RU2544110C1 - Exhaust device of power plant - Google Patents
Exhaust device of power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544110C1 RU2544110C1 RU2014101281/06A RU2014101281A RU2544110C1 RU 2544110 C1 RU2544110 C1 RU 2544110C1 RU 2014101281/06 A RU2014101281/06 A RU 2014101281/06A RU 2014101281 A RU2014101281 A RU 2014101281A RU 2544110 C1 RU2544110 C1 RU 2544110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exhaust
- power plant
- heat exchanger
- cassettes
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для выработки тепловой и электрической энергии.The invention relates to power plants designed to generate heat and electricity.
Известна силовая установка по патенту РФ на изобретение №2137617, эта установка имеет жидкостную систему охлаждения и вентилятор для создания потока охлаждающего воздуха.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2137617, this installation has a liquid cooling system and a fan to create a flow of cooling air.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2439778, МПК F02C 7/14, опубл. 20.03.09 г. Силовая установка с утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды. Установка содержит систему охлаждения турбины, в которую входят параллельно соединенные топливопаровой и топливовоздушный теплообменники. Выход из регенеративного теплообменника через топливопаровой теплообменник и паровую турбину, установленную на валу свободной турбины, соединен с емкостью для воды.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2439778, IPC
Недостатки этой схемы - не предусмотрена очистка выхлопных газов и сложная система охлаждения.The disadvantages of this scheme are that exhaust gas cleaning and a complex cooling system are not provided.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2319772, МПК F02C 7/14, опубл. 20.03.09 г. Установка содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды. Установка содержит систему охлаждения турбины, в которую входят последовательно соединенные топливопаровой и топливовоздушный теплообменники. Выход из регенеративного теплообменника через топливопаровой теплообменник и паровую турбину, установленную на валу свободной турбины, соединен с емкостью для воды.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2319772, IPC
Недостаток - не предусмотрена очистка выхлопных газов.Disadvantage - exhaust gas cleaning is not provided.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2320497, МПК B60R 6/00, опубл. 10.02.08 г. Силовая установка с регенерацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник. Выход из регенеративного теплообменника соединен через паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод подвода воздуха из-за компрессора, дефлектор на диске турбины.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2320497, IPC
Недостаток - не предусмотрена очистка выхлопных газов.Disadvantage - exhaust gas cleaning is not provided.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2316440, МПК В61С 5/00, опубл. 10.02.08 г. Силовая установка с охлаждаемой турбиной и утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник. Вход регенеративного теплообменника соединен через водяной насос с емкостью для воды, а выход соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2316440, IPC
Недостатки - не предусмотрена очистка выхлопных газов и система охлаждения турбины достаточно сложная.Disadvantages - exhaust gas cleaning is not provided and the turbine cooling system is quite complex.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2312231, МПК F01K 21/04, опубл. 10.12.07 г. Силовая установка с утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой в выхлопном устройстве установлен регенеративный теплообменник, выход из регенеративного теплообменника соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды, а в выхлопном устройстве перед регенеративным теплообменником установлена дополнительная камера сгорания. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2312231, IPC F01K 21/04, publ. 12/10/07, a heat recovery power plant includes a gas turbine engine with a compressor, a combustion chamber and a turbine connected by a gas path to a free turbine, behind which a regenerative heat exchanger is installed in the exhaust device, the outlet of the regenerative heat exchanger is connected through an air cooling heat exchanger, a steam turbine and a heat exchanger-condenser with a water tank, and an additional combustion chamber is installed in the exhaust device in front of the regenerative heat exchanger. The heat exchanger-condenser is installed in the fuel line after the fuel pump. The turbine contains an air cooling system for the nozzle apparatus and the impeller of the turbine, which includes an air intake pipe due to the compressor, an air cooling heat exchanger, a collector, a nozzle apparatus with cavities inside it and a deflector on the turbine disk.
Недостатки - не предусмотрена очистка выхлопных газов и низкий КПД установки из-за сжигания дополнительного топлива при низком давлении.Disadvantages - exhaust gas cleaning and low installation efficiency are not provided due to the burning of additional fuel at low pressure.
