RU2731684C1 - Trigeneration system - Google Patents

Trigeneration system Download PDF

Info

Publication number
RU2731684C1
RU2731684C1 RU2019137158A RU2019137158A RU2731684C1 RU 2731684 C1 RU2731684 C1 RU 2731684C1 RU 2019137158 A RU2019137158 A RU 2019137158A RU 2019137158 A RU2019137158 A RU 2019137158A RU 2731684 C1 RU2731684 C1 RU 2731684C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
pump
water
heat exchanger
absorption
Prior art date
Application number
RU2019137158A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Таймаров
Римма Валентиновна Ахметова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ")
Priority to RU2019137158A priority Critical patent/RU2731684C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731684C1 publication Critical patent/RU2731684C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, is intended for simultaneous generation of electric and heat energy, as well as cold in form of depleted water. Trigeneration plant comprises a steam compression heat pump, the condenser of which is technologically connected to the evaporative heat exchanger circuit of the absorption pump, wherein in the generator the heat is supplied by direct fuel combustion, the gas turbine unit, gas-water heat exchanger, absorption bromistolithium heat pump, electric drive compressor, regenerative heat exchanger, condenser, evaporator, overcooler, throttle, absorber, evaporative heat exchanger, generator furnace, cooler, air intake fan, axial compressor, combustion chamber, gas turbine, electric generator, circulation pump. Device is controlled from computerized control panel of electrically driven combined control valves with measuring units.
EFFECT: technical result is solving problem of heat recovery from secondary low-potential heat sources and obtaining cold in form of cooled water with wide range of low temperatures.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и энергосбережения, предназначено для одновременной выработки электрической и тепловой энергии, а также холода в виде захоложенной воды за счет утилизации теплоты низко потенциальных вторичных тепловых и горючих энергоресурсов. Изобретение может быть использовано на автономных объектах нефтедобычи и газодобычи, в технологиях нефтепереработки и нефтехимии.The invention relates to the field of heat power engineering and energy saving, is intended for the simultaneous generation of electrical and thermal energy, as well as cold in the form of cooled water due to the utilization of heat from low potential secondary thermal and combustible energy resources. The invention can be used at autonomous oil and gas production facilities, in oil refining and petrochemical technologies.

Прототипом является тригенерационная установка, содержащая газотурбинный агрегат, газоводяной теплообменник, абсорбционный тепловой насос (см. патент на изобретение РФ №2487305, 11.01.2012). Недостатки известной конструкции:The prototype is a trigeneration unit containing a gas turbine unit, a gas-water heat exchanger, an absorption heat pump (see RF patent for invention No. 2487305, 11.01.2012). Disadvantages of the known design:

1. Невозможно утилизировать низко потенциальную теплоту вторичных тепловых энергоносителей, например теплоту циркуляционной оборотной воды градирен, теплоту сбросной воды после технологических агрегатов.1. It is impossible to utilize the low potential heat of secondary thermal energy carriers, for example, the heat of the circulating circulating water of cooling towers, the heat of the waste water after technological units.

2. Невозможно получение холода в виде охлажденной воды в широком диапазоне изменения пониженных температур.2. It is impossible to obtain cold in the form of chilled water in a wide range of low temperatures.

Задачей изобретения является разработка тригенерационной установки, в которой устранены недостатки прототипа.The objective of the invention is to develop a trigeneration plant, which eliminates the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом является решение задачи утилизации теплоты от вторичных низкопотенциальных тепловых источников и получение холода в виде охлажденной воды с широким диапазоном изменения пониженных температур.The technical result is to solve the problem of heat recovery from secondary low-grade heat sources and obtain cold in the form of chilled water with a wide range of low temperatures.

