RU43918U1 - GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY - Google Patents
GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY Download PDFInfo
- Publication number
- RU43918U1 RU43918U1 RU2004130664/22U RU2004130664U RU43918U1 RU 43918 U1 RU43918 U1 RU 43918U1 RU 2004130664/22 U RU2004130664/22 U RU 2004130664/22U RU 2004130664 U RU2004130664 U RU 2004130664U RU 43918 U1 RU43918 U1 RU 43918U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gas turbine
- top box
- gas generator
- exhaust
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области газотурбостроения, а именно к устройствам для использования тепла выхлопных газов газогенераторов.The utility model relates to the field of gas turbine construction, and in particular to devices for using the heat of exhaust gases of gas generators.
Одним из направлений повышения эффективности и улучшения удельных параметров генераторов газа, например наземных газотурбинных установок (ГТУ), является использование сложных циклов.One of the directions of increasing the efficiency and improving the specific parameters of gas generators, for example, onshore gas turbine installations (GTU), is the use of complex cycles.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение автономности работы режима работы генератора газа от газотурбинной приставки и повышении эффективности газотурбинной приставки.The technical task of the proposed utility model is to ensure the autonomy of the operation mode of the gas generator from the gas turbine set-top box and to increase the efficiency of the gas turbine set-top box.
Технический результат достигается в заявляемой газотурбинной приставке, использующей энергию генератора газа, которая включает входное устройство, компрессор, соединенный с турбиной через мультипликатор, камеру подогрева воздуха, установленную за компрессором, патрубок подсоединения генератора газа с камерой подогрева, силовую турбину, подогреватель выхлопных газов, устройство перепуска воздуха с регулировочным краном, расположенное за компрессором, и котел-утилизатор, причем газотурбинная приставка дополнительно содержит заслонку - регулятор, камеру смешения, выхлопное устройство с выходами, и заслонки. Заслонка - регулятор подачи выхлопных газов генератора газа в камеру подогрева газотурбинной приставки установлена в трубопроводе подсоединения генератора газа к камере подогрева, камера смешения и расположена между генератором газа и трубопроводом подсоединения генератора газа к камере подогрева. Выхлопное устройство заслонками соединено с камерой смешения и котлом - утилизатором, а заслонки установлены в местах подсоединения выхлопного устройства к камере смешения и котлу-утилизатору. Выхлопное устройство газотурбинной приставки имеет заслонку для перепуска.The technical result is achieved in the inventive gas turbine set-top box, using the energy of a gas generator, which includes an input device, a compressor connected to the turbine through a multiplier, an air heating chamber installed behind the compressor, a gas generator connection pipe with a heating chamber, a power turbine, an exhaust gas heater, a device an air bypass with a control valve located behind the compressor and a waste heat boiler, the gas turbine prefix additionally comprising a damper y - controller, the mixing chamber, the exhaust device with the outputs, and dampers. A damper — a regulator for supplying exhaust gases of a gas generator to the heating chamber of a gas turbine set-top box, is installed in the pipeline connecting the gas generator to the heating chamber, a mixing chamber is located between the gas generator and the pipeline connecting the gas generator to the heating chamber. The exhaust device with shutters is connected to the mixing chamber and the waste heat boiler, and the shutters are installed in the places where the exhaust device is connected to the mixing chamber and the waste heat boiler. The exhaust device of the gas turbine set-top box has a shutter for bypass.
Применение предлагаемой газотурбинной приставки, при использовании в качестве генератора газа, например, ГТУ, позволяет повысить суммарную мощность и КПД всего газотурбинного агрегата (газотурбинной установки - газотурбинная приставка) на 15-25% и более, в зависимости от параметров основной газотурбинной установки, при этом одновременно улучшаются экологические характеристики всего газотурбинного агрегата, так как вырабатываемая газотурбинной приставкой механическая работа производится путем экологически чистого процесса - без использования топлива.The use of the proposed gas turbine set-top box, when used, for example, as a gas turbine unit, can increase the total power and efficiency of the entire gas turbine unit (gas turbine unit - gas turbine unit) by 15-25% or more, depending on the parameters of the main gas turbine unit, at the same time, the environmental characteristics of the entire gas turbine unit are improved, since the mechanical work produced by the gas turbine unit is carried out by an environmentally friendly process - without using mations fuel.
