RU2349764C1 - Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant - Google Patents

Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant Download PDF

Info

Publication number
RU2349764C1
RU2349764C1 RU2007142547/06A RU2007142547A RU2349764C1 RU 2349764 C1 RU2349764 C1 RU 2349764C1 RU 2007142547/06 A RU2007142547/06 A RU 2007142547/06A RU 2007142547 A RU2007142547 A RU 2007142547A RU 2349764 C1 RU2349764 C1 RU 2349764C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
gas
steam
water
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2007142547/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Борисович Ремезенцев (RU)
Александр Борисович Ремезенцев
Леонид Павлович Шелудько (RU)
Леонид Павлович Шелудько
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Инженерный Центр Энергетики Поволжья"
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 Открытое акционерное общество "Инженерный Центр Энергетики Поволжья" filed Critical Открытое акционерное общество "Инженерный Центр Энергетики Поволжья"
Priority to RU2007142547/06A priority Critical patent/RU2349764C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349764C1 publication Critical patent/RU2349764C1/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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power production.
SUBSTANCE: combined heat and power plant is overbuilt with gas turbine plant. Air cooler - steam generator is available in the air duct behind air compressor. The steam generator includes economising, evaporating and steam superheating surfaces. The first stage of economising surface is linked with deaerator at water inlet. At water outlet, it is linked with gas water heater inlet of feed water. The gas water heater outlet is connected with the evaporating surface of the air cooler - steam generator via pipeline. The air cooler - steam generator outlet is linked with high pressure steam line of the combined heat and power plant through the additional steam heater. The low pressure combustion chamber and the second stage high-pressure steam heater are installed in series between the high and low pressure gas turbines. The gas water heater for delivery water from heat supply system is installed in low pressure gas line behind the gas water heater of feed water.
EFFECT: increase of effective power and cycle economy in combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть применено при модернизации существующих теплоэлектроцентралей.The invention relates to the field of energy and can be applied to modernize existing heat and power plants.

Актуальна задача модернизации существующих теплоэлектроцентралей с повышением их тепловой экономичности. Наиболее эффективна их модернизация путем надстройки газотурбинными установками с паровыми котлами-утилизаторами. При этом пар от котлов-утилизаторов подают по паропроводам перегретого пара в главный паропровод теплоэлектроцентрали.An urgent task is the modernization of existing cogeneration plants with an increase in their thermal efficiency. The most effective is their modernization by means of superstructure with gas turbine units with steam recovery boilers. At the same time, steam from waste heat boilers is supplied via superheated steam pipelines to the main steam line of the cogeneration plant.

Но при использовании большинства ГТУ, из-за пониженных температур газа на их выхлопе в котлах-утилизаторах не обеспечивается генерация стандартных для теплоэлектроцентралей параметров пара, поэтому при этом перед котлами-утилизаторами ГТУ устанавливают камеры дожигания топлива (С.Цанев, В.Буров, В.Торжков. Эффективность использования дожигания топлива в схемах ПГУ-КЭС с одноконтурными котлами - утилизаторами. «Газотурбинные технологии», январь-февраль 2003 г., с.2-6).But when using the majority of gas turbines, due to the lowered gas temperatures at their exhaust in the waste heat boilers, the steam parameters that are standard for combined heat and power plants are not generated, therefore, afterburning boilers install fuel afterburners (S. Tsanev, V. Burov, V .Torzhkov. Efficiency of using fuel afterburning in CCGT-KES schemes with single-circuit boilers - utilizers. Gas Turbine Technologies, January-February 2003, p.2-6).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является парогазовая установка, выполненная по комбинированной схеме (Э.А.Манушин, В.Е.Михальцев, А.П.Чернобровкин «Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок». М.: «Машиностроение», 1977, рис.50, стр.127).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a combined cycle gas turbine unit (E.A. Manushin, V.E. Mikhaltsev, A.P. Chernobrovkin “Theory and design of gas turbine and combined installations.” M.: “Mechanical Engineering ", 1977, fig. 50, p. 127).

