RU2798262C1 - Device for cooling cycle air of a gas turbine unit - Google Patents

Device for cooling cycle air of a gas turbine unit Download PDF

Info

Publication number
RU2798262C1
RU2798262C1 RU2022112195A RU2022112195A RU2798262C1 RU 2798262 C1 RU2798262 C1 RU 2798262C1 RU 2022112195 A RU2022112195 A RU 2022112195A RU 2022112195 A RU2022112195 A RU 2022112195A RU 2798262 C1 RU2798262 C1 RU 2798262C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
gas turbine
compressor
heat exchanger
lithium bromide
Prior art date
Application number
RU2022112195A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Инна Михайловна Руфанова
Евгений Андреевич Леонтьев
Алексей Евгеньевич Жуков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798262C1 publication Critical patent/RU2798262C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas turbine units.
SUBSTANCE: invention can be used to cool cycle air before supplying it to an axial compressor, to increase the efficiency and economy of gas compressor units. The device for cooling cycle air of a gas turbine unit contains a gas turbine unit with a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a smoke exhauster, a heat exchanger, an air mixing device and an absorption lithium bromide refrigeration unit. The selection of exhaust gases for operation of the absorption lithium bromide refrigeration unit is carried out by a smoke exhauster from the exhaust shaft. The heat exchanger and the air mixing device are installed in the complex air cleaning device.
EFFECT: implementation of the invention provides a solution to the following technical problems: reduction of electricity consumption, facilitation of the technological process of cooling cycle air, excluding the coolant in the role of water, and ensuring versatility of the system. Invention improves the efficiency, environmental friendliness and economy of gas turbine units.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области газотурбинных установок и может использоваться для охлаждения циклового воздуха перед подачей его в осевой компрессор, повышения эффективности и экономичности газоперекачивающих агрегатов. The invention relates to the field of gas turbine plants and can be used to cool cycle air before supplying it to an axial compressor, to increase the efficiency and economy of gas compressor units.

Известно устройство для стабилизации мощности газотурбинной установки (RU №2126902, F02C 6/18, 27.02.1999) применимое на газоперекачивающих агрегатах газовой промышленности, преимущественно работающих в районах с жарким климатом для стабилизации массовой производительности воздушного компрессора, при повышении температуры окружающего воздуха. Устройство включает воздухопромыватель и газоохладитель, подключенные к входному патрубку воздушного компрессора и выхлопному патрубку газотурбинной установки, соответственно.A device is known for stabilizing the power of a gas turbine plant (RU No. 2126902, F02C 6/18, 27.02.1999) applicable to gas compressor units of the gas industry, mainly operating in areas with a hot climate to stabilize the mass productivity of an air compressor, with an increase in ambient temperature. The device includes an air cleaner and a gas cooler connected to the inlet pipe of the air compressor and the exhaust pipe of the gas turbine plant, respectively.

Недостатком указанного технического решения является использование в качестве теплоносителя воды, частичный отбор выхлопных газов непосредственно с газовой турбины, что снижает коэффициент полезного действия газотурбинной установки.The disadvantage of this technical solution is the use of water as a coolant, partial selection of exhaust gases directly from the gas turbine, which reduces the efficiency of the gas turbine plant.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является испарительный охладитель, а также газотурбинная установка с испарительным охлаждением, содержащая компрессор, камеру сгорания и газовую турбину, в которой отбор тепла осуществляется от природного газа до аппаратов воздушного охлаждения газа (RU №2662009, F04D 25/02, 23.07.2018). В качестве теплоносителя данная схема использует воду, отбор необходимого тепла производится перед аппаратами воздушного охлаждения газа. При этом схема предполагает содержать в себе: испарительный охладитель, питающее устройство, камеру сбора воды, установку химводоочистки.The closest in technical essence and the achieved result is an evaporative cooler, as well as a gas turbine plant with evaporative cooling, containing a compressor, a combustion chamber and a gas turbine, in which heat is taken from natural gas to gas air coolers (RU No. 2662009, F04D 25/ 02, 23.07.2018). This scheme uses water as a heat carrier, the required heat is taken in front of the gas air coolers. At the same time, the scheme assumes to contain: an evaporative cooler, a power supply device, a water collection chamber, and a chemical water treatment plant.

