RU2460891C1 - Combined gas turbine compressor unit - Google Patents
Combined gas turbine compressor unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2460891C1 RU2460891C1 RU2011113084/06A RU2011113084A RU2460891C1 RU 2460891 C1 RU2460891 C1 RU 2460891C1 RU 2011113084/06 A RU2011113084/06 A RU 2011113084/06A RU 2011113084 A RU2011113084 A RU 2011113084A RU 2460891 C1 RU2460891 C1 RU 2460891C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- gas
- compressor
- gas turbine
- engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к газотранспортному оборудованию и может быть использовано при создании газотурбинных газоперекачивающих агрегатов (ГГПА).The present invention relates to gas transmission equipment and can be used to create gas turbine gas pumping units (GGPA).
Известен комбинированный ГГПА, выполненный по схеме бинарного газопарового цикла с утилизацией теплоты выхлопных газов газотурбинной установки на компрессорных станциях магистральных газопроводов (Б.С.Ревзин. Газотурбинные газоперекачивающие агрегаты. - М.: Недра, 1986 г., стр.178, рис.79).Known combined GGPA, made according to the scheme of a binary gas-steam cycle with utilization of the heat of the exhaust gases of a gas turbine installation at compressor stations of main gas pipelines (B. S. Revzin. Gas-turbine gas-pumping units. - M .: Nedra, 1986, p. 178, Fig. 79 )
Современные комбинированные ГГПА, работающие по схеме бинарного газопарового цикла, представляют собой сочетание двух самостоятельных энергетических установок (ГГПА и паросиловая установка), связанных между собой только линией обработанных в турбинном блоке газотурбинного двигателя (ГТД) продуктов сгорания. При этом паросиловая установка имеет замкнутый контур, по которому движется специально подготовленный теплоноситель.Modern combined gas-turbine gas turbine engines operating according to the binary gas-steam cycle scheme are a combination of two independent power plants (gas gas turbine and steam power plants), interconnected only by a line of combustion products processed in the turbine block of a gas turbine engine (GTE). At the same time, the steam power plant has a closed circuit along which a specially prepared coolant moves.
Газотурбинная часть комбинированного ГГПА включает в себя магистральный компрессор, приводимый в движение от приводного ГТД, состоящего из компрессорного блока, камеры сгорания и турбинного блока. Принцип работы ГТД заключается в следующем: компрессорный блок подает в камеру сгорания воздух. В камере сгорания происходит смешение воздуха с топливом и сгорание полученной топливовоздушной смеси. Далее продукты сгорания подаются в турбинный блок ГТД, преобразующий энергию продуктов сгорания в полезную работу, используемую для привода компрессорного блока и привода магистрального компрессора (полезную работу), при этом до 60% мощности турбинного блока расходуется на привод компрессорного блока. Далее обработанные турбинным блоком ГТД газы направляются в паротурбинную часть.The gas turbine part of the combined gas turbine engine includes a main compressor driven by a gas turbine engine consisting of a compressor unit, a combustion chamber, and a turbine unit. The principle of operation of a gas turbine engine is as follows: the compressor unit delivers air to the combustion chamber. In the combustion chamber, air is mixed with fuel and the resulting air-fuel mixture is burned. Further, the combustion products are fed to the turbine engine block, which converts the energy of the combustion products into useful work used to drive the compressor unit and drive the main compressor (useful work), with up to 60% of the power of the turbine unit being spent on driving the compressor unit. Then, the gases processed by the turbine unit of the gas turbine engine are sent to the steam turbine part.
