RU2428575C1 - Combination gas-turbine plant - Google Patents

Combination gas-turbine plant Download PDF

Info

Publication number
RU2428575C1
RU2428575C1 RU2010133874/06A RU2010133874A RU2428575C1 RU 2428575 C1 RU2428575 C1 RU 2428575C1 RU 2010133874/06 A RU2010133874/06 A RU 2010133874/06A RU 2010133874 A RU2010133874 A RU 2010133874A RU 2428575 C1 RU2428575 C1 RU 2428575C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
fuel
gas turbine
gas
turbine
Prior art date
Application number
RU2010133874/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Александрович Богуслаев (UA)
Вячеслав Александрович Богуслаев
Вячеслав Георгиевич Михайлуца (UA)
Вячеслав Георгиевич Михайлуца
Петр Иванович Кононенко (RU)
Петр Иванович Кононенко
Анатолий Алексеевич Скачедуб (RU)
Анатолий Алексеевич Скачедуб
Владимир Александрович Кирячек (RU)
Владимир Александрович Кирячек
Сергей Александрович Филипченко (UA)
Сергей Александрович Филипченко
Павел Александрович Горбачев (RU)
Павел Александрович Горбачев
Original Assignee
Вячеслав Александрович Богуслаев
Вячеслав Георгиевич Михайлуца
Петр Иванович Кононенко
Анатолий Алексеевич Скачедуб
Владимир Александрович Кирячек
Сергей Александрович Филипченко
Павел Александрович Горбачев
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 Вячеслав Александрович Богуслаев, Вячеслав Георгиевич Михайлуца, Петр Иванович Кононенко, Анатолий Алексеевич Скачедуб, Владимир Александрович Кирячек, Сергей Александрович Филипченко, Павел Александрович Горбачев filed Critical Вячеслав Александрович Богуслаев
Priority to RU2010133874/06A priority Critical patent/RU2428575C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2428575C1 publication Critical patent/RU2428575C1/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: combination gas-turbine plant includes gas-turbine unit including compressor, combustion chamber and turbine, absorption refrigerating machine with circulating cooling agent and with heat-absorbing elements connected to steam turbine outlet. Steam circuit with HRSG the outlet of which is connected as to steam to steam turbine is connected to turbine outlet. Combination gas-turbine plant is equipped with conversion unit of low-pressure natural or accompanying oil gas to synthesis gas, fuel synthesis unit and hydrocracking module. Fuel feed system is connected to source of supply of low-pressure natural or accompanying oil gas, which is connected to compressor unit, and is equipped with in-series located desulfurisation unit of low-pressure natural or accompanying oil gas, unit for its separation and drying with condensate collecting module and fuel compression module connected to combustion chamber of gas-turbine unit. Steam turbine is provided with water treatment unit. Circulating cooling agent of absorption refrigerating machine is connected to fuel synthesis unit for cooling of synthesis gas and condensation of synthetic fuels. HRSG is connected as to steam to conversion unit of low-pressure natural or accompanying oil gas for steam conversion of hydrocarbons in synthesis gas. Gas turbine outlet is connected to conversion unit and to fuel synthesis unit. Condensate collecting module is connected to fuel synthesis unit and to HRSG. Separation and drying unit is connected to fuel synthesis unit. Conversion unit is connected to fuel synthesis unit, and desulphurisation unit is connected to HRSG. ^ EFFECT: increasing efficiency of combination gas-turbine plant with flexible application scheme of low-pressure natural gas, accompanying oil gases of various composition for generation of electric power, obtaining synthetic fuel and utilisation of residual heat. ^ 15 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбинным установкам, предназначенным для комплексной утилизации низконапорного природного или попутного нефтяного газов, и может быть использовано при создании наземных блочно-модульных комплексов для получения электричества, синтетических топлив с утилизацией остаточного тепла в газотурбинной установке.The invention relates to gas turbine units intended for the integrated utilization of low-pressure natural or associated petroleum gas, and can be used to create ground-based block-modular complexes for generating electricity, synthetic fuels with the utilization of residual heat in a gas turbine unit.

Изобретение ориентировано на вовлечение в топливный баланс страны неиспользуемых источников углеводородного сырья, таких как сжигаемый на факелах попутный нефтяной газ, низконапорный газ, газ удаленных от магистральной системы месторождений, газ с высоким содержанием сернистых соединений и прочих, не имеющих коммерческого интереса для монополий источников, не задействованных в энергообеспечении страны.The invention is aimed at involving unused sources of hydrocarbon raw materials in the country's fuel balance, such as flared associated gas, low-pressure gas, gas from fields remote from the main system, gas with a high content of sulfur compounds and other sources not of commercial interest to monopolies involved in the country's energy supply.

