RU56969U1 - GAS TURBINE INSTALLATION - Google Patents
GAS TURBINE INSTALLATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU56969U1 RU56969U1 RU2006121834/22U RU2006121834U RU56969U1 RU 56969 U1 RU56969 U1 RU 56969U1 RU 2006121834/22 U RU2006121834/22 U RU 2006121834/22U RU 2006121834 U RU2006121834 U RU 2006121834U RU 56969 U1 RU56969 U1 RU 56969U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion
- compressor
- recuperator
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Использование: в области энергетики в качестве источника электроснабжения и тепло-электроснабжения, работающего на местном топливе, например, древесных отходах, бурых и каменных углях, твердых бытовых отходах, торфе, без его глубокой переработки. Сущность полезной модели: газотурбинная установка, содержит компрессор, турбину и электрогенератор, расположенные на одном валу, камеру сгорания в виде неэкранированной атмосферной топки с линиями подачи твердого топлива и выпуска золы и выхлопным газоходом, в котором установлен, например, трубчатый воздухоподогреватель-рекуператор, трубное пространство которого подсоединено через воздуховоды высокого давления к компрессору и к входу турбины, а межтрубное пространство сообщается, соответственно, с атмосферой посредством выхлопного газохода и с камерой сгорания, которая подсоединена к выходу турбины посредством воздуховода низкого давления, на котором установлен регулятор соотношения расходов воздуха в топочную и надтопочную зоны. В предпочтительных вариантах осуществления устройства: - регулятор соотношения расходов воздуха в топочную и надтопочную зоны выполнен в виде регулирующих заслонок, установленных на воздуховодах, подсоединенных к указанным зонам; - на линии подачи воздуха в компрессор установлена регулирующая заслонка; - в устройство дополнительно введен теплоутилизатор, установленный за воздухоподогревателем-рекуператором по ходу газообразных продуктов сгорания. Полезная модель позволяет: обеспечить эффективное сжигание низкокалорийного твердого топлива за счет применения неэкранированной атмосферной топки, горячего дутьевого воздуха и оптимизации соотношения топливо-воздух, повысить электрический коэффициент полезного действия за счет рекуперации теплоты отходящих газообразных продуктов сгорания в воздухоподогревателе-рекуператоре, упростить устройство и повысить надежность его работы за счет применения неэкранированной атмосферной топки и выноса воздухоподогревателя-рекуператора из зоны камеры сгорания, использовать в качестве топлива кусковое твердое топливо, например, древесные отходы, твердые бытовые отходы и пр.Usage: in the field of energy as a source of electricity and heat-electricity supply, operating on local fuels, for example, wood waste, brown and hard coal, municipal solid waste, peat, without its deep processing. The essence of the utility model: a gas turbine installation, contains a compressor, a turbine and an electric generator located on the same shaft, a combustion chamber in the form of an unshielded atmospheric furnace with lines for supplying solid fuel and ash and an exhaust duct, in which, for example, a tubular air-heater-recuperator is installed the space of which is connected through the high pressure ducts to the compressor and to the turbine inlet, and the annular space communicates, respectively, with the atmosphere through the exhaust a gas duct and with a combustion chamber, which is connected to the turbine outlet by means of a low pressure duct, on which a regulator for the ratio of air flow to the combustion and super-heating zones is installed. In preferred embodiments of the device: - a regulator of the ratio of air flow to the combustion and super-heating zones is made in the form of control dampers mounted on air ducts connected to these zones; - on the air supply line to the compressor, a control flap is installed; - a heat exchanger is additionally introduced into the device, installed behind the air preheater-recuperator along the gaseous products of combustion. The utility model allows: to ensure efficient burning of low-calorie solid fuel through the use of unshielded atmospheric furnaces, hot blast air and optimization of the fuel-air ratio, to increase the electrical efficiency by recovering the heat of the exhaust gaseous products of combustion in the air heater-recuperator, to simplify the device and increase reliability its work through the use of unshielded atmospheric furnaces and the removal of the air heater-recuperator and From the zone of the combustion chamber, use solid solid fuel as fuel, such as wood waste, municipal solid waste, etc.
Description
Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована в качестве источника электроснабжения и тепло-электроснабжения, работающего на местном топливе, например, древесных отходах, бурых и каменных углях, твердых бытовых отходах, торфе, без его глубокой переработки.The utility model relates to the field of energy and can be used as a source of electricity and heat and electricity, using local fuels, for example, wood waste, brown and hard coal, municipal solid waste, peat, without its deep processing.