Известна энергетическая установка по патенту РФ на изобретение №2312236, МПК F01K 15/02 опубл. 10.12. 07 г. Силовая установка с охлаждаемой турбиной и утилизацией тепла содержит газотурбинный двигатель с компрессором, камерой сгорания и турбиной, соединенной газовым трактом со свободной турбиной, за которой установлен регенеративный теплообменник, вход которого соединен через водяной насос с емкостью для воды, отличается тем, что выход из регенеративного теплообменника соединен через теплообменник охлаждения воздуха, паровую турбину и теплообменник-конденсатор с емкостью для воды. Теплообменник-конденсатор установлен в топливной магистрали после насоса горючего. Турбина содержит воздушную систему охлаждения соплового аппарата и рабочего колеса турбины, в которую входит трубопровод отбора воздуха из-за компрессора, теплообменник охлаждения воздуха, коллектор, сопловой аппарат с полостями внутри него и дефлектор на диске турбины.Known power plant according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2312236, IPC
Недостаток - не предусмотрена очистка выхлопных газов.Disadvantage - exhaust gas cleaning is not provided.
Известна силовая установка по патенту РФ №2189477, которая содержит газотурбинный двигатель - ГТД, газовый тракт, соединяющий этот газотурбинный двигатель со свободной турбиной и нагрузку в виде электрогенератора, вал которого подсоединен к валу свободной турбины через муфту.A known power plant according to the patent of the Russian Federation No. 2189477, which contains a gas turbine engine - gas turbine engine, a gas path connecting this gas turbine engine with a free turbine and a load in the form of an electric generator, the shaft of which is connected to the shaft of the free turbine through a coupling.
Недостатком этой силовой установки является то, что она имеет низкий КПД около 20%, что почти в 2 раза меньше, чем у современных дизельных установок.The disadvantage of this power plant is that it has a low efficiency of about 20%, which is almost 2 times less than that of modern diesel plants.
Известна силовая установка по патенту РФ №2272916 (прототип), которая содержит газотурбинный двигатель с турбиной и свободную турбину, за которой установлен регенеративный теплообменник, выход из которого соединен с газотурбинным двигателем, конкретно с системой охлаждения турбины.A known power plant according to the patent of the Russian Federation No. 2272916 (prototype), which contains a gas turbine engine with a turbine and a free turbine, behind which a regenerative heat exchanger is installed, the outlet of which is connected to the gas turbine engine, specifically to the turbine cooling system.
Недостатки этой установки:The disadvantages of this setup are:
1. Сложность и высокая стоимость из-за наличия газотурбинного двигателя.1. Complexity and high cost due to the presence of a gas turbine engine.
2. Низкий КПД силовой установки из-за того, что подача пара на вход в турбину резко уменьшает температуру продуктов сгорания, проходящих через нее, и тем самым снижает КПД турбины и силовой установки в целом. Если же компенсировать снижение температуры газа перед турбиной увеличением расхода топлива, это приведет к дефектам в виде прогара сопловых и рабочих лопаток турбины. Кроме того, длительное пропускание большого расхода воды через систему охлаждения турбины приводит к отложению накипи в системе охлаждения турбины и ухудшению охлаждения. Применение дистиллированной воды невозможно по техническим и экономическим соображениям.2. Low efficiency of the power plant due to the fact that the steam supply to the turbine inlet sharply reduces the temperature of the combustion products passing through it, and thereby reduces the efficiency of the turbine and the power plant as a whole. If to compensate for the decrease in the gas temperature in front of the turbine with an increase in fuel consumption, this will lead to defects in the form of burnout of the nozzle and working blades of the turbine. In addition, prolonged transmission of a large flow rate of water through the turbine cooling system leads to scale deposits in the turbine cooling system and poor cooling. The use of distilled water is not possible for technical and economic reasons.
3. Не предусмотрены меры по уменьшению содержания вредных веществ в выхлопных газах.3. There are no measures to reduce the content of harmful substances in exhaust gases.
Известна энергетическая установка (газоперекачивающий агрегат) по патенту РФ на полезную модель №115846, МПК F01D 25/00, опубл. 10.05.2012 г., прототип.Known power plant (gas pumping unit) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 115846, IPC F01D 25/00, publ. 05/10/2012, the prototype.
