RU2787627C1 - 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
RU2787627C1
RU2787627C1 RU2021136862A RU2021136862A RU2787627C1 RU 2787627 C1 RU2787627 C1 RU 2787627C1 RU 2021136862 A RU2021136862 A RU 2021136862A RU 2021136862 A RU2021136862 A RU 2021136862A RU 2787627 C1 RU2787627 C1 RU 2787627C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
gas turbine
gas
steam
combustion chamber
Prior art date
Application number
RU2021136862A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Кудинов
Светлана Камиловна Зиганшина
Евгений Анатольевич Кудинов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
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"
Application granted granted Critical
Publication of RU2787627C1 publication Critical patent/RU2787627C1/en

Links

Images

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, wherein atmospheric air is supplied to the turbocharger of the gas turbine unit and compressed therein to the required pressure; the air compressed in the turbocharger is divided into primary and secondary air; organic fuel, primary air, and desalinated water are supplied into the combustion chamber of the gas turbine unit; the process of burning of the organic fuel is conducted in the combustion chamber, forming the products of combustion and evaporation of the desalinated water heated to a high temperature; the products of combustion of organic fuel and the water vapour are mixed with the secondary air; the resulting gas and vapour mixture is directed to the gas turbine; in the gas turbine, the process of expansion of the gas and vapour mixture is conducted, and the operation of the gas turbine cycle required to drive the turbocharger and the electric generator is completed; the gas and vapour mixture spent in the gas turbine is directed to a waste heat boiler, wherein water vapour is generated in the process of cooling the gas and vapour mixture; the water vapour is fed into the steam turbine, and the exhaust gases are redirected into a waste heat exchanger; in the steam turbine, the process of expansion of the water vapour is conducted, and the effective work of the steam power cycle required to drive the electric generator is performed; the water vapour spent in the steam turbine is redirected to a condenser, wherein the water vapor is condensed in the process of heat exchange with the circulating water; in the waste heat exchanger, in the process of heat exchange with the circulating water, the exhaust gases are cooled below the dew point with condensation of part of the contained water vapour; the desalinated water extracted through the condensation of water vapour from the exhaust gases is directed to the container tank through the condensate collector with a hydraulic seal and therefrom supplied by a pump via a stainless steel pressure main into the combustion chamber of the gas turbine unit; the circulating water heated in the condenser and the waste heat exchanger is supplied to the exhaust tower of the cooling tower by a circulation pump via the discharge pressure main, wherein the circulating water is cooled by atmospheric air in the process of heat and mass transfer in direct contact therewith, and discharged into the water collector; the exhaust gases after the waste heat exchanger are discharged into the atmosphere, and natural gas is used as organic fuel. The monitoring herein is continuous, and the flow rate of desalinated water is maintained at the set level in accordance with the operating mode of the gas and steam unit of the power plant, in the amount of 0.8 to 1.2 kg per 1.0 kg of the organic fuel burned, supplied from the tank container by a pump via a stainless steel pressure main to the combustion chamber of the gas turbine unit, by means of a desalinated water flow rate controller linked with the sensor for the organic fuel flow rate into the combustion chamber of the gas turbine unit and the regulating body installed on the stainless steel pressure main before the pump for the desalinated water supply into the combustion chamber of the gas turbine unit.
EFFECT: increase in the 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 in thermal power plants.