Технический результат достигается тем, что в тригенерационной установке, содержащей парокомпрессионный тепловой насос, конденсатор которого технологически включен в контур испарительного теплообменника абсорбционного насоса, в котором в генераторе теплота подводится прямым сжиганием топлива, газотурбинный агрегат, газоводяной теплообменник, абсорбционный бромистолитиевый тепловой насос, электроприводной компрессор, регенеративный теплообменник, конденсатор, испаритель, переохладитель, дроссель, абсорбер, испарительный теплообменник, топку генератора, охладитель, вентилятор забора воздуха, осевой компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, циркуляционный насос, хладоагент, электроприводные комбинированные регулирующие задвижки с измерительными узлами, электрическую связь, компьютеризированный пульт управления, одиночные измерительные узлы, байпас, электроприводные комбинированные регулирующие задвижки перетоков с измерительными узлами, согласно настоящему изобретению, дополнительно используется компьютеризированное управление работой газотурбинного агрегата, газоводяного теплообменника, абсорбционного и парокомпрессионного тепловых насосов.The technical result is achieved by the fact that a gas turbine unit, a gas-water heat exchanger, an absorption lithium bromide heat pump, an electric drive compressor, in a trigeneration plant containing a vapor compression heat pump, the condenser of which is technologically included in the evaporative heat exchanger circuit of the absorption pump, in which heat is supplied by direct fuel combustion in the generator, regenerative heat exchanger, condenser, evaporator, subcooler, throttle, absorber, evaporative heat exchanger, generator furnace, cooler, air intake fan, axial compressor, combustion chamber, gas turbine, electric generator, circulation pump, refrigerant, electric drive combined control valves with measuring units, electric communication, computerized control panel, single metering units, bypass, electric drive combined flow control valves with metering units, according to the present invention , in addition, computerized control of the operation of the gas turbine unit, gas-water heat exchanger, absorption and vapor compression heat pumps is used.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена заявляемая тригенерационная установка:The essence of the invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1 shows the claimed trigeneration installation:

1 - парокомпрессионный тепловой насос,1 - vapor compression heat pump,

2 - газотурбинный агрегат,2 - gas turbine unit,

3 - газоводяной теплообменник,3 - gas-water heat exchanger,

4 - абсорбционный бромистолитиевый тепловой насос,4 - absorption lithium bromide heat pump,

5 - электроприводной компрессор,5 - electric drive compressor,

6 - регенеративный теплообменник,6 - regenerative heat exchanger,

7 - конденсатор,7 - capacitor,

8 - испаритель,8 - evaporator,

9 - переохладитель,9 - subcooler,

10 - дроссель,10 - throttle,

11 - абсорбер,11 - absorber,

12 - испарительный теплообменник,12 - evaporative heat exchanger,

13 - топка генератора,13 - generator furnace,

14 - охладитель,14 - cooler,

15 - продукты сгорания в атмосферу,15 - products of combustion into the atmosphere,

16 - вентилятор забора воздуха,16 - air intake fan,

17 - топливо,17 - fuel,

18 - осевой компрессор,18 - axial compressor,

19 - камера сгорания,19 - combustion chamber,

20 - газовая турбина,20 - gas turbine,

21 - электрогенератор,21 - electric generator,

22 - перегретая теплофикационная вода 150°С,22 - superheated heating water 150 ° С,

23 - теплофикационная вода 130°С,23 - heating water 130 ° С,

24 - обратная вода 70°С,24 - return water 70 ° С,

25 - оборотная вода 25°С,25 - circulating water 25 ° С,

26 - оборотная вода 5°С,26 - circulating water 5 ° С,

27 - циркуляционный насос,27 - circulation pump,

28 - обратная вода 40°С,28 - return water 40 ° С,

29 - охлажденная вода 10°С,29 - chilled water 10 ° С,

30 - нагретая вода 70°С,30 - heated water 70 ° С,

31 - обратная вода 30°С,31 - return water 30 ° С,

32 - хладоагент,32 - refrigerant,

33 - электроприводные комбинированные регулирующие задвижки с измерительными узлами,33 - electric drive combined control valves with measuring units,

34 - воздух в камеру сгорания,34 - air into the combustion chamber,

35 - электрическая связь,35 - electrical connection,

36 - компьютеризированный пульт управления,36 - computerized control panel,

37 - продукты сгорания после газовой турбины,37 - combustion products after the gas turbine,

38 - одиночные измерительные узлы,38 - single measuring units,

39 - байпас,39 - bypass,

40 - электроприводные комбинированные регулирующие задвижки перетоков с измерительными узлами.40 - electric drive combined flow control valves with measuring units.

Тонкими замкнутыми линиями на фиг. 1 показаны контуры блоков: парокомпрессионного теплового насоса 1, газотурбинного агрегата 2, газоводяного теплообменника 3 и абсорбционного бромистолитиевого теплового насоса 4.The thin closed lines in FIG. 1 shows the outlines of the blocks: a vapor compression heat pump 1, a gas turbine unit 2, a gas-water heat exchanger 3 and an absorption lithium bromide heat pump 4.

