to its gas inlet by the mixing chamber and an additional burner device connected to the input device of the mixing chamber. The gas exhaust path of the internal combustion engine is connected to another input device of the camera.

ДГУ имеет дозирующий орган топливоподачи и воздушный вход, сообщенный по меньшей мере с одной электровентиляторной установкой, в основном предназначенной для воздухоснабжения ДГУ. DGU has a metering body for fuel supply and an air inlet connected with at least one electric fan installation, mainly intended for air supply to the DGU.

Отличается когенерационная ТЭС тем, что модуль образуют двигатель-генераторная и электровентиляторная установки, помещенные в общий теплоизолированный кожух, который со стороны генератора, предпочтительно вдоль его оси, имеет воздухозаборник, а с противоположной стороны - нагнетательный трубопровод. Воздуховпускной и газовыпускной тракты ДВС выведены наружу кожуха. The cogeneration TPP is distinguished by the fact that the module is formed by the engine-generator and electric fan units, placed in a common heat-insulated casing, which has an air intake on the side of the generator, preferably along its axis, and the discharge pipe on the opposite side. The air intake and gas exhaust paths of the internal combustion engine are brought out of the casing.

Нагнетательный трубопровод через распределительное устройство, кинематически связанное с дозирующим органом топливоподачи в ДГУ, подключен к воздушному входу ДГУ и по меньшей мере одному дополнительному потребителю горячего воздуха. Этим обеспечивается, в частности, возможность стабилизации производительности вентиляторной установки при переменной мощности ДГУ и стабилизации режима обдува двигатель-генераторной установки. The discharge pipe through a switchgear kinematically connected with the metering body of the fuel supply to the diesel generator set is connected to the air inlet of the diesel generator set and at least one additional consumer of hot air. This ensures, in particular, the possibility of stabilizing the performance of the fan unit with variable power of the diesel generator set and stabilizing the blowing mode of the engine-generator unit.

Существенно важной особенностью предлагаемой ТЭС является возможность высокоэффективного использования в модуле ДВС как жидкостного, так и воздушного охлаждения. An essential feature of the proposed TPP is the possibility of highly efficient use of both liquid and air cooling in the engine module.

В модуле могут использоваться электровентиляторные установки как осевого, так и центробежного (улиточного) типов. The module can use electric fan installations of both axial and centrifugal (snail) types.

Осевой вентилятор целесообразно размещать в воздухосборнике кожуха и использовать в тех случаях, когда в помещении ТЭС необходимо постоянно действующее отопление, обеспечиваемое излучением "тепловой колонны". It is advisable to place the axial fan in the casing air collector and use it in those cases when the heating system requires constant heating provided by the radiation of the "heat column".

Для необслуживаемых ТЭС, где отопление может быть востребовано лишь периодически и кратковременно, целесообразно использовать в модуле центробежный вентилятор, установленный у торца ДВС, противоположного генератору, и подключенный выходом улитки к нагнетательному трубопроводу. For maintenance-free TPPs, where heating can only be requested periodically and for short periods, it is advisable to use a centrifugal fan installed in the module, installed at the end of the engine, opposite the generator, and connected to the discharge pipe by the outlet of the cochlea.

Создаваемое в таком модуле разрежение позволяет регенерировать излучение "тепловой колонны", если ее поместить в собственный кожух с одним открытым в атмосферу торцом, а другим торцом с помощью трубопровода подключенным к внутренней полости модуля вблизи входа вентилятора. Трубопровод должен быть снабжен клапаном для регулировки потоков и возможности "включения" отопления помещения ТЭС. Для обеспечения максимального нагрева всасываемого вентилятором воздуха целесообразно также применение регулируемого дроссельного клапана в воздухозаборнике кожуха модуля. Такая ТЭС потенциально обладает наивысшей эффективностью использования энергии топлива для нужд потребителей комбинированной энергии среди всех известных когенерационных ТЭС, т.к. воздушная ламинизированная завеса под кожухом обладает наилучшими теплоизолирующими свойствами по сравнению с жидким или твердым наполнением пустот под кожухом (как предложено в аналогах). The vacuum created in such a module allows the radiation of the “heat column” to be regenerated if it is placed in its own casing with one end open to the atmosphere and the other end using a pipe connected to the module’s internal cavity near the fan inlet. The pipeline should be equipped with a valve to regulate flows and the possibility of "turning on" the heating of the TPP premises. To ensure maximum heating of the air drawn in by the fan, it is also advisable to use an adjustable throttle valve in the air intake of the module casing. Such a TPP potentially has the highest efficiency of using fuel energy for the needs of consumers of combined energy among all known cogeneration TPPs, because the air-laminating curtain under the casing has the best heat-insulating properties in comparison with liquid or solid filling of voids under the casing (as suggested in the analogues).