Известно, что попутный нефтяной газ по своему составу является многокомпонентным и поэтому его применение в энергетики требует соответствующей подготовки. В первую очередь это касается использования попутного газа в качестве топлива газотурбинных установок. Нестабильная плотность и теплотворная способность, а также возможное наличие жидких фракций в составе попутного нефтяного газа требует доработки топливной аппаратуры газотурбинных установок, включая модернизацию камеры сгорания, изготовление специальных газовых форсунок, использование фильтров-сепараторов, обеспечивающих дополнительную очистку и удаление жидких фракций из газа непосредственно перед подачей в топливную аппаратуру. Особую проблему при использовании попутного нефтяного газа представляет наличие в нем сероводорода, без очистки от которого невозможно использование газа как в качестве топлива, так и в газохимических процессах в виде исходного сырья.It is known that associated petroleum gas is multicomponent in composition and therefore its use in the energy sector requires appropriate preparation. This primarily concerns the use of associated gas as a fuel in gas turbine plants. Unstable density and calorific value, as well as the possible presence of liquid fractions in the composition of associated petroleum gas, requires the improvement of the fuel equipment of gas turbine units, including the modernization of the combustion chamber, the manufacture of special gas nozzles, and the use of filter separators that provide additional purification and removal of liquid fractions from the gas immediately before supply to the fuel equipment. A particular problem when using associated petroleum gas is the presence of hydrogen sulfide in it, without purification from which it is impossible to use gas both as fuel and in gas chemical processes in the form of feedstock.

Известна газотурбинная установка, содержащая газотурбинный блок, имеющий компрессор, камеру сгорания и турбину, систему утилизации тепла выхлопных газов, включающую термохимический реактор, установленный в выходном устройстве и подключенный в выходам из топливной и пароводяной секций (см. RU 2168040, МПК F02С 3/20, 2001).A known gas turbine installation comprising a gas turbine unit having a compressor, a combustion chamber and a turbine, an exhaust gas heat recovery system including a thermochemical reactor installed in an output device and connected to the exits from the fuel and steam sections (see RU 2168040, IPC F02C 3/20 , 2001).

Изобретение позволяет увеличить мощность газотурбиной установки, повысить экономичность, что достигается за счет использования в качестве дополнительного источника топлива - «синтез-газа», который получают в термохимическом реакторе в результате паровой конверсии между метаном и водяным паром.EFFECT: invention makes it possible to increase the power of a gas turbine installation, to increase efficiency, which is achieved by using “synthesis gas” as an additional fuel source, which is obtained in a thermochemical reactor as a result of steam conversion between methane and steam.

Однако данная установка не предусматривает использование в качестве топлива попутного нефтяного газа и предназначена только для выработки электроэнергии. Кроме того, использование «синтез-газ» в качестве основного или дополнительного топлива для газотурбинной установки, работающей на попутном нефтяном газе, потребует ее дальнейшей модернизации, так как «синтез-газ», получаемый в термохимическом реакторе, обладает более высокой теплотворной способностью, а при его сгорании выделяется кроме СO2 значительное количество воды в паровой фазе, что с учетом переменного состава попутного нефтяного газа и наличия в нем вредных примесей неминуемо приведет к интенсивному коррозионному и эрозионному износу как камеры сгорания, так и газовой турбины.However, this installation does not provide for the use of associated petroleum gas as fuel and is intended only for generating electricity. In addition, the use of “synthesis gas” as the main or additional fuel for a gas turbine unit running on associated petroleum gas will require its further modernization, since the “synthesis gas” obtained in a thermochemical reactor has a higher calorific value, and during its combustion, in addition to CO 2, a significant amount of water is released in the vapor phase, which, taking into account the variable composition of associated petroleum gas and the presence of harmful impurities in it, will inevitably lead to intense corrosion and erosion wear of both the combustion chamber and the gas turbine.

Известна также комбинированная газотурбинная установка, содержащая газотурбинный блок, включающий компрессор, камеру сгорания и турбину, подключенный к выходу последний паровой контур с котлом-утилизатором, выход которого по пару соединен с паровой турбиной, абсорбционную холодильную машину, тепловоспринимающие элементы которой подключены к выходу из паровой турбины, систему подачи топлива (см. RU 2377428, F02C 6/18, 2008).Also known is a combined gas turbine installation comprising a gas turbine unit including a compressor, a combustion chamber and a turbine connected to the output of the last steam circuit with a recovery boiler, the output of which is coupled to a steam turbine, an absorption refrigeration machine, the heat-receiving elements of which are connected to the exit of the steam turbines, fuel supply system (see RU 2377428, F02C 6/18, 2008).

В известной установке повышается общая эффективность работы, обеспечивается выработка дополнительной электроэнергии и снижается уровень эмиссии токсичных продуктов сгорания.In the known installation, the overall efficiency is increased, the generation of additional electricity is provided and the level of emission of toxic combustion products is reduced.