Известна газотурбинная установка открытого типа с регенерацией и с выносной камерой сгорания избыточного давления (см.. Справочник, Стационарные газотурбинные установки, под ред. Л.В.Арсеньева и В.Г.Тырышкина - Л, Машиностроение, 1989, с.17).Known open-type gas turbine unit with regeneration and with an external overpressure combustion chamber (see .. Handbook, Stationary gas turbine units, under the editorship of L.V. Arsenyev and V.G. Tyryshkin - L, Mechanical Engineering, 1989, p.17).
Недостатком этих установок является невозможность работы на местном топливе без глубокой его переработки из-за технической сложности организации непрерывного процесса сжигания кускового твердого топлива в камере сгорания избыточного давления, а также из-за того, что продукты сгорания твердых топлив содержат достаточно большое количество твердых частиц и поэтому не могут быть использованы в качестве рабочего тела турбины во избежание повреждений и изнашивания элементов проточной части турбины.The disadvantage of these plants is the inability to operate on local fuel without its deep processing due to the technical complexity of organizing a continuous process of burning lumpy solid fuel in an overpressure combustion chamber, and also because the solid fuel combustion products contain a sufficiently large amount of solid particles and therefore, they cannot be used as a working fluid of a turbine in order to avoid damage and wear of the elements of the flow part of the turbine.
Известна газотурбинная установка открытого типа с воздухоподогревателем сжатого воздуха, обогреваемым дымовыми газами топочной камеры парового котла, используемая в составе комбинированной электростанции в качестве дополнительной ступени к паросиловому циклу (см., DE заявка 3203082, F 01 K 23/06, 1981).A gas turbine installation of the open type with an air heater of compressed air heated by the flue gases of the combustion chamber of a steam boiler is known, which is used as part of a combined power plant as an additional step to the steam cycle (see, DE application 3203082, F 01 K 23/06, 1981).
Недостатком этой установки является принципиальная невозможность самостоятельной работы без парового котла.The disadvantage of this installation is the fundamental impossibility of independent operation without a steam boiler.
Из известных устройств наиболее близкой к предлагаемой установке является газотурбинная установка, используемая в комбинированной электростанции, работающей на твердом топливе, например, буром угле, сжигаемом в топке парового котла, содержащая компрессор, турбину и электрогенератор, установленные на одном валу, воздухоподогреватель сжатого воздуха, установленный в топочной камере парового котла и подсоединенный к входу турбины, отходящий воздух которой используется в качестве дутьевого воздуха парового котла, и дополнительную топочную камеру с установленным в нем воздухоподогревателем в качестве экранной (радиационной) поверхности нагрева сжатого воздуха (RU 2109970, F 02 C 3/26, 1998).Of the known devices, the closest to the proposed installation is a gas turbine installation used in a combined power plant operating on solid fuel, for example, brown coal burned in the furnace of a steam boiler, containing a compressor, a turbine and an electric generator mounted on one shaft, a compressed air air heater installed in the combustion chamber of the steam boiler and connected to the turbine inlet, the exhaust air of which is used as the blast air of the steam boiler, and an additional furnace a chamber with an air heater installed in it as a screen (radiation) surface for heating compressed air (RU 2109970, F 02 C 3/26, 1998).
К недостаткам известной установки относятся низкий электрический коэффициент полезного действия, конструктивная сложность экранированной топки с керамическими панелями воздухоподогревателя, а также принципиальная невозможность работы на низкокалорийном кусковом топливе, например, на древесных отходах, твердых бытовых отходах и пр.The disadvantages of the known installation include a low electrical efficiency, the structural complexity of a shielded firebox with ceramic panels of an air heater, as well as the fundamental impossibility of working on low-calorie lumpy fuel, for example, wood waste, municipal solid waste, etc.
В основу настоящей полезной модели положена задача создания газотурбинной установки, работающей на твердом топливе, обеспечивающей повышение электрического коэффициента полезного действия установки за счет оптимизации соотношения топливо-воздух в камере сгорания и рекуперации теплоты отходящих газообразных продуктов сгорания в воздухоподогревателе, возможность использования низкокалорийного кускового твердого топлива, например, древесных отходов, а также упрощение устройства и повышение надежности его работы за счет применения неэкранированной The present utility model is based on the task of creating a solid-fuel gas turbine installation that provides an increase in the electrical efficiency of the installation by optimizing the fuel-air ratio in the combustion chamber and recovering the heat of the exhaust gaseous products of combustion in the air heater, the possibility of using low-caloric lumpy solid fuel, for example, wood waste, as well as simplifying the device and increasing the reliability of its operation through the use of unshielded
атмосферной топки в качестве камеры сгорания и выноса воздухоподогревателя из зоны камеры сгорания.atmospheric firebox as a combustion chamber and removal of an air heater from the zone of the combustion chamber.