В качестве дополнительного потребителя горячего воздуха может использоваться смесительная камера, подключенная одним или более дополнительным входным устройством к распределительному устройству нагнетательного трубопровода. Такое подключение, в частности, необходимо для разбавления высокотемпературных продуктов сгорания ДГУ в периоды регламентных остановов ДВС. При нормальной работе ТЭС целесообразен ввод воздуха на конечных участках смесительного устройства для дожигания газообразных продуктов неполного сгорания топлива. As an additional consumer of hot air, a mixing chamber may be used connected by one or more additional input devices to the dispenser of the discharge pipe. Such a connection, in particular, is necessary for diluting the high-temperature combustion products of diesel generator sets during periods of routine shutdowns of internal combustion engines. During normal operation of the TPP, it is advisable to introduce air at the end sections of the mixing device for afterburning gaseous products of incomplete combustion of fuel.

В качестве дополнительного потребителя горячего воздуха может использоваться также водовоздушный теплообменник, установленный в качестве по меньшей мере преднагревателя холодной воды в системе горячего водоснабжения (ГВС) от ТЭС. As an additional consumer of hot air, a water-air heat exchanger installed as at least a pre-heater of cold water in the hot water supply system (DHW) from a TPP can also be used.

Наконец, в качестве дополнительного потребителя горячего воздуха может использоваться вентиляционная система здания, внутри которого встроена ТЭС. Finally, as an additional consumer of hot air, the building's ventilation system can be used, inside which a thermal power station is built.

В случае комплектования ТЭС несколькими предлагаемыми модулями все нагнетательные трубопроводы подключают к одному общему распределительному устройству, а газовыпускные тракты ДВС - к входным устройствам смесительной камеры. In the case of completing the TPP with several proposed modules, all discharge pipelines are connected to one common distribution device, and the gas exhaust paths of the internal combustion engine are connected to the input devices of the mixing chamber.

На фиг. 1 показана принципиальная схема когенерационной одномодульной ТЭС, выполненной в отапливаемом варианте с ДВС жидкостного комбинированного охлаждения с осевым вентилятором. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a cogeneration single-module TPP made in a heated version with an internal combustion engine of liquid combined cooling with an axial fan.

На фиг. 2 показана принципиальная схема когенерационной одномодульной ТЭС, выполненной в неотапливаемом варианте с ДВС жидкостного охлаждения за счет потребителей тепловой энергии. In FIG. Figure 2 shows a schematic diagram of a cogeneration single-module TPP made in an unheated version with an internal combustion engine of liquid cooling at the expense of consumers of thermal energy.

Двигатель-генераторная установка с ДВС 1 жидкостного охлаждения, спаренного с силовым генератором 2 и электровентиляторная установка 3 или 4, помещенные в теплоизолированный кожух 5 или 6, образуют модуль 7 или 8. An engine-generator set with an internal combustion engine 1 of liquid cooling paired with a power generator 2 and an electric fan unit 3 or 4, placed in a heat-insulated casing 5 or 6, form a module 7 or 8.

Котел-утилизатор 9 с подключенной к его газовому входу смесительной камерой 10 и дополнительным горелочным устройством 11 образуют "тепловую колонну" 12. ДГУ 11 подключено к входному устройству 13, а к другому входному устройству 14 подключен газовыпускной тракт 15 ДВС 1, выведенный наружу кожуха 5 или 6. The waste heat boiler 9 with a mixing chamber 10 connected to its gas inlet and an additional burner device 11 form a “heat column” 12. The diesel generator set 11 is connected to the input device 13, and the gas exhaust path 15 of the internal combustion engine 1 connected to the outside of the casing 5 is connected to another input device 14 or 6.