Другим важным преимуществом газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа, является возможность использования в качестве генератора газа любого устройства, которое создает поток газа (или воздуха), подогретого до температуры желательно 700К (и более) с давлением, превышающим давление окружающей среды на величину 5% и более.Another important advantage of a gas turbine set-top box using the energy of a gas generator is the possibility of using any device as a gas generator that creates a stream of gas (or air) heated to a temperature of preferably 700K (or more) with a pressure exceeding the ambient pressure by 5% and more.
Description
Полезная модель относится к области газотурбостроения, а именно к устройствам для использования тепла выхлопных газов газогенераторов.The utility model relates to the field of gas turbine construction, and in particular to devices for using the heat of exhaust gases of gas generators.
Одним из направлений повышения эффективности и улучшения удельных параметров генераторов газа, например наземных газотурбинных установок (ГТУ), является использование сложных циклов.One of the directions of increasing the efficiency and improving the specific parameters of gas generators, for example, onshore gas turbine installations (GTU), is the use of complex cycles.
Известна «Система термодинамического преобразования воздушного цикла», патент США №4.751.814 от 21.06.1988 г., где используется тепло выхлопных газов ГТУ для получения дополнительной мощности, которая включает трехкаскадный компрессор с теплообменниками охлаждения воздуха между каскадами, теплообменник, представляющий собой камеру подогрева воздуха за компрессорами, куда поступают выхлопные газы от основной газотурбинной установки (ГТУ), турбину, с выходным валом для The well-known "System of thermodynamic transformation of the air cycle", US patent No. 4.751.814 from 06.21.1988, which uses the heat of the exhaust gases of the gas turbine to obtain additional power, which includes a three-stage compressor with heat exchangers for cooling the air between the stages, a heat exchanger, which is a heating chamber air behind the compressors, where the exhaust gases from the main gas turbine installation (GTU), a turbine, with an output shaft for
привода компрессоров и производства механической работы, подогреватель выхлопных газов, котел-утилизатор.compressor drive and mechanical work, exhaust heater, waste heat boiler.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, большие габариты и масса, низкая эксплуатационная эффективность и отсутствие автономности работы генератора газа от газотурбинной приставки, что обусловлено конструкцией газотурбинной приставки, так как для изменения величины энергии подаваемой в газотурбинную приставку, например, в процессе запуска или выхода на аварийный режим газотурбинной приставки, требуется изменение режима работы генератора газа.The disadvantage of this technical solution is the design complexity, large dimensions and weight, low operational efficiency and lack of autonomy of the gas generator from the gas turbine set-top box, which is due to the design of the gas turbine set-top box, since to change the amount of energy supplied to the gas turbine set-top box, for example, during start-up or exit for emergency operation of the gas turbine set-top box, a change in the operating mode of the gas generator is required.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому и принятому за прототип является «Газотурбинная приставка, использующая энергию генератора газа», патент на полезную модель №34207 от 17.07.2003 «», которая включает входное устройство, компрессор, соединенный с турбиной через мультипликатор, камеру подогрева воздуха (теплообменник), установленную за компрессором, трубопровод подсоединения генератора газа с камерой подогрева, силовую турбину, подогреватель выхлопных газов, расположенное за компрессором устройство перепуска воздуха с регулировочным краном и котел - утилизатор.The closest technical solution to the claimed and adopted as a prototype is “Gas turbine box using the energy of a gas generator”, utility model patent No. 34207 dated 07/17/2003 “”, which includes an input device, a compressor connected to the turbine through a multiplier, an air heating chamber (heat exchanger) installed behind the compressor, gas generator connection pipe with a heating chamber, a power turbine, an exhaust heater, an air bypass device located behind the compressor with a regulator with a tap and a waste heat boiler.
Недостатками данного технического решения является отсутствие автономности режима работы генератора газа от газотурбинной приставки и пониженная эффективность газотурбинной приставки.The disadvantages of this technical solution is the lack of autonomy of the gas generator from the gas turbine set-top box and the reduced efficiency of the gas turbine set-top box.
Отсутствие автономности является следствием того, что для изменения величины энергии подаваемой в газотурбинную приставку, например, в процессе запуска или выхода на аварийный режим газотурбинной приставки, требуется изменение режима работы генератора газа и это ухудшает эксплуатационные характеристики совместной работы газотурбинной приставки и генератора газа, особенно, если в качестве генератора газа используется, энергетическая ГТУ.The lack of autonomy is a consequence of the fact that in order to change the amount of energy supplied to the gas turbine set-top box, for example, during the start-up or emergency operation of the gas turbine set-top box, a change in the operation mode of the gas generator is required and this worsens the operational characteristics of the joint operation of the gas turbine set-top box and gas generator, especially if used as a gas generator, energy gas turbine.