Этот газоперекачивающий агрегат содержит турбоблок, в теплозвукоизолирующем контейнере которого расположены газотурбинный двигатель и центробежный компрессор для сжатия газа, включающий ротор, установленный в подшипниках и снабженный уплотнениями; воздухоочистительное устройство; выхлопную систему с выхлопной шахтой для удаления продуктов сгорания и шумоглушители, отличающийся тем, что центробежный компрессор выполнен многоступенчатым с возможностью обеспечения абсолютного давления газа на его выходе в диапазоне 1,5-25,0 МПа, газотурбинный двигатель, который вместе с всасывающим и выхлопным устройствами расположены на общей фундаментной раме, газотурбинный двигатель заключен в теплозвукоизолирующий кожух с элементами систем вентиляции, освещения, пожаротушения и газоанализа газоперекачивающего агрегата.This gas pumping unit comprises a turboblock in which a gas turbine engine and a centrifugal compressor for compressing gas, comprising a rotor mounted in bearings and provided with seals, are located in a heat and sound insulating container; air cleaning device; exhaust system with an exhaust shaft for removing combustion products and silencers, characterized in that the centrifugal compressor is multi-stage with the ability to provide absolute gas pressure at its outlet in the range of 1.5-25.0 MPa, a gas turbine engine, which together with the suction and exhaust devices located on a common foundation frame, the gas turbine engine is enclosed in a heat and sound insulating casing with elements of ventilation, lighting, fire extinguishing and gas analysis of the gas pumping unit.
Недостатки - высокая эмиссия вредных веществ из-за отсутствия нейтрализатора газа и низкий КПД из-за аэродинамических потерь в системе глушения и большие (более 500°С) температуры выхлопных газов.Disadvantages - high emissions of harmful substances due to the lack of a gas neutralizer and low efficiency due to aerodynamic losses in the silencing system and large (more than 500 ° C) exhaust gas temperatures.
Известно выхлопное устройство энергетической установки по патенту РФ на полезную модель № 115843, МПК F04D25/00, опубл. 10.05.2012 г., прототип.Known exhaust device of a power plant according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 115843, IPC F04D25 / 00, publ. 05/10/2012, the prototype.
Это устройство содержит корпус, преобразующий горизонтальное движение потока выхлопных газов в вертикальное, вертикальную цилиндрическую шахту и шумоглушитель, установленный в ней, при этом шумоглушитель выполнен в виде установленных радиально кассет, содержащих пустотелый корпус, стенки которого перфорированы отверстиями, полость кассет частично заполнена катализатором.This device comprises a housing that converts the horizontal movement of the exhaust stream into a vertical, vertical cylindrical shaft and a silencer installed in it, while the silencer is made in the form of radially mounted cassettes containing a hollow casing, the walls of which are perforated with holes, the cavity of the cassettes is partially filled with a catalyst.
Недостатки - низкое качество очистки выхлопных газов вследствие того, что при продольном обтекании выхлопные газы плохо проникают внутрь кассет.Disadvantages - poor quality of exhaust gas cleaning due to the fact that during longitudinal flow around the exhaust gases do not penetrate well into the cassettes.
Задачи создания изобретения: обеспечение качественной очистки выхлопных газов.The objectives of the invention: to ensure high-quality purification of exhaust gases.
Достигнутые технические результаты - улучшение очистки выхлопных газов, снижение аэродинамического сопротивления шумоглушителя и теплообменника-утилизатора, снижение шума и повышение КПД установки.Achieved technical results - improved exhaust gas cleaning, reduced aerodynamic drag of the silencer and heat exchanger-heat exchanger, reduced noise and increased plant efficiency.
