SU730991A1 - Комплексна парогазова установка - Google Patents

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к комплексным парогазовым установкам.

Известна комплексная парогазовая установка по основному авт. св. 394575, предназначенная для получения электроэнергии, тепла и холода. Она содержит последовательно установленные в газовом контуре компрессор, высоконапорный парогенератор, газовую турбину, экономайзер, сепаратор влаги и турбодетандер. Перед турбодетандером установлен регенеративный теплообменник для охлаждения рабочего тепла отработавшим в турбодетандере газом. На валу турбодетандера установлен нагнетатель для наддува компрессора. После турбодетандера установлен сепаратор для отделения углекислоты.

В этой установке продукты сгорания топлива используются как греющий и холодильный агент и рабочее тело для выработки электроэнергии, тепла и холода.

Однако в такой установке невозможно организовать экономичное сжигание твердого топлива, требующего предварительной подсушки. Уходящие газы для подсушки топлива не могут быть использованы изза их низкой температуры. Влажные дымовые газы из тракта перед турбодетандером использовать нецелесообразно, так как это приведет к существенной потери экономич ности из-за уменьшения степени использования низкопотенциального тепла дымовых газов и уменьшению расхода рабочего тепла в турбодётандере, т. е. уменьшению элек5 трической мощности установки.

Цель изобретения — повышение экономичности и надежности при работе на твердом топливе.

Ю Для достижения этой цели установка снабжена системой топливоподготовки с сушилкой и трактом сушильного агента, нагнетателем сушильного агента, установленным на валу турбодетандера, η напорным 15 воздухоподогревателем, включенным по газовой стороне в газовый контур параллельно экономайзерам, а по воздушной стороне — в тракт сушильного агента перед сушилкой. При этом установка может быть 20 снабжена регенеративным воздухоподогревателем, включенным в тракт сушильного агента по стороне греющей среды после сушилки, а по стороне нагреваемой среды — перед напорным воздухоподогревателем.

На чертеже приведена схема комплексной энергетической установки.

Тракт подготовки и сжигания топлива содержит сушилку 1, соединенную с мельничным устройством 2 п газогенератором 3, к 30 которому подведены линии 4 и 5 подвода воздуха и пара соответственно, установку 6 очистки и десульфаризации и парогенератор 7.

Газовый контур установки включает в себя компрессор 8, соединенный напорным воздуховодом 9 с высоконапорным парогенератором 7, который, в свою очередь, соединен газопроводом 10 с газовой турбиной 11 высокого давления. В выхлопном газопроводе 12 газовой турбины 11 установлены кипящая 13, сухая 14 и мокрая 15 ступени напорного экономайзера. Сухая ступень 16 и мокрая ступень 17 напорного воздухоподогревателя подключены к газопроводу 12 параллельно сухой 14 и мокрой 15 ступеням напорного экономайзера газопроводами 18 и 19.

Сепаратор 20 капельной влаги стоит на входе в турбодетандер 21, на одном валу с которым установлен нагнетатель 22. На выходе из турбодетандера 21 включен регенеративный теплообменник 23. Трубопровод 24 с подогревателем 25 и трубопровод 26 соединяют нагнетатель 22 с сушилкой 1 и ступенями 16 и 17 напорного воздухоподогревателя.

Компрессор 8, газовая турбина 11 и электрогенератор 27 установлены на одном валу.

Трубопровод 28 питательной воды соединяет ступени 15, 14 и 13 экономайзера с парогенератором 7. По паропроводу 29 пар поступает к потребителю.

Установка работает следующим образом.

Твердое топливо подается в сушилку 1, в которой производится его сушка до необходимой конечной влажности горячим воздухом. После сушки и размола в мельничном устройстве 2 топливо подвергается газификации в газогенераторе 3 при подаче в него сжатого воздуха и пара. После очистки и десульфаризации в установке 6 топливо подается в топку высоконапорного парогенератора 7, куда поступает также воздух, сжатый в компрессоре 8.