Известен аналог - способ работы парогазовой установки электростанции (см. патент РФ №2738792, Б.И. 35, 2020), по которому атмосферный воздух подают в турбокомпрессор газотурбинной установки, где он сжимается до требуемого давления, сжатый в турбокомпрессоре воздух разделяют на первичный и вторичный, в камеру сгорания газотурбинной установки подают органическое топливо, первичный воздух и обессоленную воду, в камере сгорания осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания и испарения обессоленной воды, продукты сгорания органического топлива и водяной пар перемешивают с вторичным воздухом, образовавшуюся газопаровую смесь (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 генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а отработавшие (уходящие) газы отводят в теплообменник-утилизатор, 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, в теплообменнике-утилизаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют охлаждение уходящих газов ниже точки росы с конденсацией части содержащихся в них водяных паров, конденсат водяных паров из уходящих газов (обессоленную воду) через конденсатосборник с гидрозатвором направляют в бак-резервуар, из которого насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали подают в камеру сгорания газотурбинной установки, подогретую в конденсаторе и в теплообменнике-утилизаторе циркуляционную воду посредством циркуляционного насоса по сливному напорному трубопроводу подают в вытяжную башню градирни, где циркуляционная вода охлаждается атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним и стекает в водосборный бассейн, уходящие газы после теплообменника-утилизатора отводят в атмосферу, в качестве органического топлива используют природный газ. Данный аналог принят за прототип.An analogue is known - a method of operating a combined-cycle plant of a power plant (see RF patent No. 2738792, B.I. 35, 2020), according to which atmospheric air is supplied to the turbocompressor of a gas turbine plant, where it is compressed to the required pressure, the air compressed in the turbocompressor is divided into primary and secondary, organic fuel, primary air and demineralized water are supplied to the combustion chamber of the gas turbine plant, the combustion process of fossil fuel is carried out in the combustion chamber with the formation of combustion products heated to a high temperature and evaporation of demineralized water, combustion products of organic fuel and water vapor are mixed with secondary air, the resulting gas-vapor mixture (gases) is 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 driving the turbocharger and electric generator, the exhaust gases in the gas turbine are sent to the waste heat boiler, where in the process of cooling the gases g water vapor is generated, water vapor is supplied to the steam turbine, and the exhaust (outgoing) gases are removed to the waste heat exchanger, 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 expended on driving the electric generator, the steam exhausted in the steam turbine is discharged to the condenser, where in the process of heat exchange with circulating water, water vapor is condensed, in the heat exchanger-utilizer, in the process of heat exchange with circulating water, the exhaust gases are cooled below the dew point with the condensation of part of the water vapor contained in them, the condensate of water vapor from the exhaust gases (desalinated water) through a condensate collector with a water seal is sent to a reservoir tank, from which the circulation water is supplied to the combustion chamber of the gas turbine plant, heated in the condenser and in the waste heat exchanger by means of a circulation pump according to The discharge pressure pipeline is fed into the exhaust tower of the cooling tower, where the circulating water is cooled by atmospheric air in the process of heat and mass transfer in direct contact with it and flows into the catchment basin, the exhaust gases after the waste heat exchanger are discharged into the atmosphere, natural gas is used as organic fuel. This analogue 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 при реализации известного способа парогазовая установка электростанции обладает пониженной эффективностью работы, так как не осуществляется непрерывное регулирование расхода обессоленной воды, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки. В процессе работы электрическая мощность парогазовой установки электростанции может изменяться по причине изменения нагрузки потребителя. Так, при уменьшении нагрузки потребителя следует снижать электрическую мощность парогазовой установки электростанции путем уменьшения расхода органического топлива, а при повышении нагрузки потребителя мощность парогазовой установки следует увеличивать путем повышения расхода органического топлива, подаваемого в камеру сгорания газотурбинной установки. В первом случае расход обессоленной воды, подаваемой в камеру сгорания газотурбинной установки, следует уменьшать, а во втором - повышать в соответствии с изменением расхода органического топлива. Таким образом, отсутствие непрерывного регулирования расхода обессоленной воды, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки, снижает эффективность работы парогазовой установки электростанции.The reason preventing 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 when implementing the known method, the combined-cycle plant of the power plant has a reduced efficiency, since there is no continuous regulation of the flow rate of demineralized water supplied from tank-reservoir with a pump through a stainless steel pressure pipeline into the combustion chamber of a gas turbine plant. During operation, the electric power of the combined-cycle plant of the power plant may change due to changes in the load of the consumer. So, when the load of the consumer decreases, the electric power of the combined-cycle plant of the power plant should be reduced by reducing the consumption of organic fuel, and when the load of the consumer increases, the power of the combined-cycle plant should be increased by increasing the consumption of fossil fuel supplied to the combustion chamber of the gas turbine plant. In the first case, the consumption of demineralized water supplied to the combustion chamber of a gas turbine plant should be reduced, and in the second, it should be increased in accordance with the change in the consumption of organic fuel. Thus, the lack of continuous control of the flow rate of demineralized water supplied from the tank-reservoir by a pump through a stainless steel pressure pipeline to the combustion chamber of a gas turbine plant reduces the efficiency of the combined-cycle plant of a power plant.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения эффективности работы парогазовой установки электростанции целесообразно осуществлять непрерывный контроль и поддерживать на заданном уровне в соответствии с режимом работы парогазовой установки электростанции расход обессоленной воды в количестве 0,8-1,2 кг на 1,0 кг сжигаемого органического топлива, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки. Для этого предлагается установить в парогазовой установке электростанции регулятор расхода обессоленной воды, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки, связанный с датчиком расхода органического топлива в камеру сгорания газотурбинной установки и регулирующим органом, установленным на напорном водопроводе из нержавеющей стали перед насосом подачи обессоленной воды в камеру сгорания газотурбинной установки.The essence of the invention is as follows. To increase the efficiency of the power plant's combined-cycle plant, it is advisable to continuously monitor and maintain at a given level in accordance with the operating mode of the power plant's combined-cycle plant, the consumption of demineralized water in the amount of 0.8-1.2 kg per 1.0 kg of combusted fossil fuel supplied from the tank - tank with a pump through a pressure water pipe made of stainless steel into the combustion chamber of a gas turbine plant. To do this, it is proposed to install in the combined-cycle plant of the power plant a flow controller for demineralized water supplied from the tank-reservoir by a pump through a pressure water pipeline made of stainless steel into the combustion chamber of the gas turbine plant, connected with a sensor for the consumption of organic fuel in the combustion chamber of the gas turbine plant and a regulating body installed on the pressure water pipeline from stainless steel before the pump for supplying demineralized water to the combustion chamber of a gas turbine plant.