Недостатком данного технического решения является сложный процесс преобразования тепла в холод, промежуточный теплоноситель в роли воды, сложность конструкции, что влечет существенные затраты на обслуживание, неэкологичность, и большие затраты электроэнергии.The disadvantage of this technical solution is the complex process of converting heat into cold, the intermediate coolant in the role of water, the complexity of the design, which entails significant maintenance costs, environmental friendliness, and high energy costs.

При осуществлении изобретения обеспечивается решение следующих технических проблем: снижение потребления электроэнергии, облегчение технологического процесса охлаждения циклового воздуха, исключающее теплоноситель в роли воды и универсальность системы.The implementation of the invention provides a solution to the following technical problems: reduction of electricity consumption, facilitation of the technological process of cooling cycle air, excluding the coolant in the role of water and the versatility of the system.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для охлаждения циклового воздуха газотурбинной установки, включающее компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, дымосос, теплообменник, устройство для смешения воздуха и комплексное воздухоочистительное устройство, согласно предлагаемому техническому решению устанавливают абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку, связанную подводящими трубопроводами с перекрывающими кранами с устройством для смешения воздуха, дымососом и теплообменником, в теплый период времени кран подачи теплого воздуха перекрыт, отработанные газы после турбины газотурбинной установки направляют в выхлопную шахту, где дымососом часть выхлопных газов направляют в абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку, в которой поступающий атмосферный воздух охлаждают и направляют в устройство для смешения воздуха, входящее в состав комплексного воздухоочистительного устройства.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for cooling the cycle air of a gas turbine plant, including a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a smoke exhauster, a heat exchanger, an air mixing device and a complex air cleaning device, according to the proposed technical solution, an absorption lithium bromide refrigeration unit is installed, connected by inlet pipelines with shut-off valves with an air mixing device, a smoke exhauster and a heat exchanger, during the warm period, the warm air supply valve is closed, the exhaust gases after the turbine of the gas turbine plant are sent to the exhaust shaft, where a part of the exhaust gases is sent by the smoke exhauster to the lithium bromide absorption refrigeration unit, in which the incoming Atmospheric air is cooled and sent to an air mixing device, which is part of a complex air cleaning device.

Кроме того, теплообменник для системы противообледенения, входящий в состав комплексного воздухоочистительного устройства, устанавливают после компрессора газотурбинной установки, переключения производят соответствующими кранами, в теплый период времени кран подачи теплого воздуха перекрыт, а в холодный период времени блок с абсорбционной бромистолитиевой холодильной установкой отсекают, теплый воздух после компрессора газотурбинной установки направлен в воздушный теплообменник, после использования отработанный воздух стравливают в атмосферу.In addition, the heat exchanger for the anti-icing system, which is part of the integrated air cleaning device, is installed after the compressor of the gas turbine plant, the switches are made by appropriate taps, in the warm period of time the warm air supply valve is closed, and in the cold period of time the unit with the absorption lithium bromide refrigeration unit is cut off, warm the air after the compressor of the gas turbine plant is sent to the air heat exchanger, after use, the exhaust air is vented to the atmosphere.

Устройство для охлаждения циклового воздуха включает абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку, подводящие трубопроводы, устройство для смешения воздуха, дымосос и теплообменник, в зимний период используемый как противообледенительная система. В отличие от рассматриваемой схемы в качестве прототипа, абсорбционная бромистолитиевая холодильная установка имеет сравнительно низкие показатели потребления электроэнергии, так как использует для работы тепловую энергию обрабатываемого вещества. К выхлопной шахте газоперекачивающего агрегата подводится дымосос, отбирающий часть выхлопных газов. В холодное время года блок абсорбционной бромистолитиевой холодильной установки отсекается кранами для перепуска теплого сжатого воздуха напрямую в комплексное воздухоочистительное устройство в систему противообледенения. Облегчение процесса охлаждения циклового воздуха заключается в исключении из системы посредника в виде воды, применение системы как в летнее, так и в зимнее время, а также сравнительно простой схеме по эксплуатации абсорбционной бромистолитиевой холодильной установки.The cycle air cooling device includes an absorption lithium bromide refrigeration unit, supply pipelines, an air mixing device, a smoke exhauster and a heat exchanger used as an anti-icing system in winter. In contrast to the scheme under consideration as a prototype, the lithium bromide absorption refrigeration unit has relatively low electricity consumption, since it uses the thermal energy of the processed substance for operation. A smoke exhauster is supplied to the exhaust shaft of the gas-pumping unit, which selects part of the exhaust gases. In the cold season, the block of the absorption lithium bromide refrigeration unit is cut off by taps for bypassing warm compressed air directly into the integrated air cleaning device into the anti-icing system. Facilitation of the cycle air cooling process consists in the exclusion of an intermediary in the form of water from the system, the use of the system both in summer and winter, as well as a relatively simple scheme for operating an absorption lithium bromide refrigeration unit.

