RU2756940C1 - Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant - Google Patents

Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2756940C1
RU2756940C1 RU2020134817A RU2020134817A RU2756940C1 RU 2756940 C1 RU2756940 C1 RU 2756940C1 RU 2020134817 A RU2020134817 A RU 2020134817A RU 2020134817 A RU2020134817 A RU 2020134817A RU 2756940 C1 RU2756940 C1 RU 2756940C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
heat exchange
gases
turbine
steam
Prior art date
Application number
RU2020134817A
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 RU2020134817A priority Critical patent/RU2756940C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756940C1 publication Critical patent/RU2756940C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/06—Plants 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
    • F01K23/10—Plants 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
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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 in thermal power plants. Proposed is a method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant, according whereto, organic fuel and atmospheric air compressed in a turbine compressor are supplied into the combustion chamber of the gas turbine unit, wherein the process of combustion of the organic fuel is executed forming combustion products heated to a high temperature, the combustion products are mixed with the secondary air, the resulting gases are directed into the gas turbine, the process of gas expansion is executed in the gas turbine and the work of the gas turbine cycle, required to drive the turbine compressor and the electric generator, is performed, the gases spent in the gas turbine are directed to a waste heat boiler, located wherein are a primary heat exchange surface, an additional fuel combustion chamber, and an intermediate steam superheater, water vapour is generated in the waste heat boiler in the process of gas cooling in the primary heat exchange surface, water vapour is supplied to a condensation-type steam turbine consisting of a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder, the process of water vapour expansion is executed in the steam turbine and the useful work of the steam power cycle, required to drive the electric generator, is performed, wherein intermediate superheating of the water vapour spent in the high-pressure cylinder of the condensing-type steam turbine is executed in the intermediate steam superheater, the water vapour spent in the steam turbine is directed to a condenser, and the gases cooled in the intermediate steam superheater are discharged to the atmosphere through an exhaust gas duct, the water vapour is condensed in the condenser in the process of heat exchange with circulation water, the condensate formed in the condenser is pumped into the waste heat boiler, wherein the total flow of exhaust gases cooled in the primary heat exchange surface is divided into two flows, the first gas flow in the amount of 70 to 75% at a temperature of 100 to 120°C is directed into the exhaust gas duct, and the second gas flow in the amount of 25 to 30% is supplied to the dedicated gas duct in the tail section of the waste heat boiler, wherein a regulating body, an additional fuel combustion chamber and heat exchange surfaces of the intermediate steam superheater and network water gas heater are installed sequentially in the direction of gas flow, wherein the gases are heated in the additional fuel combustion chamber and cooled in the heat exchange surfaces of the intermediate steam superheater and network water gas heater, the gases cooled in the heat exchange surface of network water gas heater to a temperature of 80 to 90°C are directed to the exhaust gas duct, mixed therein with the first flow of gases cooled in the primary heat exchange surface, the total gas flow at a temperature of 90 to 110°C is discharged into the atmosphere, also, the flow rate of the second gas flow directed to the dedicated gas duct is changed by the regulating body installed before the additional fuel combustion chamber.
EFFECT: increase in the reliability and cost efficiency of operation of the combined gas and steam unit of a power plant.
1 cl, 1 dwg

Description

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

Известен аналог - способ работы парогазовой установки электростанции (см. Патент №2611138 РФ, МПК F01K 23/10. Способ работы парогазовой установки электростанции / Кудинов А.А., Зиганшина С.К., Хусаинов К.Р.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный технический университет - №2015136089; опубликован 21.02.2017, Бюл. №6), 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 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, в котором расположены основная теплообменная поверхность, камера дополнительного сжигания топлива и промежуточный пароперегреватель, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов в основной тепло-обменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, при этом осуществляют промежуточный перегрев отработавшего в цилиндре высокого давления паровой турбины конденсационного типа водяного пара в промежуточном пароперегревателе, отработавший в паровой турбине водяной пар направляют в конденсатор, а охлажденные в промежуточном пароперегревателе газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в конденсаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор.Known analogue - a method of operation of a combined cycle power plant (see Patent No. 2611138 RF, IPC F01K 23/10. Method of operation of a combined cycle power plant / Kudinov A.A., Ziganshina S.K., Khusainov K.R .; applicant and patentee Samara State Technical University - No. 2015136089; published on February 21, 2017, Bulletin No. 6), according to which organic fuel and atmospheric air compressed in a turbocompressor are fed into the combustion chamber of a gas turbine unit, 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 resulting gases 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, 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, in which the main heat exchanger is located surface, additional chamber on fuel combustion and an intermediate superheater, in the waste-heat boiler during the cooling of gases in the main heat-exchange surface, water vapor is generated, water vapor is fed into a condensing-type steam turbine, consisting of a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder, the expansion process 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, while the intermediate overheating of the steam spent in the high-pressure cylinder of the condensation-type steam turbine is carried out in the intermediate superheater, the steam spent in the steam turbine is directed to the condenser, and cooled in the intermediate superheater the gases are discharged into the atmosphere through the exhaust duct, in the condenser, in the process of heat exchange with circulating water, condensation of water vapor is carried out, the condensate formed in the condenser is pumped into the waste heat boiler.