Пониженная эффективность газотурбинной приставки является следствием того, что величина максимально-допустимой температуры газа, подаваемого из газогенератора на вход в камеру подогрева, лимитируется прочностными характеристиками этой камеры подогрева (теплообменника), а расход газа определяется выбранной конструкцией газогенератора.The reduced efficiency of the gas turbine set-top box is due to the fact that the maximum allowable temperature of the gas supplied from the gas generator to the inlet of the heating chamber is limited by the strength characteristics of this heating chamber (heat exchanger), and the gas flow rate is determined by the chosen design of the gas generator.
Для повышения эффективности использования энергии генератора газа, применяются различные устройства полезного использования энергии потоков газа и воздуха на выходе из газотурбинной приставки, наиболее простым из которых является направление этих потоков в котел - утилизатор системы теплоснабжения. Однако, при отсутствии или ограниченной потребности такого использования энергии потоков газа и воздуха на выходе из газотурбинной приставки ее эффективность (мощность и КПД использования энергии генератора газа) снижается.To increase the efficiency of using the energy of a gas generator, various devices are used for the efficient use of energy of gas and air flows at the outlet of a gas turbine set-top box, the simplest of which is the direction of these flows to a boiler - a heat recovery system utilizer. However, in the absence or limited need for such use of the energy of gas and air flows at the outlet of the gas turbine unit, its efficiency (power and efficiency of using the energy of the gas generator) is reduced.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение автономности режима работы генератора газа от газотурбинной приставки и повышения эффективности газотурбинной приставки.The objective of the proposed utility model is to ensure the autonomy of the gas generator from the gas turbine unit and to increase the efficiency of the gas turbine unit.
Технический результат достигается в газотурбинной приставке, использующей энергию генератора газа, которая включает входное устройство, компрессор, соединенный с турбиной через мультипликатор, камеру подогрева воздуха, установленную за компрессором, патрубок подсоединения генератора газа с камерой подогрева, силовую турбину, подогреватель выхлопных газов, устройство перепуска воздуха с регулировочным краном, расположенное за компрессором, и котел-утилизатор, причем газотурбинная приставка дополнительно содержит заслонку - регулятор, камеру смешения, выхлопное устройство, имеющее выходы, и заслонки. Заслонка - регулятор подачи выхлопных газов генератора газа в камеру подогрева газотурбинной приставки установлена в трубопроводе подсоединения генератора газа к камере подогрева, камера смешения расположена между генератором газа и трубопроводом подсоединения генератора газа к камере подогрева. Выхлопное устройство соединено с камерой смешения и котлом - утилизатором, а The technical result is achieved in a gas turbine set-top box using the energy of a gas generator, which includes an input device, a compressor connected to the turbine through a multiplier, an air heating chamber installed behind the compressor, a gas generator connection pipe with a heating chamber, a power turbine, an exhaust gas heater, an overflow device air with a control valve located behind the compressor and a waste heat boiler, and the gas-turbine prefix additionally contains a damper - regulate p, a mixing chamber, the exhaust device having outputs, and dampers. A damper — a regulator for supplying exhaust gases of a gas generator to the heating chamber of a gas turbine set-top box, is installed in the pipeline connecting the gas generator to the heating chamber, a mixing chamber is located between the gas generator and the pipeline connecting the gas generator to the heating chamber. The exhaust device is connected to the mixing chamber and the waste heat boiler, and
заслонки установлены в местах подсоединения выхлопного устройства к камере смешения и котлу-утилизатору, выхлопное устройство газотурбинной приставки имеет заслонку для перепуска.the shutters are installed in the places where the exhaust device is connected to the mixing chamber and the waste heat boiler, the exhaust device of the gas turbine set-top box has a shutter for bypass.
На фиг 1 изображена конструктивная схема газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа, например, ГТУ.Figure 1 shows a structural diagram of a gas turbine set-top box using the energy of a gas generator, for example, gas turbine.
На фиг.2 изображен вариант А компоновки газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа.Figure 2 shows an arrangement A of a gas turbine set-top box using the energy of a gas generator.
На фиг.3 изображен вариант Б компоновки газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа.Figure 3 shows a variant B of the layout of a gas turbine set-top box using the energy of a gas generator.