Пунктирными точечными линиями на фиг. 1 показаны электрические связи 35компьютеризированногопульта управления 36 с электроприводным компрессором 5, с электрогенератором 21, с циркуляционным насосом 27, с вентилятором забора воздуха 16, с электроприводными комбинированными регулирующими задвижками 33, укомплектованных измерительными узлами 38 и с одиночными измерительными узлами 38 (на фиг. 1 номера позиций 33 и 38 идентичны для всех изображений задвижек и измерительных узлов).The dotted dotted lines in FIG. 1 shows the electrical connections 35 of the computerized control panel 36 with the electric drive compressor 5, with the electric generator 21, with the circulation pump 27, with the air intake fan 16, with the electric drive combined control valves 33, complete with measuring units 38 and with single measuring units 38 (in Fig. 1 numbers positions 33 and 38 are identical for all images of valves and measuring units).

Назначение и взаимодействие элементов и узлов в заявляемом изобретении следующее.The purpose and interaction of elements and nodes in the claimed invention is as follows.

Конструктивно общая технологическая схема заявляемой тригенерационной установки состоит из четырех технически взаимосвязанных и управляемых через компьютеризированный пульт 36 технологических блоков: парокомпрессионного теплового насоса 1, газотурбинного агрегата 2, газоводяного теплообменника 3 и абсорбционного бромистолитиевого теплового насоса 4 (на фиг. 1 эти укрупненные блоки обозначены замкнутыми тонкими сплошными линиями).Structurally, the general technological scheme of the claimed trigeneration plant consists of four technically interconnected and controlled through a computerized control panel 36 technological units: a vapor compression heat pump 1, a gas turbine unit 2, a gas-water heat exchanger 3 and an absorption lithium bromide heat pump 4 (in Fig. 1, these enlarged blocks are indicated by closed thin solid lines).

Соединение этих блоков в заявляемом изобретении технической связью по воде 26, 31, 22, 24 и по продуктам сгорания 37 после газовой турбины с осуществлением по электрической связи компьютеризированного управления 36 с помощью регулирующих задвижек 33 является отличительным признаком, позволяющим достигнуть положительного технического результата для получения холода в виде охлажденной воды 29 в широком диапазоне изменения пониженных температур.The connection of these blocks in the claimed invention by technical connection for water 26, 31, 22, 24 and for combustion products 37 after the gas turbine with the implementation of computerized control 36 via electrical connection using control valves 33 is a distinctive feature that allows you to achieve a positive technical result for obtaining cold in the form of chilled water 29 in a wide range of low temperatures.

Назначение и взаимодействие элементов и узлов в заявляемом изобретении следующее.The purpose and interaction of elements and nodes in the claimed invention is as follows.

Парокомпрессионный тепловой насос 1 служит для утилизации больших объемов низко потенциальной теплоты 25, например в виде оборотной воды градирен с температурой около 25°С, и трансформирования этой теплоты в высокопотенциальную теплоту нагретой воды 30 с температурой около 70°С при прохождении ее через переохладитель 9 и конденсатор 7.The vapor compression heat pump 1 is used to utilize large volumes of low potential heat 25, for example, in the form of circulating water of cooling towers with a temperature of about 25 ° C, and transform this heat into high-potential heat of heated water 30 with a temperature of about 70 ° C when it passes through the subcooler 9 and capacitor 7.

Технологически часть нагретой воды 30 отбирается через регулирующую задвижку 40 на линии перетока для подачи в испарительный теплообменник 12 абсорбционного бромистолитиевого теплового насоса 4, после которого она в составе охлажденной воды 29 используется для нужд потребителей.Technologically, a part of the heated water 30 is taken through the control valve 40 on the overflow line to be fed to the evaporative heat exchanger 12 of the lithium bromide heat pump 4, after which it is used as part of the chilled water 29 for the needs of consumers.

По сравнению с известным изобретением, наличие блока парокомпрессионного теплового насоса 1 является отличительным признаком заявляемого изобретения, который обеспечивает получение положительного технического результата по использованию больших объемов низко потенциальной тепловой энергии, например теплоты оборотной воды градирен, для превращения в высокопотенциальную тепловую энергию воды, используемую для горячего водоснабжения.Compared with the known invention, the presence of a vapor compression heat pump unit 1 is a distinctive feature of the claimed invention, which provides a positive technical result for the use of large volumes of low potential thermal energy, for example, the heat of circulating water of cooling towers, to convert into high-potential thermal energy of water used for hot water. water supply.