Технический результат - повышение эффективности работы 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 атмосферный воздух подают в турбокомпрессор газотурбинной установки, где он сжимается до требуемого давления, сжатый в турбокомпрессоре воздух разделяют на первичный и вторичный, в камеру сгорания газотурбинной установки подают органическое топливо, первичный воздух и обессоленную воду, в камере сгорания осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания и испарения обессоленной воды, продукты сгорания органического топлива и водяной пар перемешивают с вторичным воздухом, образовавшуюся газопаровую смесь направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газопаровой смеси и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшую в газовой турбине газопаровую смесь направляют в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газопаровой смеси генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а уходящие газы отводят в теплообменник-утилизатор, 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, в теплообменнике-утилизаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют охлаждение уходящих газов ниже точки росы с конденсацией части содержащихся в них водяных паров, обессоленную воду, выделяющуюся при конденсации водяных паров из уходящих газов через конденсатосборник с гидрозатвором направляют в бак-резервуар, из которого насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали подают в камеру сгорания газотурбинной установки, подогретую в конденсаторе и в теплообменнике-утилизаторе циркуляционную воду посредством циркуляционного насоса по сливному напорному трубопроводу подают в вытяжную башню градирни, где циркуляционная вода охлаждается атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним и стекает в водосборный бассейн, уходящие газы после теплообменника-утилизатора отводят в атмосферу, в качестве органического топлива используют природный газ. Особенность заключается в том, что осуществляют непрерывный контроль и поддерживают на заданном уровне в соответствии с режимом работы парогазовой установки электростанции расход обессоленной воды в количестве 0,8-1,2 кг на 1,0 кг сжигаемого органического топлива, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки, посредством регулятора расхода обессоленной воды, связанного с датчиком расхода органического топлива в камеру сгорания газотурбинной установки и регулирующим органом, установленным на напорном водопроводе из нержавеющей стали перед насосом подачи обессоленной воды в камеру сгорания газотурбинной установки.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of operation of a combined-cycle plant of a power plant, through which atmospheric air is supplied to the turbocompressor of a gas turbine plant, where it is compressed to the required pressure, the air compressed in the turbocompressor is divided into primary and secondary, into the combustion chamber of the gas turbine plant organic fuel, primary air and demineralized water are supplied, the combustion process of organic fuel is carried out in the combustion chamber with the formation of combustion products heated to a high temperature and evaporation of demineralized water, combustion products of organic fuel and water vapor are mixed with secondary air, the resulting gas-steam mixture is sent to the gas turbine , the process of expansion of the gas-vapor mixture is carried out in the gas turbine and the work of the gas turbine cycle is performed, which is spent on driving the turbocompressor and electric generator, the gas-vapor mixture that has been used in the gas turbine is directed are fed into the waste heat boiler, where water vapor is generated in the process of cooling the gas-vapor mixture, water vapor is supplied to the steam turbine, and the exhaust gases are removed to the waste heat exchanger, the steam turbine expands the water vapor and performs the useful work of the steam-power cycle expended on the drive of an electric generator, the steam exhausted in the steam turbine is removed to the condenser, where, in the process of heat exchange with circulating water, water vapor is condensed; , demineralized water released during the condensation of water vapor from the exhaust gases through a condensate collector with a hydraulic seal is sent to a reservoir tank, from which it is pumped through a stainless steel pressure pipeline into the combustion chamber of a gas turbine plant, heated in a condenser and in a heat exchanger - In the waste heat exchanger, circulating water is fed through a circulating pump through a discharge pressure pipeline to the exhaust tower of the cooling tower, where the circulating water is cooled by atmospheric air in the process of heat and mass transfer in direct contact with it and flows into the catchment basin, the exhaust gases after the waste heat exchanger are discharged into the atmosphere, into Natural gas is used as fossil fuel. The peculiarity lies in the fact that they carry out continuous monitoring and maintain at a given level in accordance with the operating mode of the combined-cycle plant of the power plant, the consumption of demineralized water in the amount of 0.8-1.2 kg per 1.0 kg of combusted fossil fuel supplied from the tank-reservoir by a pump through a pressure water pipeline made of stainless steel into the combustion chamber of a gas turbine plant, by means of a demineralized water flow controller connected to a sensor for the consumption of fossil fuel into the combustion chamber of a gas turbine plant and a regulating body installed on a pressure water pipeline made of stainless steel in front of the pump for supplying desalted water to the combustion chamber of a gas turbine plant .