Газотурбинная приставка, схематично изображенная на фиг.1, фиг.2, фиг.3, и использующая энергию выхлопных газов генератора газа, например, ГТУ, содержит: входное устройство 1, компрессор 2, камеру 3 подогрева воздуха, турбину 4 привода компрессора 2, силовую турбину 5 с выходным валом 6 и муфтой 7 для подсоединения приводимого устройства (например, электрогенератора), выхлопное устройство 8 с выходами, устройство 9 перепуска воздуха с регулировочным краном 10, мультипликатор 11, подогреватель 12 выхлопных газов, генератор 13 газа, камеру смешения 14, трубопровод 15 соединения генератора 13 газа через камеру 14 смешения с камерой 3 подогрева воздуха, котел-утилизатор 16, трубопровод 17 подвода и трубопровод 18 отвода воды из котла-утилизатора 16, заслонка-регулятор 19 подачи выхлопных газов генератора газа в камеру подогрева газотурбинной приставки, заслонку 20 подсоединения одного из выходов выхлопного устройства 8 к котлу-утилизатору 16, заслонку 21 подсоединения другого выхода выхлопного устройства 8 к камере смешения 14 и заслонку 22 для перепуска.Gas turbine attachment, schematically shown in figure 1, figure 2, figure 3, and using the energy of the exhaust gases of a gas generator, for example, gas turbine, contains: an input device 1, a compressor 2, a chamber 3 for heating the air, a turbine 4 for the drive of the compressor 2, a power turbine 5 with an output shaft 6 and a coupling 7 for connecting a driven device (for example, an electric generator), an exhaust device 8 with outputs, an air bypass device 9 with an adjustment valve 10, a multiplier 11, an exhaust heater 12, a gas generator 13, a mixing chamber 14 , labor an actuator 15 for connecting the gas generator 13 through the mixing chamber 14 to the air heating chamber 3, a recovery boiler 16, a supply pipe 17 and a water discharge pipe 18 from the recovery boiler 16, a damper-regulator 19 for supplying exhaust gases of the gas generator to the heating chamber of the gas turbine set-top box, a shutter 20 for connecting one of the outputs of the exhaust device 8 to the waste heat boiler 16, a shutter 21 for connecting another output of the exhaust device 8 to the mixing chamber 14 and a shutter 22 for bypass.
Газотурбинная приставка может быть выполнена по одновальной схеме с единой турбиной, осуществляющей привод компрессора и выдачу механической энергии на выходной вал.The gas-turbine prefix can be performed according to a single-shaft scheme with a single turbine that drives the compressor and provides mechanical energy to the output shaft.
Газотурбинная приставка, использующая энергию генератора газа, например, ГТУ, схематично изображенная на фиг.1 может работать при различных A gas turbine set-top box using the energy of a gas generator, for example, a gas turbine, schematically depicted in figure 1 can operate at various
положениях заслонок 20, 21 и 22 (одновременно или поочередно закрытых, открытых или находящихся в промежуточных положениях).the positions of the shutters 20, 21 and 22 (simultaneously or alternately closed, open or in intermediate positions).
Газотурбинная приставка, когда заслонка 20 подсоединения выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки к котлу-утилизатору 16 устанавливается в открытое положение, а заслонка 21 подсоединения выхлопного устройства 8 к камере 14 смешения устанавливается в закрытое положение, работает следующим образом.Gas turbine attachment, when the shutter 20 for connecting the exhaust device 8 of the gas turbine add-on to the waste heat boiler 16 is set to the open position, and the shutter 21 for connecting the exhaust device 8 to the mixing chamber 14 is set to the closed position, operates as follows.
