SU1746111A1

SU1746111A1 - Waste-heat boiler plant and method of its operation

Info

Publication number: SU1746111A1
Application number: SU894779968A
Authority: SU
Inventors: Павел Андреевич Березинец; Гурген Гургенович Ольховский; Николай Степанович Чернецкий; Вадим Натанович Палей; Иван Алексеевич Сотников; Владимир Викторович Гордеев; Юрий Александрович Ершов; Вадим Борисович Галускин
Original assignee: Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского; Подольский машиностроительный завод им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано в парогазовых установках (ПГУ) утилизационного типа. Цель изобретени - повышение экономичности . Способ работы котельной установки (КУ)и ее устройство в составе ПГУ обеспечивают работу КУ совместно с газовой турбиной и в автономном режиме, причем КПД собственно КУ в последнем случае повышаетс , а режим работы поверхностей 2 нагрева в обоих случа х одинаков. В автономном режиме осуществл ют рециркул цию дымовых газов в горелочное устройство 3 с помощью одного из дымососов 5 и соответствующего переключени запорных клапанов 6 и 9, в то врем как другой дымосос подает уход щие газы в дымовую трубу 11. Воздух дл горени подаетс вентил тором 4. Отношение расхода рециркулирую- щих газов к расходу газов, сбрасываемых в дымовую трубу, составл ет 0,8-2. 2с. и2з.п. ф-лы, 1 Мл. СЛ СThe invention relates to a power system and can be used in combined-cycle plants (CCU) of the utilization type. The purpose of the invention is to increase efficiency. The method of operation of the boiler plant (CU) and its device as part of the CCGT ensures the CU operation together with the gas turbine and in the autonomous mode, and the efficiency of the CG itself increases in the latter case, and the operating mode of the heating surfaces 2 is the same in both cases. In the autonomous mode, the flue gases are recirculated to the burner 3 using one of the smoke exhausters 5 and the corresponding switching of the shut-off valves 6 and 9, while the other smoke exhauster supplies the flue gases to the chimney 11. The combustion air is supplied by the fan 4 The ratio of recirculated gas consumption to the flow of gases discharged into the chimney is 0.8-2. 2c. i2z.p. f-ly, 1 Ml. SL C

Description

Изобретение относится к тепловой энергетике и может быть использовано в парогазовых установках (ПГУ) утилизационного типа.The invention relates to thermal energy and can be used in combined cycle plants (CCGT) utilization type.

Котельные установки такого типа обычно рассчитывают для работы в двух режимах: основном с включенной газовой турбиной и частичным сжиганием топлива (подтопкой) в собственных горелках и автономном с отключенной газовой турбиной и сжиганием всего топлива в собственных горелках.Boilers of this type are usually designed to operate in two modes: mainly with the gas turbine turned on and partial fuel combustion (underflooding) in their own burners and autonomous with the gas turbine turned off and all fuel burned in the own burners.

Известен способ работы котельной установки ПГУ утилизационного типа путем сжигания топлива частично в основном и полностью в автономном режимах с поддержанием в обоих режимах одинаковых температурных и аэродинамических условий передачи тепла поверхностям нагрева.A known method of operation of a CCGT boiler plant of utilization type by burning fuel partially mainly and completely in autonomous modes with maintaining in both modes the same temperature and aerodynamic conditions of heat transfer to heating surfaces.

Указанные условия работы (температура и расход газов на входе в котел-утилизатор) достигаются путем подачи в котел большого количества воздуха, существенно превышающего стехиометрическое соотношение топлива и воздуха. Это приводит к значительному росту количества уходящих газов и росту тепловых потерь.The specified operating conditions (temperature and gas flow rate at the inlet to the recovery boiler) are achieved by supplying a large amount of air to the boiler, significantly exceeding the stoichiometric ratio of fuel to air. This leads to a significant increase in the amount of flue gases and an increase in heat loss.

Целью изобретения является повышение экономичности/The aim of the invention is to increase efficiency /

Это достигается тем, что при осуществлении способа работы котельной установки утилизационного типа путем сжигания топлива частично в основном и полностью в автономном режимах с поддержанием в обоих режимах одинаковых температурных и аэродинамических условий передачи тепла поверхностям нагрева в автономном режиме на вход котла подают газы рециркуляции в количестве и при температуре, соответствующих равенству суммарного расхода газов через котел и температуры последних в обоих режимах. При этом газы рециркуляции подают в количестве, равном 0,8-2 от расхода газов на выходе из котельной установки.This is achieved by the fact that when implementing the method of operation of a recycling type boiler plant by burning fuel partially mainly and completely in autonomous modes with maintaining in both modes the same temperature and aerodynamic conditions for heat transfer to the heating surfaces in an autonomous mode, recirculation gases are supplied to the boiler inlet in an amount and at a temperature corresponding to the equality of the total gas flow through the boiler and the temperature of the latter in both modes. In this case, the recirculation gases are supplied in an amount equal to 0.8-2 of the gas flow at the outlet of the boiler plant.