Газотурбинный агрегат 2 служит для превращения теплоты от сжигания в камере сгорания 19 вторичных топливных ресурсов в виде сбросных горючих газов 17 в электроэнергию при помощи электрогенератора 21, соединенного с валом газовой турбины 20.The gas turbine unit 2 serves to convert the heat from combustion in the combustion chamber 19 of secondary fuel resources in the form of waste combustible gases 17 into electricity using an electric generator 21 connected to the shaft of the gas turbine 20.

Воздух 34 в камеру сгорания 19 подается осевым компрессором 18, который получает механическую энергию от вращающегося вала газовой турбины 20.Air 34 is supplied to the combustion chamber 19 by an axial compressor 18, which receives mechanical energy from the rotating shaft of the gas turbine 20.

Газоводяной теплообменник 3 служит для превращения теплоты продуктов сгорания 37 после газовой турбины 20 в теплоту перегретой теплофикационной воды 22 с температурой 150°С.The gas-water heat exchanger 3 is used to convert the heat of combustion products 37 after the gas turbine 20 into the heat of superheated heating water 22 with a temperature of 150 ° C.

Абсорбционный бромистолитиевый тепловой насос 4 служит для превращения теплоты, образующейся при прямом сжигании в топке 13 сбросных горючих газов 17, в высокопотенциальную тепловую энергию теплофикационной воды 23 с температурой 130°С.The absorption lithium bromide heat pump 4 serves to convert the heat generated during direct combustion in the furnace 13 of waste combustible gases 17 into high-potential thermal energy of heating water 23 with a temperature of 130 ° C.

При этом в испарительном теплообменнике 12, входящем в состав теплового насоса 4, используется теплота обратной воды 31 с температурой 30°С.In this case, in the evaporative heat exchanger 12, which is part of the heat pump 4, the heat of the return water 31 with a temperature of 30 ° C is used.

В результате отбора теплоты от воды 31 после выхода из испарительного теплообменника 12 получается холод в виде охлажденной воды 29 с температурой 10°С, используемой потребителями в технологических целях.As a result of heat extraction from water 31 after leaving the evaporative heat exchanger 12, cold is obtained in the form of chilled water 29 with a temperature of 10 ° C, which is used by consumers for technological purposes.

Применение прямого сжигания сбросных горючих газов 17 с одновременным отбором теплоты от воды 31 является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достигнуть положительного технического результата по одновременному получению холодав виде охлажденной воды 29 и высокопотенциальной теплоты в виде нагретой воды 23 с температурой 130°С.The use of direct combustion of waste combustible gases 17 with simultaneous extraction of heat from water 31 is a distinctive feature of the claimed invention, allowing to achieve a positive technical result for the simultaneous production of cold in the form of chilled water 29 and high-potential heat in the form of heated water 23 with a temperature of 130 ° C.

Электроприводной компрессор 5 служит для отсасывания паров хладоагента 32 из испарителя 8 и регенеративного теплообменника 6, их последующего сжатия с подачей в конденсатор 7 и далее в переохладитель 9.The electric drive compressor 5 is used to suck refrigerant vapors 32 from the evaporator 8 and the regenerative heat exchanger 6, and then compress them with supply to the condenser 7 and then to the subcooler 9.

Регенеративный теплообменник 6 предназначен для предотвращения заброса капельного хладоагента 32 в компрессор 5.Regenerative heat exchanger 6 is designed to prevent dropping refrigerant 32 from overflowing into compressor 5.

Конденсатор 7 служит для передачи теплоты от нагретогохладоагента 32 к нагреваемой воде 30.The condenser 7 serves to transfer heat from the heated coolant 32 to the heated water 30.

В испарителе 8 происходит передача теплоты от нагретой оборотной воды 25 к хладоагенту 32.In the evaporator 8, heat is transferred from the heated circulating water 25 to the refrigerant 32.

Байпас 39 вместе открытой байпасной задвижкой 33 и закрытых задвижках 33 до и после компрессора 5 служит для первоначального запуска компрессора 5 в работу (номера позиций байпасной задвижки и задвижек до после компрессора одинаковы, то есть 33).Bypass 39 together with an open bypass valve 33 and closed valves 33 before and after compressor 5 serves for the initial start-up of compressor 5 (the position numbers of the bypass valve and valves before after the compressor are the same, that is, 33).

После набора оборотов компрессором 5 по команде с пульта 36 электроприводные задвижки 33 до и после компрессора открываются, а байпасная задвижка закрывается.After the compressor 5 revs up, on command from the control panel 36, the motorized valves 33 before and after the compressor are opened, and the bypass valve is closed.

