RU2782089C1

RU2782089C1 - Method for operation and device of maneuverable block combined-cycle cogeneration mini-chp

Info

Publication number: RU2782089C1
Application number: RU2021137234A
Authority: RU
Inventors: Леонид Павлович Шелудько
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-10-21

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to the power industry. In the method for operation of a maneuverable block combined-cycle cogeneration mini-CHP, atmospheric air is compressed, fuel is burned in it, combustion products are expanded in a gas turbine, both during heating and non-heating periods of operation, the heat of combustion products is used to generate superheated medium-pressure steam, which is expanded in a back-pressure heating steam turbine, the useful work of which is used for electricity generation, expanded steam is condensed, the heat of steam condensation and expanded combustion products are used to heat mains water, steam condensate is deaerated and used in a heat recovery boiler to generate superheated steam; during the heating period, when the ambient air temperature drops to a predetermined value, additional fuel is burned between the evaporator stages of the heat recovery boiler, the production of superheated steam is increased, the electric power of the electric generator and the thermal power of the installation, the consumption of additional fuel is increased with an increase in the thermal load of consumers. At the same time, the mini-CHP is used for an autonomous closed heat supply system of urban neighborhoods; with the heat of the mains water, the tap water of the hot water supply systems of consumers is heated in water-water heaters to the required temperature; in the heating mode, at air temperatures from -5 to 8°C, the flow of mains water is regulated through water-water heaters and ensures the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature schedule of the heating network. A device for implementing the method is also presented.

EFFECT: expansion of the range of solutions for a mini-CHP.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в закрытых автономных нецентрализованных системах теплоснабжения удаленных городских микрорайонов. Известен способ работы закрытой системы теплоснабжения, по которому водопроводную воду подаваемую в системы горячего водоснабжения потребителей последовательно нагревают теплом обратной и прямой сетевой воды. Для поддержания необходимой температуры воды, подаваемой в системы ГВС, при температурах воздуха от - 5 до 8°С, требуемую температуру воды, подаваемой в системы теплоснабжения регулируют с нижним изломом температурного графика теплосети. (Теплоснабжение: Учебник для студентов вузов // Козин В.Е. и др. М.: Высшая школа, 1980. стр.113, 115). Недостатком этого способа является регулирование тепловой нагрузки потребителей по повышенному температурному графику и снижение теплофикационной выработки электроэнергии на ТЭЦ.The invention relates to the energy industry and can be used in closed autonomous non-centralized heat supply systems for remote urban microdistricts. A known method of operation of a closed heat supply system, according to which tap water supplied to the hot water supply systems of consumers is sequentially heated with the heat of return and direct network water. To maintain the required temperature of the water supplied to the DHW systems, at air temperatures from -5 to 8 ° C, the required temperature of the water supplied to the heat supply systems is regulated with a lower break in the temperature graph of the heating system. (Heat supply: Textbook for university students // Kozin V.E. et al. M.: Higher school, 1980. pp. 113, 115). The disadvantage of this method is the regulation of the thermal load of consumers according to the increased temperature schedule and the reduction of heat generation at the CHP.

Известен способ работы закрытой системы теплоснабжения по которому сетевую воду нагретую на ТЭЦ подают в системы отопления и горячего водоснабжения потребителей по прямому трубопроводу теплосети, через тепловой пункт (Патент № 2468301). При этом обратную сетевую воду возвращают на ТЭЦ. Водопроводную воду подаваемую в системы горячего водоснабжения (ГВС) потребителей, нагревают в теплообменниках теплового пункта теплом обратной сетевой воды, а затем подогревают до требуемой температуры в конденсаторе теплонасосной установки, используя в испарителе тепло обратной сетевой воды из обратного трубопровода теплосети. В течение всего года температуру сетевой воды возвращаемой на ТЭЦ регулируют без нижнего излома температурного графика теплосети. Недостатком этого способа является применение для его реализации теплонасосной установки, которая усложняет конструкцию установки и требует дополнительного расхода электроэнергии.There is a known method of operation of a closed heat supply system through which network water heated at a CHP is supplied to the heating and hot water supply systems of consumers through a direct pipeline of the heating network, through a heat point (Patent No. 2468301). At the same time, the return network water is returned to the CHP. Tap water supplied to the hot water supply systems (DHW) of consumers is heated in the heat exchangers of the heating point with the heat of the return network water, and then heated to the required temperature in the condenser of the heat pump unit, using the heat of the return network water from the return pipeline of the heating network in the evaporator. Throughout the year, the temperature of the network water returned to the CHPP is regulated without a lower break in the temperature curve of the heating network. The disadvantage of this method is the use of a heat pump installation for its implementation, which complicates the design of the installation and requires additional power consumption.