Известна котельная установка утилизационного типа с подтопкой, содержащая горелочное устройство, вентилятор и устройство для эвакуации уходящих дымовых газов.Known boiler plant of the utilization type with heating, containing a burner device, a fan and a device for evacuating flue gases.

В этой установке в автономном режиме все топливо сжигается в горелочном устройстве, а поддержание требуемых температуры и расхода газов на входе в котел осуществляется путем подачи вентилятором в котел избыточного по отношению к стехиометрическому соотношению количества воздуха, что приводит к росту потерь с уходящими газами.In this installation, in autonomous mode, all fuel is burned in the burner, and the required temperature and gas flow rate at the boiler inlet are maintained by supplying an excess of air relative to the stoichiometric ratio to the boiler by the fan, which leads to an increase in losses with flue gases.

Целью изобретения является повышение экономичности котельной установки путем сокращения расхода уходящих газов.The aim of the invention is to increase the efficiency of the boiler plant by reducing the consumption of flue gases.

Это достигается тем. что котельная установка утилизационного типа с подтопкой, содержащая горелочное устройство, вентилятор и устройство для эвакуации уходящих дымовых газов, дополнительно содержит по меньшей мере одну линию рециркуляции дымовых газов запорным органом, а устройство для эвакуации дымовых газов выполнено в виде по меньшей мере двух дымососов, напорные линии которых снабжены своими запорными органами, причем линия рециркуляции подключена к одной из напорных линий дымососов на участке между соответствующими дымососом и запорным органом этой напорной линии. Напорные линии дымососов на участках между дымососами и запорными органами могут быть соединены перемычкой, подключенной к каждой напорной линии с помощью отдельного запорного органа, а линии рециркуляции присоединены к указанной перемычке.This is achieved by that. that the boiler plant of the utilization type with underflooding, comprising a burner device, a fan and a device for evacuating the exhaust flue gases, further comprises at least one flue gas recirculation line with a shut-off element, and the device for evacuating flue gases is made in the form of at least two smoke exhausters the lines of which are equipped with their own locking elements, the recirculation line being connected to one of the pressure lines of the exhaust fans in the area between the corresponding exhaust fan and the locking element, this pressure line. The discharge lines of the exhaust fans in the sections between the exhaust fans and the shut-off elements can be connected by a jumper connected to each pressure line by a separate shut-off element, and the recirculation lines are connected to the specified jumper.

Наличие отличительных признаков по сравнению с прототипом является доказательством соответствия заявленного предложения критерию новизна.The presence of distinctive features in comparison with the prototype is evidence of the conformity of the proposed proposal to the criterion of novelty.

На чертеже изображена схема котельной установки и газового тракта котла утилизатора ПГУ.The drawing shows a diagram of the boiler installation and the gas path of the CCGT utilizer boiler.

Котельная установка содержит котелутилизатор 1 с конвективными поверхностями 2 нагрева и горелочным устройством 3, дутьевой вентилятор 4, два дымососа 5, на напорных линиях которых имеются запорные клапаны 6, линии рециркуляции 7 с перемычкой 8, подключенной к напорным линиям дымососов 5 с помощью запорных клапанов 9, а также запорный клапан 10 на подводящем газоходе и дымовую трубу 1!The boiler installation contains a boiler 1 with convective heating surfaces 2 and a burner 3, a blower fan 4, two smoke exhausters 5, on the pressure lines of which there are shut-off valves 6, recirculation lines 7 with a jumper 8 connected to the pressure lines of the smoke exhausts 5 using shut-off valves 9 as well as shut-off valve 10 on the inlet gas duct and chimney 1!

Котельная установка работает следующим образом.The boiler installation works as follows.

При работе газовой турбины клапан 10 открыт, клапаны 9 закрыты, клапаны 6 открыты, дутьевой вентилятор 4 не работает. Продукты сгорания от газовой турбины (не показана) через клапан 10 поступают в горелочное устройство 3 котла-утилизатора ! где нагреваются путем сжигания в их среде дополнительного топлива. Затем продукты сгорания охлаждаются в конвективных поверхностях 2 нагрева и через клапаны 6 с помощью дымососов 5 удаляются в дымовую трубу 1!When the gas turbine is operating, valve 10 is open, valves 9 are closed, valves 6 are open, and the blower fan 4 is not working. The combustion products from the gas turbine (not shown) through the valve 10 enter the burner device 3 of the recovery boiler! where they are heated by burning additional fuel in their environment. Then the combustion products are cooled in the convective heating surfaces 2 and through the valves 6 with the help of exhaust fans 5 are removed into the chimney 1!