Количество передаваемой теплоты автоматически регулируется по компьютерной программе с пульта 36 электроприводными комбинированными с измерительными узлами задвижками 33 для предотвращения перегрева и переохлаждения хладоагента 32.The amount of heat transferred is automatically adjusted according to a computer program from the control panel 36 by electric-driven valves 33 combined with measuring units to prevent overheating and overcooling of the refrigerant 32.

Исходными данными для компьютерного управления 36 регулирующими задвижками 33 являются показания по соответствующим измеряемым параметрам в виде электрических сигналов от измерительных узлов 38, как одиночных, так и встроенных в состав конструкций задвижек 33.The initial data for the computer control 36 of the control valves 33 are indications of the corresponding measured parameters in the form of electrical signals from the measuring units 38, both single and built into the structure of the valves 33.

Измеряемыми параметрами являются: для электроприводов 5, 16, 27 и электрогенератора 21 - электрическая мощность, для рабочих сред - температура, давление, расход и дополнительно для газовых сред - компонентный состав.The measured parameters are: for electric drives 5, 16, 27 and electric generator 21 - electric power, for working media - temperature, pressure, flow rate, and additionally for gaseous media - component composition.

Наличие компьютеризированного программного управления 36 для электроприводов и электрогенератора, для задвижек 33 на основе первичных данных, измеряемых узлами 38, по параметрам рабочих сред является отличительным признаком заявляемого изобретения, который позволяет достигнуть положительного технического результата.The presence of a computerized program control 36 for electric drives and an electric generator, for valves 33 on the basis of primary data measured by nodes 38, in terms of the parameters of working environments is a distinctive feature of the claimed invention, which allows achieving a positive technical result.

Переохладитель 9 предназначен для передачи теплоты от хладоагента 32 нагреваемой обратной воде 28.Subcooler 9 is designed to transfer heat from refrigerant 32 to heated return water 28.

Дроссель 10 служит для понижения давления жидкого хладоагента 32 после конденсатора 7 до давления кипения в испарителе 8.The throttle 10 serves to lower the pressure of the liquid refrigerant 32 after the condenser 7 to the boiling pressure in the evaporator 8.

Хладоагент 32 - это рабочее вещество теплового насоса 1, которое при кипении отнимает теплоту от охлаждаемой воды 26 и затем после сжатия передает ее охлаждающей воде 28 за счет конденсации в конденсаторе 7.The refrigerant 32 is the working substance of the heat pump 1, which, when boiling, removes heat from the cooled water 26 and then, after compression, transfers it to the cooling water 28 due to condensation in the condenser 7.

Осевой компрессор 18 служит для сжатия засасываемого воздуха 34 перед подачей его в камеру сгорания 19.An axial compressor 18 serves to compress the intake air 34 before feeding it into the combustion chamber 19.

Камера сгорания 19 предназначена для высоко температурного сжигания под давлением 1,7…1,9 МПа газообразного топлива 17, в качестве которого используется утилизируемый сбросный факельный газ.Combustion chamber 19 is designed for high-temperature combustion under a pressure of 1.7 ... 1.9 MPa of gaseous fuel 17, which is used as a utilized waste flare gas.

Конструктивно в камере 19 можно сжигать жидкое топливо, например тяжелые углеводороды этиленового производства.Structurally, the chamber 19 can burn liquid fuel, for example, heavy hydrocarbons of ethylene production.

Для повышения давления подаваемого топливного газа 17 до давления в камере 19 применяется дожимающий компрессор (на фиг. дожимающий компрессор не показан).To increase the pressure of the supplied fuel gas 17 to the pressure in the chamber 19, a booster compressor is used (the booster compressor is not shown in the figure).

Газовая турбина 20 служит для расширения продуктов сгорания топлива 17 и выработки механической энергии, которая преобразуется генератором 21 в электрическую энергию, используемую для собственных нужд и для отпуска внешним потребителям.The gas turbine 20 serves to expand the combustion products of the fuel 17 and generate mechanical energy, which is converted by the generator 21 into electrical energy used for its own needs and for supply to external consumers.

После газовой турбины 20 теплота продуктов сгорания используется в газоводяном теплообменнике 3 для получения перегретой теплофикационной воды 22 с температурой 150°С.After the gas turbine 20, the heat of combustion products is used in the gas-water heat exchanger 3 to obtain overheated heating water 22 with a temperature of 150 ° C.