Решение указанных задач достигнуто в выхлопном устройстве энергетической установки, содержащей корпус, преобразующий горизонтальное движение потока выхлопных газов в вертикальное, вертикальную цилиндрическую шахту и шумоглушитель, установленный в ней, при этом шумоглушитель выполнен в виде установленных радиально кассет, содержащих пустотелый корпус, стенки которого перфорированы отверстиями, полость кассет частично заполнена катализатором, отличающейся тем, что кассеты установлены под углом.The solution of these problems was achieved in the exhaust device of a power plant containing a housing that converts the horizontal movement of the exhaust gas stream into a vertical, vertical cylindrical shaft and a silencer installed in it, while the silencer is made in the form of radially mounted cassettes containing a hollow body, the walls of which are perforated with holes , the cavity of the cassettes is partially filled with a catalyst, characterized in that the cassettes are installed at an angle.
Внутри шахты может быть установлен теплообменник-утилизатор, который выполнен в виде секций, выполненных из труб, установленных внутри корпуса, перфорированного отверстиями. Секции теплообменника-утилизатора могут быть установлены под углом к оси выхлопной шахты. Секции и кассеты могут быть установлены под одинаковым углом к оси выхлопной шахты. Количество секции и кассет может быть выполнено одинаковым. Секции могут быть установлены за кассетами так, что их продольные оси расположены между продольными осями кассет. Секции могут быть установлены за кассетами так, что их продольные оси совмещены с продольными осями кассет. На выхлопной шахте за секциями или за кассетами может быть выполнен циклон-очиститель. Циклон-очиститель может быть выполнен в виде кольцевого коллектора, установленного на выхлопной шахте, соединенного отверстиями с полостью выхлопной шахты.A heat exchanger-heat exchanger can be installed inside the shaft, which is made in the form of sections made of pipes installed inside the housing, perforated with holes. Sections of the heat exchanger-utilizer can be installed at an angle to the axis of the exhaust shaft. Sections and cartridges can be installed at the same angle to the axis of the exhaust shaft. The number of sections and cassettes can be the same. Sections can be installed behind the cassettes so that their longitudinal axes are located between the longitudinal axes of the cassettes. Sections can be installed behind the cassettes so that their longitudinal axes are aligned with the longitudinal axes of the cassettes. At the exhaust shaft behind the sections or behind the cartridges can be made cyclone cleaner. The cyclone cleaner can be made in the form of an annular collector mounted on the exhaust shaft, connected by openings to the cavity of the exhaust shaft.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1…25, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 25, where:
- на фиг.1 приведена схема установки выхлопного устройства,- figure 1 shows the installation diagram of the exhaust device,
- на фиг.2 приведен вид A,- figure 2 shows a view of A,
- на фиг.3 приведен внешний вид кассеты,- figure 3 shows the appearance of the cartridge,
- на фиг.4 приведен разрез B-B,- figure 4 shows a section B-B,
- на фиг.5 приведен разрез C-C, первый вариант- figure 5 shows a section C-C, the first option
- на фиг.6 приведен разрез C-C, второй вариант,- figure 6 shows a section C-C, the second option,
- на фиг.7 приведен разрез C-C, третий вариант,- Fig.7 shows a section C-C, the third option,
- на фиг.8 приведен разрез C-C, четвертый вариант,- Fig.8 shows a section C-C, the fourth option,
- на фиг.9 приведено устройство с теплообменником-утилизатором,- figure 9 shows a device with a heat exchanger-utilizer,
- на фиг.10 приведен вид D,- figure 10 shows a view of D,
- на фиг.11 - внешний вид секции теплообменника-утилизатора,- figure 11 is an external view of a section of a heat exchanger-utilizer,
- на фиг.12 приведен вид E,- Fig.12 shows a view of E,
- на фиг.13 приведен разрез A-A,- Fig.13 shows a section A-A,
- на фиг.14 приведен разрез G-G, первый вариант,- Fig.14 shows a section G-G, the first option,
- на фиг.15 приведен разрез G-G, второй вариант,- Fig.15 shows a section G-G, the second option,
- на фиг.16 приведен разрез G-G, третий вариант,- Fig.16 shows a section G-G, the third option,
- на фиг.17 приведен график изменения коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании тубы,- Fig.17 shows a graph of changes in the coefficient of heat transfer during transverse flow around the tube,
- на фиг.18 приведен четвертый вариант секции теплообменника-утилизатора,- Fig. 18 shows a fourth embodiment of a heat exchanger-heat exchanger section,
- на фиг.19 приведена схема устройства с паровой турбиной,- Fig.19 shows a diagram of a device with a steam turbine,
- на фиг.20 приведена система подачи воды к шумоглушителю,- Fig.20 shows a system for supplying water to a muffler,
- на фиг.21 приведена схема устройства с отбором выхлопных газов,- Fig.21 shows a diagram of a device with a selection of exhaust gases,
- на фиг.22 приведена выхлопная шахта с устройством закрутки потока,- Fig.22 shows the exhaust shaft with a device swirl flow,
- на фиг.23 приведена схема установки кассет под углом к вертикальной радиальной плоскости,- Fig.23 shows a diagram of the installation of cartridges at an angle to the vertical radial plane,
- на фиг.24 приведена конструкция выхлопной шахты с циклоном-очистителем, установленным после секций,- Fig.24 shows the design of the exhaust shaft with a cyclone cleaner installed after the sections,
- на фиг.25 приведена схема устройства с паровой турбиной. - Fig.25 shows a diagram of a device with a steam turbine.