Данный способ принят за прототип.This method is taken as a prototype.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа работы парогазовой установки электростанции, принятого за прототип, относится то, что известная парогазовая установка электростанции обладает низкой экономичностью, так как уходящие газы, охлажденные в промежуточном пароперегревателе, установленном после камеры дополнительного сжигания топлива и являющимся последней теплообменной поверхностью котла-утилизатора, отводятся в атмосферу при высокой температуре. Отвод уходящих газов в атмосферу при высокой температуре обусловливает низкий КПД котла-утилизатора, что приводит к снижению КПД и экономичности парогазовой установки электростанции. Кроме того, в камере дополнительного сжигания топлива происходит перерасход органического топлива за счет подогрева суммарного потока газов до температуры на 20-25°С выше температуры вторично перегреваемого водяного пара, а также повышенных затрат на строительство и эксплуатацию камеры дополнительного сжигания топлива и промежуточного пароперегревателя больших размеров.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using the known method of operation of the combined-cycle plant of the power plant, taken as a prototype, is that the known combined-cycle plant of the power plant has low efficiency, since the exhaust gases cooled in an intermediate superheater installed after the additional combustion chamber and being the last heat exchange surface of the waste heat boiler, are discharged into the atmosphere at high temperature. The removal of flue gases into the atmosphere at high temperatures leads to a low efficiency of the waste heat boiler, which leads to a decrease in the efficiency and economy of the combined cycle plant of the power plant. In addition, in the additional fuel combustion chamber, an overconsumption of organic fuel occurs due to the heating of the total gas flow to a temperature of 20-25 ° C higher than the temperature of the reheated water vapor, as well as increased costs for the construction and operation of the additional fuel combustion chamber and an intermediate superheater of large dimensions. ...

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Для повышения КПД котла-утилизатора и экономичности парогазовой установки электростанции целесообразно наряду с промежуточным перегревом водяного пара осуществлять более глубокое охлаждение отработавших в котле-утилизаторе газов. Для этого камеру дополнительного сжигания топлива и теплообменную поверхность промежуточного пароперегревателя целесообразно размещать не во всем объеме хвостовой части котла-утилизатора, а только в его небольшой зоне - в специально выделенном газоходе. При этом для снижения температуры отработавших в котле-утилизаторе газов в качестве последней теплообменной поверхности по ходу газов в специально выделенном газоходе следует установить газовый подогреватель сетевой воды. Кроме того, для изменения расхода второго потока газов на входе в специально выделенный газоход необходимо установить регулирующий орган.To increase the efficiency of the waste heat boiler and the efficiency of the combined cycle plant of the power plant, it is advisable, along with the intermediate superheating of water vapor, to carry out deeper cooling of the exhaust gases in the waste heat boiler. For this purpose, it is advisable to place the additional fuel combustion chamber and the heat exchange surface of the intermediate superheater not in the entire volume of the tail section of the waste heat boiler, but only in its small area - in a specially dedicated gas duct. At the same time, in order to reduce the temperature of exhaust gases in the waste heat boiler, a gas heater for heating water should be installed as the last heat exchange surface along the flow of gases in a specially dedicated gas duct. In addition, to change the flow rate of the second gas flow at the inlet to a specially dedicated gas duct, it is necessary to install a regulating body.