Вентилятор 16 предназначен для подачи атмосферного воздуха в топку 13 генератора для сжигания в ней топлива 17, которые могут представлять сбросные нефтехимические газы с низкой теплотой сгорания.The fan 16 is designed to supply atmospheric air to the furnace 13 of the generator for combustion of fuel 17 in it, which may represent waste petrochemical gases with a low calorific value.

За счет сжигания сбросных газов образуется теплота для нагрева теплофикационной воды 23 до температуры 130°С.Due to the combustion of waste gases, heat is generated for heating the heating water 23 to a temperature of 130 ° C.

В заявляемом изобретении прямое сжигание вторичных горючих энергоресурсов в качестве топлива 17 для получения теплоты, необходимой для работы абсорбционного теплового насоса является отличительным признаком, обеспечивающим получение положительного технического результата.In the claimed invention, direct combustion of secondary combustible energy resources as fuel 17 to obtain the heat necessary for the operation of the absorption heat pump is a distinctive feature that ensures a positive technical result.

В известном устройстве достигнуть положительного технического результата невозможно, так как используется теплота, поступающая с продуктами сгорания от газотурбинного агрегата, которые имеют низкую температуру.In the known device, it is impossible to achieve a positive technical result, since the heat supplied with the combustion products from the gas turbine unit, which has a low temperature, is used.

В известном устройстве охлаждение продуктов сгорания произошло в двух предыдущих теплообменниках (согласно схеме и описанию известного патента на изобретение РФ №2487305).In the known device, the cooling of the combustion products occurred in the two previous heat exchangers (according to the scheme and description of the known patent for invention of the Russian Federation No. 2487305).

Абсорбер 11 служит для первичного подогрева обратной воды 24 за счет внутрициклового переноса теплоты рабочим телом от охладителя 14 (на фиг. 1 внутрицикловой перенос теплоты условно не показан).The absorber 11 serves for the primary heating of the return water 24 due to the intracycle heat transfer by the working fluid from the cooler 14 (in Fig. 1, the intracycle heat transfer is not conventionally shown).

Испарительный теплообменник 12 предназначен для отбора теплоты от охлаждаемой воды 29 во внутренний цикл работы абсорбционного насоса 4 (внутренний цикл на фиг. условно не показан).Evaporative heat exchanger 12 is designed to take heat from the cooled water 29 into the internal cycle of the absorption pump 4 (the internal cycle is not shown conventionally in Fig.).

Электрогенератор 21 конструктивно располагается на одной оси с газовой турбиной 20 и осевым компрессором 18 и предназначен для выработки электроэнергии для собственных нужд и внешний потребителей.The electric generator 21 is structurally located on the same axis with the gas turbine 20 and the axial compressor 18 and is designed to generate electricity for its own needs and external consumers.

Электрогенератор 21 выполнен с возможностью осуществления стартерного режима для газотурбинного агрегата 2 от встроенной аккумуляторной батареи при холодном пуске (на фиг. аккумуляторная батарея условно не показана).The electric generator 21 is configured to implement the starting mode for the gas turbine unit 2 from the built-in storage battery during cold start (in Fig. The storage battery is conventionally not shown).

Циркуляционный насос 27 обеспечивает движение обратной воды 28 в контурах конденсатора 7, переохладителя 9, испарительного теплообменника 12, а также подачу воды нагретой воды 30 потребителям.The circulation pump 27 provides the movement of the return water 28 in the circuits of the condenser 7, the subcooler 9, the evaporative heat exchanger 12, as well as the supply of heated water to 30 consumers.

Компьютеризированный пульт управления 36 осуществляет сбор первичных инструментальных данных по параметрам и имеющимся количествам низко потенциальных тепловых и горючих энергоресурсов на основе показаний одиночных измерительных узлов 39 и измерительных узлов, встроенных в состав комбинированных регулирующих задвижек 33.The computerized control panel 36 collects primary instrumental data on the parameters and available quantities of low-potential thermal and combustible energy resources based on the readings of single measuring units 39 and measuring units built into the combined control valves 33.

В соответствии с требованием потребителей по объемам электрической, тепловой энергии и холода компьютеризированный пульт управления 36 в автоматическом режиме на основе собранных первичных инструментальных данных выбирает по компьютерным программам оптимальный режим работы тригенерационной установки путем переключений и регулирования степени открытия электроприводных задвижек 33, выбора чисел оборотов электродвигателей приводов компрессора 5, вентилятора 16, циркуляционного насоса 27.In accordance with the requirements of consumers in terms of the volumes of electrical, thermal energy and cold, the computerized control panel 36 in automatic mode, based on the collected primary instrumental data, selects, according to computer programs, the optimal operating mode of the trigeneration unit by switching and regulating the degree of opening of the electric drive valves 33, choosing the speed of the electric motors of the drives compressor 5, fan 16, circulation pump 27.