Известен способ работы маневренной регенеративной парогазовой теплоэлектроцентрали (Патент РФ № 2648478), в котором теплоту продуктов сгорания газовой турбины используют для выработки перегретого пара среднего давления расширяемого в противодавленческой теплофикационной паровой турбине. Теплоту конденсации расширенного пара используют для подогрева сетевой воды теплосети. В отопительный период работы между ступенями испарителя котла-утилизатора сжигают дополнительное топливо, увеличивая выработку перегретого пара, электрическую и тепловую мощность ПГУ. Это техническое решение обеспечивает повышение маневренности и экономичности установки ТЭЦ при ее работе как в неотопительных, так и в отопительных режимах. Этот способ принят в качестве прототипа к предполагаемому изобретению. Недостатками этого способа является возможность его использования только для открытых систем теплоснабжения. При работе парогазовой теплоэлектроцентрали в неотопительных режимах работы, при этом способе происходит излом температурного графика теплосети.A known method of operation of a maneuverable regenerative steam-gas combined heat and power plant (RF Patent No. 2648478), in which the heat of the combustion products of a gas turbine is used to generate superheated medium-pressure steam expanded in a counter-pressure cogeneration steam turbine. The heat of condensation of the expanded steam is used to heat the network water of the heating system. During the heating period, additional fuel is burned between the evaporator stages of the waste heat boiler, increasing the production of superheated steam, the electric and thermal power of the CCGT. This technical solution provides an increase in the maneuverability and efficiency of the CHP plant during its operation in both non-heating and heating modes. This method is taken as a prototype for the proposed invention. The disadvantages of this method is the possibility of its use only for open heating systems. During the operation of a combined cycle combined heat and power plant in non-heating operating modes, with this method, a break occurs in the temperature graph of the heating system.

Целью предлагаемого способа работы маневренной блочной теплофикационной парогазовой мини-ТЭЦ, является возможность его применения в закрытых нецентрализованных теплофикационных системах энергоснабжения городских микрорайонов с обеспечением экономичной выработки электрической и тепловой энергии при высокой маневренности мини-ТЭЦ и с когенерационной выработкой энергии как в неотопительных, так и в отопительных режимах. Подогрев водопроводной воды для систем ГВС производится в сетевых подогревателях мини-ТЭЦ, что исключает применение в зданиях подогревателей водопроводной воды. В отопительном режиме, при температурах воздуха от -5 до 8°С, регулируют расход сетевой воды через водо-водяные подогреватели и обеспечивают работу систем теплоснабжения без нижнего излома температурного графика теплосети.The purpose of the proposed method of operation of a maneuverable block cogeneration combined cycle mini-CHP is the possibility of its use in closed non-centralized cogeneration power supply systems for urban microdistricts with the provision of economical generation of electrical and thermal energy with high maneuverability of mini-CHP and with cogeneration energy generation both in non-heating and in heating modes. Heating of tap water for DHW systems is carried out in network heaters of mini-CHP, which excludes the use of tap water heaters in buildings. In the heating mode, at air temperatures from -5 to 8°C, they regulate the flow of network water through water-water heaters and ensure the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature graph of the heating system.