В паротурбинной части оставшаяся тепловая энергия продуктов сгорания ГТД утилизируется в паровом котле-утилизаторе, вырабатываемый пар направляется на вход в паровую турбину, где давление пара с помощью паровой турбины совершает полезную работу, вращая вал. Вырабатываемый в котле-утилизаторе пар является рабочим телом для паровой турбины. Далее отработанный пар поступает в конденсатор, где пар конденсируется, вода конденсаторными насосами подается в установку водоподготовки, из нее вода питательными насосами подается в паровой котел-утилизатор и так по кругу. Вал паровой турбины соединяют либо с компрессором для прокачивания транспортируемого газа, либо с генератором для выработки электроэнергии. При наличии автономной воздуходувки и линии подачи дополнительного топлива в котел-утилизатор разрыв линии отработанных газов переводит обе установки в независимый друг от друга режим работы с более низким общим термическим КПД.In the steam-turbine part, the remaining thermal energy of the GTE combustion products is utilized in a steam recovery boiler, the generated steam is sent to the entrance to the steam turbine, where the steam pressure with the help of the steam turbine does useful work by rotating the shaft. The steam generated in the recovery boiler is the working fluid for the steam turbine. Next, the waste steam enters the condenser, where the steam condenses, the water is pumped by condenser pumps to the water treatment plant, from it the water is fed by feed pumps to the steam recovery boiler and so on in a circle. The shaft of a steam turbine is connected either to a compressor for pumping transported gas, or to a generator for generating electricity. In the presence of an autonomous blower and an additional fuel supply line to the waste heat boiler, a break in the exhaust gas line transfers both units to an operation mode independent from each other with a lower overall thermal efficiency.
Недостатками указанного выше комбинированного ГГПА, выполненного по схеме бинарного газопарового цикла, являются наличие двух валов отбора полезной мощности (один от ГТД, второй от паросиловой установки), обуславливающих необходимость наличия двух потребителей (два магистральных компрессора либо магистральный компрессор и генератор), высокие оптимальные степени сжатия воздуха в компрессорном блоке при очень больших массовых расходах воздуха через ГТД, необходимость большого количества систем по подготовке и обработке промежуточного теплоносителя (пара): конденсаторов, насосов, систем подготовки воды, что в конечном счете снижает экономические характеристики.The disadvantages of the aforementioned combined HHPA, performed according to the binary gas-steam cycle scheme, are the presence of two useful power take-off shafts (one from the gas turbine engine, the second from the steam power plant), which necessitate the presence of two consumers (two main compressors or a main compressor and generator), high optimum degrees air compression in the compressor unit at very high mass air flow rates through the gas turbine engine, the need for a large number of systems for the preparation and processing of intermediate o coolant (steam): condensers, pumps, water treatment systems, which ultimately reduces economic performance.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение экономической эффективности изготовления и эксплуатации комбинированных ГГПА.An object of the invention is to eliminate these drawbacks and increase the economic efficiency of the manufacture and operation of combined GGPA.
Технический результат достигается тем, что в комбинированном ГГПА, содержащем магистральный компрессор, газотурбинный двигатель, состоящий из компрессорного блока, камеры сгорания и турбинного блока, систему рекуперации тепла газотурбинного двигателя и газосвязанную с ней внешнюю турбину, система рекуперации тепла выхлопных газов образована расширенным участком выхлопного тракта двигателя и пропущенным через его полость участком напорного трубопровода магистрального компрессора, при этом участок напорного трубопровода магистрального компрессора имеет развитую теплообменную поверхность, а внешняя турбина является приводом компрессорного блока газотурбинного двигателя.The technical result is achieved in that in a combined gas turbine engine containing a main compressor, a gas turbine engine consisting of a compressor block, a combustion chamber and a turbine block, a heat recovery system of a gas turbine engine and an external turbine connected to it, an exhaust gas heat recovery system is formed by an extended exhaust tract section the engine and the section of the pressure line of the main compressor passed through its cavity, while the section of the pressure line of the main Nogo compressor has an extensive heat-exchange surface, and the outer turbine is driven compressor unit of the gas turbine engine.
Отличительные признаки являются существенными, поскольку использование транспортируемого газа в качестве теплоносителя в рекуператоре и рабочего тела во внешней турбине позволяет повысить энергоэффективность ГГПА и экономическую эффективность изготовления и эксплуатации ГГПА, а привод компрессорного блока ГТД от внешней турбины позволяет направить всю мощность турбинного блока ГТД на привод магистрального компрессора.Distinctive features are significant, since the use of transported gas as a heat carrier in the recuperator and the working fluid in an external turbine can increase the energy efficiency of the gas turbine engine and the economic efficiency of the production and operation of the gas turbine engine, and the drive of the gas turbine compressor block from the external turbine allows you to direct the entire power of the gas turbine block to the main compressor.