Выхлопное устройство энергетической установки (фиг.1…25) содержит свободную турбину 1, к выходу из которой присоединено выхлопное устройство 2 с выхлопной шахтой 3. При этом свободная турбина 1 имеет корпус 4, входной обтекатель 5, сопловой аппарат 6, рабочее колесо 7 с рабочими лопатками 8, установленное на валу 9, который установлен на опорах 10, выходной аппарат 11.The exhaust device of the power plant (Fig. 1 ... 25) contains a
К валу 9 через муфту 12 присоединен вал 13 нагрузки 14 генератора электроэнергии или компрессора газоперекачивающего агрегата (ГПА).A
В выхлопной шахте 3 установлен глушитель шума 15, который выполняет функцию нейтрализатора выхлопных газов. Глушитель шума 15 выполнен в виде кассет 16 (фиг.3) для удобства сборки и ремонта. Кассеты 16 установлены в выхлопной шахте 3 вдоль оси выхлопной шахты 3 и радиально (фиг.2).In the
Ниже кассет 16 снаружи выхлопной шахты 3 выполнена площадка обслуживания 17, предназначенная для обслуживающего персонала.Below the
Кассеты 16 могут быть выполнены в виде корпуса 18, например, в форме прямоугольных параллелепипедов с полостью 19 внутри. Полость 19 частично заполнена катализатором 20, например материалом на основе графита. Частичное заполнение объема полости 19 кассет 16 катализатором 20 позволяет сохранить их шумоглушащие свойства. Корпус 18 кассет 16 перфорирован отверстиями 21, которые служат для сообщения полости 19 с полостью 22 внутри выхлопной шахты 3 (фиг.1) и одновременно предназначены для прохождения выхлопных газов внутрь них для очистки и непосредственно принимают участие в снижении уровня шума. Полость 19 частично заполнена минералом шунгит в виде кусков, служащих катализатором очистки. Диаметр отверстий 21 выполнен меньше размера кусков материала катализатора для исключения его высыпания при транспортировке и в работе.
При проектировании системы очистки выхлопных газов следует учитывать, что окислительные и восстановительные реакции, протекающие в каталитическом нейтрализаторе, наиболее эффективны (т.е. происходят с наиболее высокой скоростью) в узком диапазоне коэффициента избытка воздуха, близком к стехиометрическому (0,95-0,98). При этом происходит эффективная нейтрализация всех трех основных токсичных компонентов окиси азота, углеводородов и окиси углерода. Окись углерода и углеводороды окисляются с образованием конечных продуктов сгорания топлива углекислого газа и воды, а окись азота восстанавливается преимущественно в реакции с окисью углеродаWhen designing an exhaust gas purification system, it should be taken into account that oxidative and reduction reactions occurring in a catalytic converter are most effective (i.e., occur at the highest rate) in a narrow range of excess air coefficient close to stoichiometric (0.95-0, 98). This effectively neutralizes all three major toxic components of nitric oxide, hydrocarbons and carbon monoxide. Carbon monoxide and hydrocarbons are oxidized to form the final products of the combustion of carbon dioxide and water fuels, and nitric oxide is reduced predominantly in reaction with carbon monoxide
2NO+2СО->>N2+2CO2 2NO + 2CO - >> N 2 + 2CO 2
В трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах предельная температура выхлопных газов не должна превышать 800°C. При более 800°C происходит потеря активности катализатора, а при более 1100°C - оплавление блока каталитического вещества.In three-way catalytic converters, the exhaust temperature limit must not exceed 800 ° C. At more than 800 ° C, a loss of catalyst activity occurs, and at more than 1100 ° C, the block of the catalytic substance is melted.