Воздух из входного устройства 1 поступает в компрессор 2, где он сжимается и направляется в камеру 3 подогрева воздуха, в которой происходит подогрев этого воздуха за счет энергии выхлопных газов, поступающих из трубопровода 15, соединенного через камеру 14 смешения генератора 13 газа с камерой 3 подогрева воздуха. Поток выхлопных газов может дополнительно подогреваться, в соответствии с эксплуатационными потребностями, подогревателем 12 выхлопных газов, установленном в трубопроводе 15 соединения генератора 13 газа и с камерой 3 подогрева воздуха. Подогретый этими выхлопными газами в камере 3 подогрева воздуха поступающий из компрессора 2 воздух направляется в турбину 4 привода компрессора 9 и силовую турбину 5 газотурбинной приставки, где отдают свою энергию и поступают в выхлопное устройство 8. Энергия силовой турбины 5 выдается на выходной вал 6 с муфтой 7. Оставшаяся энергия выхлопных газов после выхода из камеры 3 подогрева воздуха и оставшаяся энергия воздуха в выхлопном устройстве 8 газотурбинной приставки может использоваться в котле-утилизаторе 16, например, для подогрева воды в системе теплоснабжения.The air from the input device 1 enters the compressor 2, where it is compressed and sent to the air heating chamber 3, in which this air is heated due to the energy of the exhaust gases coming from the pipeline 15 connected through the mixing chamber 14 of the gas generator 13 to the heating chamber 3 air. The exhaust gas stream can be additionally heated, in accordance with operational needs, by an exhaust gas heater 12 installed in the pipe 15 of the connection of the gas generator 13 and with the air heating chamber 3. Heated by these exhaust gases in the air heating chamber 3, the air coming from the compressor 2 is sent to the compressor drive 4 turbine 4 and the gas turbine unit power turbine 5, where they give their energy and go to the exhaust device 8. The power turbine 5 is supplied to the output shaft 6 with a coupling 7. The remaining energy of the exhaust gases after leaving the chamber 3 for heating the air and the remaining energy of the air in the exhaust device 8 of the gas turbine set-top box can be used in the recovery boiler 16, for example, for heating water in the heat supply system.
Устройство 9 перепуска воздуха за компрессором 2 с регулировочным краном 10 обеспечивает регулирование режима работы газотурбинной приставки в основном для снижения частоты вращения ротора при нештатных вариантах работы, например, при не санкционированном повышении частоты вращения ротора газотурбинной приставки.The air bypass device 9 behind the compressor 2 with the control valve 10 provides the regulation of the operation mode of the gas turbine set-top box mainly to reduce the rotor speed during abnormal working options, for example, when the rotor speed of the gas-turbine set-top box is not authorized to increase.
Соединение турбины 4 генератора 13 газа с компрессором 2 через мультипликатор 11 позволяет создавать оптимальную конструкцию ступеней турбины The connection of the turbine 4 of the gas generator 13 with the compressor 2 through the multiplier 11 allows you to create the optimal design of the stages of the turbine
4 генератора 13 газа и силовой турбины 5 газотурбинной приставки с высокими показателями КПД на уровне 0,9-0,91 при работе в условиях относительно низких температур рабочего тела, например, 700-800 К.4 gas generators 13 and a power turbine 5 of a gas turbine set-top box with high efficiency indicators at the level of 0.9-0.91 when operating in conditions of relatively low working fluid temperatures, for example, 700-800 K.
Вал 6 силовой турбины 5 газотурбинной приставки обеспечивает передачу мощности к соответствующему потребителю, например, электрогенератору, компрессору газоперекачивающего агрегата и т.п. Если в качестве генератора газа используется ГТУ, то конструктивно обеспечивается совместная работа ГТУ и газотурбинной приставки по передачи энергии приводимым агрегатам. В этом случае выходной вал ГТУ (на схеме не показан) и выходной вал 6 газотурбинной приставки могут осуществлять привод агрегатов (например, электрогенераторов) раздельно непосредственно от этих валов, либо через объединительный редуктор на единый вал привода (на схеме не показаны).The shaft 6 of the power turbine 5 of the gas turbine unit provides power transmission to the appropriate consumer, for example, an electric generator, a compressor of a gas pumping unit, etc. If a gas turbine is used as a gas generator, then the combined operation of a gas turbine and a gas turbine set-top box for the transfer of energy to driven units is constructively ensured. In this case, the output shaft of the gas turbine (not shown in the diagram) and the output shaft 6 of the gas turbine set-top box can drive the units (for example, electric generators) separately directly from these shafts, or through a combining gearbox to a single drive shaft (not shown in the diagram).
Независимо от выбора вариантов передачи мощности ГТУ и газотурбинной приставки, уровень максимальной нагрузки газотурбинной приставки на стационарных режимах регламентируется располагаемой энергией выхлопных газов основной ГТУ и дополнительным теплом, подводимым, с использованием подогревателя 12 выхлопных газов ГТУ. При работе с подключением к общей энергосистеме изменение нагрузки не вызовет каких-либо затруднений в работе всего газотурбинного агрегата, состоящего из ГТУ и газотурбинной приставки. При изолированном применении газотурбинного агрегата любые изменения нагрузки компенсируются за счет изменения мощности самой ГТУ, а максимальная нагрузка ограничена суммарной мощностью ГТУ и газотурбинной приставки.Regardless of the choice of options for transferring the power of a gas turbine unit and a gas turbine unit, the maximum load level of a gas turbine unit in stationary modes is regulated by the available energy of the exhaust gases of the main gas turbine and the additional heat supplied using a gas turbine exhaust heater 12. When working with a connection to a common power system, changing the load will not cause any difficulties in the operation of the entire gas turbine unit, which consists of a gas turbine unit and a gas turbine unit. With the isolated use of a gas turbine unit, any load changes are compensated by changing the power of the gas turbine itself, and the maximum load is limited by the total power of the gas turbine and gas turbine unit.