Однако известная установка предназначена для выработки электроэнергии или в качестве привода газоперекачивающих агрегатов с утилизацией тепла выхлопных газов для выработки холода и дополнительной энергии. Но в ряде случаев на месторождениях с остаточными запасами низконапорного газа нет необходимости в больших объемах производимой электроэнергии с утилизацией тепла, которая может быть только сезонного характера.However, the known installation is designed to generate electricity or as a drive of gas pumping units with heat recovery of exhaust gases to generate cold and additional energy. But in some cases, in fields with residual reserves of low-pressure gas, there is no need for large volumes of generated electricity with heat recovery, which can only be of a seasonal nature.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности комбинированной газотурбинной установки с гибкой схемой использования низконапорного природного газа, попутных нефтяных газов различного состава для выработки электроэнергии, получения синтетического топлива и утилизации остаточного тепла.The objective of the present invention is to increase the efficiency of a combined gas turbine installation with a flexible scheme for using low-pressure natural gas, associated petroleum gases of various compositions for generating electricity, producing synthetic fuel and utilizing residual heat.

Поставленная задача решается за счет того, что комбинированная газотурбинная установка, содержащая газотурбинный блок, включающий компрессор, камеру сгорания и турбину, подключенный к выходу из последней паровой контур с котлом - утилизатором, выход которого по пару соединен с паровой турбиной, абсорбционную холодильную машину с циркуляционным хладагентом и с тепловоспринимающими элементами, подключенными к выходу паровой турбины, систему подачи топлива, согласно изобретению снабжена блоком конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа в «синтез - газ», блоком синтеза топлива, модулем гидрокрегинга, система подачи топлива подключена к источнику подачи низконапорного природного или попутного нефтяного газа, соединенному с компрессорным блоком, и снабжена расположенными последовательно блоком сероочистки низконапорного природного или попутного нефтяного газа, блоком его сепарации и осушки с модулем сбора конденсата, и модулем компримирования топлива, подключенным к камере сгорания газотурбинного блока, паровая турбина снабжена блоком водоподготовки, при этом циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к блоку синтеза топлива для охлаждения «синтез - газа» и конденсации синтетических топлив, котел-утилизатор по пару подключен к блоку конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа для паровой конверсии углеводородов в «синтез-газ», выход газовой турбины подключен к блоку конверсии и блоку синтеза топлива, модуль сбора конденсата подключен к блоку синтеза топлива и котлу-утилизатору, блок сепарации и осушки - к блоку синтеза топлива, блок конверсии - к блоку синтеза топлива и к модулю гидрокрекинга, блок сероочистки - к котлу-утилизатору.The problem is solved due to the fact that the combined gas turbine installation containing a gas turbine unit including a compressor, a combustion chamber and a turbine connected to the outlet of the last steam circuit with a recovery boiler, the output of which is connected to a steam turbine in a pair, is an absorption refrigeration machine with a circulation refrigerant and with heat-absorbing elements connected to the output of the steam turbine, the fuel supply system according to the invention is equipped with a low-pressure natural or associated gas into “synthesis gas”, a fuel synthesis unit, a hydro-assembly module, the fuel supply system is connected to a low-pressure natural or associated petroleum gas supply source connected to the compressor unit, and provided with a low-pressure natural or associated petroleum gas desulfurization unit arranged in series its separation and drying with a condensate collection module, and a fuel compression module connected to the combustion chamber of the gas turbine unit, the steam turbine is equipped with a hydrogen unit forcing, while the circulation refrigerant of the absorption chiller is connected to the fuel synthesis unit for cooling the synthesis gas and condensation of synthetic fuels, the recovery boiler is connected in a couple to the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit for steam conversion of hydrocarbons into synthesis gas ", The output of the gas turbine is connected to the conversion unit and the fuel synthesis unit, the condensate collection module is connected to the fuel synthesis unit and the recovery boiler, the separation and drying unit is connected to the fuel synthesis unit, conversion unit - to the fuel synthesis unit and to the hydrocracking module, desulfurization unit - to the waste heat boiler.

Поставленная задача также решается за счет того, что блок синтеза топлива соединен с модулем гидрокрегинга для получения средних дистиллятов.The problem is also solved due to the fact that the fuel synthesis unit is connected to the hydrocracking module to obtain medium distillates.

Поставленная задача также решается за счет того, что турбина газотурбинного блока соединена с первым электрогенератором, а паровая турбина соединена со вторым электрогенератором.The problem is also solved due to the fact that the turbine of the gas turbine unit is connected to the first electric generator, and the steam turbine is connected to the second electric generator.

Поставленная задача также решается за счет того, что блок сепарации и осушки содержит сепараторы и низкотемпературный вихревой абсорбер.The problem is also solved due to the fact that the separation and drying unit contains separators and a low-temperature vortex absorber.

Поставленная задача также решается за счет того, что блок синтеза топлива выполнен с реакторами для получения, соответственно, концентрата синтетического топлива и ароматических углеводородов. Концентрат синтетического топлива включает в себя синтетические углеводороды и/или диметиловый эфир и бензиновую фракцию.The problem is also solved due to the fact that the fuel synthesis unit is made with reactors to obtain, respectively, a concentrate of synthetic fuel and aromatic hydrocarbons. The synthetic fuel concentrate includes synthetic hydrocarbons and / or dimethyl ether and a gasoline fraction.