На чертеже представлена схема парогазовой установки электростанции, реализующая предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of a combined cycle power plant that implements the proposed method.

Парогазовая установка электростанции содержит газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины 1, турбокомпрессора 2, камеры сгорания 3 и электрогенератора 4, котел-утилизатор 5, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 6 с конденсатором 7, электрического генератора 8 и питательного насоса 9, теплообменник-утилизатор 10 теплоты уходящих газов, снабженный конденсатосборником 11 и гидрозатвором 12, систему оборотного водоснабжения, включающую циркуляционный насос 13, напорный трубопровод 14 к конденсатору 7 паровой турбины 6, напорный трубопровод 15 к теплообменнику-утилизатору 10 теплоты уходящих газов и сливной напорный трубопровод 16 к градирне, состоящей из вытяжной башни 17 и водосборного бассейна 18, выполненный из нержавеющей стали бак-резервуар 19, насос 20, напорный водопровод 21 из нержавеющей стали, регулятор 22 расхода обессоленной воды, подаваемой из бака-резервуара 19 насосом 20 по напорному водопроводу 21 из нержавеющей стали в камеру сгорания 3, связанный с датчиком 23 расхода органического топлива в камеру сгорания газотурбинной установки и регулирующим органом 24, установленным на напорном водопроводе 21 из нержавеющей стали перед насосом 20.The combined-cycle plant of the power plant contains a gas turbine plant consisting of a gas turbine 1, a turbocompressor 2, a combustion chamber 3 and an electric generator 4, a waste heat boiler 5, a steam turbine plant consisting of a steam turbine 6 with a condenser 7, an electric generator 8 and a feed pump 9, a heat exchanger - exhaust gas heat exchanger 10, equipped with a condensate collector 11 and a hydraulic seal 12, a circulating water supply system, including a circulation pump 13, a pressure pipeline 14 to the condenser 7 of the steam turbine 6, a pressure pipeline 15 to the exhaust gas heat exchanger 10 and a discharge pressure pipeline 16 to the cooling tower , consisting of an exhaust tower 17 and a catchment basin 18, a tank tank 19 made of stainless steel, a pump 20, a pressure water pipe 21 made of stainless steel, a regulator 22 for the flow of demineralized water supplied from a tank tank 19 by a pump 20 through a pressure water pipe 21 made of stainless steel into combustion chamber 3, connected th with sensor 23 for organic fuel flow into the combustion chamber of a gas turbine plant and a regulator 24 installed on a pressure water pipe 21 made of stainless steel in front of pump 20.

Способ работы парогазовой установки электростанции реализуется следующим образом.The method of operation of the combined-cycle plant of the power plant is implemented as follows.