Кожух 5 или 6 имеет соосный с генератором 2 воздухозаборник 16 или 17, причем в воздухозаборнике 16 установлен вентилятор 3. На противоположном торце кожуха 5 или 6 присоединен нагнетательный трубопровод 18 или 19, причем входное отверстие трубопровода 19 состыковано с выходным отверстием улитки центробежного вентилятора 4. The casing 5 or 6 has an air intake 16 or 17 coaxial with the generator 2, and a fan 3 is installed in the air intake 16. At the opposite end of the casing 5 or 6 a discharge pipe 18 or 19 is connected, and the inlet of the pipe 19 is connected to the outlet of the scroll of the centrifugal fan 4.

Нагнетательный трубопровод 18 или 19 присоединен к распределительному устройству 20, которое имеет газовую связь с воздушным входом 21 ДГУ 11 и кинематическую связь с дозирующим органом топливоподачи 22 в ДГУ 11. The discharge pipe 18 or 19 is connected to a distribution device 20, which has a gas connection with the air inlet 21 of the diesel generator set 11 and kinematic connection with the metering body of the fuel supply 22 in the diesel generator set 11.

Водогрейный котел-утилизатор 9 включен в циркуляционный контур 23 отопления потребителей. В обратной магистрали 24 контура 23 установлен теплообменник жидкостного охлаждения 25, включенный в контур 26 циркуляции жидкости через рубашку охлаждения 27 ДВС 1. A waste heat boiler 9 is included in the consumer circulation heating circuit 23. In the return line 24 of the circuit 23, a liquid cooling heat exchanger 25 is installed, which is included in the liquid circulation circuit 26 through the cooling jacket 27 of the internal combustion engine 1.

В исполнении ТЭС по варианту фиг.1 к рубашке охлаждения 27 параллельно теплообменнику 25 через систему клапанов 28 подключен теплообменник воздушного охлаждения 29, встроенный внутрь кожуха 5. In the performance of the TPP according to the embodiment of FIG. 1, an air-cooled heat exchanger 29 connected to the inside of the casing 5 is connected to the cooling jacket 27 in parallel with the heat exchanger 25 through the valve system 28.

В нагнетательной магистрали 30 контура 23 установлен водоводяной теплообменник 31 системы ГВС 32. Водозабор 33 в систему ГВС 32 осуществляется через водовоздушный теплообменник 34, подключенный трубопроводом 35 к распределительному устройству 20. A water-to-water heat exchanger 31 of the hot water supply system 32 is installed in the discharge line 30 of the hot water system 32. Water is taken into the hot water supply system 32 through a water-air heat exchanger 34 connected by a pipe 35 to the distribution device 20.

В исполнении ТЭС по варианту фиг.2 "тепловая колонна" 12 помещена в кожух 36, один из торцов которого открыт в атмосферу, а другой связан трубопроводом 37 с клапаном 38 с внутренней полостью кожуха 6 вблизи вентилятора 4. In the performance of the TPP according to the embodiment of FIG. 2, the “heat pipe” 12 is placed in a casing 36, one of the ends of which is open to the atmosphere, and the other is connected by a pipe 37 to a valve 38 with an internal cavity of the casing 6 near the fan 4.

Пунктирными линиями показаны связи распределительного устройства 20 с различными участками смесительной камеры 10. The dashed lines show the connections of the switchgear 20 with different sections of the mixing chamber 10.

Работает предлагаемая ТЭС следующим образом. The proposed TPP works as follows.

При максимальной тепловой нагрузке ТЭС производительность вентилятора 3 или 4 соответствует максимально необходимому воздухоснабжению ДГУ 11 с некоторым избытком, необходимым для дополнительного ввода воздуха в смесительную камеру 10 перед котлом-утилизатором 9. Распределительное устройство 20 при этом отсекает всех прочих потребителей воздуха. Этим обеспечивается минимальность потерь на привод вентилятора. Радиатор 29 на фиг.1 с помощью клапанов 28 отключен от рубашки охлаждения 27 ДВС 1. At the maximum thermal load of the TPP, the fan capacity 3 or 4 corresponds to the maximum required air supply of DGU 11 with some excess necessary for additional air supply to the mixing chamber 10 in front of the recovery boiler 9. At the same time, the switchgear 20 cuts off all other air consumers. This ensures that losses to the fan drive are minimized. The radiator 29 in figure 1 using valves 28 is disconnected from the cooling jacket 27 of the internal combustion engine 1.

Тепловые потоки от ДВС 1 и ДГУ 11 через теплообменники 9 и 25 поступают в отопительный контур 23, часть теплоты из которого через теплообменник 31 подается на ГВС. Heat flows from the internal combustion engine 1 and diesel generator set 11 through heat exchangers 9 and 25 enter the heating circuit 23, part of the heat from which is supplied through the heat exchanger 31 to the hot water supply.