Поставленная задача также решается за счет того, что установка снабжена байпасным трубопроводом, соединяющим при остановке реакторов блока синтеза топлива блок конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа с котлом-утилизатором.The problem is also solved due to the fact that the installation is equipped with a bypass pipeline connecting when the reactors of the fuel synthesis unit are stopped, the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit is connected to the recovery boiler.

Поставленная задача также решается за счет того, что циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к системе охлаждения газотурбинного блока, а именно к воздухоохладителям, установленным между промежуточными ступенями компрессора газотурбинного блока и/или к системе охлаждения газовой турбины.The problem is also solved due to the fact that the circulating refrigerant of the absorption refrigeration machine is connected to the cooling system of the gas turbine unit, namely to the air coolers installed between the intermediate stages of the compressor of the gas turbine unit and / or to the cooling system of the gas turbine.

Поставленная задача также решается за счет того, что котел-утилизатор выполнен с пароперегревателем.The task is also solved due to the fact that the waste heat boiler is made with a superheater.

Поставленная задача также решается за счет того, что блок синтеза топлива подключен к камере сгорания газотурбинного блока для использования в качестве компонентов топлива конденсата углеводородов. При этом блок синтеза топлива может быть подключен к котлу-утилизатору для использования в качестве топлива конденсата углеводородов.The problem is also solved due to the fact that the fuel synthesis unit is connected to the combustion chamber of the gas turbine unit for use as hydrocarbon condensate components. In this case, the fuel synthesis unit can be connected to a recovery boiler for use as a fuel of hydrocarbon condensate.

Поставленная задача также решается за счет того, что выход абсорбционной холодильной машины по теплу подключен к блоку сероочистки.The problem is also solved due to the fact that the output of the absorption refrigeration machine for heat is connected to the desulfurization unit.

На чертеже изображена схема комбинированной газотурбинной установки.The drawing shows a diagram of a combined gas turbine installation.

Комбинированная газотурбинная установка содержит систему подачи топлива, подключенную к источнику 1 подачи низконапорного природного (ПНГ) или попутного нефтяного газа (ПГ), соединенным с компрессорным блоком 2 и с расположенными последовательно блоком 3 сероочистки низконапорного природного или попутного нефтяного газа, блоком 4 его сепарации и осушки с модулем 5 сбора конденсата, и модулем 6 компримирования топлива, подключенным к камере сгорания газотурбинного блока 7. Газотурбинный блок 7 содержит компрессор, камеру сгорания и турбину (на чертеже не показаны) и абсорбционную холодильную машину 12 с циркуляционным хладагентом и с тепловоспринимающими элементами. К выходу из турбины газотурбинного блока 7 подключен паровой контур с котлом-утилизатором 10. Выход котла-утилизатора 10 по пару соединен с паровой турбиной 11. Тепловоспринимающие элементы абсорбционной холодильной машины 12 подключены к выходу паровой турбины 11. Комбинированная газотурбинная установка снабжена так же блоком 8 конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа в «синтез-газ», блоком 9 синтеза топлива, модулем 14 гидрокрегинга. Паровая турбина 11 снабжена блоком 13 водоподготовки. Циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины 12 подключен к блоку 9 синтеза топлива для охлаждения «синтез-газа» и конденсации синтетических топлив. Котел-утилизатор 10 по пару подключен к блоку 8 конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа для паровой конверсии углеводородов в «синтез-газ». Выход турбины газотурбинного блока 7 подключен к блоку 8 конверсии и блоку 9 синтеза топлива. Модуль 5 сбора конденсата подключен к блоку 9 синтеза топлива и котлу-утилизатору 10. Блок 4 сепарации и осушки подключен к блоку 9 синтеза топлива, блок 8 конверсии - к блоку 9 синтеза топлива и к модулю 14 гидрокрегинга, блок 3 сероочистки - к котлу-утилизатору 10. Блок 9 синтеза топлива соединен с модулем 14 гидрокрегинга для получения средних дистилянтов.The combined gas turbine installation contains a fuel supply system connected to a low pressure natural gas (APG) or associated petroleum gas (NG) supply source 1 connected to a compressor unit 2 and to a low-pressure natural or associated petroleum gas desulfurization unit 3 arranged in series, its separation unit 4 and drying with a condensate collection module 5 and a fuel compression module 6 connected to the combustion chamber of the gas turbine unit 7. The gas turbine unit 7 comprises a compressor, a combustion chamber and a turbine (not shown) and an absorption refrigeration machine 12 with circulating refrigerant and heat-absorbing elements. A steam circuit with a recovery boiler 10 is connected to the exit of the turbine of the gas turbine unit 7. The output of the recovery boiler 10 is connected in a couple to the steam turbine 11. The heat-receiving elements of the absorption refrigeration machine 12 are connected to the output of the steam turbine 11. The combined gas turbine installation is also equipped with block 8 the conversion of low-pressure natural or associated petroleum gas into "synthesis gas", block 9 fuel synthesis module 14 hydrocracking. The steam turbine 11 is provided with a water treatment unit 13. The circulation refrigerant of the absorption refrigeration machine 12 is connected to the fuel synthesis unit 9 for cooling the “synthesis gas” and condensation of the synthetic fuels. The waste heat boiler 10 is connected in a couple to the unit 8 for converting low-pressure natural or associated petroleum gas for steam conversion of hydrocarbons into “synthesis gas”. The turbine output of the gas turbine unit 7 is connected to the conversion unit 8 and the fuel synthesis unit 9. The condensate collection module 5 is connected to the fuel synthesis unit 9 and the recovery boiler 10. The separation and drying unit 4 is connected to the fuel synthesis unit 9, the conversion unit 8 to the fuel synthesis unit 9 and to the hydroregulation module 14, the desulfurization unit 3 to the boiler to the utilizer 10. The fuel synthesis unit 9 is connected to the hydrocracking module 14 to obtain medium distillates.