Атмосферный воздух подают в турбокомпрессор 2 газотурбинной установки, в котором повышают его давление до требуемого значения. Сжатый в турбокомпрессоре 2 воздух разделяют на первичный и вторичный. В камеру сгорания 3 подают органическое топливо и первичный воздух для осуществления процесса горения топлива. Одновременно в камеру сгорания 3 из бака-резервуара 19, выполненного из нержавеющей стали, насосом 20 по напорному водопроводу 21 из нержавеющей стали подают обессоленную воду в количестве 0,8-1,2 кг на 1,0 кг сжигаемого органического топлива. При этом для осуществления распыления обессоленной воды в камере сгорания газотурбинной установки давление, создаваемое насосом 20 в напорном водопроводе 21 перед камерой сгорания 3, должно превышать давление сжатого в турбокомпрессоре циклового воздуха на 0,4-0,5 МПа. В камере сгорания 3 осуществляется процесс горения органического топлива с образованием продуктов сгорания и испарения обессоленной воды. Продукты сгорания органического топлива и водяной пар перемешиваются с вторичным воздухом. Образовавшуюся газопаровую смесь направляют в газовую турбину 1. Перемешивание продуктов сгорания органического топлива и водяного пара с вторичным воздухом осуществляют для обеспечения требуемой температуры газопаровой смеси перед газовой турбиной 1. В газовой турбине 1 совершается работа газотурбинного цикла, которая затрачивается на привод турбокомпрессора 2 и электрогенератора 4. При этом работа, совершаемая газопаровой смесью в газовой турбине 1, будет больше по сравнению со случаем, когда рабочим телом является смесь продуктов сгорания с воздухом, за счет повышения располагаемого теплоперепада вследствие улучшения теплофизических свойств рабочего тела. Отработавшую в газовой турбине 1 газопаровую смесь подают в котел-утилизатор 5, где генерируется водяной пар высоких параметров, который направляют в паровую турбину 6, а уходящие газы из котла-утилизатора 5 подают в теплообменник-утилизатор 10 теплоты уходящих газов, где охлаждают ниже точки росы за счет подачи циркуляционной воды по напорному трубопроводу 15 циркуляционным насосом 13 из водосборного бассейна 18 градирни и отводят в атмосферу.Atmospheric air is supplied to the turbocharger 2 of the gas turbine plant, in which its pressure is increased to the required value. The air compressed in the turbocharger 2 is divided into primary and secondary. Organic fuel and primary air are supplied to the combustion chamber 3 to carry out the fuel combustion process. At the same time, demineralized water in the amount of 0.8-1.2 kg per 1.0 kg of combusted fossil fuel is supplied to the combustion chamber 3 from the tank-reservoir 19 made of stainless steel by a pump 20 through a pressure water pipe 21 made of stainless steel. At the same time, in order to spray demineralized water in the combustion chamber of a gas turbine plant, the pressure created by the pump 20 in the pressure water pipeline 21 in front of the combustion chamber 3 must exceed the pressure of cycle air compressed in the turbocharger by 0.4-0.5 MPa. In the combustion chamber 3, the process of combustion of organic fuel is carried out with the formation of combustion products and evaporation of demineralized water. Combustion products of organic fuel and water vapor are mixed with secondary air. The resulting gas-vapor mixture is sent to the gas turbine 1. The products of combustion of organic fuel and water vapor are mixed with secondary air to ensure the required temperature of the gas-vapor mixture in front of the gas turbine 1. In the gas turbine 1, the work of the gas turbine cycle is performed, which is spent on driving the turbocompressor 2 and the electric generator 4 In this case, the work performed by the gas-vapor mixture in the gas turbine 1 will be greater compared to the case when the working fluid is a mixture of combustion products with air, due to an increase in the available heat drop due to an improvement in the thermophysical properties of the working fluid. The gas-steam mixture exhausted in the gas turbine 1 is fed into the waste heat boiler 5, where steam of high parameters is generated, which is sent to the steam turbine 6, and the exhaust gases from the waste heat boiler 5 are fed into the waste heat exchanger 10 for the heat of the flue gases, where they are cooled below the point dew due to the supply of circulating water through the pressure pipe 15 by the circulation pump 13 from the drainage basin 18 of the cooling tower and discharged into the atmosphere.

В паровой турбине 6 в процессе расширения водяного пара совершается полезная работа паротурбинного цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 8. Отработавший в паровой турбине 6 водяной пар направляют в конденсатор 7. В конденсаторе 7 в процессе теплообмена с циркуляционной водой, подаваемой по напорному трубопроводу 14 циркуляционным насосом 13 из водосборного бассейна 18 градирни, отработавший в паровой турбине 6 водяной пар конденсируется. Конденсат отработавшего в турбине 6 водяного пара из конденсатора 7 питательным насосом 9 подают в котел-утилизатор 5.In the steam turbine 6, in the process of expanding the water vapor, the useful work of the steam turbine cycle is performed, which is spent on driving the electric generator 8. The steam exhausted in the steam turbine 6 is sent to the condenser 7. In the condenser 7, in the process of heat exchange with the circulating water supplied through the pressure pipeline 14, the circulation pump 13 from the catchment area 18 of the cooling tower, the steam exhausted in the steam turbine 6 is condensed. The condensate of the steam exhausted in the turbine 6 from the condenser 7 is supplied by the feed pump 9 to the waste heat boiler 5.