Поставленная задача решается тем, что газотурбинная установка содержит компрессор, турбину и электрогенератор, расположенные на одном валу, камеру сгорания в виде неэкранированной атмосферной топки с линиями подачи твердого топлива, выпуска золы и выхлопным газоходом, в котором установлен воздухоподогреватель-рекуператор, воздушное пространство которого подсоединено через воздуховоды высокого давления к компрессору и к входу турбины, а газовое пространство сообщается, соответственно, с атмосферой посредством выхлопного газохода и с камерой сгорания, которая подсоединена к выходу турбины посредством воздуховода низкого давления, на котором установлен регулятор соотношения расходов воздуха в топочную и надтопочную зоны.The problem is solved in that the gas turbine installation contains a compressor, a turbine and an electric generator located on the same shaft, a combustion chamber in the form of an unshielded atmospheric furnace with lines for supplying solid fuel, ash and an exhaust duct, in which an air heater-recuperator is installed, the air space of which is connected through high-pressure ducts to the compressor and to the turbine inlet, and the gas space communicates, respectively, with the atmosphere through the exhaust duct and combustion chamber which is connected to the output of the low pressure turbine via a duct on which the air flow ratio controller in the combustion zone and nadtopochnuyu.
В предпочтительных вариантах осуществления устройства:In preferred embodiments of the device:
- регулятор соотношения расходов воздуха в топочную и надтопочную зоны выполнен в виде регулирующих заслонок, установленных на воздуховодах, подсоединенных к указанным зонам.- the regulator of the ratio of air flow to the combustion and superficial zones is made in the form of control dampers installed on air ducts connected to these zones.
- на линии подачи воздуха в компрессор установлена регулирующая заслонка.- On the line of air supply to the compressor, a control flap is installed.
- в устройство дополнительно введен теплоутилизатор, установленный за воздухоподогревателем-рекуператором по ходу газообразных продуктов сгорания.- a heat exchanger is additionally introduced into the device, installed behind the air preheater-recuperator along the gaseous products of combustion.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема установки.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the installation.
Газотурбинная установка состоит из компрессора 1, турбины 2, электрического генератора 3, камеры сгорания в виде неэкранированной атмосферной топки 4 с линией подачи твердого топлива 5 и линией выпуска золы 6, выхлопного газохода 7, воздухоподогревателя-рекуператора 8, воздуховодов высокого давления 9 и низкого давления 10 и воздуховодов первичного воздуха 11 и вторичного воздуха 12 с установленными на них A gas turbine installation consists of a compressor 1, a turbine 2, an electric generator 3, a combustion chamber in the form of an unshielded atmospheric furnace 4 with a solid fuel supply line 5 and an ash discharge line 6, an exhaust duct 7, an air heater-recuperator 8, high pressure ducts 9 and low pressure 10 and ducts of primary air 11 and secondary air 12 with mounted thereon
регулируемыми воздушными заслонками 13 и 14. Компрессор 1, турбина 2 и генератор 3 образуют единый валопровод. Камера сгорания 4 по воздуху соединена воздуховодами первичного 11 и вторичного воздуха 12 с воздуховодом низкого давления 10, который соединен с выходом турбины 2. В выхлопном газоходе 7 установлен воздухоподогреватель-рекуператор 8, воздушное пространство которого соединено воздуховодами высокого давления 9 с выходом компрессора 1 и входом в турбину 2, а газовое пространство соединено посредством выхлопного газохода 7 одним концом с камерой сгорания 4, а другим концом сообщается с атмосферой. В качестве воздухоподогревателя-рекуператора 8 могут быть использованы, например, трубчатые теплообменники типа «труба в трубе» или пластинчатые.adjustable air dampers 13 and 14. Compressor 1, turbine 2 and generator 3 form a single shaft line. The combustion chamber 4 is connected by air to the primary 11 and secondary air ducts 12 with a low pressure duct 10, which is connected to the output of the turbine 2. An air heater-recuperator 8 is installed in the exhaust duct 7, the air space of which is connected to the high pressure ducts 9 with the output of the compressor 1 and the input into the turbine 2, and the gas space is connected by means of an exhaust gas duct 7 at one end to the combustion chamber 4, and at the other end is connected to the atmosphere. As the air heater-recuperator 8 can be used, for example, tubular heat exchangers of the type "pipe in pipe" or plate.