Технический результат достигается тем, что в способе работы маневренной блочной теплофикационной парогазовой мини-ТЭЦ, согласно которому сжимают атмосферный воздух, сжигают в нем топливо, расширяют продукты сгорания в газовой турбине, как в отопительный, так и в неотопительные периоды работы теплоту продуктов сгорания используют для выработки перегретого пара среднего давления, который расширяют в противодавленческой теплофикационной паровой турбине, полезную работу которой используют для выработки электроэнергии, расширенный пар конденсируют, теплоту конденсации пара и расширенных продуктов сгорания используют для подогрева сетевой воды, конденсат пара деаэрируют и используют в котле-утилизаторе для выработки перегретого пара; в отопительный период при снижении температуры атмосферного воздуха до заданной величины, между ступенями испарителя котла-утилизатора сжигают дополнительное топливо, увеличивают выработку перегретого пара, электрическую мощность электрогенератора и тепловую мощность установки, расход дополнительного топлива увеличивают при повышении тепловой нагрузки потребителей, а мини-ТЭЦ используется для автономной закрытой системы теплоснабжения городских микрорайонов; теплом сетевой воды подогревают в водо-водяных подогревателях до требуемой температуры водопроводную воду систем горячего водоснабжения потребителей; в отопительном режиме, при температурах воздуха от-5 до 8°С, регулируют расход сетевой воды через водо-водяные подогреватели и обеспечивают работу систем теплоснабжения без нижнего излома температурного графика теплосети, а устройство маневренной блочной теплофикационной парогазовой мини-ТЭЦ, включающее газотурбинную установку с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной, электрогенератором, выход компрессора соединен через камеру сгорания с газовой турбиной, связанной общим валом с компрессором и электрогенератором, выход газовой турбины связан с котлом-утилизатором, в котором по ходу газов размещены - пароперегреватель среднего давления, испаритель второй ступени, камеру дожигания, испаритель первой ступени, экономайзер второй ступени, экономайзер первой ступени, газоводяной подогреватель; пароперегреватель соединен паропроводом перегретого пара с входом теплофикационной противодавленческой паровой турбины, теплофикационный отбор которой связан по пару с сетевым подогревателем второй ступени, а ее выход связан с сетевым подогревателем первой ступени, который соединен конденсатопроводом через экономайзер первой ступени, деаэратор и трубопровод питательной воды с питательным насосом с экономайзером второй ступени, трубопровод обратной линии теплосети связан с трубопроводом прямой линии теплосети через сетевой подогреватель первой ступени и сетевой подогреватель второй ступени, а также через газоводяной подогреватель сетевой воды, причем дополнительно применены трубопровод холодной водопроводной воды, трубопровод подогретой водопроводной воды, обводной трубопровод сетевой воды, трубопровод сетевой воды, теплообменник охлаждения обратной сетевой воды, водо- водяной подогреватель водопроводной воды, запорные и регулирующие задвижки на трубопроводах; трубопровод холодной водопроводной воды связан с трубопроводом подогретой водопроводной воды через теплообменные поверхности охлаждения обратной сетевой воды и водо- водяного подогревателя водопроводной воды, выход подогревателя; выход сетевого подогревателя первой ступени связан с трубопроводом прямой линии теплосети через трубопровод сетевой воды с регулирующей задвижкой, а также связан по сетевой воде с трубопроводом обратной линии теплосети через обводной трубопровод сетевой воды, водо-водяной подогреватель водопроводной воды, связывающий трубопровод сетевой воды с запорной задвижкой и сетевым насосом.The technical result is achieved by the fact that in the method of operation of a maneuverable block cogeneration combined-cycle mini-CHP, according to which atmospheric air is compressed, fuel is burned in it, combustion products are expanded in a gas turbine, both in heating and non-heating periods of operation, the heat of combustion products is used for production of superheated steam of medium pressure, which is expanded in a counterpressure cogeneration steam turbine, the useful work of which is used to generate electricity, the expanded steam is condensed, the heat of condensation of steam and expanded combustion products is used to heat network water, the steam condensate is deaerated and used in a waste heat boiler to generate superheated steam; during the heating period, when the temperature of the atmospheric air drops to a predetermined value, additional fuel is burned between the evaporator stages of the waste heat boiler, the production of superheated steam, the electric power of the electric generator and the thermal power of the installation are increased, the consumption of additional fuel is increased with an increase in the thermal load of consumers, and a mini-CHP is used for an autonomous closed heating system for urban microdistricts; the heat of network water is heated in water-water heaters to the required temperature, tap water of hot water supply systems for consumers; in the heating mode, at air temperatures from -5 to 8 ° C, they regulate the flow of network water through water-water heaters and ensure the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature graph of the heating network, and the device is a maneuverable block cogeneration combined-cycle mini-CHP, including a gas turbine plant with a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, the compressor outlet is connected through a combustion chamber to a gas turbine connected by a common shaft to a compressor and an electric generator, the gas turbine outlet is connected to a waste heat boiler, in which, along the gas flow, there are placed - a medium pressure superheater, a second evaporator stages, afterburner, first stage evaporator, second stage economizer, first stage economizer, gas water heater; the superheater is connected by a steam line of superheated steam to the inlet of the heat extraction counterpressure steam turbine, the heat extraction of which is connected by steam to the network heater of the second stage, and its output is connected to the network heater of the first stage, which is connected by a condensate pipeline through the first stage economizer, a deaerator and a feed water pipeline with a feed pump with the economizer of the second stage, the pipeline of the return line of the heating network is connected to the pipeline of the direct line of the heating network through the network heater of the first stage and the network heater of the second stage, as well as through the gas-water heater of network water, moreover, a cold tap water pipeline, a heated tap water pipeline, a network bypass pipeline water, network water pipeline, return network water cooling heat exchanger, water-to-water heater of tap water, shut-off and control valves on pipelines; the pipeline of cold tap water is connected with the pipeline of heated tap water through the heat-exchange surfaces of the cooling of the return network water and the water-to-water heater of the tap water, the outlet of the heater; the output of the network heater of the first stage is connected to the pipeline of the direct line of the heating system through the pipeline of the network water with a control valve, and is also connected via the network water to the pipeline of the return line of the heating network through the bypass pipeline of the network water, the water-to-water heater of the tap water connecting the pipeline of the network water to the shut-off valve and mains pump.