В теплообменнике-утилизаторе 10 уходящие газы охлаждаются до температуры ниже точки росы циркуляционной водой, подаваемой циркуляционным насосом 13 по напорному трубопроводу 15. При этом водяной пар, содержащийся в уходящих газах в перегретом состоянии, конденсируется, образуется обессоленная вода. Обессоленную воду, выделяющуюся из уходящих газов в процессе их охлаждения ниже точки росы в теплообменнике-утилизаторе 10, отводят в конденсатосборник 11 и через гидрозатвор 12 направляют в бак-резервуар 19, который выполняется из нержавеющей стали для сохранения чистоты обессоленной воды. Из бака-резервуара 19 обессоленную воду насосом 20 по напорному водопроводу 21 из нержавеющей стали подают в камеру сгорания газотурбинной установки. Уходящие газы после теплообменника-утилизатора 10 через дымовую трубу (на схеме не показана) отводят в атмосферу. Использование газопаровой смеси приводит к увеличению паропроизводительности котла-утилизатора 5 на 2-3% вследствие улучшения теплофизических свойств рабочего тела и дополнительно повышает количество обессоленной воды, получаемой в теплообменнике-утилизаторе 10 из уходящих газов.In the waste heat exchanger 10, the exhaust gases are cooled to a temperature below the dew point by the circulation water supplied by the circulation pump 13 through the pressure pipe 15. At the same time, the water vapor contained in the exhaust gases in a superheated state condenses, demineralized water is formed. The desalinated water released from the exhaust gases during their cooling below the dew point in the waste heat exchanger 10 is discharged to the condensate collector 11 and sent through the water seal 12 to the reservoir tank 19, which is made of stainless steel to maintain the purity of the desalinated water. From the reservoir tank 19, demineralized water is supplied by a pump 20 through a stainless steel pressure pipeline 21 to the combustion chamber of a gas turbine plant. Exhaust gases after the waste heat exchanger 10 are discharged into the atmosphere through a chimney (not shown in the diagram). The use of a gas-steam mixture leads to an increase in the steam output of the waste heat boiler 5 by 2-3% due to the improvement of the thermophysical properties of the working fluid and further increases the amount of demineralized water obtained in the waste heat exchanger 10 from the exhaust gases.

Подогретую в конденсаторе 7 и в теплообменнике-утилизаторе 10 теплоты уходящих газов циркуляционную воду посредством циркуляционного насоса 13 по сливному напорному трубопроводу 16 подают в вытяжную башню 17 градирни, где циркуляционная вода охлаждается атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним и стекает в водосборный бассейн 18.The circulating water heated in the condenser 7 and in the waste heat exchanger 10 by means of the circulating pump 13 is fed through the discharge pressure pipeline 16 to the exhaust tower 17 of the cooling tower, where the circulating water is cooled by atmospheric air in the process of heat and mass transfer in direct contact with it and flows down into the catchment area 18.

Расход обессоленной воды в камеру сгорания 3 поддерживают на заданном уровне (в количестве 0,8-1,2 кг на 1,0 кг сжигаемого топлива) в зависимости от мощности газотурбинной установки, определяемой расходом органического топлива. В процессе работы парогазовой установки осуществляется непрерывное измерение расхода органического топлива, подаваемого в камеру сгорания 3 газотурбинной установки, датчиком 23. Сигнал от датчика 23 поступает на вход регулятора 22 расхода обессоленной воды, выход которого соединен с регулирующим органом 24 расхода обессоленной воды, установленным на напорном водопроводе 21 из нержавеющей стали перед насосом 20.The consumption of demineralized water in the combustion chamber 3 is maintained at a given level (in the amount of 0.8-1.2 kg per 1.0 kg of fuel burned) depending on the power of the gas turbine plant, determined by the consumption of organic fuel. In the process of operation of the combined-cycle plant, the consumption of organic fuel supplied to the combustion chamber 3 of the gas turbine plant is continuously measured by the sensor 23. The signal from the sensor 23 is fed to the input of the regulator 22 of the demineralized water flow, the output of which is connected to the regulator 24 of the flow of demineralized water installed on the pressure head water pipe 21 made of stainless steel in front of the pump 20.

При возникновении ситуации, когда расход органического топлива в камеру сгорания 3 и мощность газотурбинной установки отклоняются от заданного первоначального значения, по сигналу от датчика 23 регулятором 22 вырабатывается командный сигнал на изменение расхода обессоленной воды, подаваемой насосом 20 по напорному водопроводу 21 из нержавеющей стали в камеру сгорания 3. Командный сигнал, вырабатываемый регулятором 22, воздействует на регулирующий орган 24, которым осуществляется изменение расхода обессоленной воды, подаваемой насосом 20 по напорному водопроводу 21 из нержавеющей стали в камеру сгорания 3. Новое значение расхода обессоленной воды должно поддерживаться в соответствии с вновь заданной мощностью газотурбинной установки, определяемой расходом подаваемого в камеру сгорания 3 органического топлива.If a situation arises when the consumption of organic fuel into the combustion chamber 3 and the power of the gas turbine plant deviate from the specified initial value, the signal from the sensor 23 is generated by the controller 22 to change the flow rate of demineralized water supplied by the pump 20 through the pressure water pipe 21 made of stainless steel into the chamber combustion 3. The command signal generated by the regulator 22 affects the regulating body 24, which changes the flow rate of demineralized water supplied by the pump 20 through a pressure water pipe 21 made of stainless steel to the combustion chamber 3. The new value of the flow rate of demineralized water must be maintained in accordance with the newly set the power of the gas turbine plant, determined by the flow rate supplied to the combustion chamber 3 organic fuel.

