SE426982B - Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaser - Google Patents
Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaserInfo
- Publication number
- SE426982B SE426982B SE8002144A SE8002144A SE426982B SE 426982 B SE426982 B SE 426982B SE 8002144 A SE8002144 A SE 8002144A SE 8002144 A SE8002144 A SE 8002144A SE 426982 B SE426982 B SE 426982B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- expander
- combustion
- flue gases
- combustion chamber
- compressor
- Prior art date
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 41
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/36—Open cycles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
jeano21na-vi innehåller kan göras användbart._ Kondensation av vattenånga börjar nämligen först vid en kylning till temperaturer omkring. so°c. j Föreliggande uapfinning har till ändamål att åstadkomma ett sätt och en anoríning att återvinna värme från förbränninge- Azgaserna eller rökgaserna genom att dessa kyles till en betyd¥ ligt lägre temperatur än vad som hittills varit vanligt (ZOOOC) 'och att därvid göra den energi som utvinnes genom denna ytter- ligare kylning användbar för uppvärmningsändamål.
Sättet och anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att de komprimerade rökgaserna från brännkammaren kyles vid ett tryck som överstiger 0,5 atö till en temperatur under 8000, företrädesvis under SOOC, och bringas därefter att expandera i en expander, varvid den vid expansionen frigjorda energin tas till vara för komprimering av förbränningsluften, varjämte rök- gaserna bringas dessutom att expandera innan de kyles för att "tillräcklig rörelseenergi skall utvinnas för komprimering av förbränningsluften.
'Kompressionen till förhöjt tryck åstadkommes genom ut- nyttjande av energi från värmekällan. Det förhöjda trycket medför dels att kondensationen av rökgasernas vattenånga bör-^ jar vid en högre temperatur och därför lättare kan utnyttjas än vid kylning vid atmosfärstryck, dels att gaserna bringas att expandera i en expander eller turbin efter slutkylningen och att vid expansionen mekaniskt arbete erhålles som kan tas till vara samtidigt som gaserna vid.expansionen kyles till läg- re temperaturer. Rökgasernas temperatur efter slutexpansionen kan vara lika med atmosfärens temperatur eller vara lägre än denna.f I _ Uppfinningen beskrives i detalj i det följande under hän- visning till bifogade ritningsfigurer l, 2 och 3 som åskådlig- :ör tre olika utföringsformer av en anordning enligt uppfin- ningen tillämpad vid en förbränningsanläggning för uppvärm- 7ningsändamål.' Pig. 4 visar ett utföringsexempel på en anord- ning som kan användas för reglering av kylningen av rökgaserna.
Vid anordningen enligt lig. l tillföres förbränningsluf- ten vid l till en förkompressor 2 och ytterligare kompression av förbränningsluften sker i en kompressor 3; varefter förbrän- ningsluften förvärmes i en värmeväxlare 4. Den uppvärmda och 80021144-7 komprimerade förbränningsluften expanderas sedan i en expander 5 som driver mekaniskt kompressorn 3. Efter expandern eller turbinen 5 tillföres luften som fortfarande befinner sig under övertryck till en brännkammare 6 där bränsle tillsättes och förbränning äger rum. Efter förbränningen passerar rökgaserna en värmeväxlare 7 där rökgaserna förkyles med vatten till en temperatur som är avpassad till värmeväxlaren H. Resterande värme hos rökgaserna inklusive en del av vattenângans kondens- värme utvinnes i en kombinerad värmeväxlare/kondensor 8. Rök- gaserna eller förbränningsgaserna får slutligen expandera i en expander eller turbin 9 till låg temperatur samtidigt som rö~ I relseenergi utvecklas som driver den till turbinen 9 mekaniskt kopplade kompressorn 2.
Vid utföringsformen enligt fig. 2 suges förbränningsluft in vid 10 till en kompressor ll. Efter kompressionen värmes förbränningsluften i en värmeväxlare 12 till en temperatur över BOOOC. Luften får därefter expandera i en expander 13 till ett tryck som ligger över atmosfärstrycket. Luften kyles därefter i en värmeväxlare 14 och komprimeras sedan i en kompressor 15.
Den komprimerade förbränningsluften blandas sedan med olja som förbrännes iden brännkammare l6. Förbränningsgaserna eller rökgaserna från brännkammaren l6 förkyles i en värmeväxlare 17 och kyles ytterligare i värmeväxlaren 12. Éökgaserna kyles slutligen i en värmeväxlare 18 till låg temperatur (under 8000, företrädesvis under SOOC) och vid den sista expansionen i ex- pandern eller turbinen 19 når man en låg sluttemperatur på rök-I gaserna vilken kan vara lika med atmosfärens temperatur eller lägre än denna.