На Фиг. 1 изображена принципиальная тепловая схема маневренной блочной теплофикационной мини-ТЭЦ. Она включает электрогенератор 1, компрессор 2, электрогенератор 3, паропровод перегретого пара среднего давления 4, противодавленческую паровую турбину 5, электрогенератор 6, камеру сгорания 7, поверхности нагрева котла-утилизатора: пароперегреватель 8, испаритель второй ступени 9, камеру дожигания 10, испаритель первой ступени 11, экономайзер второй ступени 12, экономайзер первой ступени 13, газоводяной подогреватель сетевой воды 14; элементы тепловой схемы'.деаэратор 15, сетевой подогреватель второй ступени 16, сетевой подогреватель первой ступени 17,водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18, трубопровод холодной водопроводной воды 19, теплообменник охлаждения обратной сетевой воды 20, дополнительный трубопровод сетевой воды 21 с регулирующей задвижкой 29, обводной трубопровод сетевой воды 22 с запорной задвижкой 31, связывающий трубопровод сетевой воды 23 с регулирующей задвижкой 30, сетевой насос 24, трубопровод прямой сетевой воды 25, трубопровод подогретой водопроводной воды 26, трубопровод обратной сетевой воды 27 с запорной задвижкой 32, запорную задвижку 28 установленную между сетевыми подогревателями первой 17 второй ступеней.On FIG. 1 shows a schematic thermal diagram of a maneuverable block cogeneration mini-CHP. It includes an electric generator 1, a compressor 2, an electric generator 3, a medium-pressure superheated steam pipeline 4, a counterpressure steam turbine 5, an electric generator 6, a combustion chamber 7, heating surfaces of the waste heat boiler: a superheater 8, a second-stage evaporator 9, an afterburner 10, a first-stage evaporator stages 11, economizer of the second stage 12, economizer of the first stage 13, gas-water heater of network water 14; elements of the thermal circuit '. deaerator 15, network heater of the second stage 16, network heater of the first stage 17, water-to-water heater of tap water 18, cold tap water pipeline 19, return network water cooling heat exchanger 20, additional network water pipeline 21 with control valve 29 , network water bypass pipeline 22 with a shut-off valve 31, connecting network water pipeline 23 with a control valve 30, network pump 24, direct network water pipeline 25, heated tap water pipeline 26, return network water pipeline 27 with a shut-off valve 32, shut-off valve 28 installed between the network heaters of the first 17 second stages.