Образовавшиеся в процессе сжигания топлива продукты сгорания передают часть тепла поверхностям нагрева, размещаемым в высоконапорном парогенераторе 7 и направляются в газовую турбину 11 высокого давления, где, расширяясь до противодавления, превышающего атмосферное давление, производят работу, используемую для привода компрессора 8 и электрогенератора 27. После газовой турбины И высокого давления продукты сгорания проходят через кипящую 13 ступень экономайзера, где охлаждаются питательной водой и разделяются на два параллельных потока. Один из потоков газа проходит через сухую 14 ступень экономайзера, где охлаждается потоком питательной воды и мокрую 15 ступень экономайзера, где охлаждается потоком питательной сетевой или подпиточной воды теплосети. Второй поток газа проходит через сухую 16 и мокрую 17 ступени воздухо подогревателя, в которых охлаждается воздухом, используемым в качестве сушильного агента в сушилке 1. Подача сушильного агента осуществляется нагнетателем 22 через регенеративный воздухоподогреватель 25, в котором осуществляется утилизация тепла отработанного сушильного агента. После охлаждения в мокрой 15 ступени напорного экономайзера и мокрой ступени 17 воздухоподогревателя оба параллельных потока газа соединяются перед сепаратором 20 капельной влаги, где происходит отделение влаги и направляются в турбодетандер 21. В турбодетандере 21 газы расширяются до атмосферного давления, вырабатывая электрическую мощность, используемую для привода нагнетателя 22 и электрогенератора 30 и направляются в окружающую среду. Пар, вырабатываемый парогенератором 7, может направляться в паровую турбину любого типа либо к потребителям тепла (не показано).

В случае использования вместо высоконапорного парогенератора других устройств для сжигания топлива, например камеры сгорания, основной рабочий процесс установки сохраняется без изменения. В этом случае отличия будут определяться только отсутствием производства пара и использованием для охлаждения уходящих газов в ступенях 13—15 экономайзера сетевой и подпиточной воды теплосети.

Предлагаемая установка позволяет утилизировать низкопотенциальное тепло напорного воздухоподогревателя для подогрева воды и воздуха, используемого в качестве сушильного агента для сушки топлива, уменьшить требуемый расход охлаждающей воды и топлива, интенсифицировать процесс теплообмена по газовой стороне, уменьшить капиталовложения и металлоемкость. Кроме того, предотвращается загрязнение биосферы вредными и тепловыми выбросами.

Claims (2)