На линии подачи воздуха 15 в компрессор 1 установлена регулируемая воздушная заслонка 16. Установка дополнительно может содержать теплоутилизатор 17, например, для нагрева сетевой воды, выполненный в виде в виде поверхностного газо-водяного теплообменника, установленного в газоходе 7 после воздухоподогревателя-рекуператора 8 по ходу газообразных продуктов сгорания.An adjustable air damper 16 is installed on the air supply line 15 to the compressor 1. The installation may further comprise a heat exchanger 17, for example, for heating network water, made in the form of a surface gas-water heat exchanger installed in the duct 7 after the air preheater 8 along the way gaseous products of combustion.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Компрессор 1 по воздуховоду низкого давления 15 засасывает атмосферный воздух, сжимает его и по воздуховодам высокого давления 9 прокачивает через воздушное пространство воздухоподогревателя-рекуператора 8 на вход турбины 2. Количество рабочего воздуха регулируется воздушной заслонкой 16, установленной на воздуховоде низкого давления 15 перед компрессором 1. Рабочий воздух расширяется в турбине 2 с совершением работы, которая приводит в действие компрессор 1 и электрический генератор 3. Отработавший в турбине 2 воздух по воздуховоду низкого давления 10 направляется в камеру сгорания 4, перед которой распределяется на два потока: первичный воздух, который по воздуховоду 11 поступает в топочное пространство камеры сгорания 4 в качестве дутьевого воздуха для регулирования оптимального режима горения топлива, и вторичный воздух, The compressor 1 through the low pressure duct 15 draws in atmospheric air, compresses it and pumps it through the high pressure duct 9 through the air space of the air heater-recuperator 8 to the turbine inlet 2. The amount of working air is regulated by an air damper 16 mounted on the low pressure duct 15 in front of compressor 1. The working air expands in the turbine 2 with the completion of the work, which drives the compressor 1 and the electric generator 3. The exhaust air in the turbine 2 through the low duct pressure 10 is sent to the combustion chamber 4, before which it is distributed into two flows: primary air, which through the duct 11 enters the combustion chamber of the combustion chamber 4 as blast air to regulate the optimal combustion mode of the fuel, and secondary air,
который по воздуховоду 12 поступает в надтопочное пространство камеры сгорания 4 для смешивания с газообразными продуктами сгорания твердого топлива и регулирования температуры отходящих газов, а именно снижения указанной температуры перед воздухоподогревателем-рекуператором 8 до оптимальной величины.which through the air duct 12 enters the superfluid space of the combustion chamber 4 for mixing with the gaseous products of combustion of solid fuel and regulating the temperature of the exhaust gases, namely, lowering the indicated temperature in front of the air heater-recuperator 8 to the optimum value.
Твердое кусковое топливо, например, древесные отходы в виде щепы, опилок и кусков коры питательным устройством (на фиг. не показано) подается непрерывно в топочное пространство камеры сгорания 4. Процесс горения топлива регулируется распределением первичного и вторичного воздуха, с помощью регулируемых воздушных заслонок 13 и 14, установленных, соответственно, на воздуховодах первичного 11 и вторичного 12 воздуха. Зола собирается в нижней части камеры сгорания 4 и выводится по линии 6, а газообразные продукты сгорания, разбавленные вторичным воздухом, по выхлопному газоходу 7 поступают в газовое пространство воздухоподогревателя-рекуператора 8 и после него - в атмосферу.Solid lump fuel, for example, wood waste in the form of wood chips, sawdust and pieces of bark, is fed continuously to the combustion chamber 4 by a nutrient device (not shown in FIG.). The combustion process is controlled by the distribution of primary and secondary air, using adjustable air dampers 13 and 14, installed, respectively, on the ducts of the primary 11 and secondary 12 air. The ash is collected in the lower part of the combustion chamber 4 and is discharged along line 6, and the gaseous products of combustion diluted with secondary air enter the gas space of the air heater-recuperator 8 through the exhaust duct 7 and then into the atmosphere.
Мощность газотурбинной установки регулируется количеством сжигаемого топлива и количеством рабочего воздуха, а процесс горения регулируется распределением отработавшего в турбине воздуха на первичный и вторичный.The power of a gas turbine unit is regulated by the amount of fuel burned and the amount of working air, and the combustion process is regulated by the distribution of the exhaust air in the turbine into primary and secondary.