Выход компрессора 1 связан через камеру сгорания 7 с газовой турбиной 2 соединенной общим валом с электрогенератором 3. Выход газовой турбины 2 связан с котлом-утилизатором. Пароперегреватель 8 соединен паропроводом перегретого пара среднего давления 4 с входом теплофикационной противодавленческой паровой турбины 5, теплофикационный отбор которой связан с сетевым подогревателем второй ступени 16. Выход паровой турбины 5 связан с сетевым подогревателем первой ступени 17, который по конденсату пара через насос связан с экономайзером первой ступени 13, деаэратором 15 и с экономайзером второй ступени 12 котла- утилизатора. Трубопровод обратной линии теплосети 27 связан по сетевой воде через запорную задвижку 32, теплообменник охлаждения обратной сетевой воды 20, сетевой подогреватель первой ступени 17, запорную задвижку 28 и сетевой подогреватель второй ступени 16 с трубопроводом прямой линии теплосети 25, а также он связан через газоводяной подогреватель сетевой воды 14с трубопроводом прямой линии теплосети 25. Выход сетевого подогревателя 17 связан по сетевой воде с трубопроводом прямой линии теплосети 25 через трубопровод сетевой воды 21 с регулирующей задвижкой 29, а также связан через обводной трубопровод сетевой воды 22, водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18 и связывающий трубопровод сетевой воды 23 с регулирующей задвижкой 30. Кроме этого выход сетевого подогревателя 17 по сетевой воде связан с трубопроводом обратной сетевой воды 27 через обводной трубопровод сетевой воды 22, водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18, связывающий трубопровод сетевой воды 23 с трубопроводом прямой линии теплосети 25. а также связан через запорную задвижку 31 и сетевой насос 24 с обратной линии теплосети 27. По конденсату пара сетевой подогреватель первой ступени 17 связан через насос с экономайзером первой ступени 13. Трубопровод холодной водопроводной воды 19 связан с трубопроводом подогретой водопроводной воды 26 через поверхности теплообмена теплообменника охлаждения обратной сетевой воды 20 и водо-водяного подогревателя водопроводной воды 18.The output of the compressor 1 is connected through the combustion chamber 7 with the gas turbine 2 connected by a common shaft to the electric generator 3. The output of the gas turbine 2 is connected to the waste heat boiler. The superheater 8 is connected by a medium-pressure superheated steam pipeline 4 to the inlet of the heat extraction counterpressure steam turbine 5, the heat extraction of which is connected to the network heater of the second stage 16. The outlet of the steam turbine 5 is connected to the network heater of the first stage 17, which is connected to the economizer of the first stage through the steam condensate through the pump. stage 13, deaerator 15 and economizer of the second stage 12 of the waste heat boiler. The pipeline of the return line of the heating system 27 is connected through the network water through the shut-off valve 32, the heat exchanger for cooling the return network water 20, the network heater of the first stage 17, the shut-off valve 28 and the network heater of the second stage 16 with the pipeline of the direct line of the heating network 25, and it is also connected through the gas-water heater network water 14 with the pipeline of the direct line of the heating network 25. The output of the network heater 17 is connected via the network water with the pipeline of the direct line of the heating network 25 through the pipeline of the network water 21 with the control valve 29, and is also connected through the bypass pipeline of the network water 22, the water-to-water heater of tap water 18 and the network water connecting pipeline 23 with the control valve 30. In addition, the outlet of the network heater 17 through the network water is connected to the return network water pipeline 27 through the network water bypass pipeline 22, the water-to-water heater of tap water 18 connecting the network water pipeline 23 with the direct pipeline the heating system line 25. and is also connected through the shut-off valve 31 and the network pump 24 with the return line of the heating system 27. Through the steam condensate, the network heater of the first stage 17 is connected through the pump to the economizer of the first stage 13. The pipeline of cold tap water 19 is connected to the pipeline of heated tap water 26 through the heat exchange surfaces of the heat exchanger for cooling the return network water 20 and the water-to-water heater of tap water 18.