Парогазовая установка содержит блок газотурбинной установки, снабженный воздушным компрессором, газовыми турбинами высокого и низкого давления, рекуператором, камерами сгорания высокого и низкого давления, газоводяным подогревателем. Воздушный компрессор и газовая турбина высокого давления соединены общим валом, газовая турбина низкого давления (свободная турбина) связана с электрогенератором. Камера сгорания высокого давления установлена в воздуховоде перед газовой турбиной высокого давления, камера сгорания низкого давления размещена в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления. Рекуператор установлен по газовой стороне в газоходе между выхлопным патрубком газовой турбины низкого давления и газоводяным подогревателем, а по воздушной стороне - в воздуховод между воздушным компрессором и высоконапорным парогенератором паротурбинного блока. Последний содержит высоконапорный парогенератор, паровую турбину, связанную с электрогенератором, и конденсатор. Конденсатор связан трубопроводом питательной воды через питательный насос и газоводяной подогреватель с высоконапорным парогенератором. Последний соединен по острому пару с паровой турбиной. По сжатому воздуху высоконапорный парогенератор включен в воздухопровод между рекуператором и камерой сгорания высокого давления блока газотурбинной установки. Использование в установке-прототипе высоконапорного парогенератора позволяет уменьшить металлоемкость парогазовой установки.A combined cycle gas turbine unit contains a gas turbine unit equipped with an air compressor, high and low pressure gas turbines, a recuperator, high and low pressure combustion chambers, and a gas-water heater. An air compressor and a high pressure gas turbine are connected by a common shaft, a low pressure gas turbine (free turbine) is connected to an electric generator. The high pressure combustion chamber is installed in the duct in front of the high pressure gas turbine, the low pressure combustion chamber is located in the gas pipeline between the high and low pressure gas turbines. The recuperator is installed on the gas side in the gas duct between the exhaust pipe of the low pressure gas turbine and the gas-water heater, and on the air side - in the duct between the air compressor and the high-pressure steam generator of the steam turbine unit. The latter contains a high-pressure steam generator, a steam turbine associated with an electric generator, and a condenser. The condenser is connected by a feed water pipe through a feed pump and a gas-water heater with a high-pressure steam generator. The latter is connected in a sharp pair with a steam turbine. By compressed air, a high-pressure steam generator is included in the air duct between the recuperator and the high-pressure combustion chamber of the gas turbine unit. The use of a high-pressure steam generator in the prototype installation allows to reduce the metal consumption of a combined-cycle plant.

Размещение рекуператора в воздуховоде между воздушным компрессором и высоконапорным парогенератором способствует повышению тепловой экономичности парогазовой установки. Установка камеры сгорания низкого давления в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления способствует увеличению мощности установки и обеспечивает поддержание ее высокой тепловой экономичности при переменных нагрузках.Placing a recuperator in the duct between the air compressor and the high-pressure steam generator increases the thermal efficiency of the combined cycle plant. The installation of a low-pressure combustion chamber in a gas pipeline between gas turbines of high and low pressure helps to increase the capacity of the installation and ensures its high thermal efficiency under variable loads.

Но из-за высоких степеней сжатия и температуре воздуха после воздушного компрессора в газотурбинных установках с промежуточным подводом тепла примененный в прототипе рекуперативный воздухоподогреватель оказывается малоэффективным и не обеспечивает существенного повышения тепловой экономичности парогазовой установки. Кроме того, размещение высоконапорного парогенератора в воздуховоде после рекуперативного воздухоподогревателя не позволяет генерировать в высоконапорном парогенераторе пар со стандартными параметрами для существующих паротурбинных установок, что не позволяет применить парогазовую установку -прототип для модернизации теплоэлектроцентралей.But because of the high degrees of compression and the air temperature after the air compressor in gas turbine units with intermediate heat supply, the recuperative air heater used in the prototype is ineffective and does not significantly increase the thermal efficiency of the combined cycle plant. In addition, the placement of a high-pressure steam generator in the duct after the recuperative air heater does not allow steam to be generated in the high-pressure steam generator with standard parameters for existing steam turbine plants, which does not allow the use of a gas-vapor prototype unit for modernization of heat and power plants.

Задачей предлагаемого технического решения является модернизация существующих теплоэлектроцентралей по парогазовому циклу с их надстройкой газотурбинной установкой, позволяющая повысить тепловую экономичность и электрическую мощность теплоэлектроцентрали, снизить металлоемкость парогазовой установки.The objective of the proposed technical solution is the modernization of existing combined heat and power plants on a combined cycle cycle with their superstructure by a gas turbine unit, which allows to increase the thermal efficiency and electric power of the combined heat and power plant, and to reduce the metal consumption of a combined cycle plant.