Поток всасываемого через воздухозаборник 16 или 17 внутрь кожуха 5 или 6 воздуха в низкоскоростном слаботурбулентном (возмущения от плохообтекаемых тел) режиме вначале обтекает (охлаждая) генератор 2, а затем ДВС 1. По мере движения воздушная завеса прогревается и снижается перепад температур между ДВС 1 (охлаждающей жидкостью в рубашке 27) и воздухом, что снижает интенсивность радиации ДВС. The flow of air drawn in through the air intake 16 or 17 into the casing 5 or 6 in a low-speed, low-turbulent (disturbance from poorly streamlined bodies) mode first flows around (cooling) the generator 2, and then the ICE 1. As the air curtain moves, the air curtain warms up and the temperature drop between ICE 1 decreases ( coolant in the jacket 27) and air, which reduces the radiation intensity of the internal combustion engine.

В результате создается аддитивный эффект, сопровождающийся уменьшением расхода топлива в ДГУ 11 и обусловленный предварительным подогревом воздуха, поступающего в ДГУ 11 из нагнетательного трубопровода 18 или 19, и ростом доли теплоты, выносимой из ДВС1 охлаждающей жидкостью и передаваемой потребителям через теплообменник 25. As a result, an additive effect is created, accompanied by a decrease in fuel consumption in the diesel generator set 11 and due to the preheating of the air entering the diesel generator set 11 from the discharge pipe 18 or 19, and an increase in the fraction of heat transferred from the internal combustion engine 1 by the coolant and transferred to consumers through the heat exchanger 25.

Потери через теплоизолированные стенки кожуха 5 или 6 ничтожно малы как вследствие постепенного по длине модуля 7 или 8 прогрева воздушной завесы вблизи стенок кожуха, так и вследствие низких значений коэффициента теплоотдачи от воздуха к стенкам. Losses through the heat-insulated walls of the casing 5 or 6 are negligible both due to the gradual heating of the air curtain near the casing walls along the module 7 or 8 along with the low values of the heat transfer coefficient from air to the walls.

При снижении отопительной нагрузки в контуре 23 автоматически уменьшается топливоподача в ДГУ 11 с помощью дозирующего органа 22 и пропорционально уменьшается подача воздуха на вход 21 с помощью распределительного устройства 20, которое одновременно сообщает трубопровод 35 с нагнетательным трубопроводом 18 или 19, включая тем самым в работу водовоздушный теплообменник 34 для ГВС. При этом снижается (вплоть до нулевой) нагрузка на теплообменник 31, что обуславливает дополнительный эффект уменьшения расхода топлива в ДГУ 11. With a decrease in the heating load in the circuit 23, the fuel supply to the diesel generator set 11 automatically decreases with the help of the metering unit 22 and the air supply to the inlet 21 is proportionally reduced with the help of a distribution device 20, which simultaneously communicates the pipeline 35 with the discharge pipe 18 or 19, thereby including the water-air supply heat exchanger 34 for domestic hot water. This reduces (up to zero) the load on the heat exchanger 31, which leads to an additional effect of reducing fuel consumption in the diesel generator set 11.

В варианте исполнения ТЭС согласно фиг.1 допускается полное отключение отопительного контура 23 (при выключенном ДГУ 11), если к рубашке охлаждения 27 ДВС 1 вместо теплообменника 25 подключить встроенный радиатор 29 с помощью системы клапанов 28. Потребителем теплоты охлаждения ДВС 1 (потребителем горячего воздуха) в этом случае может быть теплообменник 34 в системе ГВС, а также вентиляционная система здания (не показана). In the embodiment of the TPP according to Fig. 1, a complete shutdown of the heating circuit 23 is allowed (when the diesel engine 11 is turned off), if the built-in radiator 29 is connected to the cooling jacket 27 of the internal combustion engine 1 instead of the heat exchanger 25 using the valve system 28. The heat of cooling of the internal combustion engine 1 by the consumer (hot air consumer ) in this case, there may be a heat exchanger 34 in the domestic hot water system, as well as the ventilation system of the building (not shown).