Предлагаемый способ работы маневренной блочной теплофикационной мини- ТЭЦ осуществляют следующим образом. При ее работе в отопительных режимах, при среднезимних температурах атмосферного воздуха, воздух сжимают в компрессоре 1, в камере сгорания 7 сжигают топливо, продукты сгорания расширяют в газовой турбине 2, полезную работу которой используют для привода компрессора 1 и для выработки электроэнергии в электрогенераторе 3. Теплоту газов вышедших из газовой турбины 2, используют для выработки перегретого пара среднего давления в поверхностях нагрева котла-утилизатора - в пароперегревателе 8, второй 9 и первой 11 ступенях испарителя, экономайзере второй ступени 12, в экономайзере первой ступени 13, а также для нагрева сетевой воды теплосети в газоводяном подогревателе сетевой воды 14. Перегретый пар из пароперегревателя 8 подают по паропроводу перегретого пара среднего давления 4 в противодавленческую теплофикационную паровую турбину 5. Пар из ее теплофикационного отбора направляют в сетевой подогреватель второй ступени 16, а пар из выхода турбины 5 подают в сетевой подогреватель первой ступени 17. Теплом конденсации пара в сетевом подогревателе первой ступени 17 и в сетевом подогревателе второй ступени 16 нагревают сетевую воду теплосети, которая подводится в эти подогреватели из трубопровода обратной линии теплосети 27 и отводится, нагретая до требуемой температуры, в трубопровод прямой линии теплосети 25, при открытой запорной задвижке 28 и закрытой регулирующей задвижке 29. Подогрев сетевой воды теплосети также производят и в газоводяном подогревателе сетевой воды 14 теплом газов, охлажденных в котле-утилизаторе. Конденсат пара из сетевого подогревателя первой ступени 17 подают через экономайзер первой ступени 13 в деаэратор 15, где его деаэрируют. Деаэрированную питательную воду подают с помощью питательного насоса в экономайзер второй ступени 12. Холодную водопроводную воду, подводимую по трубопроводу водопроводной воды 19, подогревают последовательно в дополнительном теплообменнике охлаждения обратной сетевой воды 20, в дополнительном во до-водяном подогревателе водопроводной воды 18 и направляют через трубопровод подогретой водопроводной воды 26 в системы ГВС потребителей. Часть сетевой воды, нагретой в сетевом подогревателе первой ступени 17, подают в трубопровод прямой сетевой воды 25 через обводной трубопровод сетевой воды 22, водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18, связывающий трубопровод сетевой воды 23 и открытую регулирующую задвижку 30, при закрытой запорной задвижке 31.The proposed method of operation of a maneuverable block cogeneration mini-CHP is carried out as follows. During its operation in heating modes, at average winter temperatures of atmospheric air, air is compressed in compressor 1, fuel is burned in combustion chamber 7, combustion products are expanded in gas turbine 2, the useful work of which is used to drive compressor 1 and to generate electricity in electric generator 3. The heat of the gases released from the gas turbine 2 is used to generate superheated steam of medium pressure in the heating surfaces of the waste heat boiler - in the superheater 8, the second 9 and the first 11 stages of the evaporator, the economizer of the second stage 12, in the economizer of the first stage 13, as well as for heating the network heating system water in the gas-water heater of network water 14. The superheated steam from the superheater 8 is fed through the medium-pressure superheated steam pipeline 4 to the counter-pressure cogeneration steam turbine 5. The steam from its cogeneration extraction is sent to the network heater of the second stage 16, and the steam from the turbine outlet 5 is network heater of the first stage upeni 17. The heat of steam condensation in the network heater of the first stage 17 and in the network heater of the second stage 16 heats the network water of the heating network, which is supplied to these heaters from the pipeline of the return line of the heating network 27 and is discharged, heated to the required temperature, into the pipeline of the direct line of the heating network 25, with the shut-off valve 28 open and the control valve 29 closed. Heating of the network water of the heating system is also carried out in the gas-water heater of the network water 14 with the heat of gases cooled in the waste heat boiler. Steam condensate from the network heater of the first stage 17 is fed through the economizer of the first stage 13 to the deaerator 15, where it is deaerated. The deaerated feed water is supplied by a feed pump to the economizer of the second stage 12. Cold tap water supplied through the tap water pipeline 19 is heated sequentially in an additional heat exchanger for cooling the return network water 20, in an additional water-to-water tap water heater 18 and sent through the pipeline heated tap water 26 to consumer hot water systems. Part of the network water heated in the network heater of the first stage 17 is fed into the direct network water pipeline 25 through the network water bypass pipeline 22, the water-to-water heater of tap water 18 connecting the network water pipeline 23 and the open control valve 30, with the shut-off valve 31 closed .