На фиг.3 приведен внешний вид кассеты 16, на фиг.4…8 наиболее детально представлены различные варианты кассет 16.Figure 3 shows the appearance of the
Кассета 16 (фиг.3 и 4) в первом варианте исполнения содержит торцовые грани 23 и 24. С торцовой гранью 24 соединено основание 25, имеющее ручку 26. Под основанием 25 установлена герметизирующая прокладка 27. На основании 25 выполнены отверстия 28 для монтажа.The cassette 16 (Figs. 3 and 4) in the first embodiment contains end faces 23 and 24. A base 25 having a
Во втором варианте (фиг.5) на стороне корпуса 17, обращенной навстречу потоку газов, выполнено скругление 29. В третьем варианте вместо второй противоположной стороне корпуса 17 также выполнено скругление 30. В четвертом варианте (фиг.7) вместо скругления 29 выполнена острая кромка 31. В пятом варианте кассета 16 выполнена в виде аэродинамического профиля 32.In the second embodiment (FIG. 5), rounding 29 is made on the side of the
Возможна установка в полости 22 внутри выхлопной шахты 3 теплообменника-утилизатора 33, который состоит из секций 34, установленных радиально (фиг.9 и 10). Секции 34 имеют входные и выходные патрубки, соответственно 35 и 36, к которым подведены подводящий трубопровод 37 и отводящий трубопровод 38. Применение секций целесообразно для уменьшения веса сборочных единиц теплообменника-утилизатора 33 и для упрощения его ремонта.It is possible to install in the cavity 22 inside the
Внешний вид секции 34 приведен на фиг.11. Секция 34 содержит (фиг.11…13): корпус 39, имеющий узкие боковые грани 40, торцовые грани 41 и 42. С торцовой гранью 42 соединено основание 43, имеющее ручку 44. Под основанием 43 установлена герметизирующая прокладка 45. На основании 43 выполнены отверстия 46 для монтажа. Во внутренней полости 47 установлены трубы 48. Корпус 39 имеет отверстия 49.The appearance of the
Во втором варианте (фиг.14) вместо узкой боковой грани 40, обращенной навстречу потоку газов, выполнено скругление 50, а вместо другой противоположно расположенной боковой грани 40 выполнено скругление 51. В третьем (фиг.15) варианте со стороны, противоположной потоку газа, выполнена прямоугольная щель 52 для выхода очищенного газа. В четвертом варианте (фиг.16) также выполнена прямоугольная щель 53 со стороны, обращенной к потоку газа.In the second embodiment (Fig. 14), instead of a
В пятом варианте (фиг.18) приведена усовершенствованная конструкция секции 34, обладающая чрезвычайно высокой эффективностью теплоотдачи от выхлопных газов к стенке труб 48. Известно из книги М.А. Михеев и др., Основы теплопередачи. М., Энергия, 1977 г., стр.104, что максимальное значение коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании трубы имеет место в точке, находящейся на оси движения потока, а на боковых поверхностях примерно в 4 раза ниже (фиг.17). Для того чтобы исправить этот недостаток, предложено применить отбортовки 54 в отверстиях 49 для интенсификации теплообмена. Снаружи выхлопной шахты выполнена вторая платформа 55 для обслуживания теплообменника-утилизатора 33 и замены секций 34.In the fifth embodiment (Fig. 18), an improved construction of
На фиг.19…24 приведены различные варианты взаимного расположения кассет 16 и секций 34. Кассеты 16 могут быть установлены под углом 5…7 град к оси выхлопной шахты 3 для того, чтобы поток выхлопных газов более эффективно проходил внутрь кассет 16. Однако установка под углом более 7 град недопустима из-за возрастания аэродинамического сопротивления кассет 16. Также под углом 5…7 град могут быть установлены секции 34 теплообменника-утилизатора 33 (фиг.20). При этом возможна установка продольных осей кассет 16 и секций 34 со смещением (фиг.21) или с совмещением осей (фиг.22).In Fig.19 ... 24 shows various options for the relative positions of the