Возможность автоматизированного управления по компьютерным программам с пульта 36 режимами использования тепловых и горючих вторичных энергетических ресурсов является отличительным признаком, позволяющим достигнуть положительного технического результата.The possibility of automated control by computer programs from the control panel 36 modes of using thermal and combustible secondary energy resources is a hallmark that allows you to achieve a positive technical result.

Заявляемая тригенерационная установка работает следующим образом.The claimed trigeneration installation works as follows.

В стартерном режиме запускается электрогенератор 21 от встроенной аккумуляторной батареи и по компьютерной команде с пульта 36 открываются электроприводные задвижки 33 для подачи топлива 17 и воздуха 34.In the starter mode, the electric generator 21 is started from the built-in storage battery and, by a computer command from the remote control 36, the electrically driven valves 33 are opened to supply fuel 17 and air 34.

После выхода газотурбинного агрегата 2 на режим минимальной выработки электроэнергии запускается вентилятор 16 подачи воздуха в топку 13, открывается задвижка 33 подачи топлива 17, открываются задвижки на подаче воды 22, 23, 24, 29, 31 и по компьютерной программе на минимальный режим по выработке теплоты выводятся газоводяной теплообменник 3 и абсорбционный бромистолитиевый тепловой насос 4.After the gas turbine unit 2 reaches the minimum power generation mode, the fan 16 for supplying air to the furnace 13 is started, the valve 33 for the fuel supply 17 opens, the valves on the water supply 22, 23, 24, 29, 31 and according to the computer program to the minimum mode for heat generation a gas-water heat exchanger 3 and an absorption lithium bromide heat pump 4 are removed.

Затем по компьютерной программе при открытом байпасе 39 запускается компрессор 5 и после выхода на режим байпасная задвижка 33 закрывается, и открываются задвижки 33 до и после компрессора 5, открываются задвижки 33 на линиях оборотной воды 25, 26, на линиях обратной воды 28, 30.Then, according to the computer program, with the bypass 39 open, the compressor 5 is started and after entering the mode, the bypass valve 33 closes, and the valves 33 open before and after the compressor 5, the valves 33 open on the return water lines 25, 26, on the return water lines 28, 30.

За счет регулирования по компьютерной команде с пульта 36 величины открытия задвижек между парокомрессионным 1 и абсорбционным 4 насосами на линии перетока между обратной 28 и нагретой водой 30,охлажденной 29 и обратной водой 31, а также на линиях подачи топлива и воздуха в соответствии с технологическим заданием происходит оптимизация выработки тепловой и электрической энергии и холода в виде захоложенной воды 29.Due to the regulation by a computer command from the control panel 36, the opening of the valves between the vapor compression 1 and absorption 4 pumps on the overflow line between the return 28 and heated water 30, cooled 29 and return water 31, as well as on the fuel and air supply lines in accordance with the technological task there is an optimization of the generation of heat and electrical energy and cold in the form of cooled water 29.

Наличие возможности комплексного автоматического регулирования по компьютерной программе с пульта 36 прихода низко потенциальной теплоты и отвода высокопотенциальной теплоты, электроэнергии и охлажденной воды является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющего достигнуть положительного технического результата.The availability of the possibility of complex automatic control according to a computer program from the control panel 36 of the arrival of low potential heat and removal of high potential heat, electricity and chilled water is a hallmark of the claimed invention, which allows to achieve a positive technical result.

Claims (1)