Заслонка-регулятор 18 подачи выхлопных газов генератора 13 газа в камеру 3 подогрева воздуха газотурбинной приставки позволяет осуществлять оперативное регулирование в широких пределах расход выхлопных газов с высоким уровнем быстродействия путем его перепуска вплоть до полного перекрытия подачи выхлопных газов в камеру 3 подогрева воздуха (крайние положения показаны штриховыми линиями). Перепуск может осуществляться The damper-regulator 18 for supplying the exhaust gases of the gas generator 13 to the chamber 3 for heating the air of the gas turbine set-top box allows operative control over a wide range of the exhaust gas flow rate with a high level of speed by bypassing it until the exhaust gas is completely shut off to the chamber 3 for heating the air (extreme positions are shown dashed lines). Bypass can be carried out.
в атмосферу при полном перекрытии (вариант выключения газотурбинной приставки), когда выхлопные газы генератора газа могут быть направлены по трубопроводу 15 непосредственно в котел - утилизатор, что в случае использования в качестве генератора газа ГТУ позволит повысить эффективность всего агрегата. Возможность такого регулирования особенно важна при запуске газотурбинной приставки и аварийных ситуациях, так как обеспечивает автономность подключения и отключения газотурбинной приставки при работе генератора газа на штатном режиме. Например, при запуске газотурбинной приставки для обеспечения постепенности прогрева ее камеры подогрева подача выхлопных газов от генератора 13 газа осуществляется по специальному графику с заданным темпом от минимального расхода до расхода генератора газа на штатном режиме для снижения температурных градиентов в элементах камеры 3 подогрева воздуха (теплообменнике). Если в качестве генератора 13 газа используется энергетическая ГТУ, то без использования заслонки-регулятора 18 для выполнения такого графика подогрева потребуется, практически, отключать на этот период выработку электроэнергии энергетической ГТУ.to the atmosphere with complete shutdown (option to turn off the gas turbine set-top box), when the exhaust gases of the gas generator can be sent via line 15 directly to the recovery boiler, which, if used as a gas generator, will allow the gas turbine to increase the efficiency of the entire unit. The possibility of such regulation is especially important when starting a gas turbine set-top box and in emergency situations, since it ensures the autonomy of connecting and disconnecting a gas turbine set-top box when the gas generator is operating normally. For example, when starting a gas turbine set-top box to ensure the gradual warming up of its heating chamber, the exhaust gases are supplied from the gas generator 13 according to a special schedule at a predetermined rate from the minimum flow rate to the gas generator flow rate in the normal mode to reduce temperature gradients in the elements of the air heating chamber 3 (heat exchanger) . If an energy gas turbine is used as a gas generator 13, then without using a shutter-regulator 18 to fulfill such a heating schedule, it will be necessary to practically shut off the generation of electric gas gas turbines for this period.
Газотурбинная приставка, когда заслонка 20 подсоединения выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки к котлу-утилизатору 16 устанавливается в закрытое положение, а заслонка 21 подсоединения выхлопного устройства 8 к камере 14 смешения устанавливается в открытое положение, работает следующим образом.Gas turbine attachment, when the shutter 20 for connecting the exhaust device 8 of the gas turbine add-on to the waste heat boiler 16 is set to the closed position, and the shutter 21 for connecting the exhaust device 8 to the mixing chamber 14 is set to the open position, operates as follows.