Путем применения неэкранированной атмосферной топки и оптимизации соотношения топливо-воздух обеспечивается эффективное горение низкокалорийного твердого топлива при оптимально высоких температурах, высокий электрический коэффициент полезного действия обеспечивается за счет применения воздухоподогревателя-рекуператора, в котором тепловая энергия отходящих газообразных продуктов сгорания частично возвращается рабочему воздуху и используется для производства электроэнергии.By using an unshielded atmospheric furnace and optimizing the fuel-to-air ratio, efficient burning of low-calorie solid fuel at optimally high temperatures is ensured, and a high electrical efficiency is achieved through the use of an air preheater-recuperator, in which the thermal energy of the exhaust gaseous products of combustion is partially returned to the working air and used to electricity production.
Таким образом, конструктивное решение устройства позволяет использовать его в качестве самостоятельного источника энергии с применением в качестве топлива кускового твердого топлива, в том числе древесных отходов, твердых бытовых отходов и пр.Thus, the constructive solution of the device allows you to use it as an independent energy source using as a fuel lumpy solid fuels, including wood waste, municipal solid waste, etc.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121834/22U RU56969U1 (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | GAS TURBINE INSTALLATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006121834/22U RU56969U1 (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | GAS TURBINE INSTALLATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU56969U1 true RU56969U1 (en) | 2006-09-27 |
Family
ID=37437175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006121834/22U RU56969U1 (en) | 2006-06-21 | 2006-06-21 | GAS TURBINE INSTALLATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU56969U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477378C2 (en) * | 2009-10-30 | 2013-03-10 | Цун-Сянь ГО | Device to feed powder fuel into combustion chamber of open-type gas turbine engine |
| RU2545113C2 (en) * | 2013-04-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного мотростроения им. П.И. Баранова" | Solid fuel gas-turbine plant |
| RU2782762C2 (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-02 | Владимир Викторович Михайлов | System of external combustion turbocharger and its operation method |
-
2006
- 2006-06-21 RU RU2006121834/22U patent/RU56969U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477378C2 (en) * | 2009-10-30 | 2013-03-10 | Цун-Сянь ГО | Device to feed powder fuel into combustion chamber of open-type gas turbine engine |
| RU2545113C2 (en) * | 2013-04-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного мотростроения им. П.И. Баранова" | Solid fuel gas-turbine plant |
| RU2782762C2 (en) * | 2021-04-28 | 2022-11-02 | Владимир Викторович Михайлов | System of external combustion turbocharger and its operation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2245446C2 (en) | Combined cycle power plant and its operating process | |
| RU2650232C1 (en) | Combined-cycle cogeneration plant | |
| IE63603B1 (en) | "Gas turbine power plant fired by a water-bearing fuel" | |
| CN109958535A (en) | A kind of system for waste incineration and combustion turbine combined power generation | |
| ZA949840B (en) | Arrangement for improving efficiency of a power plant | |
| CN101149144A (en) | Circulation fluidized combustion system using wet oil shale semi-coke as material | |
| CN1987058B (en) | Combustion machine and steam turbine combined circulation system for gas boiler | |
| RU56969U1 (en) | GAS TURBINE INSTALLATION | |
| CZ26344U1 (en) | Electric power generating plant from solid fuels and employing gas turbine engine | |
| CN209976638U (en) | System for be used for waste incineration and gas turbine combined power generation | |
| RU2528190C2 (en) | Steam gas plant | |
| CN203478310U (en) | Device for preventing grate surface of layer-burning boiler from coking | |
| CN104560218A (en) | Biomass gasifier/industrial gas boiler combined high-efficiency heating system | |
| CN112267953B (en) | Stirling power generation system for oilfield associated gas | |
| CN201074840Y (en) | Horizontal water-fire pipe dual-fire-grate inverse-burning boiler | |
| CN2861755Y (en) | Combustion engine-fuel engine combined-cycle power generator using fuel gas boiler | |
| CN204400929U (en) | A kind of biomass gasifying furnace and the efficient heating system of industrial combustion gas unified boiler | |
| RU2545113C2 (en) | Solid fuel gas-turbine plant | |
| RU2109970C1 (en) | Method and device for operating combined-cycle plant (options) | |
| CN213872756U (en) | Heat-engine plant coal drying integrated system with double heat sources of electricity-making and high-temperature flue gas | |
| CN201935179U (en) | Oil-free ignition device for circulating fluidized bed boiler | |
| CN217737175U (en) | Novel superheater for improving power generation efficiency of garbage power plant | |
| WO2011156871A1 (en) | Indirectly fired gas turbine assembly | |
| CN218324982U (en) | Thermal power plant stability control system | |
| RU2700320C2 (en) | Thermal vapor installation with a steam turbine drive of a compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070622 |