При работе мини-ТЭЦ в отопительном режиме, при низких температурах воздуха, в камере дожигания 10 сжигают дополнительное топливо, увеличивают выработку перегретого пара в котле-утилизаторе, электрическую мощность теплофикационной противодавленческой паровой турбины 5, повышают расход и давление пара подаваемого в сетевые подогреватели первой ступени 17 и второй ступени 16, повышая при этом подогрев сетевой воды в газоводяном подогревателе 14 и температуру прямой сетевой воды, подаваемой в системы отопления по трубопроводу прямой линии теплосети 25. Открывают запорную задвижку 28 и закрывают регулирующую задвижку 29. Расход сетевой воды через водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18 уменьшают, прикрывая регулирующую задвижку 30 и поддерживая требуемую температуру водопроводной воды подаваемой по трубопроводу подогретой водопроводной воды 26 в систему ГВС потребителей. При температурах воздуха от - 5 до 8°С, уменьшают расход перегретого пара подаваемого из пароперегревателя 8 в паровую турбину 5. Закрывают запорную задвижку 28 и прекращают подачу пара из регулируемого отбора турбины 5 на сетевой подогреватель второй ступени 16, снижают расход пара и его давление на выходе изтурбины 5, уменьшая подогрев сетевой воды в сетевом подогревателя первой ступени 17.Болыпую часть сетевой воды, подаютв трубопровод прямой линии теплосети 25 через дополнительный трубопровод сетевой воды 21, при открытой регулирующей задвижке 29. Меньшую часть сетевой воды подают через обводной трубопровод сетевой воды 22 в водо-водяной подогреватель водопроводной воды 18, где ее частично охлаждают, нагревая в нем водопроводную воду до требуемой температуры, которую по трубопроводу подогретой водопроводной воды 26 подают в систему ГВС потребителей. Частично охлажденную в нем сетевую воду подают через трубопровод сетевой воды 23 в трубопровод прямой линии теплосети 25. При этом открыта регулирующая задвижка 30 и закрыта запорная задвижка 31. При температурах воздуха от -5 до 8°С, регулируют расход сетевой воды через водо-водяные подогреватели 18 регулирующей задвижкой 30, снижают температуру сетевой воды в прямой линии теплосети 25 и обеспечивают работу систем теплоснабжения без нижнего излома температурного графика теплосетиWhen the mini-CHP is operating in heating mode, at low air temperatures, additional fuel is burned in the afterburner 10, the production of superheated steam in the waste heat boiler is increased, the electric power of the cogeneration counter-pressure steam turbine 5 is increased, and the flow rate and pressure of steam supplied to the network heaters of the first stage are increased. 17 and the second stage 16, while increasing the heating of the network water in the gas-water heater 14 and the temperature of the direct network water supplied to the heating systems through the pipeline of the direct line of the heating network 25. Open the shut-off valve 28 and close the control valve 29. The flow of network water through the water-water the tap water heater 18 is reduced by closing the control valve 30 and maintaining the required temperature of the tap water supplied through the pipeline of heated tap water 26 to the consumer's DHW system. At air temperatures from -5 to 8 ° C, reduce the flow of superheated steam supplied from the superheater 8 to the steam turbine 5. Close the shut-off valve 28 and stop the steam supply from the controlled extraction of the turbine 5 to the network heater of the second stage 16, reduce the steam flow and its pressure at the outlet of the turbine 5, reducing the heating of network water in the network heater of the first stage 17. Most of the network water is supplied to the pipeline of the direct line of the heating network 25 through the additional pipeline of network water 21, with the control valve 29 open. A smaller part of the network water is supplied through the bypass pipeline of network water 22 into the water-to-water heater of tap water 18, where it is partially cooled, heating tap water in it to the required temperature, which is supplied through the pipeline of heated tap water 26 to the consumer's hot water system. The network water partially cooled in it is supplied through the network water pipeline 23 to the pipeline of the direct line of the heating network 25. At the same time, the control valve 30 is open and the shut-off valve 31 is closed. heaters 18 with a control valve 30, reduce the temperature of the network water in the direct line of the heating network 25 and ensure the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature graph of the heating network

При работе ТЭЦ в неотопительный период, уменьшают расход природного газа на перовую турбину 5 и отключают сетевой подогреватель второй ступени 16. Водопроводную воду подогревают в водо-водяном подогревателе 18 до требуемой для ГВС температуры, используя теплоту сетевой воды нагретой в сетевом подогревателе первой ступени 17. Водопроводную воду с требуемой температурой подают в систему ГВС через трубопровод подогретой водопроводной воды 26. Сетевую воду, охлажденную в водо-водяном подогревателе 18, подают в трубопровод обратной линии теплосети 27 через обводной трубопровод сетевой воды 22 и связывающий трубопровод сетевой воды 23 с сетевым насосом 24, при открытой запорной задвижке 31 и закрытой регулирующей задвижке 30.During the operation of the CHP during the non-heating period, the consumption of natural gas to the feather turbine 5 is reduced and the network heater of the second stage 16 is turned off. Tap water with the required temperature is supplied to the DHW system through a pipeline of heated tap water 26. Network water cooled in a water-to-water heater 18 is supplied to the heating network return line 27 through the network water bypass pipeline 22 and connecting the network water pipeline 23 with the network pump 24 , with shut-off valve 31 open and control valve 30 closed.