Заслонка 20 подсоединения выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки к котлу-утилизатору 16 устанавливается в закрытое положение, а заслонка 21 подсоединения выхлопного устройства 8 к камере смешения 14 устанавливается в открытое положение. При таком соединении в камере смешения 14 происходит смешение выхлопных газов генератора 13 газа с имеющим остаточную энергию воздухом, поступающим из выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки. Количество поступающего из выхлопного устройства 8 воздуха может регулироваться установкой заслонок 20 и 21 в The damper 20 for connecting the exhaust device 8 of the gas turbine set-top box to the recovery boiler 16 is installed in the closed position, and the damper 21 for connecting the exhaust device 8 to the mixing chamber 14 is installed in the open position. With such a connection in the mixing chamber 14, the exhaust gases of the gas generator 13 are mixed with the residual energy air coming from the exhaust device 8 of the gas turbine unit. The amount of air coming from the exhaust device 8 can be adjusted by installing dampers 20 and 21 in
промежуточное положение или перепуском воздуха через открытое до необходимого положение (при данных условиях эксплуатации) заслонки 22 перепуска, либо в атмосферу, либо в котел - утилизатор. Полученный в камере 14 смешения общий поток выхлопных газов может дополнительно в соответствии с эксплуатационными потребностями подогреваться подогревателем 12 выхлопных газов, установленном в трубопроводе 15 соединения генератора 13 газа с камерой 3 подогрева воздуха. Подогретый этими выхлопными газами воздух в камере 3 подогрева воздуха поступает в турбину 4 привода компрессора 2 и силовую турбину 5 газотурбинной приставки, где отдает свою энергию и поступают в выхлопное устройство 8. Энергия силовой турбины 5 выдается на выходной вал 6 с муфтой 7. Оставшаяся энергия выхлопных газов после выхода из камеры 3 подогрева воздуха может использоваться в котле-утилизаторе 16, например, для подогрева воды в системе теплоснабжения.intermediate position or bypassing the air through the open to the required position (under given operating conditions) bypass flaps 22, either to the atmosphere or to the waste heat boiler. Obtained in the mixing chamber 14, the total exhaust gas stream may additionally be heated in accordance with operational requirements by the exhaust gas heater 12 installed in the pipeline 15 for connecting the gas generator 13 to the air heating chamber 3. The air heated in these exhaust gases in the chamber 3 for heating the air enters the turbine 4 of the compressor drive 2 and the power turbine 5 of the gas turbine unit, where it gives its energy and enters the exhaust device 8. The energy of the power turbine 5 is supplied to the output shaft 6 with the coupling 7. The remaining energy exhaust gas after leaving the chamber 3, the air heater can be used in the waste heat boiler 16, for example, to heat the water in the heating system.
Работа газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа на фиг.1 может осуществляться без применения заслонок 20 и 21, путем установки сменных выхлопных устройств газотурбинной приставки, как это показано на фиг.2 и фиг.3.The operation of the gas turbine set-top box, using the energy of the gas generator in figure 1 can be carried out without the use of dampers 20 and 21, by installing removable exhaust devices of the gas turbine set-top box, as shown in figure 2 and figure 3.
Работа газотурбинной приставки, указанной на фиг.2 вариант А аналогична варианту, когда заслонка 20 подсоединения выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки к котлу-утилизатору 16 устанавливается в открытое положение, а заслонка 21 подсоединения выхлопного устройства 8 к камере 14 смешения устанавливается в закрытое положение.The operation of the gas turbine set-top box shown in Figure 2, option A is similar to the variant when the shutter 20 for connecting the exhaust device 8 of the gas turbine set-top box to the recovery boiler 16 is installed in the open position, and the shutter 21 for connecting the exhaust device 8 to the mixing chamber 14 is set to the closed position.
Работа газотурбинной приставки, указанной на фиг.3 вариант Б аналогична варианту, когда заслонка 20 подсоединения выхлопного устройства 8 газотурбинной приставки к котлу-утилизатору 16 устанавливается в закрытое положение, а заслонка 21 подсоединения выхлопного устройства 8 к камереThe operation of the gas turbine set-top box indicated in Fig. 3, option B is similar to the variant when the shutter 20 for connecting the exhaust device 8 of the gas turbine set-top box to the recovery boiler 16 is installed in the closed position and the shutter 21 for connecting the exhaust device 8 to the chamber
14 смешения устанавливается в открытое положение.14 mixing is set to the open position.
Применение на фиг.3 вариант Б схемного соединения конструктивных элементов газотурбинной приставки целесообразно в случае, когда существует The use of figure 3 option B circuit connection of structural elements of a gas turbine unit is advisable in the case when there is
потребность снижения высокой температуры выхлопных газов газогенератора на входе в горячий контур камеры смешения, чтобы обеспечить необходимые прочностные характеристики этого теплообменного устройства, при условии отсутствия или ограниченной потребности использования энергии потоков газа и воздуха на выходе из газотурбинной приставки в котле-утилизаторе. Реализация этого варианта позволяет дополнительно повысить мощность газотурбинной приставки порядка на 20% при принятой для камеры смешения газотурбинной приставки степени регенерации тепла σρ=0,85 и порядка на 30% при σρ=0,9.the need to reduce the high temperature of the exhaust gas of the gas generator at the entrance to the hot circuit of the mixing chamber to provide the necessary strength characteristics of this heat exchange device, provided there is no or limited need to use the energy of the gas and air flows at the outlet of the gas turbine set-top box in the recovery boiler. The implementation of this option allows us to further increase the power of the gas turbine set-top box by about 20% with the degree of heat recovery adopted for the gas turbine set-top box mixing chamber σ ρ = 0.85 and about 30% with σ ρ = 0.9.