Таким образом, осуществление поддержания требуемого расхода обессоленной воды, подаваемой в камеру сгорания газотурбинной установки в соответствии с режимом ее работы, посредством регулятора расхода обессоленной воды, связанного с датчиком расхода органического топлива в камеру сгорания газотурбинной установки и регулирующим органом, установленным на напорном водопроводе из нержавеющей стали перед насосом подачи обессоленной воды в камеру сгорания газотурбинной установки, позволяет повысить эффективность работы парогазовой установки электростанции.Thus, the implementation of maintaining the required flow rate of demineralized water supplied to the combustion chamber of a gas turbine plant in accordance with its mode of operation, by means of a demineralized water flow controller connected to a sensor for the consumption of fossil fuel into the combustion chamber of a gas turbine plant and a regulatory body installed on a pressure water pipe made of stainless steel in front of the pump for supplying demineralized water to the combustion chamber of a gas turbine plant, which makes it possible to increase the efficiency of the combined cycle plant of a power plant.

Claims (1)

Способ работы парогазовой установки электростанции, по которому атмосферный воздух подают в турбокомпрессор газотурбинной установки, где он сжимается до требуемого давления, сжатый в турбокомпрессоре воздух разделяют на первичный и вторичный, в камеру сгорания газотурбинной установки подают органическое топливо, первичный воздух и обессоленную воду, в камере сгорания осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания и испарения обессоленной воды, продукты сгорания органического топлива и водяной пар перемешивают с вторичным воздухом, образовавшуюся газопаровую смесь направляют в газовую турбину, в газовой турбине осуществляется процесс расширения газопаровой смеси и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора и электрогенератора, отработавшую в газовой турбине газопаровую смесь направляют в котел-утилизатор, где в процессе охлаждения газопаровой смеси генерируется водяной пар, водяной пар подают в паровую турбину, а уходящие газы отводят в теплообменник-утилизатор, 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, в теплообменнике-утилизаторе в процессе теплообмена с циркуляционной водой осуществляют охлаждение уходящих газов ниже точки росы с конденсацией части содержащихся в них водяных паров, обессоленную воду, выделяющуюся при конденсации водяных паров из уходящих газов, через конденсатосборник с гидрозатвором направляют в бак-резервуар, из которого насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали подают в камеру сгорания газотурбинной установки, подогретую в конденсаторе и в теплообменнике-утилизаторе циркуляционную воду посредством циркуляционного насоса по сливному напорному трубопроводу подают в вытяжную башню градирни, где циркуляционная вода охлаждается атмосферным воздухом в процессе тепло- и массообмена при непосредственном контакте с ним и стекает в водосборный бассейн, уходящие газы после теплообменника-утилизатора отводят в атмосферу, в качестве органического топлива используют природный газ, отличающийся тем, что осуществляют непрерывный контроль и поддерживают на заданном уровне в соответствии с режимом работы парогазовой установки электростанции расход обессоленной воды в количестве 0,8-1,2 кг на 1,0 кг сжигаемого органического топлива, подаваемой из бака-резервуара насосом по напорному водопроводу из нержавеющей стали в камеру сгорания газотурбинной установки, посредством регулятора расхода обессоленной воды, связанного с датчиком расхода органического топлива в камеру сгорания газотурбинной установки и регулирующим органом, установленным на напорном водопроводе из нержавеющей стали перед насосом подачи обессоленной воды в камеру сгорания газотурбинной установки.The method of operation of the combined-cycle plant of a power plant, according to which atmospheric air is supplied to the turbocompressor of a gas turbine plant, where it is compressed to the required pressure, the air compressed in the turbocompressor is divided into primary and secondary, organic fuel, primary air and demineralized water are fed into the combustion chamber of the gas turbine plant, in the chamber combustion process, the combustion of organic fuel is carried out with the formation of combustion products heated to a high temperature and the evaporation of demineralized water, the combustion products of organic fuel and water vapor are mixed with secondary air, the resulting gas-vapor mixture is sent to the gas turbine, the process of expanding the gas-vapor mixture is carried out in the gas turbine and work is done of the gas turbine cycle spent on driving the turbocharger and electric generator, the gas-steam mixture exhausted in the gas turbine is sent to the waste-heat boiler, where, in the process of cooling the gas-steam mixture, water vapor is generated, water steam is fed into the steam turbine, and the exhaust gases are removed to the waste heat exchanger, the process of expanding water vapor is carried out in the steam turbine and the useful work of the steam-power cycle is performed, expended on driving the electric generator, the steam exhausted in the steam turbine is removed to the condenser, where in the process heat exchange with circulating water, water vapor is condensed, in the heat exchanger, in the process of heat exchange with circulating water, the exhaust gases are cooled below the dew point with condensation of a part of the water vapor contained in them, demineralized water released during the condensation of water vapor from the exhaust gases, through a condensate collector with a water seal is sent to a reservoir tank, from which a pump through a pressure water pipe made of stainless steel is supplied to the combustion chamber of a gas turbine plant, heated in a condenser and in a waste heat exchanger, circulating water through a circulation pump through a discharge pressure pipe The wire is fed into the exhaust tower of the cooling tower, where the circulating water is cooled by atmospheric air in the process of heat and mass transfer in direct contact with it and flows into the catchment basin, the exhaust gases after the waste heat exchanger are discharged into the atmosphere, natural gas is used as organic fuel, which is characterized by that carry out continuous monitoring and maintain at a predetermined level in accordance with the operating mode of the combined-cycle plant of the power plant, the consumption of demineralized water in the amount of 0.8-1.2 kg per 1.0 kg of burned fossil fuel supplied from the tank-reservoir by a pump through a pressurized water pipeline from stainless steel into the combustion chamber of the gas turbine plant, by means of a demineralized water flow controller connected to the organic fuel flow sensor into the combustion chamber of the gas turbine plant and the regulating body installed on the pressure water pipeline made of stainless steel in front of the pump for supplying demineralized water to the gas turbine combustion chamber oh installation.
RU2021136862A 2021-12-13 Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant RU2787627C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787627C1 true RU2787627C1 (en) 2023-01-11