На фиг. 1 представлена схема заявляемой системы охлаждения циклового воздуха, гдеIn FIG. 1 shows a diagram of the proposed cycle air cooling system, where

1 - абсорбционная бромистолитиевая холодильная установка;1 - absorption lithium bromide refrigeration unit;

2 - дымосос;2 - smoke exhauster;

3 - комплексное воздухоочистительное устройство;3 - complex air cleaning device;

4 - компрессор газотурбинной установки;4 - gas turbine compressor;

5 - камера сгорания;5 - combustion chamber;

6 - турбина газотурбинной установки;6 - turbine of a gas turbine plant;

7 - теплообменник воздушный;7 - air heat exchanger;

8 - устройство для смешения воздуха.8 - device for mixing air.

Устройство работает следующим образом. В теплый период времени кран подачи теплого воздуха перекрыт. Отработанные газы после турбины газотурбинной установки 6 направляются в выхлопную шахту, где дымососом 2 часть выхлопных газов направляется в абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку 1, в которой поступающий атмосферный воздух охлаждается и направляется в устройство для смешения воздуха 8, входящее в состав комплексного воздухоочистительного устройства 3.The device works as follows. In the warm period of time, the warm air supply valve is closed. The exhaust gases after the turbine of the gas turbine plant 6 are sent to the exhaust shaft, where a part of the exhaust gases is sent by a smoke exhauster 2 to the absorption lithium bromide refrigeration unit 1, in which the incoming atmospheric air is cooled and sent to the air mixing device 8, which is part of the integrated air cleaning device 3.

В холодный период времени блок с абсорбционной бромистолитиевой холодильной установкой 1 отсекается, теплый воздух после компрессора газотурбинной установки 4 направляется в воздушный теплообменник 7, выступающий в качестве противообледенительной системы, входящий в состав комплексного воздухоочистительного устройства 3, после использования отработанный воздух стравливается в атмосферу.In the cold period of time, the block with the absorption lithium bromide refrigeration unit 1 is cut off, the warm air after the compressor of the gas turbine plant 4 is sent to the air heat exchanger 7, which acts as an anti-icing system, which is part of the integrated air cleaning device 3, after use, the exhaust air is vented into the atmosphere.

Таким образом, предлагаемая схема по охлаждению циклового воздуха является энергосберегающей, в виду низкого потребления электроэнергии абсорбционной бромистолитиевой холодильной установкой и простой в эксплуатации, в виду отказа от воды в качестве теплоносителя. Простота предлагаемой схемы обеспечит надежную работу и долгий срок службы агрегатов.Thus, the proposed cycle air cooling scheme is energy-saving, in view of the low power consumption of an absorption lithium bromide refrigeration unit, and easy to operate, in view of the rejection of water as a heat carrier. The simplicity of the proposed scheme will ensure reliable operation and long service life of the units.

Claims (2)