Технический результат - повышение экономичности парогазовой установки электростанции.The technical result is an increase in 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 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, в котором расположены основная теплообменная поверхность, камера дополнительного сжигания топлива и промежуточный пароперегреватель, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов в основной теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, при этом осуществляют промежуточный перегрев отработавшего в цилиндре высокого давления паровой турбины конденсационного типа водяного пара в промежуточном пароперегревателе, отработавший в паровой турбине водяной пар направляют в конденсатор, а охлажденные в промежуточном пароперегревателе газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в конденсаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор, особенность способа работы парогазовой установки электростанции заключается в том, что охлажденный в основной теплообменной поверхности суммарный поток уходящих газов разделяют на два потока, первый поток газов в количестве 70-75% при температуре 100-120°С направляют в выхлопной газоход, а второй поток газов в количестве 25-30% подают в специально выделенный в хвостовой части котла-утилизатора газоход, в котором последовательно по ходу газов устанавливают регулирующий орган, камеру дополнительного сжигания топлива и теплообменные поверхности промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды, при этом газы в камере дополнительного сжигания топлива подогревают, а в теплообменных поверхностях промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды охлаждают, охлажденные в теплообменной поверхности газового подогревателя сетевой воды до температуры 80-90°С газы направляют в выхлопной газоход, где смешивают с первым потоком охлажденных в основной теплообменной поверхности газов, суммарный поток газов при температуре 90-110°С отводят в атмосферу, кроме того изменение расхода второго потока газов, направляемого в специально выделенный газоход, осуществляют регулирующим органом, установленным перед камерой дополнительного сжигания топлива.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 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, the resulting gases 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, 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, in which the main heat exchanger is located surface, an additional combustion chamber and an intermediate superheater, in the waste heat boiler during the cooling of gases in the main heat exchange surface, water vapor is generated, water vapor is supplied to steam a new condensation turbine, consisting of a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder, in a steam 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 an electric generator, while the intermediate overheating of the steam turbine of the condensation type that has been spent in the high-pressure cylinder is carried out water vapor in an intermediate superheater, spent in a steam turbine, water vapor is directed to a condenser, and gases cooled in an intermediate superheater are discharged into the atmosphere through an exhaust gas duct, steam is condensed in the condenser in the process of heat exchange with circulating water, the condensate formed in the condenser is pumped into the boiler - heat exchanger, a feature of the way of operation of the combined-cycle plant of a power plant is that the total flow of exhaust gases cooled in the main heat exchange surface is divided into two flows, the first flow of gases in the amount of 70-75% at a temperature of 100-120 ° C is directed into the exhaust gas duct, and the second gas stream in the amount of 25-30% is fed into a specially allocated gas duct in the tail section of the waste heat boiler, in which a regulating body is installed in series along the course of the gases, the additional combustion chamber and the heat exchange surfaces of the intermediate superheater and the gas heater of the network water, while the gases in the additional combustion chamber are heated, and in the heat exchange surfaces of the intermediate superheater and the gas heater of the network water they are cooled, cooled in the heat exchange surface of the gas heater of the network water to a temperature of 80- 90 ° C, the gases are directed to the exhaust gas duct, where they are mixed with the first flow of gases cooled in the main heat exchange surface, the total gas flow at a temperature of 90-110 ° C is discharged into the atmosphere, in addition, the change in the flow rate of the second gas flow directed to a specially dedicated gas duct is carried out regulator by the heating body installed in front of the additional combustion chamber.

На чертеже представлена схема парогазовой установки электростанции, реализующая предлагаемый способ, где показаны: газотурбинная установка, состоящая из турбокомпрессора 1, газовой турбины 2, камеры сгорания 3 и электрогенератора 4, котел-утилизатор, где расположены основная теплообменная поверхность 5 и специально выделенный газоход, в котором последовательно по ходу газов расположены регулирующий орган 6, камера дополнительного сжигания топлива 7, промежуточный пароперегреватель 8 и газовый подогреватель сетевой воды 9, паровая турбина конденсационного типа, состоящая из цилиндра высокого давления 10 и цилиндра низкого давления 11, электрический генератор 12, конденсатор 13, питательный насос 14, выхлопной газоход 15 и дымовая труба 16.The drawing shows a diagram of a steam-gas plant of a power plant that implements the proposed method, which shows: a gas turbine plant consisting of a turbocompressor 1, a gas turbine 2, a combustion chamber 3 and an electric generator 4, a waste heat boiler, where the main heat exchange surface 5 and a specially selected gas duct are located, in which sequentially along the gas flow are a regulating body 6, an additional fuel combustion chamber 7, an intermediate superheater 8 and a gas heater for heating water 9, a condensation-type steam turbine consisting of a high-pressure cylinder 10 and a low-pressure cylinder 11, an electric generator 12, a condenser 13, feed pump 14, exhaust duct 15 and chimney 16.