На фигуре представлена схема предлагаемого комбинированного ГГПА:The figure shows a diagram of the proposed combined GGPA:
1 - подводящий магистральный газопровод;1 - supply main gas pipeline;
2 - магистральный компрессор;2 - main compressor;
3 - внешняя турбина;3 - external turbine;
4 - рекуператор;4 - recuperator;
5 - отводящий магистральный газопровод;5 - discharge main gas pipeline;
6 - газотурбинный двигатель;6 - gas turbine engine;
7 - компрессорный блок ГТД;7 - compressor block GTE;
8 - камера сгорания ГТД;8 - a gas turbine combustion chamber;
9 - турбинный блок ГТД.9 - turbine block GTE.
Комбинированный ГГПА работает следующим образом. Транспортируемый газ поступает на компрессорную станцию по подводящему магистральному газопроводу 1. На компрессорной станции транспортируемый газ компримируется магистральным компрессором 2. Часть транспортируемого газа, необходимая для совершения работы во внешней турбине 3, по напорному трубопроводу магистрального компрессора 2 поступает в рекуператор 4, другая часть транспортируемого газа отводится по отводящему магистральному газопроводу 5. Посредством развитой теплообменной поверхности рекуператора 4 тепловая энергия выхлопного газового потока газотурбинного двигателя 6 передается транспортируемому газу, идущему во внешнюю турбину 3, в которой он, совершая работу, охлаждается, теряет давление до параметров, необходимых для дальнейшей транспортировки, и отводится по отводящему магистральному газопроводу 5. Внешняя турбина приводит в движение компрессорный блок 7 газотурбинного двигателя 6, подающий воздух в камеру сгорания 8, в которой воздух смешивается с топливом, и полученная топливовоздушная смесь сгорает с выделением энергии. Далее газовый поток направляется в турбинный блок 9, преобразующий энергию газового потока в полезную работу по вращению магистрального компрессора 2.Combined GGPA works as follows. The transported gas is supplied to the compressor station via the inlet main gas pipeline 1. At the compressor station, the transported gas is compressed by the main compressor 2. The part of the transported gas necessary for operation in the external turbine 3 is fed through the pressure pipe of the main compressor 2 to the recuperator 4, the other part of the transported gas is discharged through the outlet gas pipeline 5. By means of the developed heat-exchange surface of the recuperator 4, the thermal energy of the exhaust of the gas stream of the gas turbine engine 6 is transferred to the transported gas, which goes to an external turbine 3, in which it, when doing work, is cooled, loses pressure to the parameters necessary for further transportation, and is diverted through the exhaust gas pipeline 5. The external turbine drives the compressor unit 7 of a gas turbine engine 6, supplying air to the combustion chamber 8, in which air is mixed with fuel, and the resulting air-fuel mixture is burned with the release of energy. Next, the gas stream is sent to the turbine unit 9, which converts the energy of the gas stream into useful work by rotating the main compressor 2.
Таким образом, использование транспортируемого газа в качестве теплоносителя в рекуператоре и рабочего тела во внешней турбине позволяет существенно повысить энергоэффективность ГГПА, снизить тепловое воздействие на окружающую среду, снизить затраты на оборудование и обслуживание систем промежуточного теплоносителя. Привод компрессорного блока газотурбинного двигателя от внешней турбины позволяет всю мощность турбинной части газотурбинного двигателя направить на совершение полезной работы.Thus, the use of transported gas as a coolant in a recuperator and a working fluid in an external turbine can significantly increase the energy efficiency of the gas condensate heat exchanger, reduce the thermal impact on the environment, and reduce the cost of equipment and maintenance of the intermediate coolant systems. The drive of the compressor unit of the gas turbine engine from an external turbine allows the entire power of the turbine part of the gas turbine engine to be directed to the completion of useful work.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113084/06A RU2460891C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Combined gas turbine compressor unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113084/06A RU2460891C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Combined gas turbine compressor unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2460891C1 true RU2460891C1 (en) | 2012-09-10 |
Family
ID=46938990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011113084/06A RU2460891C1 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Combined gas turbine compressor unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2460891C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607113C2 (en) * | 2014-11-25 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Gas pumping unit and method of its start-up |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1468311A (en) * | 1974-02-16 | 1977-03-23 | Linde Ag | Recovery of energy from liquefied gases |
DE3117361A1 (en) * | 1980-05-02 | 1982-01-14 | Davy McKee (Oil & Chemicals) Ltd., London | Method and device for driving a rotary machine |
RU2013615C1 (en) * | 1992-01-16 | 1994-05-30 | Валерий Игнатьевич Гуров | Gas-turbine expander unit operating on natural gas |
RU2013616C1 (en) * | 1992-12-29 | 1994-05-30 | Проектно-строительное предприятие "Инсерв" | Method of operating combination gas-turbine system of gas distribution and apparatus for carrying out the method |
RU2096640C1 (en) * | 1994-11-30 | 1997-11-20 | Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Аэротурбогаз" | Gas-turbine expansion machine operation process |
RU2232343C1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-07-10 | Кубанский государственный технологический университет | Power waste recovery plant of gas-transfer stations of main gas pipe-lines |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011113084/06A patent/RU2460891C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1468311A (en) * | 1974-02-16 | 1977-03-23 | Linde Ag | Recovery of energy from liquefied gases |
DE3117361A1 (en) * | 1980-05-02 | 1982-01-14 | Davy McKee (Oil & Chemicals) Ltd., London | Method and device for driving a rotary machine |
RU2013615C1 (en) * | 1992-01-16 | 1994-05-30 | Валерий Игнатьевич Гуров | Gas-turbine expander unit operating on natural gas |
RU2013616C1 (en) * | 1992-12-29 | 1994-05-30 | Проектно-строительное предприятие "Инсерв" | Method of operating combination gas-turbine system of gas distribution and apparatus for carrying out the method |
RU2096640C1 (en) * | 1994-11-30 | 1997-11-20 | Научно-производственное товарищество с ограниченной ответственностью "Аэротурбогаз" | Gas-turbine expansion machine operation process |
RU2232343C1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-07-10 | Кубанский государственный технологический университет | Power waste recovery plant of gas-transfer stations of main gas pipe-lines |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607113C2 (en) * | 2014-11-25 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Gas pumping unit and method of its start-up |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2662536A2 (en) | Gas Turbine Compressor Water Wash System | |
JP2012132454A (en) | System and method for using gas turbine intercooler heat in bottoming steam cycle | |
RU2273741C1 (en) | Gas-steam plant | |
US20130277968A1 (en) | Stationary Power Plant, in Particular a Gas Power Plant, for Generating Electricity | |
RU2570296C1 (en) | Regenerative gas turbine expander unit for compressor station | |
US20100043442A1 (en) | Dimpled serrated fintube structure | |
RU2460891C1 (en) | Combined gas turbine compressor unit | |
CN102251818B (en) | Gas and steam turbine system | |
CN111878251A (en) | Waste heat utilization system of internal combustion engine | |
RU2409746C2 (en) | Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine | |
US20140069078A1 (en) | Combined Cycle System with a Water Turbine | |
KR101753526B1 (en) | Combined cycle power generation system | |
RU126373U1 (en) | STEAM GAS INSTALLATION | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU118360U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC-HEAT-WATER SUPPLY OF ENTERPRISES OF MINING, TRANSPORT AND PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
RU2675427C1 (en) | Combined utilizing gas turbine expander power plant of compressor station of main gas line | |
RU2605879C2 (en) | Power plant combined-cycle plant | |
RU2403407C1 (en) | Steam-gas power plant | |
RU2377428C1 (en) | Combined gas turbine plant (versions) | |
RU2811729C2 (en) | Combined-cycle power plant | |
RU2466285C2 (en) | Steam generating plant | |
RU58613U1 (en) | COMBINED STEAM-GAS UNIT WITH PARALLEL OPERATION DIAGRAM | |
US20130180241A1 (en) | Conveying System for Oil or Gas | |
RU2740670C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
RU2713785C1 (en) | Gas-turbine unit for processing associated oil and various low-pressure gases into electric energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130406 |