При автономной работе котла-утилизатора клапан 10 закрыт, один из клапанов 9 открыт, а соответствующий ему клапан 6 закрыт, дутьевой вентилятор 4 работает. Воздух для горения топлива поступает в го1746111 релочное устройство от дутьевого вентилятора. В зону горения поступают также и рециркулирующие газы в количестве 0,8-2 от количества газов, выбрасываемых через дымовую трубу 11 в окружающую среду. 5During autonomous operation of the recovery boiler, the valve 10 is closed, one of the valves 9 is open, and the corresponding valve 6 is closed, the blower fan 4 is running. Air for burning fuel enters the gutter 1746111 from the blast fan. Recirculating gases in an amount of 0.8-2 of the amount of gases emitted through the chimney 11 into the environment also enter the combustion zone. 5

Рециркулирующие газы подаются одним из дымососов, когда второй дымосос работает' на дымовую трубу.Recirculating gases are supplied by one of the smoke exhausters when the second smoke exhaust is working 'on the chimney.

Такой способ работы котла утилизатора обеспечивает идентичность его рабочих 10 процессов в автономном и парогазовом (утилизационном) режимах, более высокую его экономичность в автономном режиме по сравнению с парогазовым, использование имеющихся дымососов для рециркуляции 15 газов без дросселирования газового потока.This method of operation of the recovery boiler ensures the identity of its working 10 processes in stand-alone and combined-cycle (utilization) modes, its higher cost-effectiveness in stand-alone mode compared to combined-cycle operation, the use of existing smoke exhausters for recirculation of 15 gases without throttling the gas stream.

Пример 1. В котле-утилизаторе ПГУ мощностью 800 МВт, рассчитанном на паропроизводительность 575 т/ч при параметрах пара 545°С, 14 МПа, доля 20 рециркуляции должна составлять 0,8-1. В соответствии с тепловым расчетом в автономном режиме это обеспечивает снижение температуры газов на входе в конвективные пакеты с 1800 до требуемого уровня 850- 25 900°С без подачи в газовый тракт охлаждающего воздуха.Example 1. In a CCGT waste heat boiler with a capacity of 800 MW, designed for a steam capacity of 575 t / h with steam parameters of 545 ° C, 14 MPa, the proportion of 20 recirculation should be 0.8-1. In accordance with the thermal calculation in stand-alone mode, this ensures a decrease in the temperature of gases at the entrance to convective packages from 1800 to the required level of 850-2500 ° C without supplying cooling air to the gas path.

Пример 2. В ПГУ, рассчитанной на низкие параметры пара с использованием так называемой системы двух давлений 3 и 30 9 МПа при температурах соответственно 450 и 5Ю°С, доля рециркуляции устанавливается равной 2, что также обеспечивает снижение температуры газов до требуемого уровня. 35Example 2. In a CCGT unit designed for low steam parameters using the so-called two-pressure system of 3 and 30 9 MPa at temperatures of 450 and 5 ° C, respectively, the proportion of recirculation is set to 2, which also reduces the temperature of the gases to the required level. 35

Claims

Claim

1. The method of operation of a utilization-type boiler plant by burning fuel partially mainly and completely in autonomous modes with maintaining in 40 both modes the same temperature and aerodynamic conditions of heat transfer to heating surfaces, characterized in that, in order to increase efficiency, autonomous mode, recirculation gases are supplied to the boiler inlet in an amount and at a temperature corresponding to the equality of the total gas flow through the boiler and the temperature of the latter in both modes.

2. The method of pop. 1, characterized in that the recirculation gases are supplied in an amount equal to 0.8-2 of the gas flow at the outlet of the boiler plant.

3. The boiler plant of the utilization type with underflooding, comprising a burner, a fan and a device for evacuating flue gases, characterized in that, in order to increase efficiency by reducing the consumption of flue gases, it further comprises at least one flue gas recirculation line with a shut-off organ, and the device for evacuation of flue gases is made in the form of at least two smoke exhausters, the pressure lines of which are equipped with their shut-off bodies, and the recirculation line is connected to one oh smoke exhausts from pressure lines in the area between the exhaust fan and the shut-off organ of the discharge line.

4. The installation according to claim 3, with the exception that the pressure lines of the exhaust fans in the sections between the exhaust fans and the shut-off elements are connected by a jumper connected to each pressure line by a separate shut-off element, and the recirculation lines are connected to the specified jumper.