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803822C1 (en) * 2023-04-06 2023-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for operation of the combined-cycle unit of the power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2373403C1 (en) * 2008-03-11 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Electric power station steam-gas unit
RU2453712C2 (en) * 2010-08-20 2012-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Power facility combined-cycle plant
RU2738792C1 (en) * 2019-12-31 2020-12-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Combined cycle power plant

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2373403C1 (en) * 2008-03-11 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Electric power station steam-gas unit
RU2453712C2 (en) * 2010-08-20 2012-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Power facility combined-cycle plant
RU2738792C1 (en) * 2019-12-31 2020-12-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Combined cycle power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803822C1 (en) * 2023-04-06 2023-09-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for operation of the combined-cycle unit of the power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5623822A (en) Method of operating a waste-to-energy plant having a waste boiler and gas turbine cycle
RU2009333C1 (en) Combined steam-gas power plant and method of its operation
RU2787627C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
CN108868907A (en) A kind of fire coal biomass carbonated drink coupled electricity-generation system and technique
RU2728312C1 (en) Method of operation and device of manoeuvrable gas-steam cogeneration plant with steam drive of compressor
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
RU2799696C1 (en) Combined cycle power plant unit
RU2803822C1 (en) Method for operation of the combined-cycle unit of the power plant
RU2784165C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
RU2529508C1 (en) Method of improvement of manoeuvrability of atomic power plants
RU2611138C1 (en) Method of operating combined-cycle power plant
RU2793046C1 (en) Combined cycle power plant unit
RU2794404C1 (en) Combined cycle unit of a power plant
RU2801652C1 (en) Method of operation of the combined-cycle plant of the power plant
JPH1113488A (en) Full fired heat recovery combined plant using steam cooling type gas turbine
CN208237839U (en) A kind of combustion gas turbine lack of gas and tandem heat recovery system
RU2777999C1 (en) Combined-cycle power plant
RU2229030C2 (en) Method to increase efficiency of gas-turbine plant
RU2780597C1 (en) Method for operation of the combined-cycle plant of the power plant
RU167924U1 (en) Binary Combined Cycle Plant
RU2620610C1 (en) Work method of combined cycle gas turbine power plant
RU2738792C1 (en) Combined cycle power plant
RU2756880C1 (en) Combined gas and steam unit of a power plant with parallel operation
RU2756940C1 (en) Method for operation of a combined gas and steam unit of a power plant
JPS61108814A (en) Gas-steam turbine composite facility