Поставленная задача решена за счет того, что теплоэлектроцентраль, надстроенная газотурбинной установкой, содержащая: газотурбинный блок, включающий воздушный компрессор, газовые турбины высокого и низкого давления, рекуператор, камеры сгорания высокого и низкого давления, газоводяной подогреватель, высоконапорный парогенератор; воздушный компрессор и газовая турбина высокого давления соединены общим валом, газовая турбина низкого давления связана валом с электрогенератором, камера сгорания высокого давления установлена в воздуховоде перед газовой турбиной высокого давления, камера сгорания низкого давления размещена в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления, рекуператор установлен по газовой стороне в газоходе между выхлопным патрубком газовой турбины низкого давления и газоводяным подогревателем питательной воды, а по воздушной стороне - в воздуховоде между воздушным компрессором и камерой сгорания высокого давления; блок теплоэлектроцентрали, включающий паровой котел, паропровод высокого давления, теплофикационную паровую турбину, соединенную общим валом с электрогенератором, деаэратор высокого давления, теплофикационную систему с трубопроводами обратной и прямой сетевой воды, поверхности нагрева высоконапорного парогенератора связаны на входе трубопроводами питательной воды с деаэратором блока теплоэлектроцентрали, а на выходе с паропроводом высокого давления этого блока, при этом, в воздуховоде, между воздушным компрессором и рекуператором, дополнительно размещен высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор, включающий первую ступень экономайзерной, вторую часть испарительной и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева, на входе по воде первая ступень экономайзерной поверхности нагрева высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора соединена через трубопровод питательной воды с деаэратором блока теплоэлектроцентрали, а на выходе с входным патрубком газоводяного подогревателя питательной воды, включающим вторую экономайзерную ступень питательной воды и первую часть испарительной поверхности нагрева; выходной патрубок газоводяного подогревателя питательной воды соединен трубопроводом со второй частью испарительной поверхности высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора, выходной патрубок которого соединен паропроводом через дополнительный высоконапорный пароперегреватель второй ступени с паропроводом высокого давления блока теплоэлектроцентрали; по ходу продуктов сгорания в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления последовательно размещены камера сгорания низкого давления и высоконапорный пароперегреватель второй ступени; по ходу продуктов сгорания в газоходе низкого давления после газоводяного подогревателя питательной воды установлен газоводяной подогреватель сетевой воды теплосети, подключенный к трубопроводам обратной и прямой сетевой воды блока теплоэлектроцентрали.The problem is solved due to the fact that the combined heat and power plant, built on a gas turbine installation, comprising: a gas turbine unit including an air compressor, gas turbines of high and low pressure, a recuperator, combustion chambers of high and low pressure, a gas-water heater, a high-pressure steam generator; the air compressor and the high-pressure gas turbine are connected by a common shaft, the low-pressure gas turbine is connected by a shaft to the electric generator, the high-pressure combustion chamber is installed in the duct in front of the high-pressure gas turbine, the low-pressure combustion chamber is located in the gas pipeline between the high and low pressure gas turbines, the recuperator is installed on the gas side in the duct between the exhaust pipe of the low pressure gas turbine and the gas-water feed water heater, and on the air side - in the duct between the air compressor and the high-pressure combustion chamber; a combined heat and power unit, including a steam boiler, a high pressure steam pipe, a heating steam turbine connected by a common shaft with an electric generator, a high pressure deaerator, a heating system with reverse and direct mains water pipes, heating surfaces of a high pressure steam generator connected to the inlet piping of feed water with a deaerator of the combined heat and power unit, and at the outlet with the high pressure steam line of this unit, while in the duct, between the air compressor and the recuperator In addition, a high-pressure air-cooler-steam generator is placed, including the first stage of the economizer, the second part of the evaporator and the first stage of the superheater heating surfaces; at the water inlet, the first stage of the economizer-like heating surface of the high-pressure air-cooler-steam generator is connected through the feed water pipeline to the deaerator of the heat and power unit, and at the outlet the inlet pipe of the gas-water feed water heater, including the second economizer stage of the feeder fresh water and the first part of the evaporative heating surface; the outlet pipe of the gas-water feed water heater is connected by a pipeline to the second part of the evaporating surface of the high-pressure air cooler-steam generator, the outlet pipe of which is connected by a steam pipe through an additional high-pressure second-stage superheater with a high-pressure steam pipe of the central heating unit; along the combustion products in the gas pipeline between the gas turbines of high and low pressure, a low-pressure combustion chamber and a high-pressure superheater of the second stage are sequentially placed; along the combustion products in the low pressure gas duct after the gas-water feed water heater, a gas-water heater of the heating network water is installed, connected to the return and direct water pipelines of the heat and power plant block.

Применение дополнительного высоконапорного воздухоохладителя - парогенератора, включающего первую экономайзерную, вторую часть испарительной и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева и его размещение в воздуховоде между воздушным компрессором и рекуператором, а также применение дополнительного высоконапорного пароперегревателя второй ступени, установленного в газоходе между газовыми турбинами высокого и низкого давления, и размещение перед ним камеры сгорания низкого давления, позволяет существенно уменьшить металлоемкость газотурбинного блока установки.The use of an additional high-pressure air cooler - a steam generator, including the first economizer, the second part of the evaporative and the first stage of the superheater heating surfaces and its placement in the air duct between the air compressor and the recuperator, as well as the use of an additional high-pressure superheater of the second stage installed in the duct between the high and low pressure gas turbines , and the placement of a low-pressure combustion chamber in front of it, can significantly reduce m the intensity of the gas turbine unit.

Установка высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора в воздуховоде между воздушным компрессором и рекуператором позволяет понизить температуру воздуха на входе в рекуператор и увеличить степень регенерации, за счет чего повышается температура воздуха, уменьшается расход топлива в камеру сгорания высокого давления и повышается тепловая экономичность теплоэлектроцентрали, надстроенной газотурбинной установкой.The installation of a high-pressure air-cooler-steam generator in the duct between the air compressor and the recuperator allows to lower the air temperature at the inlet to the recuperator and increase the degree of regeneration, thereby increasing the air temperature, reducing fuel consumption in the high-pressure combustion chamber and increasing the thermal efficiency of the combined heat and power plant, built-in gas turbine unit.

Последовательный подогрев питательной воды, поступающей в газотурбинный блок из деаэратора теплоэлектроцентрали, вначале в первой экономайзерной части высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора, а затем во второй экономайзерной части в газоводяном подогревателе питательной воды позволяет понизить температуру воздуха перед рекуператором, увеличить степень регенерации и повысить тепловую экономичность теплоэлектроцентрали, надстроенной газотурбинной установкой.Sequential heating of the feed water entering the gas turbine unit from the heat and power plant deaerator, first in the first economizer part of the high-pressure air-cooler-steam generator, and then in the second economizer part in the gas-water feed water heater allows to lower the air temperature in front of the recuperator, increase the degree of regeneration and increase the heat efficiency gas turbine installation.