Возможна установка на выхлопной шахте 3 циклона-очистителя 56, который выполнен в виде кольцевого коллектора 57 с отверстиями 58, выходящими внутрь выхлопной шахты 3. На фиг.23 показан вариант с установкой циклона-очистителя 56 после кассет 16, а на фиг.24 - после секций 34.It is possible to install a
Возможно применение паровой турбины 59, подсоединенной к отводящему трубопроводу 38 (фиг.25). Подводящий трубопровод 37 присоединен к баку воды 60 и содержит насос 61.Perhaps the use of a
Паровая турбина 59 имеет конструкцию, представленную на фиг.25, и содержит переходник 62, корпус 63, входной обтекатель 64, сопловой аппарат 65, рабочее колесо 66 с рабочими лопатками 67, установленное на валу 68, установленный в свою очередь на опорах 69, выходной аппарат 70 и выхлопное устройство 71 с выходной трубой 72. К валу 68 при помощи муфты 73 присоединен вал 74, вторая нагрузка 75 (генератор или компрессор).The
РАБОТА УСТАНОВКИINSTALLATION WORK
Для запуска установки (фиг.1…25) подают выхлопные газы из газотурбинного двигателя (газотурбинный двигатель на фиг.1…25 не показан) на вход в свободную турбину 1. Раскручивается рабочее колесо 7 и вал 9, который через муфту 12 приводит во вращение вал 13 нагрузки 14.To start the installation (Fig. 1 ... 25), exhaust gases are supplied from a gas turbine engine (a gas turbine engine is not shown in Fig. 1 ... 25) to an entrance to a
При наличии паровой турбины 59 пар из теплообменника-утилизатора 33 подается в паровую турбину 59. Раскручивается рабочее колесо 66 с валом 67, который приводит во вращение вал 74 второй нагрузки 74.If there is a
Очистка выхлопных газов осуществляется катализатором 19 (фиг.3), через который проходят эти газы. По мере потери активности катализатора 19 кассеты 16 (фиг.1) заменяются. Площадка 37 улучшает условия труда и обеспечивает безопасность проведения работ.Purification of exhaust gases is carried out by the catalyst 19 (figure 3), through which these gases pass. As the activity of the
Вторая площадка 54 используется для замены секции 34 теплообменника 33.A second pad 54 is used to replace the
Применение в качестве катализатора 19 очистки углеродных материалов уменьшит стоимость оборудования и снизит затраты при его эксплуатации.The use as a
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Создать автономную энергетическую установку, обеспечивающую потребителя одновременно электроэнергией и теплом.1. Create an autonomous power plant that provides consumers with both electricity and heat.
2. Увеличить КПД установки:2. Increase the efficiency of the installation:
- за счет применения блоков шумоглушения и секций телообменника-газификатора плоской формы, их особой компоновки в выхлопной шахте и совмещения функций шумоглушения и очистки в одном устройстве, за счет выполнения секций теплообменника-утилизатора такой конструкции, которая позволяет в несколько раз повысить коэффициент теплоотдачи от выхлопных газов к трубкам теплообменника-газификатора.- due to the use of noise suppression units and sections of a flat-shaped gas exchanger-gasifier, their special arrangement in the exhaust shaft and combining of sound attenuation and cleaning functions in one device, due to the implementation of heat exchanger-utilizer sections of such a design, which allows several times to increase the heat transfer coefficient from exhaust gases to the tubes of the heat exchanger-gasifier.
3. Снизить эмиссию вредных веществ в выхлопных газах за счет применения для очистки катализатора очистки - углеродных материалов.3. To reduce the emission of harmful substances in exhaust gases due to the use of carbon-based cleaning catalysts.