Турбина газотурбинного блока 7 соединена с первым электрогенератором, а паровая турбина 11 соединена со вторым электрогенератором (на чертеже не показаны).The turbine of the gas turbine unit 7 is connected to the first electric generator, and the steam turbine 11 is connected to the second electric generator (not shown in the drawing).

Блок 4 сепарации и осушки содержит сепараторы и низкотемпературный вихревой абсорбер (на чертеже не показаны).Block 4 separation and drying contains separators and a low-temperature vortex absorber (not shown).

Блок 9 синтеза топлива выполнен с реакторами для получения, соответственно, концентрата синтетического топлива и ароматических углеводородов. Концентрат синтетического топлива включает в себя синтетические углеводороды и/или диметиловый эфир и бензиновую фракцию.Block 9 fuel synthesis is made with reactors to obtain, respectively, a concentrate of synthetic fuel and aromatic hydrocarbons. The synthetic fuel concentrate includes synthetic hydrocarbons and / or dimethyl ether and a gasoline fraction.

Комбинированная газотурбинная установка снабжена байпасным трубопроводом, соединяющим, при остановке реакторов блока 9 синтеза топлива, блок 8 конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа с котлом-утилизатором 10. Котел-утилизатор 10 выполнен с пароперегревателем.The combined gas turbine unit is equipped with a bypass pipe connecting, when the reactors of the fuel synthesis unit 9 are stopped, the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit 8 with the recovery boiler 10. The recovery boiler 10 is provided with a superheater.

Циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины 12 подключен к системе охлаждения газотурбинного блока 7, а именно к воздухоохладителям, установленным между промежуточными ступенями компрессора газотурбинного блока и/или к системе охлаждения турбины. Выход абсорбционной холодильной машины 12 по теплу подключен к блоку 3 сероочистки.The circulation refrigerant of the absorption refrigeration machine 12 is connected to the cooling system of the gas turbine unit 7, namely to the air coolers installed between the intermediate stages of the compressor of the gas turbine unit and / or to the turbine cooling system. The output of the absorption refrigeration machine 12 is connected in heat to the desulfurization unit 3.

Блок 9 синтеза топлива подключен к камере сгорания газотурбинного блока 7 для использования в качестве компонентов топлива конденсата углеводородов. При этом блок 9 синтеза топлива может быть подключен к котлу-утилизатору 10 для использования в качестве топлива конденсата углеводородов.The fuel synthesis unit 9 is connected to the combustion chamber of the gas turbine unit 7 for use as hydrocarbon condensate components. In this case, the fuel synthesis unit 9 can be connected to a waste heat boiler 10 for use as a fuel of hydrocarbon condensate.

После сероочистки часть газа направляют в котел-утилизатор 10, а основная часть очищенного газа поступает в блок 4 сепарации и очистки, где с использованием сепараторов и низкотемпературного вихревого абсорбера после разделения на выходе получают «сухой газ» и конденсат.After desulfurization, part of the gas is sent to a waste heat boiler 10, and the main part of the purified gas enters the separation and purification unit 4, where, using separators and a low-temperature vortex absorber, “dry gas” and condensate are obtained after separation.

Конденсированную фракцию углеводородов направляют в модуль 5 сбора конденсата, из которого он поступает в блок 9 синтеза топлива для получения концентрата ароматических углеводородов.The condensed hydrocarbon fraction is sent to the condensate collection module 5, from which it enters the fuel synthesis unit 9 to obtain an aromatic hydrocarbon concentrate.

Компримированный или «сухой газ» направляют в камеру сгорания газотурбинного блока 7. Выход турбины газотурбинного блока 7 подключен к блоку 8 конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа для обеспечения заданного режима паровой конверсии, при котором образуется «синтез-газ» с максимальным парциальным давлением водорода и утилизируется значительное количество тепла выхлопных газов из турбины.Compressed or “dry gas” is sent to the combustion chamber of the gas turbine unit 7. The turbine output of the gas turbine unit 7 is connected to the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit 8 to provide a predetermined steam conversion mode in which “synthesis gas” with the maximum hydrogen partial pressure is generated and a significant amount of exhaust heat from the turbine is utilized.