Размещение камеры сгорания низкого давления в газопроводе между газовой турбиной высокого давления и высоконапорным пароперегревателем второй ступени позволяет увеличить температурный напор и снизить его металлоемкость, а также позволяет регулировать температуру пара, подаваемого в паропровод высокого давления теплоэлектроцентрали, и поддерживать высокую тепловую экономичность теплоэлектроцентрали, надстроенной газотурбинной установкой при ее переменных нагрузках.Placing a low-pressure combustion chamber in a gas pipeline between a high-pressure gas turbine and a second-stage high-pressure superheater allows to increase the temperature head and reduce its metal consumption, as well as to regulate the temperature of the steam supplied to the high-pressure steam pipeline of the combined heat and power plant and to maintain high thermal efficiency of the combined heat and power plant built into the gas turbine unit at its variable loads.

Совокупность признаков нова и позволяет за счет этой совокупности достичь технического результата, заключающегося в увеличении полезной мощности и повышении тепловой экономичности теплоэлектроцентрали, надстроенной газотурбинной установкой.The combination of features is new and allows, due to this combination, to achieve a technical result, which consists in increasing the useful power and increasing the thermal efficiency of the combined heat and power plant built on a gas turbine plant.

Теплоэлектроцентраль, надстроенная газотурбинной установкой, представлена на чертежах, где на фиг.1 показана принципиальная схема теплоэлектроцентрали, надстроенной газотурбинной установкой, на фиг.2 приведена ее блок-схема, а на фиг.3 - TS-диаграмма рабочего процесса ее газотурбинного блока.The cogeneration plant superstructured by a gas turbine installation is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a schematic diagram of a cogeneration plant superstructured by a gas turbine installation, Fig. 2 shows its block diagram, and Fig. 3 shows a TS diagram of the working process of its gas turbine unit.

На фиг.1, фиг.2 изображены газотурбинный блок 1, блок теплоэлектроцентрали 2, воздушный компрессор 3, высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор 4, вторую испарительную часть и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева 5, первую экономайзерную ступень подогрева питательной воды 6, рекуператор 7, камеру сгорания высокого давления 8, газопровод 9, газовую турбину высокого давления 10, паропровод 11, высоконапорный пароперегреватель второй ступени 12, камеру сгорания низкого давления 13, газовую турбину низкого давления 14, электрогенератор 15, паропровод высокого давления 16, теплофикационную паровую турбину 17, электрогенератор 18, конденсатор 19, деаэратор 20, питательный насос 21, паровой котел 22, трубопровод питательной воды 23, трубопровод обратной сетевой воды 24, трубопровод прямой сетевой воды 25, газоводяной подогреватель сетевой воды 26, газоход 27, трубопровод подогретой питательной воды 28, газоводяной подогреватель 29, паропровод 30.In Fig. 1, Fig. 2 shows a gas turbine unit 1, a cogeneration unit 2, an air compressor 3, a high-pressure air cooler-steam generator 4, a second evaporation part and a first stage of a superheater heating surfaces 5, a first economizer stage for heating the feed water 6, a recuperator 7, a chamber high pressure combustion 8, gas pipeline 9, high pressure gas turbine 10, steam pipe 11, second stage high pressure superheater 12, low pressure combustion chamber 13, low pressure gas turbine 14, electric generator 15, high pressure steam pipe 16, cogeneration steam turbine 17, electric generator 18, condenser 19, deaerator 20, feed pump 21, steam boiler 22, feed water pipe 23, return network water pipe 24, direct network water pipe 25, gas-water network heater water 26, gas duct 27, heated feed water pipe 28, gas-water heater 29, steam pipe 30.

Газотурбинный блок 1 включает: воздушный компрессор 3, высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор 4, включающий первую экономайзерную ступень подогрева питательной воды 6, вторую испарительную часть и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева 5, рекуператор 7, камеру сгорания высокого давления 8, газопровод 9, газовую турбину высокого давления 10, паропровод 11, высоконапорный пароперегреватель второй ступени 12, камеру сгорания низкого давления 13, газовую турбину низкого давления 14, электрогенератор 15, трубопровод питательной воды 23, трубопровод обратной сетевой воды 24, трубопровод прямой сетевой воды 25, газоводяной подогреватель сетевой воды 26, газоход 27, трубопровод подогретой питательной воды 28, газоводяной подогреватель 29, паропровод 30.The gas turbine unit 1 includes: an air compressor 3, a high-pressure air cooler-steam generator 4, which includes the first economizer stage for heating the feed water 6, the second evaporation part and the first stage of the superheater heating surfaces 5, recuperator 7, high pressure combustion chamber 8, gas pipeline 9, high-pressure gas turbine pressure 10, steam line 11, high-pressure superheater of the second stage 12, low-pressure combustion chamber 13, low-pressure gas turbine 14, electric generator 15, pipeline Flax water 23, return water conduit 24, the conduit line 25 the water mains, gas-delivery water heater 26, flue 27, the preheated feed water conduit 28, gas-heater 29, the steam pipe 30.