Предложенный способ позволяет:The proposed method allows:

- повысить маневренность, тепловую экономичность, электрическую и тепловую мощность мини-ТЭЦ;- increase maneuverability, thermal efficiency, electric and thermal power of mini-CHP;

- производить подогрев водопроводной воды для систем ГВС теплом сетевой воды, что позволяет отказаться от использования в зданиях подогревателей водопроводной воды и значительно снизить затраты в систему теплоснабжения жилых и общественных зданий;- to produce heating of tap water for hot water supply systems with the heat of network water, which makes it possible to refuse the use of tap water heaters in buildings and significantly reduce costs for the heat supply system of residential and public buildings;

- в отопительный период,при температурах воздуха от -5 до 8°С, регулируют расход сетевой воды через водо-водяные подогреватели,снижают температуру сетевой воды в прямой линии теплосети и обеспечивают работу систем теплоснабжения без нижнего излома температурного графика теплосети- during the heating season, at air temperatures from -5 to 8°C, they regulate the flow of network water through water-water heaters, reduce the temperature of network water in the direct line of the heating system and ensure the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature graph of the heating system

- в неотопительный период при небольших тепловых нагрузках горячего водоснабжения потребителей, обеспечивать работу системы теплоснабжения с поддержанием требуемой температуры водопроводной воды подаваемой в системы ГВС.- during the non-heating period, with small thermal loads of hot water supply to consumers, ensure the operation of the heat supply system while maintaining the required temperature of tap water supplied to the DHW systems.

Claims

1. The method of operation of a maneuverable block cogeneration combined-cycle mini-CHP, according to which atmospheric air is compressed, fuel is burned in it, combustion products are expanded in a gas turbine, both in heating and non-heating periods of operation, the heat of combustion products is used to generate superheated steam of medium pressure , which is expanded in a counter-pressure cogeneration steam turbine, the useful work of which is used to generate electricity, the expanded steam is condensed, the heat of condensation of steam and expanded combustion products is used to heat network water, the steam condensate is deaerated and used in a waste heat boiler to generate superheated steam; during the heating period, when the atmospheric air temperature drops to a predetermined value, additional fuel is burned between the evaporator stages of the waste heat boiler, the production of superheated steam, the electric power of the electric generator and the thermal power of the installation are increased, the consumption of additional fuel is increased with an increase in the thermal load of consumers, characterized in that mini-CHP is used for an autonomous closed heating system for urban microdistricts; the heat of network water is heated in water-water heaters to the required temperature, tap water of hot water supply systems for consumers; in heating mode at air temperatures from -5 to 8°C, they regulate the flow of network water through water-water heaters and ensure the operation of heat supply systems without a lower break in the temperature graph of the heating system.

2. A device for a maneuverable block cogeneration combined-cycle mini-CHP, including a gas turbine plant with a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, the compressor outlet is connected through the combustion chamber to a gas turbine connected by a common shaft to a compressor and an electric generator, the gas turbine outlet is connected to a boiler - a waste heat exchanger, in which, along the gas flow, a medium-pressure superheater, a second-stage evaporator, an afterburner, a first-stage evaporator, a second-stage economizer, a first-stage economizer, a gas-water heater are located; the superheater is connected by a steam line of superheated steam to the inlet of the heat extraction counterpressure steam turbine, the heat extraction of which is connected by steam to the network heater of the second stage, and its output is connected to the network heater of the first stage, which is connected by a condensate pipeline through the first stage economizer, a deaerator and a feed water pipeline with a feed pump with a second-stage economizer, the pipeline of the return line of the heating network is connected to the pipeline of the direct line of the heating network through the network heater of the first stage and the network heater of the second stage, as well as through the gas-water heater of network water, characterized in that a pipeline of cold tap water, a pipeline of heated tap water are additionally used, network water bypass pipeline, network water pipeline, return network water cooling heat exchanger, water-to-water heater of tap water, shut-off and control valves on pipelines; the pipeline of cold tap water is connected with the pipeline of heated tap water through the heat-exchange surfaces for cooling the return network water and the water-to-water heater of tap water, the outlet of the heater; the output of the network heater of the first stage is connected to the pipeline of the direct line of the heating system through the pipeline of the network water with a control valve, and is also connected via the network water to the pipeline of the return line of the heating network through the bypass pipeline of the network water, the water-to-water heater of the tap water connecting the pipeline of the network water to the shut-off valve and mains pump.