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

В турбокомпрессор 1 газотурбинной установки подают атмосферный воздух, где осуществляется процесс сжатия воздуха до необходимого давления, после чего сжатый воздух направляют в камеру сгорания 3, куда также подают органическое топливо. Образовавшиеся в камере сгорания 3 продукты сгорания смешивают с вторичным воздухом. Смесь продуктов сгорания с вторичным воздухом (газы) подают в газовую турбину 2, в которой газы совершают работу газотурбинного цикла, затрачиваемую на привод турбокомпрессора 1 и электрического генератора 4 газотурбинной установки.Atmospheric air is supplied to the turbocompressor 1 of the gas turbine plant, where the process of air compression to the required pressure is carried out, after which the compressed air is sent to the combustion chamber 3, where organic fuel is also supplied. The combustion products formed in the combustion chamber 3 are mixed with secondary air. A mixture of combustion products with secondary air (gases) is fed into the gas turbine 2, in which the gases perform the work of the gas turbine cycle, which is spent on driving the turbocompressor 1 and the electric generator 4 of the gas turbine plant.

Отработавшие в газовой турбине 2 газы подают в основную теплообменную поверхность 5 котла-утилизатора, где в процессе теплообмена генерируется перегретый водяной пар высоких параметров. После основной теплообменной поверхности 5 котла-утилизатора суммарный поток уходящих газов разделяют на два потока. Первый поток газов в количестве 70-75% при температуре 100-120°С направляют в выхлопной газоход 15, а второй поток газов в количестве 25-30% подают в специально выделенный в хвостовой части котла-утилизатора газоход, в котором последовательно по ходу газов устанавливлены регулирующий орган 6, камера дополнительного сжигания топлива 7 и теплообменные поверхности промежуточного пароперегревателя 8 и газового подогревателя сетевой воды 9. В камере дополнительного сжигания топлива 7 в среде газов осуществляют сжигание дополнительного топлива, при этом температура газов возрастает. Подогретые в камере дополнительного сжигания топлива газы последовательно проходят теплообменные поверхности промежуточного пароперегревателя 8 и газового подогревателя сетевой воды 9, где осуществляется охлаждение газов в процессе передачи теплоты водяному пару и сетевой воде. Охлажденные в газовом подогревателе сетевой воды 9 до температуры 80-90°С газы направляют в выхлопной газоход 15, где смешивают с первым потоком охлажденных в основной теплообменной поверхности 5 котла-утилизатора газов. Суммарный поток газов при температуре 90-110°С через дымовую трубу 16 отводят в атмосферу.The gases spent in the gas turbine 2 are fed into the main heat exchange surface 5 of the waste heat boiler, where in the process of heat exchange superheated water vapor of high parameters is generated. After the main heat exchange surface 5 of the waste heat boiler, the total flue gas flow is divided into two streams. The first gas flow in the amount of 70-75% at a temperature of 100-120 ° C is directed into the exhaust gas duct 15, and the second gas flow in the amount of 25-30% is fed into a gas duct specially allocated in the tail section of the waste heat boiler, in which, in succession, along the gas flow a regulating body 6, an additional fuel combustion chamber 7 and heat exchange surfaces of an intermediate superheater 8 and a gas heater of network water 9 are installed. The gases heated in the additional fuel combustion chamber pass sequentially through the heat exchange surfaces of the intermediate superheater 8 and the gas heater of the heating water 9, where the gases are cooled in the process of transferring heat to the water vapor and the heating water. The gases cooled in the gas heater of network water 9 to a temperature of 80-90 ° C are directed to the exhaust gas duct 15, where they are mixed with the first stream of gases cooled in the main heat exchange surface 5 of the waste heat boiler. The total flow of gases at a temperature of 90-110 ° C through the chimney 16 is discharged into the atmosphere.

При этом изменение расхода второго потока газов, направляемого в специально выделенный в хвостовой части котла-утилизатора газоход, осуществляют регулирующим органом 6.In this case, the change in the flow rate of the second gas flow directed to a gas duct specially allocated in the tail part of the waste heat boiler is carried out by the regulating body 6.