Блок теплоэлектроцентрали 2 включает: паропровод высокого давления 16, теплофикационную паровую турбину 17, электрогенератор 18, конденсатор 19, деаэратор 20, питательный насос 21, паровой котел 22.The cogeneration unit 2 includes: a high pressure steam line 16, a cogeneration steam turbine 17, an electric generator 18, a condenser 19, a deaerator 20, a feed pump 21, a steam boiler 22.

Теплоэлектроцентраль, надстроенная газотурбинной установкой, работает следующим образом. Атмосферный воздух, сжатый в воздушном компрессоре 3 газотурбинного блока 1, поступает в высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор 4, в котором по ходу воздуха размещены первая ступень пароперегревательной, вторая часть испарительной 5 поверхностей нагрева и первая экономайзерная ступень 6 подогрева питательной воды.The combined heat and power plant, built on a gas turbine installation, operates as follows. Atmospheric air compressed in the air compressor 3 of the gas turbine unit 1 enters the high-pressure air cooler-steam generator 4, in which the first stage of the superheater, the second part of the evaporative 5 heating surfaces and the first economizer stage 6 of the feed water are placed along the air.

Охлажденный в высоконапорном воздухоохладителе-парогенераторе 4 сжатый воздух затем подогревается в обогреваемой стороне рекуператора 7 отработавшими газами газовой турбины низкого давления 14 и дополнительно нагревается в камере сгорания высокого давления 8 за счет сжигания топлива. Затем полученные продукты сгорания, выйдя из газопровода 9, расширяются в газовой турбине высокого давления 10, приводящей воздушный компрессор 3, нагреваются в камере сгорания низкого давления 13, частично охлаждаются в высоконапорном пароперегревателе второй ступени 12. После этого отработавшие газы расширяются в газовой турбине низкого давления 14, приводящей электрогенератор 18, и подаются в нагревающую сторону рекуператора 7.Cooled in the high-pressure air cooler-steam generator 4, the compressed air is then heated in the heated side of the recuperator 7 by the exhaust gases of the low-pressure gas turbine 14 and is additionally heated in the high-pressure combustion chamber 8 by burning fuel. Then, the resulting combustion products, leaving the gas pipeline 9, expand in a high-pressure gas turbine 10 leading to an air compressor 3, are heated in a low-pressure combustion chamber 13, partially cooled in a high-pressure superheater of the second stage 12. After that, the exhaust gases expand in a low-pressure gas turbine 14, driving the electric generator 18, and are supplied to the heating side of the recuperator 7.

После рекуператора 7 отработавшие газы по газоходу 27 последовательно проходят через нагревающие стороны газоводяного подогревателя 29, газоводяного подогревателя сетевой воды 26 и сбрасываются в атмосферу.After the recuperator 7, the exhaust gases through the gas duct 27 sequentially pass through the heating sides of the gas-water heater 29, the gas-water heater of network water 26 and are discharged into the atmosphere.

Питательная вода из деаэратора 20 блока теплоэлектроцентрали 2 питательным насосом 21 по трубопроводу питательной воды 23 подается в первую экономайзерную ступень 6 подогрева питательной воды высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4 газотурбинного блока 1. Затем по трубопроводу подогретой питательной воды 28 она подводится ко второй экономайзерной ступени подогрева питательной воды газоводяного подогревателя 29 и далее поступает в первую часть испарительной поверхности нагрева этого подогревателя и затем по трубопроводу 30 подводится ко входному патрубку второй испарительной части и первой пароперегревательной ступени 5 высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4. Из выходного патрубка первой ступени пароперегревателя 5 частично перегретый водяной пар по паропроводу 11 поступает в обогреваемую сторону высоконапорного пароперегревателя второй ступени 12 и далее подается в паропровод высокого давления 16 блока теплоэлектроцентрали 2. После расширения в теплофикационной паровой турбине 17, приводящей электрогенератор 18, этот пар конденсируется в конденсаторе 19. Конденсат пара подогревается в регенеративных подогревателях и деаэрируется в деаэраторе 20. Основная часть питательной воды из деаэратора 20 питательным насосом 21 подается в котельный агрегат 22 блока теплоэлектроцентрали 2, перегретый пар из которого направляется в паропровод высокого давления 16. Меньшая часть питательной воды подается питательным насосом 21 по трубопроводу питательной воды 23 в первую экономайзерную ступень подогрева питательной воды 6 высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4 газотурбинного блока 1.Feed water from the deaerator 20 of the cogeneration unit 2 by the feed pump 21 is fed through the feed water pipe 23 to the first economizer stage 6 of feed water heating of the high-pressure air cooler-steam generator 4 of the gas turbine unit 1. Then, it is fed through the heated feed water pipe 28 to the second economizer feed water heating stage gas-water heater 29 and further enters the first part of the evaporative heating surface of this heater and then through the pipe 30 under leads to the inlet pipe of the second evaporation part and the first superheater stage 5 of the high-pressure air cooler-steam generator 4. From the outlet pipe of the first stage of the superheater 5, partially superheated water vapor enters the heated side of the high-pressure superheater of the second stage 12 and is then fed to the high pressure steam pipe 16 of the block combined heat and power plants 2. After expansion in the cogeneration steam turbine 17, leading the electric generator 18, this steam condenses into condensate SATOR 19. The steam condensate is heated in regenerative heaters and deaerated in the deaerator 20. The main part of the feed water from the deaerator 20 is fed by the feed pump 21 to the boiler unit 22 of the heat and power unit 2, the superheated steam from which is sent to the high pressure steam line 16. A smaller part of the feed water is supplied feed pump 21 through the feed water pipe 23 to the first economizer stage for heating the feed water 6 high-pressure air cooler-steam generator 4 of the gas turbine unit 1 .