Комплектация оборудования ТЭС по варианту фиг.2 не предназначена для все сезонной работы, а служит для необслуживаемой работы в отопительный период в неотапливаемом помещении. "Тепловая колонна" 12, все элементы которой теплоизолированы и имеют на поверхности температуру не ниже 80oС, окруженная с соответствующим зазором кожухом 36, который подключен к кожуху 6 модуля 8, позволяет максимально нагреть воздух, поступающий от вентилятора 4 в ДГУ 11 (и другим устройствам) и сократить потребление топлива. Для проведения регламентных работ на такой ТЭС включают отопление помещения путем перекрытия клапана 38. Для настройки экономичной работы ТЭС без собственного отопления в дополнение к клапану 38 целесообразно использовать регулируемый дроссельный клапан (не показан) в воздухозаборнике 17 кожуха 6 модуля 8.The equipment of thermal power plants according to the variant of figure 2 is not intended for all seasonal work, but serves for maintenance-free operation in the heating period in an unheated room. A “heat column” 12, all elements of which are thermally insulated and have a temperature of at least 80 ° C on the surface, surrounded by a casing 36 with an appropriate gap, which is connected to the casing 6 of module 8, allows the air coming from fan 4 to DGU 11 to be heated as much as possible (and other devices) and reduce fuel consumption. For routine maintenance at such a thermal power plant, they include heating the room by shutting off the valve 38. To configure the economical operation of the thermal power plant without its own heating, in addition to the valve 38, it is advisable to use an adjustable throttle valve (not shown) in the air intake 17 of the casing 6 of module 8.

Кожух 5 или 6 модуля 7 или 8, а также кожух 36 могут иметь съемные панели для свободного доступа к устройствам, подлежащим регламентному обслуживанию или замене в ходе эксплуатации. The casing 5 or 6 of the module 7 or 8, as well as the casing 36 may have removable panels for easy access to devices subject to routine maintenance or replacement during operation.

Предложенное простое техническое решение устройства модуля для когенерационной ТЭС с ДВС и дополнительным горелочным устройством позволяет повысить полный кпд ТЭС на 5...7 пунктов до уровня 90...95%. The proposed simple technical solution for the design of a module for a cogeneration TPP with internal combustion engine and an additional burner device allows to increase the total efficiency of TPPs by 5 ... 7 points to the level of 90 ... 95%.

Claims (8)