Vid utföringsformen enligt fig. 3 suges förbränningsluf- ten in vid 20 och komprimeras i kompressorerna 21 och 22.
Luften blandas därefter med olja och förbrännes i en brännkam- mare 23. Rökgaserna från förbränningen kyles i en värmeväxlare 2% till en temperatur som ligger över BOÛÉC och expanderas där- efter i en expander 25 till ett tryck som är högre än atmos- färstrycket (högre än 0,5 atö). Expandern eller turbinen 25 är mekaniskt kopplad till kompressorn 22 och driver denna vid rökgasernas expansion. I två kylare 26 och 27 kyles slutligen rökgaserna så långt det är praktiskt möjligt med tillgängligt vattensystem. Därvid kondenserar en del av rökgasernas vatten- fab921u4-7 ånga (rökgastemperatur_cirka SUOC). Slutligen expanderas rök- gaserna i en expander eller turbin 28 till ett tryck motsvaran- de atmosfärstrycket, varvid den av turbinen genererade rörelse- energin användes för att driva kompressorn 21 som är mekaniskt kopplad till turbinen 28.
Gemensamt för samtliga de tre ovan beskrivna anordningar- na enligt uppfinningen.är att rökgaserna kyles så långt att en del av dessas vattenånga kondenseras.' Det innebär att om vat- ten förångas i förbränningsluften eller rökgaserna före slut- kylningen kommer ändå förångningsvärmen att tas till vara i slutkylaren. En avsiktlig vattentillsats till förbränningsluf- ten eller rökgaserna kan ge väsentliga effektökningar dels ge- nom att förbränningen förbättras och dels genom att vattenångan ökar den totala gasmängden och därmed den effekt som utvecklas i expandrarna eller turbinerna. Om exempelvis vatten tillsät- tes till brännkammaren 23 i anordningen enligt fig. 3 ökar gasmängden i turbinen 25. Samtidigt skall kylningen i värme- växlaren 24 minskas så att gastemperaturen före turbinen 25 hålles-oförändrat hög. Ett speciellt kännetecken på de tre ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen är således möjligheten att tillsätta vatten till förbränningsluften eller rökgaserna och att sedan låta vattnet kondensera vid slutkyl- ningen före den sista expansionen.
*Små värmepannor regleras vanligen helt on/off, d.v.s. pannan går antingen med full effekt eller också är brännaren helt avstängd. Stora värmepannor önskar man däremot kunna reg- lera kontinuerligt från maximal effekt ner till lägre effekter.
En sådan reglering är möjlig att åstadkomma med hjälp av en anordning enligt uppfinningen. Regleringen tillgår på så sätt att mängden insprutad gas eller olja till förbränningskammaren minskas samtidigt som den kylning som äger rum mellan förbrän- ningskammaren och expandern minskas.~ Den minskning av förbrän- _ ningsgasernas temperatur som orsakas av den minskade bränsle- mängden kompenseras genom minskningen av kylningen så att den gas som lämnar kylaren (som är variabel) har i stort sett oförändrad temperatur och mängd per tidsenhet. Fördelen med en dylik reglering ligger i att kompressorlexpanderenheten, vilkens verkningsgrad varierar starkt med temperatur och ifråga om turbokomponenter även med gashastighet, hela tiden arbetar 8002144-7 med jämn belastning. För att åstadkomma denna reglering av kylningen kräves en speciell anordning, exempelvis av den typ som är visad i fig. H. I en värmeisolerad rökgaskanal 29 är inbyggd en rörlig, vattenkyld metallkropp, vars nedre läge är betecknad med 30'. I dess nedre läge ligger den vattenkylda kroppen omsluten av en ringformig värmeväxlare 31 och är då av- skuren av denna från direkt kontakt med de varma rökgaserna.
Med hjälp av en motor 32 kan kyl- eller metallkroppen 30 skju- tas ut ur värmeväxlaren 31 i riktning mot de heta rökgaserna så att den intar det med streckade linjer visade läget 30', varvid kylkroppen förkyler rökgaserna innan dessa kommer in i *den ringformiga värmeväxlaren 3l¿ Ett automatiskt reglerings- system kan anordnas som skjuter ut kylkroppen om rökgastempera- *turen i värmeväxlaren ökar så att gasen förkyles tills gastem- 'peraturen i värmeväxlaren åter har sänkts till ett förutbestämt värde.