В TS-диаграмме на фиг.3 изображены тепловые процессы в газовом и пароводяном контурах газотурбинного блока 1. Цифрами на этой диаграмме обозначены характерные точки его рабочего процесса:In the TS-diagram in figure 3 shows the thermal processes in the gas and steam-water circuits of the gas turbine unit 1. The numbers in this diagram indicate the characteristic points of its working process:

- точки 1-2, сжатие воздуха в воздушном компрессоре 3 (фиг.2);- points 1-2, air compression in the air compressor 3 (figure 2);

- точки 2-3, охлаждение воздуха в охлаждаемой стороне высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4 (фиг.2).- points 2-3, air cooling in the cooled side of the high-pressure air cooler-steam generator 4 (figure 2).

В его обогреваемой стороне:In its heated side:

- подогрев питательной воды в экономайзерной части (ЭК1) первой ступени подогрева питательной воды 6;- feed water heating in the economizer part (EC1) of the first stage of feed water heating 6;

- завершение испарения питательной воды (ИСП2) и перегрев пара в первой ступени (ПП1) пароперегревательной поверхностей нагрева;- completion of evaporation of feed water (ISP2) and superheating of steam in the first stage (PP1) of superheating heating surfaces;

- точки 3-12, подогрев воздуха в рекуператоре 7 (фиг.2);- points 3-12, air heating in the recuperator 7 (figure 2);

- точки 12-4, подвод тепла топлива в камере сгорания высокого давления 8 (фиг.2);- points 12-4, the supply of heat of fuel in the combustion chamber of high pressure 8 (figure 2);

- точки 4-5, расширение продуктов сгорания в газовой турбине высокого давления 10 (фиг.2);- points 4-5, the expansion of the combustion products in a high pressure gas turbine 10 (figure 2);

- точки 5-6 подвод тепла топлива в камере сгорания высокого давления 13 (фиг.2);- points 5-6, the heat supply of fuel in the combustion chamber of high pressure 13 (figure 2);

- точки 6-7, охлаждение продуктов сгорания в высоконапорном пароперегревателе второй ступени 12 (фиг.2), с перегревом пара в его нагреваемой стороне (ПП2);- points 6-7, cooling of the combustion products in a high-pressure superheater of the second stage 12 (Fig.2), with steam overheating in its heated side (PP2);

- точки 7-8, расширение продуктов сгорания в газовой турбине низкого давления 14 (фиг.2);- points 7-8, the expansion of the products of combustion in a low-pressure gas turbine 14 (figure 2);

- точки 8-9, охлаждение продуктов сгорания в рекуператоре 7 (фиг.2) с подогревом в его обогреваемой стороне сжатого воздуха 3-12;- points 8-9, cooling of the combustion products in the recuperator 7 (Fig.2) with heating in its heated side of the compressed air 3-12;

- точки 9-10, охлаждение продуктов сгорания в газоводяном подогревателе 29 (фиг.2), в его обогреваемой стороне производится подогрев питательной воды (вторая ступень подогрева - ЭК2) и ее частичное испарение в испарительной поверхности нагрева (ИСП1);- points 9-10, the cooling of the combustion products in the gas-water heater 29 (Fig. 2), in its heated side, the feed water is heated (the second heating stage is EC2) and its partial evaporation in the evaporative heating surface (ISP1);

- точки 10-11, охлаждение продуктов сгорания в газоводяном подогревателе сетевой воды 26 (фиг.2).- points 10-11, the cooling of the combustion products in a gas-water heater of network water 26 (figure 2).

Теплоэлектроцентраль, надстроенная газотурбинной установкой, выполнена следующим образом. Между воздушным компрессором 3 и рекуператором 7 дополнительно установлен высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор 4. Выходной воздушный патрубок рекуператора 7 соединен через газопровод 9 и камеру сгорания высокого давления 8 с газовой турбиной высокого давления 10, выходной патрубок которой через камеру сгорания низкого давления 13 и дополнительный высоконапорный пароперегреватель второй ступени 12 связан с входом газовой турбины низкого давления 14.The combined heat and power plant, built on a gas turbine installation, is made as follows. Between the air compressor 3 and the recuperator 7, a high-pressure air cooler-steam generator 4 is additionally installed. The outlet air pipe of the recuperator 7 is connected through a gas pipeline 9 and a high-pressure combustion chamber 8 to a high-pressure gas turbine 10, the outlet pipe of which through a low-pressure combustion chamber 13 and an additional high-pressure superheater the second stage 12 is connected to the inlet of the low pressure gas turbine 14.