Применение предлагаемой газотурбинной приставки, при использовании в качестве генератора газа, например, ГТУ, позволяет повысить суммарную мощность и КПД всего газотурбинного агрегата (газотурбинной установки - газотурбинная приставка) на 15-25% и более, в зависимости от параметров основной газотурбинной установки, при этом одновременно улучшаются экологические характеристики всего газотурбинного агрегата, так как вырабатываемая газотурбинной приставкой механическая работа производится путем экологически чистого процесса - без использования топлива.The use of the proposed gas turbine set-top box, when used, for example, as a gas turbine unit, can increase the total power and efficiency of the entire gas turbine unit (gas turbine unit - gas turbine unit) by 15-25% or more, depending on the parameters of the main gas turbine unit, at the same time, the environmental characteristics of the entire gas turbine unit are improved, since the mechanical work produced by the gas turbine unit is carried out by an environmentally friendly process - without using mations fuel.
Другим важным преимуществом газотурбинной приставки, использующей энергию генератора газа является возможность использования в качестве генератора газа любого устройства, которое создает поток газа (или воздуха), подогретого до температуры желательно 700К (и более) с давлением, превышающим давление окружающей среды на величину 5% и более.Another important advantage of a gas turbine set-top box that uses the energy of a gas generator is the possibility of using any device as a gas generator that creates a stream of gas (or air) heated to a temperature of preferably 700K (or more) with a pressure exceeding the ambient pressure by 5% and more.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130664/22U RU43918U1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004130664/22U RU43918U1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU43918U1 true RU43918U1 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004130664/22U RU43918U1 (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU43918U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480601C2 (en) * | 2011-02-22 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Gas turbine engine start-up control method |
-
2004
- 2004-10-21 RU RU2004130664/22U patent/RU43918U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480601C2 (en) * | 2011-02-22 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Gas turbine engine start-up control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6183994B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization with torque converter system | |
| JP5232916B2 (en) | Solar gas turbine and solar gas turbine power generator | |
| US9410451B2 (en) | Gas turbine engine with integrated bottoming cycle system | |
| JP6276520B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization and flow control system | |
| US20110239650A1 (en) | Power plant comprising a turbine unit and a generator | |
| EP2105598A2 (en) | A system for extending the turndown range of a turbomachine | |
| BR112015015177B1 (en) | Drive system and method for driving a load with a gas turbine | |
| US8448439B2 (en) | Electric power plant, and method for running electric power plant | |
| US20130318965A1 (en) | Supercharged Combined Cycle System With Air Flow Bypass To HRSG And Hydraulically Coupled Fan | |
| CN106351744B (en) | Power augmentation system for gas turbine | |
| KR20160125764A (en) | Supercritical CO2 generation system | |
| KR20010105235A (en) | Multi Energy System | |
| JPH04234534A (en) | Gas turbine device and method for driving same | |
| JP3605141B2 (en) | Compressed air storage type power plant | |
| JP2023160930A (en) | Gas turbine, control method therefor, and combined cycle plant | |
| RU43918U1 (en) | GAS-TURBINE BOX USING GAS GENERATOR ENERGY | |
| JPH08177409A (en) | Steam turbine plant | |
| WO2002090721A1 (en) | Power generation apparatus | |
| EP0353374A1 (en) | Gas turbine unit for combined production of electricity and heat and method for operating such unit | |
| JP7472035B2 (en) | Cogeneration system for boilers | |
| RU34207U1 (en) | Gas turbine unit using the energy of a gas generator | |
| US20080302879A1 (en) | Heating Device | |
| EP3714147A1 (en) | Micro gas turbine designed to limit heat losses therefrom | |
| JP2019173696A (en) | Combined cycle power generation plant, and operation method of the same | |
| US20230258146A1 (en) | Waste heat recovery system as a backup system for a machine for the production of energy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20101022 |