Claims (4)
1. Sätt att återvinna värme från rökgaser vid förbrän- ningsanläggningar, varvid förbränningsluften komprimeras innan den tillföres till anläggningens brännkammare, k ä n n e - ut e c k n a t av att de komprimerade rökgaserna från brännkam- maren kyles vid ett tryck som överstiger 0,5 atö till en tempe- ratur under 80°C, företrädesvis under SOOC, och bringas däref- ter att expandera i en expander, varvid den vid expansionen frigjorda energin tas till vara för komprimering av förbrän- ~ ningsluften, varjämte rökgaserna bringas dessutom att expandera innan de kyles för att tillräcklig rörelseenergi skall utvinnas för komprimering av förbränningsluften.
2. Anordning för utförande av sättet enligt krav 1, in- nefattande åtminstone en kompressor (21,22) som är inkopplad före förbränningsanläggningens brännkammare (23) ñch som är anordnad att komprimera förbränningsluften och åtminstone en efter brännkammaren (23) inkopplad expander (28) för expansion 'av de komprimerade rökgaserna, varvid expandern (28) är meka- niskt kopplad till kompressorn (21,22) så att den av expandern vid rökgasernas expansion utvecklade rörelseenergin tillföres till kompressorn (2i,22) för komprimering av förbränningsluften, k ä n n»e t e c k n a d av åtminstone en mellan brännkammaren (23) och expandern (28) inkopplad rökgaskylare (26,27), vilken arbetar med ett rökgastryck som överstiger 0,5-atö och i vil- pken rökgaserna kyles till en_temperatur som är lägre än 8Û°C,. företrädesvis lägre än 50°C, varjämte åtminstone en ytterligare expander(25)smmärínkoppladmellanbrännkammaren(23)ochkylaren (26 ,27) är anordnad att ge ytterligare rörels eenergi för kompression i kompressorn (21,22ï för komprimering av förbränningsluften.
3.- Anordning enligt krav 2, att nämnda ytterligare expander (25) är mekaniskt kopplad till k-ä n n e t e c k n a d av kompressorn (21,22) för komprimering av förbränningsluften. U; Anordning enligt krav 2 eller 3,, k ä n n e - t e c k n a d av att rökgaskylaren utgöres av en kylare (fig.
4. ) med reglerbar kyleffekt, som varieras så att rökgastempera- turen efter kylaren är i huvudsak konstant oberoende av bränsle/ luftförhållandet i brännkammaren.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8002144A SE426982B (sv) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaser |
EP81850034A EP0036402A3 (en) | 1980-03-19 | 1981-03-03 | A method and plant for recovering heat from smoke gases |
FI810702A FI810702L (fi) | 1980-03-19 | 1981-03-06 | Saett och anlaeggning foer aotervinning av vaerme fraon roekgaser |
US06/241,618 US4392809A (en) | 1980-03-19 | 1981-03-09 | Method and plant for recovering heat from smoke gases |
CA000373077A CA1176474A (en) | 1980-03-19 | 1981-03-16 | Method and plant for recovering heat from smoke gases |
NO810933A NO810933L (no) | 1980-03-19 | 1981-03-18 | Fremgangsmaate og anlegg for gjenvinning av varme fra roekgasser. |
DK120481A DK120481A (da) | 1980-03-19 | 1981-03-18 | Fremgangsmaade og apparat til genvinding af varme fra roeggasser |
CA000442422A CA1176475A (en) | 1980-03-19 | 1983-12-01 | Method for recovering heat from smoke gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8002144A SE426982B (sv) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8002144L SE8002144L (sv) | 1981-09-20 |
SE426982B true SE426982B (sv) | 1983-02-21 |
Family
ID=20340562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8002144A SE426982B (sv) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaser |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4392809A (sv) |
EP (1) | EP0036402A3 (sv) |
CA (1) | CA1176474A (sv) |
DK (1) | DK120481A (sv) |
FI (1) | FI810702L (sv) |
NO (1) | NO810933L (sv) |
SE (1) | SE426982B (sv) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8702834A (nl) * | 1987-11-26 | 1989-06-16 | Turbo Consult Bv | Installatie voor het opwekken van mechanische energie alsmede werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke installatie. |
JP2002115562A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-04-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
DE10307374A1 (de) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Betrieb eines teilgeschlossenen, aufgeladenen Gasturbinenkreislaufs sowie Gasturbinensystem zur Durchführung des Verfahrens |