В случае необходимости избыточное тепло выхлопных газов может быть также утилизировано и в блоке 9 синтеза топлива для обогрева реактора синтеза концентрата ароматических углеводородов. В свою очередь, «синтез-газ» из блока 8 конверсии поступает в блок 9 для синтеза жидкой углеводородной фракции, бензиновой фракции или диметилового эфира.If necessary, the excess heat of the exhaust gases can also be utilized in the fuel synthesis unit 9 for heating the aromatic hydrocarbon concentrate synthesis reactor. In turn, the "synthesis gas" from block 8 of the conversion enters block 9 for the synthesis of a liquid hydrocarbon fraction, gasoline fraction or dimethyl ether.

При остановке реактора синтеза углеводородного топлива на перезагрузку катализатора, ремонтные или профилактические работы «синтез-газ» из блока 8 конверсии направляют для сгорания в котел-утилизатор 10.When the reactor for the synthesis of hydrocarbon fuel is stopped to reload the catalyst, repair or maintenance work of the synthesis gas from the conversion unit 8 is sent for combustion to a waste heat boiler 10.

Котел-утилизатор 10 выхлопных газов выполнен с дополнительным дожиганием топлива, поступающего после блока 3 сероочистки и/или блока 8 конверсии и подачей пара в паровую турбину 11. Отработанный в паровой турбине 11 пар направляют в абсорбционную холодильную машину 12 для выработки холода и в блок 13 водоподготовки, а окончательная утилизация тепла осуществляется в блоке 3 сероочистки. Помимо паровой турбины 11 часть горячего пара из котла- утилизатора 10 поступает в блок 8 для паровой конверсии углеводородов в «синтез-газ».The exhaust gas recovery boiler 10 is provided with an additional afterburning of the fuel coming from the desulfurization unit 3 and / or the conversion unit 8 and supplying steam to the steam turbine 11. The steam spent in the steam turbine 11 is sent to an absorption refrigeration machine 12 to generate cold and to block 13 water treatment, and the final heat recovery is carried out in block 3 desulfurization. In addition to the steam turbine 11, part of the hot steam from the recovery boiler 10 enters block 8 for the steam conversion of hydrocarbons into “synthesis gas”.

В свою очередь, охлаждающая среда, вырабатываемая абсорбционной холодильной машиной 12, используется в системе охлаждения газотурбинного блока и, в частности, в воздухоохладителях, подключенных к промежуточным ступеням компрессора, и в системе охлаждения газовой турбины, а также для охлаждения «синтез-газа» и конденсации синтетических топлив. В качестве синтетических топлив получают жидкие синтетические углеводороды, диметиловый эфир и бензиновую фракцию, концентрат ароматических углеводородов. При необходимости тяжелые фракции синтетических углеводородов и непредельные углеводороды поступают в модуль 14 гидрокрегинга для получения средних дистиллятов и отправки потребителю.In turn, the cooling medium generated by the absorption refrigeration machine 12 is used in the cooling system of the gas turbine unit and, in particular, in the air coolers connected to the intermediate stages of the compressor, and in the cooling system of the gas turbine, as well as for cooling the synthesis gas and condensation of synthetic fuels. As synthetic fuels, liquid synthetic hydrocarbons, dimethyl ether and gasoline fraction, aromatic hydrocarbon concentrate are obtained. If necessary, heavy fractions of synthetic hydrocarbons and unsaturated hydrocarbons are fed to hydrocracking module 14 to obtain medium distillates and send them to the consumer.

Таким образом, осуществляется гибкая схема получения электроэнергии и синтетических моторных топлив в комбинированной газотурбинной установке с замкнутым технологическим циклом переработки низконапорного природного или попутного нефтяного газа и максимальной утилизацией тепла выхлопных газов.Thus, a flexible scheme for generating electricity and synthetic motor fuels in a combined gas turbine unit with a closed technological cycle for processing low-pressure natural or associated petroleum gas and maximizing the heat of exhaust gases is implemented.

Claims (15)