1. Когенерационная модульная теплоэлектростанция с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и дополнительным горелочным устройством, содержащая по меньшей мере одну двигатель-генераторную установку с силовым генератором и поршневым ДВС с воздуховпускным и газовыпускным трактами, по меньшей мере одну электровентиляторную установку и тепловую колонну, образованную по меньшей мере одноступенчатым котлом-утилизатором с подключенной к газовому входу смесительной камерой, имеющей входные устройства, к одному из которых подключен газовыпускной тракт ДВС, а к другому - дополнительное горелочное устройство с дозирующим органом топливоподачи и воздушным входом, сообщенным с электровентиляторной установкой, отличающаяся тем, что модуль образуют двигатель-генераторная и электровентиляторная установки, помещенные в общий теплоизолированный кожух, который со стороны генератора, предпочтительно вдоль его оси, имеет воздухозаборник, а с противоположной стороны - нагнетательный трубопровод, подключенный с помощью распределительного устройства к воздушному входу дополнительного горелочного устройства и по меньшей мере к одному дополнительному потребителю, вход воздуховпускного тракта ДВС выведен наружу кожуха, а распределительное устройство кинематически связано с дозирующим органом топливоподачи. 1. A cogeneration modular thermal power plant with an internal combustion engine (ICE) and an additional burner device comprising at least one engine-generator set with a power generator and a piston ICE with air inlet and gas outlets, at least one electric fan installation and a heat column formed by at least a one-stage recovery boiler with a mixing chamber connected to the gas inlet having input devices, one of which is connected to a gas outlet the internal combustion engine path, and to the other, an additional burner device with a fuel metering body and an air inlet connected to an electric fan installation, characterized in that the module is formed by a motor-generator and electric fan installation, placed in a common heat-insulated casing, which is preferably on the generator side, its axis, has an air intake, and on the opposite side - a discharge pipe connected via a distribution device to the air inlet of the additional burner and at least one additional consumer input air intake tract housing ICE withdrawn outwardly, and the dispenser is kinematically connected with the fuel metering body. 2. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электровентиляторной установки использован осевой вентилятор, встроенный в воздухозаборник кожуха. 2. Cogeneration modular thermal power plant according to claim 1, characterized in that an axial fan integrated in the casing air intake is used as an electric fan installation. 3. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве электровентиляционной установки использован центробежный вентилятор, установленный позади ДВС таким образом, что выход улитки вентилятора состыкован с нагнетательным трубопроводом. 3. The cogeneration modular thermal power plant according to claim 1, characterized in that a centrifugal fan installed behind the internal combustion engine in such a way that the outlet of the cochlea of the fan is connected to the discharge pipe is used as the electric ventilation installation. 4. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 3, отличающаяся тем, что "тепловая колонна" помещена в кожух, один торец которого открыт в атмосферу, а другой подключен трубопроводом к внутренней полости модуля вблизи входа вентилятора. 4. Cogeneration modular thermal power plant according to claim 3, characterized in that the "thermal column" is placed in a casing, one end of which is open to the atmosphere, and the other is connected by a pipeline to the internal cavity of the module near the fan inlet. 5. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного потребителя использована смесительная камера "тепловой колонны". 5. Cogeneration modular thermal power plant according to claim 1, characterized in that the mixing chamber of the "thermal column" is used as an additional consumer. 6. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного потребителя применен водовоздушный теплообменник. 6. Cogeneration modular power plant according to claim 1, characterized in that a water-air heat exchanger is used as an additional consumer. 7. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного потребителя использована вентиляционная система здания. 7. Cogeneration modular thermal power plant according to claim 1, characterized in that the ventilation system of the building is used as an additional consumer. 8. Когенерационная модульная теплоэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что при ее комплектовании несколькими указанными модулями все нагнетательные трубопроводы подключены к одному общему распределительному устройству, а газовыпускные тракты ДВС подключены к входным устройствам смесительной камеры. 8. The cogeneration modular thermal power plant according to claim 1, characterized in that when it is equipped with several of the indicated modules, all the discharge pipelines are connected to one common distribution device, and the gas exhaust paths of the internal combustion engine are connected to the input devices of the mixing chamber.
RU2001134221/06A 2001-12-07 2001-12-07 Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly RU2216640C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001134221/06A RU2216640C2 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001134221/06A RU2216640C2 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001134221A RU2001134221A (en) 2003-08-10
RU2216640C2 true RU2216640C2 (en) 2003-11-20

Family

ID=32027138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001134221/06A RU2216640C2 (en) 2001-12-07 2001-12-07 Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2216640C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100363926C (en) * 2004-05-09 2008-01-23 上海电力学院 On-line analysing-monitoring system for heat-engine plant pipeline heat-efficiency

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100363926C (en) * 2004-05-09 2008-01-23 上海电力学院 On-line analysing-monitoring system for heat-engine plant pipeline heat-efficiency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10280870B2 (en) Combined heat and power system
US4065055A (en) Complete system for a home air heating and cooling, hot and cold water, and electric power
US5074114A (en) Congeneration system with a stirling engine
US5558273A (en) Two-pipe system for refrigerant isolation
EP0272327A1 (en) Heat exchanging system
US4976464A (en) Fuel-fired heat pump system
US6663011B1 (en) Power generating heating unit
KR20000070648A (en) Heating installation based on a stirling system
US20090152367A1 (en) Device for Heating, Generating Electric Power, and Cooling Enclosed Spaces
CN202432683U (en) Air source variable frequency heat pump water heater
RU2216640C2 (en) Co-generative modular heat power station with internal combustion engine and additional burner assembly
CN101881509A (en) Outdoor machine of split type heat pump water heater
CN204187888U (en) Cogeneration cooling heating system
CN102116215A (en) Self-electricity consumption reduction combined cooling heat and power system
RU2396450C1 (en) Power installation
CN101109557A (en) Coolant instant heating water heater
US11859834B2 (en) Micro-combined heat and power system with exterior generator and heating system compatibility and method of use
CN217004896U (en) Split type gas dual-purpose stove outer machine and dual-purpose stove system with same
CN215724145U (en) Multi-fuel indirect heat exchange type air heating equipment
CN219976546U (en) Heat and cold supply system
CN113775411B (en) Box-prized LNG mobile energy power station device
RU53376U1 (en) TRANSPORTABLE POWER PLANT
CN209261703U (en) Combustion engine intake air temperature cold-hot adjusting apparatus
US20220113066A1 (en) Thermoelectric power generation with combined hydronic heating capabilities
RU2148756C1 (en) Off-line premises heating system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051208