US8858223B1 (en) * | 2009-09-22 | 2014-10-14 | Proe Power Systems, Llc | Glycerin fueled afterburning engine |
US10337401B2 (en) * | 2015-02-13 | 2019-07-02 | United Technologies Corporation | Turbine engine with a turbo-compressor |
US10125722B2 (en) | 2015-02-13 | 2018-11-13 | United Technologies Corporation | Turbine engine with a turbo-compressor |
US10100731B2 (en) | 2015-02-13 | 2018-10-16 | United Technologies Corporation | Turbine engine with a turbo-compressor |
US11459945B1 (en) * | 2021-09-10 | 2022-10-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Micro-turbine generator multi-stage turbine with integrated reheat cycle |
CN113959231B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-08-22 | 株洲火炬工业炉有限责任公司 | 一种炼锡电炉尾气处理及余热利用装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2478851A (en) * | 1946-08-22 | 1949-08-09 | Sulzer Ag | Gas turbine plant |
CH306756A (de) * | 1952-11-10 | 1955-04-30 | Tech Studien Ag | Strahlantriebseinrichtung. |
FR2116594A5 (sv) * | 1970-10-22 | 1972-07-21 | Progil | |
US3652181A (en) * | 1970-11-23 | 1972-03-28 | Carl F Wilhelm Jr | Cooling sleeve for gas turbine combustor transition member |
US3736747A (en) * | 1971-07-09 | 1973-06-05 | G Warren | Combustor |
US3877519A (en) * | 1973-07-30 | 1975-04-15 | Gen Electric | Pressurized strongback regenerator |
US4043120A (en) * | 1973-10-25 | 1977-08-23 | Brown Boveri-Sulzer Turbomaschinen Ag | Starting arrangement for combined air and gas turbine power plant |
US3871172A (en) * | 1974-01-03 | 1975-03-18 | Chemical Construction Corp | Process with fluidized combustor and fluidized heat exchanger for air |
GB2014662A (en) * | 1978-02-16 | 1979-08-30 | English Electric Co Ltd | Gas Turbine Plant Providing Shaft Power and Heat |
-
1980
- 1980-03-19 SE SE8002144A patent/SE426982B/sv unknown
-
1981
- 1981-03-03 EP EP81850034A patent/EP0036402A3/en not_active Ceased
- 1981-03-06 FI FI810702A patent/FI810702L/fi not_active Application Discontinuation
- 1981-03-09 US US06/241,618 patent/US4392809A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-03-16 CA CA000373077A patent/CA1176474A/en not_active Expired
- 1981-03-18 DK DK120481A patent/DK120481A/da not_active Application Discontinuation
- 1981-03-18 NO NO810933A patent/NO810933L/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0036402A2 (en) | 1981-09-23 |
EP0036402A3 (en) | 1981-10-14 |
US4392809A (en) | 1983-07-12 |
FI810702L (fi) | 1981-09-20 |
DK120481A (da) | 1981-09-20 |
CA1176474A (en) | 1984-10-23 |
NO810933L (no) | 1981-09-21 |
SE8002144L (sv) | 1981-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11105498B2 (en) | Humid air turbine power, water extraction, and refrigeration cycle | |
US9181873B2 (en) | Gas turbine with flow separation and recirculation | |
CN106574552B (zh) | 具有部分回收流动路径的动力生成系统和方法 | |
US9217367B2 (en) | Method for operating a gas turbine power plant with flue gas recirculation | |
US7458217B2 (en) | System and method for utilization of waste heat from internal combustion engines | |
US20100126171A1 (en) | Method and apparatus for generating electricity | |
SE437541B (sv) | Kombinerad gasturbin-angturbinaleggning med integrerad delforbrenning av brenslet | |
US20060254280A1 (en) | Combined cycle power plant using compressor air extraction | |
US20050056001A1 (en) | Power generation plant | |
US20060010868A1 (en) | Method of converting energy | |
US20110239650A1 (en) | Power plant comprising a turbine unit and a generator | |
US8943836B2 (en) | Combined cycle power plant | |
SE453114B (sv) | Sett for drift av ett turbinaggregat | |
JPH0713474B2 (ja) | 燃焼ガスタービンを使用する動力発生方法、及び動力発生用の気体の燃焼方法 | |
SE426982B (sv) | Sett och anordning for atervinning av verme fran rokgaser | |
ES356535A1 (es) | Circuito de co2 con condensacion parcial para una turbina de gas. | |
RU2702206C1 (ru) | Котлотурбинная диоксид-углеродная энергоустановка | |
JPS61201831A (ja) | 動力発生法 | |
RU2611138C1 (ru) | Способ работы парогазовой установки электростанции | |
EP1808588A1 (de) | Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung in Gasturbinen- und Kombi-Anlagen | |
US3884036A (en) | Steam plant with pressure-fired boiler | |
EP0037218A1 (en) | High thermal efficiency power plant and operating method therefor | |
DE19506757A1 (de) | Kombikraftwerk | |
JP3219670U (ja) | 太陽熱空気再熱発電造水造塩設備 | |
GB870589A (en) | Improvements in and relating to gas turbine plants |