Газовая турбина высокого давления 10 соединена общим валом с воздушным компрессором 3, а газовая турбина низкого давления 14 соединена валом с электрогенератором 15. По ходу продуктов сгорания в газоходе 27 размещены газоводяной подогреватель питательной воды 29 и газоводяной подогреватель сетевой воды теплосети 26. Высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор 4 включает экономайзерную часть первой ступени подогрева питательной воды 6, вторую часть испарительной поверхности и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева 5. В газоводяном подогревателе питательной воды 29 установлена экономайзерная часть второй ступени подогрева питательной воды и первая часть испарительной поверхности нагрева.A high-pressure gas turbine 10 is connected by a common shaft with an air compressor 3, and a low-pressure gas turbine 14 is connected by a shaft with an electric generator 15. In the course of the combustion products, a gas-water feed water heater 29 and a gas-water heating network water heater 26 are located in the gas duct. High-pressure air cooler-steam generator 4 includes the economizer part of the first stage of heating the feed water 6, the second part of the evaporation surface and the first stage of the superheater heating surfaces 5. In gas-water feed water heater 29 installed economizer part of the second stage of feed water heating and the first part of the evaporative heating surface.

Деаэратор 20 блока теплоэлектроцентрали 2, через питательный насос 21 связан трубопроводами питательной воды 23 с паровым котлом 22 блока теплоэлектроцентрали 2 и с входным патрубком экономайзерной части первой ступени подогрева питательной воды 6 высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4 газотурбинного блока 1. Ее выходной патрубок связан трубопроводом подогретой питательной воды 28 с входным патрубком экономайзерной части (второй ступени подогрева питательной воды) газоводяного подогревателя питательной воды 29.The deaerator 20 of the cogeneration unit 2, through the feed pump 21 is connected by the feed water pipes 23 to the steam boiler 22 of the cogeneration unit 2 and to the inlet pipe of the economizer part of the first stage of the feed water heating 6 of the high-pressure air cooler-steam generator 4 of the gas turbine unit 1. Its outlet pipe is connected by a heated feed pipe water 28 with an inlet pipe of the economizer part (second stage of feedwater heating) of a gas-water feedwater heater 29.

Выходной патрубок первой части испарительной поверхности нагрева этого подогревателя соединен трубопроводом 30 с входным патрубком второй испарительной поверхности нагрева 5 высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4. Выходной патрубок первой ступени пароперегревателя 5 высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора 4 соединен паропроводом 11 через поверхность нагрева второй ступени высоконапорного пароперегревателя 12 с паропроводом высокого давления 16 блока теплоэлектроцентрали 2.The outlet pipe of the first part of the evaporative heating surface of this heater is connected by a pipe 30 to the inlet pipe of the second evaporative heating surface 5 of the high-pressure air cooler-steam generator 4. The output pipe of the first stage of the superheater 5 of the high-pressure air cooler-steam generator 4 is connected by the steam pipe 11 through the heating surface of the second stage of the high-pressure steam heater 12 high pressure 16 block cogeneration plant 2.

Claims (1)