В основной теплообменной поверхности 5 котла-утилизатора генерируют перегретый водяной пар высоких параметров, который направляют в цилиндр высокого давления 10 паровой турбины конденсационного типа. В цилиндре высокого давления 10 паровой турбины осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 12. Отработавший в цилиндре высокого давления 10 водяной пар с пониженными значениями температуры и давления направляют в промежуточный пароперегреватель 8, где осуществляют вторичный перегрев водяного пара до заданной температуры. Затем вторично перегретый водяной пар подают в цилиндр низкого давления 11 паровой турбины конденсационного типа, где осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 12. Отработавший в цилиндре низкого давления 11 паровой турбины конденсационного типа водяной пар направляют в конденсатор 13, где осуществляют процесс конденсации водяного пара за счет подачи в конденсатор 13 циркуляционной воды. Образовавшийся в конденсаторе 13 конденсат питательным насосом 14 направляют в основную теплообменную поверхность 5 котла-утилизатора.In the main heat exchange surface 5 of the waste heat boiler, superheated water vapor of high parameters is generated, which is directed to the high-pressure cylinder 10 of a steam turbine of the condensing type. In the high-pressure cylinder 10 of the steam turbine, the process of expansion of water vapor is carried out and the useful work of the steam-power cycle is performed, spent on the drive of the electric generator 12. The water vapor spent in the high-pressure cylinder 10 with lowered temperatures and pressure is sent to the intermediate superheater 8, where secondary superheating is carried out water vapor to a predetermined temperature. Then the re-superheated water vapor is fed into the low-pressure cylinder 11 of the steam turbine of the condensing type, where the process of expansion of the 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 12. The water vapor spent in the low-pressure cylinder 11 of the steam turbine of the condensing type is sent to condenser 13, where the process of condensation of water vapor is carried out by supplying circulating water to the condenser 13. The condensate formed in the condenser 13 is fed by the feed pump 14 to the main heat exchange surface 5 of the waste heat boiler.

Таким образом, установка в хвостовой части котла-утилизатора специально выделенного газохода и размещение в нем последовательно по ходу газов регулирующего органа, камеры дополнительного сжигания топлива и теплообменных поверхностей промежуточного пароперегревателя и подогревателя сетевой воды позволяет повысить экономичность парогазовой установки электростанции.Thus, the installation of a dedicated gas duct in the tail end of the waste heat boiler and the placement of a regulating body, an additional fuel combustion chamber and heat exchange surfaces of an intermediate superheater and a heating system water heater in it in succession along the gas flow rate, makes it possible to increase the efficiency of the combined cycle plant of the power plant.