1. очистки и десульфаризации и парогенератор 7. Газовый контур установки включает в себ  компрессор 8, соединенпый напорным воздуховодом 9 с высоконапорным пароге- о нератором 7, который, в свою очередь, соединен газопроводом 10 с газовой турбиной. . 11 высокого давлени . В выхлопном газопроводе 12 газовой турбины И установлены кип ш,а  13, суха  14 н мокра  15 сту- Ю пени напорного экономайзера. Суха  ступень 16 и мокра  ступень 17 напорного воздухоподогревател  подключены к газодроводу 12 параллельно сухой 14 и мокрой 15 стунен м напорного экономайзера газо- 15 проводами 18 и 19. Сепаратор 20 капельной влаги стоит на входе в турбодетандер 21, на одном валу с которым установлен нагнетатель 22. На выходе из турбодетандер а 21 включен регене- 20 ративный тенлообменник 23. Трубопровод 24 с подогревателем 25 и трубопровод 26 соедин ют нагнетатель 22 с сушилкой 1 н ступен ми 16 и 17 напорного воздухоподогревател . Компрессор 8, газова  турбина И н электрогенератор 27 установлены на одном валу . Трубопровод 28 питательной воды соедин ет ступени 15, 14 и 13 экономайзера с па- зо рогенератором 7. По паропроводу 29 пар поступает к потребителю. Установка работает следующим образом. Твердое топливо подаетс  в сушилку 1, в которой производитс  его сушка до необхо- 35 димой конечной влажности гор чим воздухом . После сушки и размола в мельничном устройстве 2 тонливо нодвергаётс  газификадип в газогенераторе 3 при подаче в него сл :атого воздуха н пара. После очистки и 40 десульфаризации в установке 6 топливо подаетс  в топку высоконанорного парогенератора 7, куда поступает также воздух, сжатый в компрессоре 8. Образовавшиес  в процессе сжигани  45 топлива продукты сгорапи  передают часть тепла поверхност м нагрева, размещаемым в высоконанорном парогенераторе 7 и направл ютс  в газовую турбину И высокого давлени , где, расщир  сь до противодав- 50 лени , превышающего атмосферное давление , производ т работу, используемую дл  привода компрессора 8 и электрогенератора 27. После газовой турбины 11 высокого давлени  продукты сгорани  проход т че- 55 рез кип щую 13 ступень экономайзера, где охлаждаютс  питательной водой и раздел ютс  на два параллельных потока. Один из потоков газа проходит через сухую 14 ступень экономайзера, где охлаждаетс  пото- 60 ком питательной воды и мокрую 15 ступень экономайзера, где охлаждаетс  нотоком питательной сетевой или подппточной воды теплосети. Второй поток газа проходит через сухую 16 и мокрую 17 ступени воздухо- 65 25 подогревател , в которых охлаждаетс  воздухом , используемым в качестве сушильного агента в сушилке 1. Подача сушильного агента осуш,ествл етс  нагнетателем 22 через регенеративный воздухоподогреватель 25, в котором осуш.ествл етс  утилизаци  тепла отработанного сушильного агента. После охлаждени  в мокрой 15 ступени нанорного экономайзера и мокрой ступени 17 воздухоподогревател  оба параллельных потока газа соедин ютс  перед сепаратором 20 капельной влаги, где происходит отделение влаги и направл ютс  в турбодетандер 21. В турбодетандере 21 газы расшир ютс  до атмосферного давлени , вырабатыва  электрическую мош,ность, используемую дл  привода нагнетател  22 и электрогенератора 30 и направл ютс  в окрул ающую среду. Пар, вырабатываемый нарогенератором 7, может направл тьс  в паровую турбину любого типа либо к потребител м тепла (не показано). В случае использовани  вместо высоконапорного парогенератора других устройств дл  сжигани  топлива, нанример камеры сгорани , основной рабочий процесс установки сохран етс  без изменени . В этом случае отлнчи  будут определ тьс  только отсутствием производства пара н использованием дл  охлаждени  уход щих газов в ступен х 13-15 экономайзера сетевой и подпиточной воды теплосети. Предлагаема  установка позвол ет утилизировать низкопотенциальное тепло напорного воздухоподогревател  дл  подогрева воды и воздуха, используемого в качестве сушильного агента дл  сушки тонлива, уменьшить требуемый расход охлаждаюшей воды и топлива, интенсифицировать процесс теплообмена по газовой стороне, уменьшить капиталовложени  и металлоемкость. Кроме того, предотвращаетс  загр зпение биосферы вредными и тепловыми выбросами. Формула изобретени  1.Комплекспа  парогазова  установка по авт. св. ЛЬ 394575, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  экономичности и надежности нри работе на твердом топливе, установка снабжена системой топливоподготовки с сушилкой и трактом сушильного агента, нагнетателем сушильного агента, установленным на валу турбодетандера и напорным воздухоподогревателем, включенным по газовой стороне в газовый контур параллельно экономайзерам, а по воздушной стороне - в тракт сушильного агента перед сушилкой.
2. 2.Установка по н. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что она снабжена регенеративным воздухонодогревателем , включенным в тракт сушильного агента по стороне греющей среды после сушилки, а по стороне нагреваемой среды - перед напорным воздухоподогревателем .