Тригенерационная установка, содержащая газотурбинный агрегат, газоводяной теплообменник, абсорбционный тепловой насос, отличающаяся тем, что для работы абсорбционного насоса используется прямое сжигание топлива в топке, а для подачи воздуха в топку имеется вентилятор, имеется парокомпрессионный тепловой насос, использующий низкопотенциальную теплоту для нагрева хладоагента в испарителе, а в переохладителе и конденсаторе происходит нагрев циркулирующего за счет насоса высокопотенциального теплоносителя, который по линии перетока соединен с испарительным теплообменником абсорбционного насоса, имеется компьютеризированный пульт управления, на линиях подачи и отвода теплоносителей, топлива и воздуха имеются электроприводные комбинированные регулирующие задвижки с измерительными узлами и одиночные измерительные узлы, соединенные электрической связью с компьютеризированным пультом управления, который соединен с электродвигателями привода компрессора, вентилятора, циркуляционного насоса и электрогенератора.A trigeneration plant containing a gas turbine unit, a gas-water heat exchanger, an absorption heat pump, characterized in that direct combustion of fuel in the furnace is used to operate the absorption pump, and there is a fan to supply air to the furnace, there is a vapor compression heat pump that uses low-grade heat to heat the refrigerant in the evaporator, and in the subcooler and condenser, the high-potential heat carrier circulating due to the pump is heated, which is connected to the evaporative heat exchanger of the absorption pump through the flow line, there is a computerized control panel, on the supply and removal lines of heat carriers, fuel and air there are electric drive combined control valves with measuring units and single measuring units, electrically connected to a computerized control panel, which is connected to the drive motors of the compressor, fan, circulation pump and electric to the generator.
RU2019137158A 2019-11-19 2019-11-19 Trigeneration system RU2731684C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137158A RU2731684C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Trigeneration system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137158A RU2731684C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Trigeneration system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731684C1 true RU2731684C1 (en) 2020-09-07

Family

ID=72421888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137158A RU2731684C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Trigeneration system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731684C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787622C1 (en) * 2022-07-21 2023-01-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Thermal power plant with a regeneration system and method of its operation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3314713A1 (en) * 1982-05-03 1983-11-03 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid HEAT PUMP
RU2530971C1 (en) * 2013-08-08 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Trigeneration plant with use of steam-gas cycle for production of electric energy and steam compressor heat pump cycle for heat and cold production
CN204154024U (en) * 2014-10-15 2015-02-11 江苏省绿色建筑工程技术研究中心有限公司 A kind of domain type cold, heat and power triple supply system
CN204901905U (en) * 2015-09-01 2015-12-23 济南国海能源科技有限公司 Waste heat heating system is united with absorption heat pump to steam driven compression heat pump
RU2622779C1 (en) * 2016-04-14 2017-06-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of alternative power sources combined use

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3314713A1 (en) * 1982-05-03 1983-11-03 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid HEAT PUMP
RU2530971C1 (en) * 2013-08-08 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Trigeneration plant with use of steam-gas cycle for production of electric energy and steam compressor heat pump cycle for heat and cold production
CN204154024U (en) * 2014-10-15 2015-02-11 江苏省绿色建筑工程技术研究中心有限公司 A kind of domain type cold, heat and power triple supply system
CN204901905U (en) * 2015-09-01 2015-12-23 济南国海能源科技有限公司 Waste heat heating system is united with absorption heat pump to steam driven compression heat pump
RU2622779C1 (en) * 2016-04-14 2017-06-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of alternative power sources combined use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787622C1 (en) * 2022-07-21 2023-01-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Thermal power plant with a regeneration system and method of its operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0636779A1 (en) Thermal power engine and its operating method
CN109477642A (en) Increase the method and apparatus of cogeneration power plant efficiency using coolant inlet temperature is improved by heat pump principle
CN107514914A (en) New Type Coke Oven flue gas waste heat recovery apparatus
CN104912609A (en) Waste heat recovery combined heat and power system of aero-engine
US20140013749A1 (en) Waste-heat recovery system
RU2583478C2 (en) Recovery plant
RU2731684C1 (en) Trigeneration system
US20140013750A1 (en) Waste-heat recovery system
JP3640411B2 (en) Waste heat recovery system
CN103806963B (en) Modified model condensing steam turbine generator and electricity-generating method thereof
CN204729142U (en) A kind of aeroengine heat recovery cogeneration system
RU217073U1 (en) DEVICE FOR CONVERSING THERMAL ENERGY OF THE COOLING SYSTEM OF THE MAIN SHIP DIESEL INTO ELECTRIC ENERGY
CN203892046U (en) Negative pressure power machine
RU163359U1 (en) POWER POINT
JPH02146208A (en) Compound heat utilizing plant
RU223859U1 (en) Device for direct conversion of thermal energy of exhaust gases into electrical energy of marine diesel engines
RU2755072C1 (en) System for production of thermal and electrical energy based on an external combustion engine
CN208688023U (en) A kind of afterheat utilizing system of biomass water-cooled grate cooling water
RU146349U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU140384U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU146343U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU146342U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU145813U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU146400U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU145193U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION