RU2740670C1 - Method of operation of steam-gas plant of power plant - Google Patents

Method of operation of steam-gas plant of power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2740670C1
RU2740670C1 RU2020115072A RU2020115072A RU2740670C1 RU 2740670 C1 RU2740670 C1 RU 2740670C1 RU 2020115072 A RU2020115072 A RU 2020115072A RU 2020115072 A RU2020115072 A RU 2020115072A RU 2740670 C1 RU2740670 C1 RU 2740670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
plant
turbine
steam
temperature
Prior art date
Application number
RU2020115072A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Кудинов
Светлана Камиловна Зиганшина
Эльвира Фаридовна Валеева
Евгений Анатольевич Кудинов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
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 "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2020115072A priority Critical patent/RU2740670C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740670C1 publication Critical patent/RU2740670C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used at thermal power plants. To increase efficiency of steam-gas plant of power plant gas turbine plant is equipped with intermediate air cooler, and turbo-compressor of gas turbine plant is made two-stage with steps of low and high pressure and intermediate cooling of cyclic air compressed in low-pressure stage is performed before its supply to high-pressure stage in intermediate air cooler by feeding circulating water heated to temperature of 30–35 °C into its heating path in condenser of steam turbine. Besides, steam-gas plant is additionally equipped with two recuperative gas-water heat exchangers and turbine expander, working body in which is natural gas, at that, to increase turbine expander power and to ensure positive temperature of natural gas at turbine expander outlet, heating of natural gas to temperature of 80–90 °C before turbine expander, as well as heating of natural gas spent in turbo-expander to temperature of 140–150 °C before its supply to power boilers to increase their cost effectiveness, is carried out heated in intermediate air cooler to temperature of 190–200°C by circulation water in recuperative gas-water heat exchangers, one of which is installed in the direction of movement of natural gas before the turbo-expander, and the second one - after the turbine expander. Heating channels of recuperative gas-water heat exchangers are connected in parallel to the discharge pressure pipeline to the cooling tower after the intermediate air cooler.
EFFECT: technical result is higher efficiency of steam-gas plant of power plant.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to power engineering and can be used at thermal power plants.

Известен аналог - способ работы парогазовой установки электростанции (см. Буров В.Д., Дорохов Е.В., Елизаров Д.П. и др. Тепловые электрические станции. М.: Издательство МЭИ, 2007, рис. 15.12, с. 388), по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся в процессе смешения газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газов в теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а отработавшие газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, отработавший в паровой турбине водяной пар отводят в конденсатор, где в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара.Known analogue - a method of operation of a steam-gas plant of a power plant (see Burov V.D., Dorokhov E.V., Elizarov D.P. and others. Thermal power stations. M .: Publishing house MEI, 2007, Fig. 15.12, p. 388 ), according to which organic fuel and atmospheric air compressed in a turbocompressor are fed into the combustion chamber of a gas turbine plant, where the organic fuel combustion process is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature, the combustion products are mixed with secondary air, the gases formed during the mixing process are sent to the gas turbine , in the gas turbine, the process of expansion of gases is carried out and the work of the gas turbine cycle is performed, which is spent on the drive of the turbocompressor and the electric generator, the gases spent in the gas turbine are sent to the waste heat boiler, where water vapor is generated in the process of cooling the gases in the heat exchange surface, water vapor is supplied to the steam turbine , and the exhaust gases are discharged through the exhaust duct into the atmosphere, into vapors In the second turbine, the process of expansion of water vapor is carried out and the useful work of the steam-power cycle is performed, which is spent on the drive of the electric generator, the water vapor spent in the steam turbine is diverted to the condenser, where, in the process of heat exchange with circulating water, water vapor is condensed.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при реализации известного способа работы парогазовой установки электростанции, принятого за прототип, относится то, что парогазовая установка электростанции обладает пониженной экономичностью, так как не производится промежуточное охлаждение циклового воздуха, сжимаемого в турбокомпрессоре газотурбинной установки, что обусловливает повышенные затраты энергии на привод турбокомпрессора и снижение коэффициента полезного действия (КПД) газотурбинной установки. Кроме того, понижение давления природного газа, поступающего в топки энергетических котлов и других теплогенерирующих установок электростанции для осуществления процесса горения топлива осуществляется с помощью регуляторов давления на станционном газорегуляторном пункте. При этом энергия давления потока транспортируемого природного газа полезно не используется, что снижает экономичность парогазовой установки и тепловой электрической станции. Таким образом, отсутствие промежуточного охлаждения циклового воздуха, сжимаемого в турбокомпрессоре газотурбинной установки, и понижение давления природного газа, поступающего в топки энергетических котлов для осуществления процесса горения топлива, посредством регуляторов давления на станционном газорегуляторном пункте обусловливают низкое значение КПД газотурбинной установки и экономичности парогазовой установки и тепловой электростанции в целом.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when implementing the known method of operation of the combined cycle plant of the power plant, taken as a prototype, is that the combined cycle plant of the power plant has reduced efficiency, since there is no intermediate cooling of the cycle air compressed in the turbocompressor of the gas turbine plant, which causes increased energy consumption for the turbocharger drive and a decrease in the efficiency of the gas turbine unit. In addition, lowering the pressure of natural gas supplied to the furnaces of power boilers and other heat generating units of the power plant for the fuel combustion process is carried out using pressure regulators at the station gas control point. In this case, the energy of the pressure of the flow of transported natural gas is not useful, which reduces the efficiency of the combined cycle plant and thermal power plant. Thus, the absence of intermediate cooling of the cycle air compressed in the turbocompressor of the gas turbine unit, and the lowering of the pressure of natural gas entering the furnaces of power boilers for the fuel combustion process by means of pressure regulators at the station gas control station result in a low value of the efficiency of the gas turbine unit and the economy of the combined cycle plant and thermal power plant as a whole.

Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции.The technical result is to increase the efficiency of the combined cycle plant of the power plant.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе работы парогазовой установки электростанции, по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся в процессе смешения газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газов в теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а отработавшие газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, отработавший в паровой турбине водяной пар отводят в конденсатор, где в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, особенность заключается в том, что газотурбинную установку снабжают промежуточным воздухоохладителем, а турбокомпрессор газотурбинной установки выполняют двухступенчатым со ступенями низкого и высокого давления и осуществляют промежуточное охлаждение сжатого в ступени низкого давления циклового воздуха перед подачей его в ступень высокого давления в промежуточном воздухоохладителе путем подачи в его нагревательный тракт циркуляционной воды, подогретой до температуры 30-35°↓С в конденсаторе паровой турбины, кроме того парогазовую установку дополнительно снабжают двумя рекуперативными газоводяными теплообменниками и турбодетандером, рабочим телом в котором является природный газ, при этом подогрев природного газа до температуры 80-90°С перед турбодетандером, а также подогрев отработавшего в турбодетандере природного газа до температуры 140-150°С перед подачей его в энергетические котлы осуществляют нагретой в промежуточном воздухоохладителе до температуры 190-200°С циркуляционной водой в рекуперативных газоводяных теплообменниках, один из которых устанавливают по ходу движения природного газа перед турбодетандером, а второй - после турбодетандера, при этом греющие тракты рекуперативных газоводяных теплообменников подключают параллельно к сливному напорному трубопроводу к градирне после промежуточного воздухоохладителя.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of operation of a steam-gas plant of a power plant, according to which organic fuel and atmospheric air compressed in a turbocompressor are supplied to the combustion chamber of a gas turbine plant, where the organic fuel combustion process is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature, The combustion products are mixed with secondary air, the gases formed during the mixing process are sent to the gas turbine, the gas expansion process is carried out in the gas turbine, and the work of the gas turbine cycle is performed, which is spent on the drive of the turbocompressor and the electric generator, the gases spent in the gas turbine are sent to the waste heat boiler, where in during the cooling of gases in the heat exchange surface, water vapor is generated, water vapor is supplied to the steam turbine, and the exhaust gases are discharged into the atmosphere through the exhaust gas duct, the process of expansion of water is carried out in the steam turbine. steam and the useful work of the steam-power cycle is performed, spent on the drive of the electric generator, the steam spent in the steam turbine is diverted to the condenser, where in the process of heat exchange with circulating water, condensation of water vapor is carried out, the peculiarity is that the gas turbine unit is supplied with an intermediate air cooler, and the turbocharger The gas turbine unit is made in two stages with low and high pressure stages and intermediate cooling of the cycle air compressed in the low pressure stage is carried out before supplying it to the high pressure stage in the intermediate air cooler by supplying circulating water heated to a temperature of 30-35 ° ↓ C in its heating path steam turbine condenser, in addition, the combined cycle plant is additionally equipped with two recuperative gas-water heat exchangers and a turbo-expander, the working fluid in which is natural gas, while heating the natural gas to a temperature of 8 0-90 ° C in front of the turboexpander, as well as heating the spent natural gas in the turboexpander to a temperature of 140-150 ° C before supplying it to power boilers is carried out with circulating water heated in an intermediate air cooler to a temperature of 190-200 ° C in recuperative gas-water heat exchangers, one of the which are installed along the flow of natural gas in front of the turboexpander, and the second - after the turboexpander, while the heating ducts of the recuperative gas-water heat exchangers are connected in parallel to the discharge pressure pipeline to the cooling tower after the intermediate air cooler.

На чертеже представлена схема парогазовой установки электростанции.The drawing shows a diagram of a combined cycle plant of a power plant.

Парогазовая установки электростанции содержит газотурбинную установку, включающую газовую турбину 1, двухступенчатый турбокомпрессор, состоящий из ступени низкого давления 2 и из ступени высокого давления 3, камеру сгорания 4 и электрогенератор 5, промежуточный воздухоохладитель 6, котел-утилизатор, содержащий теплообменную поверхность 7, паротурбинную установку, включающую паровую турбину 8 с конденсатором 9, электрический генератор 10 и питательный насос 11, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос 12, напорный трубопровод 13 к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод 14 к градирне, состоящей из вытяжной башни 15 и водосборного бассейна 16, турбодетандер 17 с генератором 18 электроэнергии, подводящий газопровод 19, соединяющий турбодетандер 17 с магистральным газопроводом 20, рекуперативный газоводяной теплообменник 21, нагревательный тракт которого подключен к подводящему газопроводу 19 и рекуперативный газоводяной теплообменник 22, нагревательный тракт которого подключен к выхлопному газопроводу 23 турбодетандера 17, при этом греющие тракты рекуперативных газоводяных теплообменников 21 и 22 подключены параллельно к сливному напорному трубопроводу 14 к градирне после промежуточного воздухоохладителя 6.The combined cycle plant of the power plant contains a gas turbine unit, including a gas turbine 1, a two-stage turbocompressor consisting of a low pressure stage 2 and a high pressure stage 3, a combustion chamber 4 and an electric generator 5, an intermediate air cooler 6, a waste heat boiler containing a heat exchange surface 7, a steam turbine unit comprising a steam turbine 8 with a condenser 9, an electric generator 10 and a feed pump 11, a recirculating water supply system, including a circulation pump 12, a pressure line 13 to the steam turbine condenser and a discharge pressure line 14 to a cooling tower, consisting of an exhaust tower 15 and a catchment basin 16 , a turbo expander 17 with an electric power generator 18, a supply gas pipeline 19 connecting the turbo expander 17 with a main gas pipeline 20, a recuperative gas-water heat exchanger 21, the heating path of which is connected to the supply gas pipeline 19 and a recuperative gas-water heat exchanger 22, heating the duct of which is connected to the exhaust gas line 23 of the turboexpander 17, while the heating ducts of the recuperative gas-water heat exchangers 21 and 22 are connected in parallel to the discharge pressure line 14 to the cooling tower after the intermediate air cooler 6.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Атмосферный воздух подают в ступень низкого давления 2 двухступенчатого турбокомпрессора, где осуществляется процесс сжатия воздуха. В процессе сжатия воздух нагревается. Подогретый воздух направляют в греющий тракт промежуточного воздухоохладителя 6, в нагревательный тракт которого циркуляционным насосом 12 по сливному напорному трубопроводу 14 к градирне из водосборного бассейна 16 подают циркуляционную воду, подогретую до температуры 30-35°С в конденсаторе паровой турбины. В промежуточном воздухоохладителе 6 осуществляют процесс теплообмена между воздухом и циркуляционной водой, при этом воздух охлаждают, а циркуляционную воду нагревают до температуры 190-200°С. Охлажденный в промежуточном воздухоохладителе 6 воздух подают в ступень высокого давления 3 двухступенчатого турбокомпрессора, а подогретую циркуляционную воду направляют в греющие тракты рекуперативных газоводяных теплообменников 21 и 22. В ступени высокого давления 3 двухступенчатого турбокомпрессора воздух сжимают до необходимого давления, после чего направляют в камеру сгорания 4, куда также подают органическое топливо. В камере сгорания 4 осуществляют сгорание органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания. Образовавшиеся в камере сгорания 4 продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом. Смесь продуктов сгорания с вторичным воздухом (газы) направляют в газовую турбину 1, в которой осуществляется работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод электрогенератора 5 и двухступенчатого турбокомпрессора, состоящего из ступени низкого давления 2 и из ступени высокого давления 3. Отработавшие в газовой турбине 1 газы подают в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газов в теплообменной поверхности 7 генерируется водяной пар. Отработавшие в котле-утилизаторе газы через дымовую трубу (не показана) отводят в атмосферу, а водяной пар направляют в паровую турбину 8. В паровой турбине 8 осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 10. Отработавший в паровой турбине 8 водяной пар направляют в конденсатор 9, где осуществляют процесс конденсации водяного пара и образование турбинного конденсата, который питательным насосом 11 подают в теплообменную поверхность 7 котла-утилизатора.Atmospheric air is supplied to the low pressure stage 2 of the two-stage turbocharger, where the air compression process takes place. The air is heated during the compression process. The heated air is directed to the heating tract of the intermediate air cooler 6, into the heating tract of which circulating water heated to a temperature of 30-35 ° C in the condenser of the steam turbine is supplied to the heating tract by the circulation pump 12 through the discharge pressure pipeline 14 to the cooling tower from the drainage basin 16. In the intermediate air cooler 6, the process of heat exchange between air and circulating water is carried out, while the air is cooled and the circulating water is heated to a temperature of 190-200 ° C. The air cooled in the intermediate air cooler 6 is supplied to the high-pressure stage 3 of the two-stage turbocharger, and the heated circulating water is directed to the heating ducts of the recuperative gas-water heat exchangers 21 and 22. In the high-pressure stage 3 of the two-stage turbocharger, the air is compressed to the required pressure, and then sent to the combustion chamber 4 where fossil fuel is also fed. In the combustion chamber 4, the combustion of organic fuel is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature. The combustion products formed in the combustion chamber 4 are mixed with secondary air. A mixture of combustion products with secondary air (gases) is sent to the gas turbine 1, in which the gas turbine cycle is operated, which is spent on driving the electric generator 5 and a two-stage turbocompressor consisting of a low pressure stage 2 and a high pressure stage 3. Exhausted gases in the gas turbine 1 served in the waste heat boiler, where in the process of cooling the gases in the heat exchange surface 7 is generated water vapor. The gases spent in the waste heat boiler are discharged into the atmosphere through the chimney (not shown), and the water vapor is directed to the steam turbine 8. In the steam turbine 8, the process of expansion of water vapor is carried out and the useful work of the steam-power cycle is performed, which is spent on the drive of the electric generator 10. The spent In the steam turbine 8, the water vapor is directed to the condenser 9, where the process of condensation of water vapor and the formation of turbine condensate are carried out, which is supplied by the feed pump 11 to the heat exchange surface 7 of the waste heat boiler.

Поток природного газа, предназначенного для сжигания в энергетических котлах, из магистрального газопровода 20 по газопроводу 19 подают в нагревательный тракт рекуперативного газоводяного теплообменника 21, в охладительный (греющий) тракт которого направляют циркуляционную воду, нагретую в промежуточном воздухоохладителе 6. В рекуперативном газоводяном теплообменнике 21 осуществляют процесс теплообмена между циркуляционной водой и природным газом, при этом природный газ нагревают до температуры 80-90°С, а циркуляционную воду охлаждают и отводят в вытяжную башню 15 градирни. Нагревание природного газа перед подачей его в турбодетандер 17 позволяет повысить мощность турбодетандера и количество вырабатываемой его генератором 18 электроэнергии, а также обеспечить положительную температуры природного газа на выходе из турбодетандера. Природный газ перед подачей в нагревательный тракт рекуперативного газоводяного теплообменника 21 не дросселируют в станционном газорегуляторном пункте.The flow of natural gas, intended for combustion in power boilers, from the main gas pipeline 20 through the gas pipeline 19 is fed into the heating path of the recuperative gas-water heat exchanger 21, into the cooling (heating) path of which circulating water, heated in the intermediate air cooler 6. In the recuperative gas-water heat exchanger 21, is carried out the process of heat exchange between the circulating water and natural gas, while the natural gas is heated to a temperature of 80-90 ° C, and the circulating water is cooled and removed to the exhaust tower 15 of the cooling tower. Heating natural gas before supplying it to the turboexpander 17 makes it possible to increase the power of the turboexpander and the amount of electricity generated by its generator 18, as well as to ensure a positive temperature of natural gas at the outlet of the turboexpander. Natural gas is not throttled at the station gas control point before being fed into the heating path of the recuperative gas-water heat exchanger 21.

В турбодетандере 17 в процессе расширения природного газа совершается полезная работа газового цикла, затрачиваемая на привод генератора 18 электроэнергии. Отработавший в турбодетандере 17 природный газ через выхлопной газопровод 23 подают в нагревательный тракт рекуперативного газоводяного теплообменника 22, в охладительный тракт которого направляют циркуляционную воду, нагретую в промежуточном воздухоохладителе 6. В рекуперативном газоводяном теплообменнике 22 осуществляют процесс теплообмена между циркуляционной водой и природным газом, при этом природный газ нагревают до температуры 140-150°С, а циркуляционную воду охлаждают. Подогретый в рекуперативном газоводяном теплообменнике 22 природный газ подают в топки энергетических котлов (не показаны), а охлажденную циркуляционную воду отводят в вытяжную башню 15 градирни, где она дополнительно охлаждается и сливается в водосборный бассейн 16. Подогрев природного газа в рекуперативном газоводяном теплообменнике 22 позволяет повысить экономичность энергетических котлов.In the turbo expander 17, in the process of expanding natural gas, useful work of the gas cycle is performed, which is spent on driving the generator 18 of electricity. The natural gas spent in the turboexpander 17 through the exhaust gas pipeline 23 is fed into the heating path of the recuperative gas-water heat exchanger 22, into the cooling path of which circulating water heated in the intermediate air cooler 6 is directed. natural gas is heated to a temperature of 140-150 ° C, and the circulating water is cooled. Natural gas heated in a recuperative gas-water heat exchanger 22 is supplied to the furnaces of power boilers (not shown), and the cooled circulating water is diverted to the exhaust tower 15 of the cooling tower, where it is additionally cooled and discharged into the drainage basin 16. Heating of natural gas in the recuperative gas-water heat exchanger 22 allows increasing efficiency of power boilers.

Таким образом, для повышения экономичности парогазовой установки электростанции путем повышения КПД газотурбинной установки предлагается установить промежуточный воздухоохладитель, а турбокомпрессор газотурбинной установки выполнить двухступенчатым, состоящим из ступени низкого давления и ступени высокого давления, и осуществлять промежуточное охлаждение сжатого в ступени низкого давления циклового воздуха перед подачей его в ступень высокого давления в промежуточном воздухоохладителе путем подачи в его нагревательный тракт циркуляционной воды, подогретой до температуры 30-35°С в конденсаторе паровой турбины. Промежуточное охлаждение сжатого в ступени низкого давления циклового воздуха перед подачей его в ступень высокого давления двухступенчатого турбокомпрессора газотурбинной установки позволяет уменьшить потребляемую турбокомпрессором мощность вследствие снижения удельного объема воздуха, увеличить полезную работу газовой турбины за счет снижения затрат энергии на сжатие циклового воздуха и повысить КПД газотурбинной установки. Кроме того, дополнительное снабжение парогазовой установки электростанции двумя рекуперативными газоводяными теплообменниками и турбодетандером, рабочим телом в котором является природный газ, и подогрев природного газа до температуры 80-90°С перед турбодетандером, а также подогрев отработавшего в турбодетандере природного газа до температуры 140-150°С перед подачей его в энергетические котлы в рекуперативных газоводяных теплообменниках циркуляционной водой, нагретой в промежуточном воздухоохладителе до температуры 190-200°С, позволяют повысить экономичность парогазовой установки и тепловой электростанции в целом.Thus, in order to increase the efficiency of the combined cycle plant of the power plant by increasing the efficiency of the gas turbine plant, it is proposed to install an intermediate air cooler, and the turbocompressor of the gas turbine plant to be made two-stage, consisting of a low-pressure stage and a high-pressure stage, and to carry out intermediate cooling of the cycle air compressed in the low-pressure stage before supplying it into the high-pressure stage in the intermediate air cooler by feeding circulating water into its heating path, heated to a temperature of 30-35 ° C in the steam turbine condenser. Intermediate cooling of the cycle air compressed in the low-pressure stage before supplying it to the high-pressure stage of the two-stage turbocompressor of the gas turbine plant allows to reduce the power consumed by the turbocompressor due to a decrease in the specific air volume, increase the useful work of the gas turbine by reducing energy consumption for compressing the cycle air and increase the efficiency of the gas turbine plant ... In addition, the additional supply of the steam-gas plant of the power plant with two recuperative gas-water heat exchangers and a turboexpander, the working fluid of which is natural gas, and heating of natural gas to a temperature of 80-90 ° C in front of the turboexpander, as well as heating the spent natural gas in the turboexpander to a temperature of 140-150 ° C before supplying it to power boilers in recuperative gas-water heat exchangers with circulating water heated in an intermediate air cooler to a temperature of 190-200 ° C, make it possible to increase the efficiency of the combined cycle plant and the thermal power plant as a whole.

Claims (1)

Способ работы парогазовой установки электростанции, по которому органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре атмосферный воздух подают в камеру сгорания газотурбинной установки, где осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания, продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся в процессе смешения газы направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшие в газовой турбине газы направляют в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газов в теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а отработавшие газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, отработавший в паровой турбине водяной пар отводят в конденсатор, где в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, отличающийся тем, что газотурбинную установку снабжают промежуточным воздухоохладителем, а турбокомпрессор газотурбинной установки выполняют двухступенчатым со ступенями низкого и высокого давления и осуществляют промежуточное охлаждение сжатого в ступени низкого давления циклового воздуха перед подачей его в ступень высокого давления в промежуточном воздухоохладителе путем подачи в его нагревательный тракт циркуляционной воды, подогретой до температуры 30-35°С в конденсаторе паровой турбины, кроме того парогазовую установку дополнительно снабжают двумя рекуперативными газоводяными теплообменниками и турбодетандером, рабочим телом в котором является природный газ, при этом подогрев природного газа до температуры 80-90°С перед турбодетандером, а также подогрев отработавшего в турбодетандере природного газа до температуры 140-150°С перед подачей его в энергетические котлы осуществляют нагретой в промежуточном воздухоохладителе до температуры 190-200°С циркуляционной водой в рекуперативных газоводяных теплообменниках, один из которых устанавливают по ходу движения природного газа перед турбодетандером, а второй - после турбодетандера, при этом греющие тракты рекуперативных газоводяных теплообменников подключают параллельно к сливному напорному трубопроводу к градирне после промежуточного воздухоохладителя.A method of operation of a steam-gas plant of a power plant, according to which organic fuel and atmospheric air compressed in a turbocompressor are fed into the combustion chamber of a gas turbine plant, where the process of combustion of organic fuel is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature, the combustion products are mixed with