1. Устройство для охлаждения циклового воздуха газотурбинной установки, включающее компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, дымосос, теплообменник, устройство для смешения воздуха и комплексное воздухоочистительное устройство, отличающееся тем, что устанавливают абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку, связанную подводящими трубопроводами с перекрывающими кранами с устройством для смешения воздуха, дымососом и теплообменником, в теплый период времени кран подачи теплого воздуха перекрыт, отработанные газы после турбины газотурбинной установки направляют в выхлопную шахту, где дымососом часть выхлопных газов направляют в абсорбционную бромистолитиевую холодильную установку, в которой поступающий атмосферный воздух охлаждают и направляют в устройство для смешения воздуха, входящее в состав комплексного воздухоочистительного устройства.1. A device for cooling the cycle air of a gas turbine plant, including a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, a smoke exhauster, a heat exchanger, an air mixing device and a complex air cleaning device, characterized in that an absorption lithium bromide refrigeration unit is installed connected by supply pipelines with shut-off valves to the device for air mixing, with a smoke exhauster and a heat exchanger, in the warm period of time, the warm air supply valve is closed, the exhaust gases after the turbine of the gas turbine plant are sent to the exhaust shaft, where a part of the exhaust gases is sent by the smoke exhauster to an absorption lithium bromide refrigeration unit, in which the incoming atmospheric air is cooled and sent to device for mixing air, which is part of a complex air cleaning device. 2. Устройство для охлаждения циклового воздуха газотурбинной установки по п. 1, отличающееся тем, что теплообменник для системы противообледенения, входящий в состав комплексного воздухоочистительного устройства, устанавливают после компрессора газотурбинной установки, переключения производят соответствующими кранами, в теплый период времени кран подачи теплого воздуха перекрыт, а в холодный период времени блок с абсорбционной бромистолитиевой холодильной установкой отсекают, теплый воздух после компрессора газотурбинной установки направлен в воздушный теплообменник, после использования отработанный воздух стравливают в атмосферу.2. The device for cooling the cycle air of a gas turbine plant according to claim 1, characterized in that the heat exchanger for the anti-icing system, which is part of the integrated air cleaning device, is installed after the compressor of the gas turbine plant, switching is carried out by the corresponding taps, in the warm period of time the warm air supply valve is closed , and in the cold period of time, the block with the absorption lithium bromide refrigeration unit is cut off, the warm air after the compressor of the gas turbine unit is sent to the air heat exchanger, after use, the exhaust air is bled into the atmosphere.
RU2022112195A 2022-05-04 Device for cooling cycle air of a gas turbine unit RU2798262C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798262C1 true RU2798262C1 (en) 2023-06-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190919A1 (en) * Московский институт инженеров железнодорожно COMBINED ABSORPTION AND COMPRESSION REFRIGERATION SYSTEM
US5655373A (en) * 1994-09-28 1997-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus
RU2095601C1 (en) * 1993-12-10 1997-11-10 Юрий Иванович Климнюк Gas-turbine plant with anti-icing device
RU2273741C1 (en) * 2005-03-10 2006-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" Gas-steam plant
RU2019106246A (en) * 2019-03-04 2020-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") METHOD FOR INCREASING THE POWER OF A STEAM AND GAS POWER UNIT WITH THE HELP OF AN ABSORPTION COOLING MACHINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU190919A1 (en) * Московский институт инженеров железнодорожно COMBINED ABSORPTION AND COMPRESSION REFRIGERATION SYSTEM
RU2095601C1 (en) * 1993-12-10 1997-11-10 Юрий Иванович Климнюк Gas-turbine plant with anti-icing device
US5655373A (en) * 1994-09-28 1997-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus
RU2273741C1 (en) * 2005-03-10 2006-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз" Gas-steam plant
RU2019106246A (en) * 2019-03-04 2020-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВО "КГЭУ") METHOD FOR INCREASING THE POWER OF A STEAM AND GAS POWER UNIT WITH THE HELP OF AN ABSORPTION COOLING MACHINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1331522C (en) Apparatus and method for optimizing the air inlet temperature of gas turbines
RU2399781C1 (en) Combined electric energy, heat and cold generation method
CN103470379B (en) Combined energy-saving type Inlet Air Cooling System of Gas Turbine
CN107905897B (en) Gas turbine circulating flue gas waste heat recovery and inlet air cooling combined system and method
CN203177688U (en) Efficient water ring vacuum pump system for condensing steam turbine unit
WO2011110554A1 (en) Power generation system and method
RU2798262C1 (en) Device for cooling cycle air of a gas turbine unit
CN210105937U (en) Cold and hot electric antithetical couplet device of LNG power ship
CN107289665B (en) Regional energy supply system
RU2354838C2 (en) Gas turbine power plant
RU121863U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2775611C1 (en) Thermal power plant
RU2607437C2 (en) Thermal power plant
CN221568655U (en) Combined cycle unit air inlet temperature control system utilizing waste heat of combustion engine TCA/FGH
CN216986967U (en) Volatile organic compound recovery system
RU157594U1 (en) TRIGGER INSTALLATION
RU2176024C2 (en) Integrated system using liquefied gas in boiler units
CN213713607U (en) Combustion engine blowing compressed air heat utilization system
CN212389434U (en) Gas turbine inlet air cooling device
RU39937U1 (en) DETANDER-GENERATOR INSTALLATION
CN215333140U (en) Air inlet cooling system of aeroderivative gas turbine
RU2745470C1 (en) Cogeneration combined cycle plant
CN112304108B (en) System and method for utilizing heat of blowing compressed air for combustion engine
SU1158769A1 (en) Steam power plant
RU29566U1 (en) Power plant of a gas pumping station of a gas main