1. Комбинированная газотурбинная установка, содержащая газотурбинный блок, включающий компрессор, камеру сгорания и турбину, подключенный к выходу из последней паровой контур с котлом-утилизатором, выход которого по пару соединен с паровой турбиной, абсорбционную холодильную машину с циркуляционным хладагентом и с тепловоспринимающими элементами, подключенными к выходу паровой турбины, систему подачи топлива, отличающаяся тем, что комбинированная газотурбинная установка снабжена блоком конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа в «синтез-газ», блоком синтеза топлива, модулем гидрокрекинга, система подачи топлива подключена к источнику подачи низконапорного природного или попутного нефтяного газа, соединенному с компрессорным блоком, и снабжена расположенными последовательно блоком сероочистки низконапорного природного или попутного нефтяного газа, блоком его сепарации и осушки с модулем сбора конденсата и модулем компримирования топлива, подключенным к камере сгорания газотурбинного блока, паровая турбина снабжена блоком водоподготовки, при этом циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к блоку синтеза топлива для охлаждения «синтез-газа» и конденсации синтетических топлив, котел-утилизатор по пару подключен к блоку конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа для паровой конверсии углеводородов в «синтез-газ», выход газовой турбины подключен к блоку конверсии и блоку синтеза топлива, модуль сбора конденсата подключен к блоку синтеза топлива и котлу-утилизатору, блок сепарации и осушки - к блоку синтеза топлива, блок конверсии - к блоку синтеза топлива и к модулю гидрокрекинга, блок сероочистки - к котлу-утилизатору.1. A combined gas turbine installation comprising a gas turbine unit including a compressor, a combustion chamber and a turbine connected to the outlet of the last steam circuit with a recovery boiler, the output of which is coupled to a steam turbine, an absorption refrigeration machine with circulating refrigerant and heat-receiving elements, connected to the output of the steam turbine, a fuel supply system, characterized in that the combined gas turbine unit is equipped with a low-pressure natural conversion unit or oil gas into “synthesis gas”, a fuel synthesis unit, a hydrocracking module, the fuel supply system is connected to a low-pressure natural or associated petroleum gas supply source connected to the compressor unit, and provided with a low-pressure natural or associated petroleum gas desulfurization unit arranged in series its separation and drying with a condensate collection module and a fuel compression module connected to the combustion chamber of the gas turbine unit, the steam turbine is equipped with a water treatment unit and, while the circulation refrigerant of the absorption refrigeration machine is connected to the fuel synthesis unit for cooling the synthesis gas and condensation of synthetic fuels, the recovery boiler is connected in a couple to the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit for steam conversion of hydrocarbons into synthesis gas ", The output of the gas turbine is connected to the conversion unit and the fuel synthesis unit, the condensate collection module is connected to the fuel synthesis unit and the recovery boiler, the separation and drying unit is connected to the fuel synthesis unit, the unit to nversii - a fuel synthesis unit and the module hydrocracking desulfurization unit - to the recovery boiler. 2. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что блок синтеза топлива соединен с модулем гидрокрекинга для получения средних дистиллятов.2. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the fuel synthesis unit is connected to a hydrocracking module to obtain middle distillates. 3. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что турбина газотурбинного блока соединена с первым электрогенератором.3. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the turbine of the gas turbine unit is connected to the first electric generator. 4. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что паровая турбина соединена со вторым электрогенератором.4. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the steam turbine is connected to a second electric generator. 5. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что блок сепарации и осушки содержит сепараторы и низкотемпературный вихревой абсорбер.5. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the separation and drying unit contains separators and a low-temperature vortex absorber. 6. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что блок синтеза топлива выполнен с реакторами для получения соответственно концентрата синтетического топлива и ароматических углеводородов.6. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the fuel synthesis unit is made with reactors to produce respectively a synthetic fuel concentrate and aromatic hydrocarbons. 7. Комбинированная газотурбинная установка по п.6, отличающаяся тем, что установка снабжена байпасным трубопроводом, соединяющим при остановке реакторов блока синтеза топлива блок конверсии низконапорного природного или попутного нефтяного газа с котлом-утилизатором.7. The combined gas turbine installation according to claim 6, characterized in that the installation is equipped with a bypass pipeline connecting, when the reactors of the fuel synthesis unit are stopped, the low-pressure natural or associated petroleum gas conversion unit to the recovery boiler. 8. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к системе охлаждения газотурбинного блока.8. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the circulating refrigerant of the absorption refrigeration machine is connected to the cooling system of the gas turbine unit. 9. Комбинированная газотурбинная установка по п.8, отличающаяся тем, что циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к воздухоохладителям, установленным между промежуточными ступенями компрессора газотурбинного блока.9. The combined gas turbine installation of claim 8, wherein the circulation refrigerant of the absorption refrigeration machine is connected to air coolers installed between the intermediate stages of the compressor of the gas turbine unit. 10. Комбинированная газотурбинная установка по п.8 или 9, отличающаяся тем, что циркуляционный хладагент абсорбционной холодильной машины подключен к системе охлаждения турбины газотурбинного блока.10. The combined gas turbine installation of claim 8 or 9, characterized in that the circulating refrigerant of the absorption refrigeration machine is connected to the cooling system of the turbine of the gas turbine unit. 11. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что котел-утилизатор выполнен с пароперегревателем.11. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the waste heat boiler is made with a superheater. 12. Комбинированная газотурбинная установка по п.6, отличающаяся тем, что блок синтеза топлива подключен к камере сгорания газотурбинного блока для использования в качестве компонентов топлива конденсата углеводородов.12. The combined gas turbine installation according to claim 6, characterized in that the fuel synthesis unit is connected to the combustion chamber of the gas turbine unit for use as hydrocarbon condensate fuel components. 13. Комбинированная газотурбинная установка по п.6, отличающаяся тем, что блок синтеза топлива подключен к котлу-утилизатору для использования в качестве топлива конденсата углеводородов.13. The combined gas turbine installation according to claim 6, characterized in that the fuel synthesis unit is connected to a recovery boiler for use as a hydrocarbon condensate fuel. 14. Комбинированная газотурбинная установка по п.6, отличающаяся тем, что концентрат синтетического топлива включает в себя синтетические углеводороды и/или диметиловый эфир и бензиновую фракцию.14. The combined gas turbine installation according to claim 6, characterized in that the synthetic fuel concentrate includes synthetic hydrocarbons and / or dimethyl ether and a gasoline fraction. 15. Комбинированная газотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что выход абсорбционной холодильной машины по теплу подключен к блоку сероочистки. 15. The combined gas turbine installation according to claim 1, characterized in that the heat absorption output of the absorption refrigeration machine is connected to a desulfurization unit.
RU2010133874/06A 2010-08-13 2010-08-13 Combination gas-turbine plant RU2428575C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133874/06A RU2428575C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Combination gas-turbine plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133874/06A RU2428575C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Combination gas-turbine plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2428575C1 true RU2428575C1 (en) 2011-09-10

Family

ID=44757649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010133874/06A RU2428575C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Combination gas-turbine plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2428575C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014123454A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 Kiryachok Vladimir Georgievich Method for converting hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy facility for the implementation thereof
RU2554134C1 (en) * 2014-06-17 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for additional drying and purifying of hydrogen-sulphide-containing associated gas for further usage as fuel in gas generator plants and system for its implementation
RU2587736C1 (en) * 2015-04-29 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof
RU2701429C1 (en) * 2019-02-04 2019-09-26 Олег Андреевич Зимняков Multifunctional power plant of modular type
RU2819606C1 (en) * 2023-10-20 2024-05-21 Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" Hydrogen-bearing gas separation system (versions)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014123454A1 (en) * 2013-02-06 2014-08-14 Kiryachok Vladimir Georgievich Method for converting hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy facility for the implementation thereof
RU2527536C1 (en) * 2013-02-06 2014-09-10 Кирячек Владимир Георгиевич Method of processing hydrocarbon gas into stable liquid synthetic petroleum products and energy complex for its realisation
RU2554134C1 (en) * 2014-06-17 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for additional drying and purifying of hydrogen-sulphide-containing associated gas for further usage as fuel in gas generator plants and system for its implementation
RU2587736C1 (en) * 2015-04-29 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof
RU2701429C1 (en) * 2019-02-04 2019-09-26 Олег Андреевич Зимняков Multifunctional power plant of modular type
RU2819606C1 (en) * 2023-10-20 2024-05-21 Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" Hydrogen-bearing gas separation system (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ertesvåg et al. Exergy analysis of a gas-turbine combined-cycle power plant with precombustion CO2 capture
CN101160375B (en) Systems, methods, and compositions for production of synthetic hydrocarbon compounds
JP5951408B2 (en) Heat recovery from gasification system
Wang et al. Techno-economic performance of two-stage series evaporation organic Rankine cycle with dual-level heat sources
Ghasemi et al. Thermodynamic assessment and optimization of a novel trigeneration energy system based on solar energy and MSW gasification using energy and exergy concept
US8621841B2 (en) Gasification power generation system provided with carbon dioxide separation and recovery device
EA031165B1 (en) System and method for high-efficiency energy generation using a nitrogen-based working fluid
RU2467187C2 (en) Method of operating gas turbine unit
RU2476688C1 (en) Power plant
RU2428575C1 (en) Combination gas-turbine plant
Sotoodeh et al. Performance analyses of a waste-to-energy multigeneration system incorporated with thermoelectric generators
Ren et al. Thermodynamic, exergoeconomic, and exergoenvironmental analysis of a combined cooling and power system for natural gas-biomass dual fuel gas turbine waste heat recovery
EA039670B1 (en) Power generating system and method
Liu et al. A comprehensive study of a novel multigeneration system using a combined power plant based on geothermal energy and oxyfuel combustion
Zhou et al. Simulation and multi-aspect analysis of a novel waste heat recovery process for a power plant producing electricity, heating, desalinated water, liquefied carbon dioxide, and natural gas
Liu et al. Evaluation and improvements on the flexibility and economic performance of a thermal power plant while applying carbon capture, utilization & storage
Diyoke et al. Comparative assessment of a hybrid of gas turbine and biomass power system for sustainable multi-generation in Nigeria
Oyekale et al. A review of conventional and exergetic life cycle assessments of organic Rankine cycle plants exploiting various low-temperature energy resources
Ahmadi et al. A comprehensive approach for tri-objective optimization of a novel advanced energy system with gas turbine prime mover, ejector cooling system and multi-effect desalination
Rocha et al. Exergoenvironmental analysis for evaluating coal-fired power plants technologies
Li et al. Techno‐Economic Analysis of a Coal Staged Conversion Polygeneration System for Power and Chemicals Production
Yu et al. Multi-aspect evaluation of a novel geothermal-driven trigeneration system for cooling, heat, and power generation
Guo et al. Proposal and 4E analysis of an innovative integrated model based on A gas turbine cycle for the simultaneous production of power, methanol, desalinated water, and heating
RU2693777C1 (en) Power chemical plant for producing synthesis gas, electric and heat energy
RU2529615C1 (en) Method of energy accumulation

Legal Events

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

Effective date: 20120814

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20131210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140814