secondary air, gases formed during mixing is directed to a gas turbine, in the gas turbine the process of gas expansion is carried out and the work of the gas turbine cycle is performed, which is spent on the drive of the turbocompressor and the electric generator, the gases spent in the gas turbine are sent to the waste heat boiler, where in the process of cooling the gases in the heat exchange surface water vapor is generated, water vapor is fed into a steam turbine, and the exhaust gases are discharged into the atmosphere through the exhaust gas duct, the process of expansion of water vapor is carried out in the steam turbine and the useful work of the steam-power cycle is performed, which is spent on the drive of the electric gas of the generator, spent in the steam turbine, the water vapor is diverted to the condenser, where, in the process of heat exchange with circulating water, condensation of water vapor is carried out, characterized in that the gas turbine unit is supplied with an intermediate air cooler, and the turbocompressor of the gas turbine unit is performed in two stages with low and high pressure stages and intermediate cooling is performed the cycle air compressed in the low-pressure stage before feeding it to the high-pressure stage in the intermediate air cooler by supplying circulating water heated to a temperature of 30-35 ° C in the steam turbine condenser into its heating path, in addition, the steam-gas plant is additionally equipped with two recuperative gas-water heat exchangers and a turboexpander, the working fluid in which is natural gas, while heating natural gas to a temperature of 80-90 ° C in front of the turboexpander, as well as heating spent natural gas in the turboexpander to a temperature of 1 40-150 ° C before feeding it to power boilers, circulating water heated in an intermediate air cooler to a temperature of 190-200 ° C is carried out in recuperative gas-water heat exchangers, one of which is installed in the direction of natural gas flow in front of the turboexpander, and the second - after the turboexpander, while Heating ducts of recuperative gas-water heat exchangers are connected in parallel to the discharge pressure pipeline to the cooling tower after the intermediate air cooler.
RU2020115072A 2020-03-26 2020-03-26 Method of operation of steam-gas plant of power plant RU2740670C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115072A RU2740670C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Method of operation of steam-gas plant of power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115072A RU2740670C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Method of operation of steam-gas plant of power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740670C1 true RU2740670C1 (en) 2021-01-19

Family

ID=74184135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115072A RU2740670C1 (en) 2020-03-26 2020-03-26 Method of operation of steam-gas plant of power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740670C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605878C1 (en) * 2015-08-12 2016-12-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Turbo-expansion system of heat utilization of circulating water on condensation units of steam turbines of thermal power station
RU2650238C1 (en) * 2017-06-13 2018-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method
RU2693567C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of operation of steam-gas plant of power plant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605878C1 (en) * 2015-08-12 2016-12-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Turbo-expansion system of heat utilization of circulating water on condensation units of steam turbines of thermal power station
RU2650238C1 (en) * 2017-06-13 2018-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method
RU2693567C1 (en) * 2018-07-31 2019-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of operation of steam-gas plant of power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180223699A1 (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
JP2008545945A (en) Steam generating facility, method of operating steam generating facility, and additional equipment
GB2338991A (en) Compound power-generating plant with superheated high pressure steam
RU2273741C1 (en) Gas-steam plant
US6772582B2 (en) Gas turbine and air turbine installation and method of operating a power station installation, in particular a gas turbine and air turbine installation
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2740670C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2693567C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2611138C1 (en) Method of operating combined-cycle power plant
RU2650238C1 (en) Gas distribution station power plant or the gas control unit operation method
RU2561770C2 (en) Operating method of combined-cycle plant
RU2476690C2 (en) Method of combined cycle plant operation
RU121863U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2194870C2 (en) Method of operation and design of gas turbine plant with complex system of deep recovery of heat and production of harmful effluents
RU2377428C1 (en) Combined gas turbine plant (versions)
RU2791638C1 (en) Gas-steam power plant
RU2656769C1 (en) Thermal power plant gas turboexpander power unit operation method
RU2439446C1 (en) Fluid medium heater
WO2015187064A2 (en) Multi-mode combined cycle power plant
RU2359135C2 (en) Gas-vapour turbine plant
RU2620610C1 (en) Work method of combined cycle gas turbine power plant
RU2272914C1 (en) Gas-steam thermoelectric plant
RU2795147C1 (en) Combined-cycle plant with a semi-closed gas turbine plant
RU2756940C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
RU2625892C1 (en) Method of operation of steam gas plant operating with use of steam cooling