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 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, в котором расположены основная теплообменная поверхность, камера дополнительного сжигания топлива и промежуточный пароперегреватель, в котле-утилизаторе в процессе охлаждения газов в основной теплообменной поверхности генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину конденсационного типа, состоящую из цилиндра высокого давления и цилиндра низкого давления, в паровой турбине осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора, при этом осуществляют промежуточный перегрев отработавшего в цилиндре высокого давления паровой турбины конденсационного типа водяного пара в промежуточном пароперегревателе, отработавший в паровой турбине водяной пар направляют в конденсатор, а охлажденные в промежуточном пароперегревателе газы по выхлопному газоходу отводят в атмосферу, в конденсаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют конденсацию водяного пара, образовавшийся в конденсаторе конденсат насосом подают в котел-утилизатор, отличающийся тем, что охлажденный в основной теплообменной поверхности суммарный поток уходящих газов разделяют на два потока, первый поток газов в количестве 70-75% при температуре 100-120°С направляют в выхлопной газоход, а второй поток газов в количестве 25-30% подают в специально выделенный в хвостовой части котла утилизатора газоход, в котором последовательно по ходу газов устанавливают регулирующий орган, камеру дополнительного сжигания топлива и теплообменные поверхности промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды, при этом газы в камере дополнительного сжигания топлива подогревают, а в теплообменных поверхностях промежуточного пароперегревателя и газового подогревателя сетевой воды охлаждают, охлажденные в теплообменной поверхности газового подогревателя сетевой воды до температуры 80-90°С газы направляют в выхлопной газоход, где смешивают с первым потоком охлажденных в основной теплообменной поверхности газов, суммарный поток газов при температуре 90-110°С отводят в атмосферу, кроме того, изменение расхода второго потока газов, направляемого в специально выделенный газоход, осуществляют регулирующим органом, установленным перед камерой дополнительного сжигания топлива.The 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, the resulting gases are sent to the 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, in which the main heat exchange surface, the chamber for additional combustion of fuel and the intermediate superheater are located, in the boiler - in the heat exchanger, in the process of gas cooling, water vapor is generated in the main heat exchange surface, water vapor is supplied to a condensation-type steam turbine, consisting of a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder steam 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, while the intermediate overheating of the steam spent in the high-pressure cylinder of the steam turbine of the condensing type of water vapor in the intermediate superheater is carried out, the steam spent in the steam turbine is directed into the condenser, and the gases cooled in the intermediate superheater through the exhaust duct are discharged into the atmosphere, in the condenser in the process of heat exchange with circulating water, condensation of water vapor is carried out, the condensate formed in the condenser is pumped into the waste heat boiler, characterized in that the total the flue gas stream is divided into two streams, the first gas stream in the amount of 70-75% at a temperature of 100-120 ° C is directed to the exhaust gas duct, and the second gas stream in the amount of 25-30% is fed to the specially allocated in the tail parts of the waste heat boiler, a gas duct, in which a regulator, an additional fuel combustion chamber and heat exchange surfaces of an intermediate superheater and a gas heater of the heating water are installed in succession in the course of gases, while the gases in the additional combustion chamber are heated, and in the heat exchange surfaces of the intermediate superheater and the gas heater of the network the water is cooled, the gases cooled in the heat exchange surface of the network water heater to a temperature of 80-90 ° C are directed to the exhaust gas duct, where they are mixed with the first flow of gases cooled in the main heat exchange surface, the total gas flow at a temperature of 90-110 ° C is discharged into the atmosphere, in addition, the change in the flow rate of the second gas flow directed to a specially dedicated gas duct is carried out by a regulating body installed in front of the additional fuel combustion chamber.
RU2020134817A 2020-10-22 2020-10-22 Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant RU2756940C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134817A RU2756940C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134817A RU2756940C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756940C1 true RU2756940C1 (en) 2021-10-07

Family

ID=78000288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134817A RU2756940C1 (en) 2020-10-22 2020-10-22 Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756940C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794404C1 (en) * 2022-10-24 2023-04-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Combined cycle unit of a power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1384878A1 (en) * 1986-01-27 1988-03-30 Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР Waste-heat boiler
RU133566U1 (en) * 2013-05-15 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) STEAM GAS INSTALLATION
RU2611138C1 (en) * 2015-08-25 2017-02-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of operating combined-cycle power plant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1384878A1 (en) * 1986-01-27 1988-03-30 Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР Waste-heat boiler
RU133566U1 (en) * 2013-05-15 2013-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) STEAM GAS INSTALLATION
RU2611138C1 (en) * 2015-08-25 2017-02-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of operating combined-cycle power plant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2794404C1 (en) * 2022-10-24 2023-04-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Combined cycle unit of a power plant
RU2801652C1 (en) * 2022-11-23 2023-08-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of operation of the combined-cycle plant of the power plant
RU2806956C1 (en) * 2023-06-29 2023-11-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for operation of combined cycle unit of power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180223699A1 (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
RU2691881C1 (en) Thermal power plant
SU1521284A3 (en) Power plant
CN103967544A (en) Waste heat utilization system of gas-steam combined cycle generator set
RU156586U1 (en) BINAR STEAM GAS INSTALLATION
RU2335641C2 (en) Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2756940C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
RU2611138C1 (en) Method of operating combined-cycle power plant
RU2596293C2 (en) Method of recycling energy of geothermal water
RU2693567C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2749800C1 (en) Thermal power station
RU2561770C2 (en) Operating method of combined-cycle plant
RU2349764C1 (en) Combined heat and power plant overbuilt with gas turbine plant
RU2752123C1 (en) Thermal power station
RU2476690C2 (en) Method of combined cycle plant operation
RU2620610C1 (en) Work method of combined cycle gas turbine power plant
RU2806956C1 (en) Method for operation of combined cycle unit of power plant
RU2801652C1 (en) Method of operation of the combined-cycle plant of the power plant
RU2784165C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
RU2793046C1 (en) Combined cycle power plant unit
RU2794404C1 (en) Combined cycle unit of a power plant
RU167924U1 (en) Binary Combined Cycle Plant
RU2780597C1 (en) Method for operation of the combined-cycle plant of the power plant
RU2806955C1 (en) Combined cycle power plant unit