Теплоэлектроцентраль, надстроенная газотурбинной установкой и содержащая газотурбинный блок, включающий воздушный компрессор, газовые турбины высокого и низкого давления, рекуператор, камеры сгорания высокого и низкого давления, газоводяной подогреватель, высоконапорный парогенератор; воздушный компрессор и газовая турбина высокого давления соединены общим валом, газовая турбина низкого давления связана валом с электрогенератором, камера сгорания высокого давления установлена в воздуховоде перед газовой турбиной высокого давления, камера сгорания низкого давления размещена в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления, рекуператор установлен по газовой стороне в газоходе между выхлопным патрубком газовой турбины низкого давления и газоводяным подогревателем питательной воды, а по воздушной стороне - в воздуховоде между воздушным компрессором и камерой сгорания высокого давления; блок теплоэлектроцентрали, включающий паровой котел, паропровод высокого давления, теплофикационную паровую турбину, соединенную общим валом с электрогенератором, деаэратор высокого давления, теплофикационную систему с трубопроводами обратной и прямой сетевой воды, поверхности нагрева высоконапорного парогенератора связаны на входе трубопроводами питательной воды с деаэратором блока теплоэлектроцентрали, а на выходе с паропроводом высокого давления этого блока, отличающаяся тем, что в воздуховоде между воздушным компрессором и рекуператором дополнительно размещен высоконапорный воздухоохладитель-парогенератор, включающий первую ступень экономайзерной, вторую часть испарительной и первую ступень пароперегревательной поверхностей нагрева, на входе по воде первая ступень экономайзерной поверхности нагрева высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора соединена через трубопровод питательной воды с деаэратором блока теплоэлектроцентрали, а на выходе с входным патрубком газоводяного подогревателя питательной воды, включающим вторую экономайзерную ступень питательной воды и первую часть испарительной поверхности нагрева; выходной патрубок газоводяного подогревателя питательной воды соединен трубопроводом со второй частью испарительной поверхности высоконапорного воздухоохладителя-парогенератора, выходной патрубок которого соединен паропроводом через дополнительный высоконапорный пароперегреватель второй ступени с паропроводом высокого давления блока теплоэлектроцентрали; по ходу продуктов сгорания в газопроводе между газовыми турбинами высокого и низкого давления последовательно размещены камера сгорания низкого давления и высоконапорный пароперегреватель второй ступени; по ходу продуктов сгорания в газоходе низкого давления после газоводяного подогревателя питательной воды установлен газоводяной подогреватель сетевой воды теплосети, подключенный к трубопроводам обратной и прямой сетевой воды блока теплоэлектроцентрали. A combined heat and power plant built on a gas turbine installation and containing a gas turbine unit including an air compressor, high and low pressure gas turbines, a recuperator, high and low pressure combustion chambers, a gas-water heater, and a high-pressure steam generator; the air compressor and the high-pressure gas turbine are connected by a common shaft, the low-pressure gas turbine is connected by a shaft to the electric generator, the high-pressure combustion chamber is installed in the duct in front of the high-pressure gas turbine, the low-pressure combustion chamber is located in the gas pipeline between the high and low pressure gas turbines, the recuperator is installed on the gas side in the duct between the exhaust pipe of the low pressure gas turbine and the gas-water feed water heater, and on the air side - in the duct between the air compressor and the high-pressure combustion chamber; a combined heat and power unit, including a steam boiler, a high pressure steam pipe, a heating steam turbine connected by a common shaft with an electric generator, a high pressure deaerator, a heating system with reverse and direct mains water pipes, heating surfaces of a high pressure steam generator connected to the inlet piping of feed water with a deaerator of the combined heat and power unit, and at the outlet with the high pressure steam line of this unit, characterized in that in the duct between the air compressor and The co-cooler additionally contains a high-pressure air-cooler-steam generator, including the first economizer stage, the second evaporative part and the first stage of the superheater heating surfaces, the first stage of the economizer-type heating surface of the high-pressure air-cooler-steam generator is connected through a feed water pipe to the deaerator of the central heating unit at the water inlet the inlet pipe of the gas-water feed water heater, including the second economizer stup the lack of feed water and the first part of the evaporative heating surface; the outlet pipe of the gas-water feed water heater is connected by a pipeline to the second part of the evaporating surface of the high-pressure air cooler-steam generator, the outlet pipe of which is connected by a steam pipe through an additional high-pressure second-stage superheater with a high-pressure steam pipe of the central heating unit; along the combustion products in the gas pipeline between the gas turbines of high and low pressure, a low-pressure combustion chamber and a high-pressure superheater of the second stage are sequentially placed; along the combustion products in the low pressure gas duct after the gas-water feed water heater, a gas-water heater of the heating network water is installed, connected to the return and direct water pipelines of the heat and power plant block.
RU2007142547/06A 2007-11-20 2007-11-20 Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant RU2349764C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142547/06A RU2349764C1 (en) 2007-11-20 2007-11-20 Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142547/06A RU2349764C1 (en) 2007-11-20 2007-11-20 Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2349764C1 true RU2349764C1 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007142547/06A RU2349764C1 (en) 2007-11-20 2007-11-20 Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349764C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463467C1 (en) * 2011-08-02 2012-10-10 Николай Павлович Иванников Gas-turbine-hydraulic power plant of closed cycle for water transport
RU2463468C1 (en) * 2011-08-02 2012-10-10 Николай Павлович Иванников Gas-turbine-hydraulic plant of closed cycle
RU2648478C2 (en) * 2015-11-18 2018-03-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463467C1 (en) * 2011-08-02 2012-10-10 Николай Павлович Иванников Gas-turbine-hydraulic power plant of closed cycle for water transport
RU2463468C1 (en) * 2011-08-02 2012-10-10 Николай Павлович Иванников Gas-turbine-hydraulic plant of closed cycle
RU2648478C2 (en) * 2015-11-18 2018-03-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2532635C2 (en) Electric energy accumulation by thermal accumulator and reverse electric energy production by thermodynamic cyclic process
CN108167028B (en) Garbage incineration power generation system
RU2650232C1 (en) Combined-cycle cogeneration plant
RU2662257C2 (en) Integrated system of flue gas heat utilization
RU2549743C1 (en) Cogeneration gas-turbine plant
RU156586U1 (en) BINAR STEAM GAS INSTALLATION
RU2525569C2 (en) Combined-cycle topping plant for steam power plant with subcritical steam parameters
RU2349764C1 (en) Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant
RU2728312C1 (en) Method of operation and device of manoeuvrable gas-steam cogeneration plant with steam drive of compressor
JP3905967B2 (en) Power generation / hot water system
CZ26344U1 (en) Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2280768C1 (en) Thermoelectric plant with gas-turbine unit
RU2528190C2 (en) Steam gas plant
CN104832227A (en) Coal-fired unit efficient subcritical system
RU2648478C2 (en) Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation
RU2734127C1 (en) Manoeuvrable combined heat and power plant with steam drive of compressor
RU126373U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2561780C2 (en) Combined-cycle plant
RU2561776C2 (en) Combined-cycle plant
RU2272914C1 (en) Gas-steam thermoelectric plant
RU58613U1 (en) COMBINED STEAM-GAS UNIT WITH PARALLEL OPERATION DIAGRAM
RU2420664C2 (en) Multi-mode heat extraction plant
RU167924U1 (en) Binary Combined Cycle Plant
RU2078229C1 (en) Steam-and-gas plant

Legal Events

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

Effective date: 20091121