4. Обеспечить удобство в эксплуатации и обеспечение безопасности работ при ремонте установки за счет применения платформ обслуживания.4. Ensure ease of use and safety during installation repair through the use of service platforms.
5. Производить быструю замену кассет с катализатором очистки, по мере их загрязнения и быструю замену секций теплообменника-утилизатора.5. Quickly replace the cartridges with the cleaning catalyst, as they become dirty, and quickly replace the sections of the heat exchanger-utilizer.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101281/06A RU2544110C1 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Exhaust device of power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101281/06A RU2544110C1 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Exhaust device of power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2544110C1 true RU2544110C1 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014101281/06A RU2544110C1 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Exhaust device of power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2544110C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3739872A (en) * | 1971-05-27 | 1973-06-19 | Westinghouse Electric Corp | Gas turbine exhaust system |
RU2022127C1 (en) * | 1991-01-31 | 1994-10-30 | Ляпкин Александр Александрович | Exhaust gas catalytic neutralizer |
RU2069771C1 (en) * | 1991-09-04 | 1996-11-27 | Гавони Б.Г.М. Силенциатори ди Альбино Гавони энд К.С.а.с. | Exhaust silencer |
RU115843U1 (en) * | 2011-07-12 | 2012-05-10 | Валентин Семёнович Королёв | GAS PUMPING UNIT |
-
2014
- 2014-01-16 RU RU2014101281/06A patent/RU2544110C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3739872A (en) * | 1971-05-27 | 1973-06-19 | Westinghouse Electric Corp | Gas turbine exhaust system |
RU2022127C1 (en) * | 1991-01-31 | 1994-10-30 | Ляпкин Александр Александрович | Exhaust gas catalytic neutralizer |
RU2069771C1 (en) * | 1991-09-04 | 1996-11-27 | Гавони Б.Г.М. Силенциатори ди Альбино Гавони энд К.С.а.с. | Exhaust silencer |
RU115843U1 (en) * | 2011-07-12 | 2012-05-10 | Валентин Семёнович Королёв | GAS PUMPING UNIT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202055915U (en) | Environmentally-friendly ultra-quiet type diesel generator set | |
CN106401716A (en) | Tail gas denitration device of natural gas internal combustion engine generator | |
RU134244U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
RU2544110C1 (en) | Exhaust device of power plant | |
CN206190372U (en) | Natural gas engine generator tail gas denitrification facility | |
RU2005119199A (en) | SYSTEM AND METHOD FOR PASTERIZATION OF WATER AND ENERGY PRODUCTION | |
RU151472U1 (en) | EXHAUST DEVICE FOR POWER INSTALLATION | |
CN201983324U (en) | Venturi tube injection-type range hood | |
CN202338495U (en) | Portable liquamatic fan with smoke-eliminating and dust-removing functions | |
KR20000028953A (en) | AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING A REACTOR FOR REDUCTION OF THE NOχ CONTENT IN THE EXHAUST GAS, AND A METHOD | |
RU86678U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
CN206487533U (en) | A kind of water cooling silencer for being adapted to box mute type small-power internal combustion engine generator group | |
CN105257599A (en) | Mine ventilator | |
CN108757130B (en) | Energy conversion device and method of diesel engine | |
CN210858865U (en) | Engine crankcase ventilation system | |
CN104179566B (en) | A kind of pure oxygen internal combustion auto-rotating-type motor | |
RU2426901C1 (en) | Inlet path of gas-turbine engine | |
CN212717402U (en) | Bypass silencer | |
CN208934954U (en) | A kind of BY-HTF high temperature fire smoke discharging axial flow fan | |
CN208982149U (en) | A kind of engine with making-up air device | |
RU45474U1 (en) | EXHAUST AND DISPOSAL SYSTEM OF EXHAUST GAS GAS-TURBINE UNITS | |
RU2054563C1 (en) | Steam-gas engine | |
RU2269018C1 (en) | Power-generating gas-turbine plant | |
RU2374104C1 (en) | Gas turbine locomotive and its power plant | |
CN207393315U (en) | A kind of mute desert area generating set |