SU909238A1 - Энергоустановка с глубоким охлаждением отработанных газов - Google Patents

Description

(54) ЭНЕРГОУСТАНОВКА С ГЛУБОКИМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ

1

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано в энергоустановках с глубоким охлаждением уход щих дымовых газов.

Известна энергоустановка с глубоким охлаждением продуктов сгорани , содержаща  компрессор, камеру сгорани , газовую турбину и установленные последовательно напорный экономайзер, имеющий три ступени: кип щую, сухую и мокрую, сепаратор капельной влаги, регенеративный теплообменник с трубопроводом выхлопа продуктов сгорани  и турбодетандер 1.

Указанна  энергоустановка обладает следующими недостатками. При снижении нагрузки, и соответствующем уменьщении количества сжигаемого топлива увеличиваетс  коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорани , так как режим работы компрессора , установленного на одном валу с электродвигателем (электрогенератором),  вл етс  практически фиксированным. При этом снижаетс  температура точки росы в мокрой ступени напорного экономайзера и, следовательно, cни kaeтc  эффективность использовани  тепла конденсации вод ных паров, имеющихс  в продуктах сгорани .

Кроме того, в данном случае существенно ограничено использование впрыска воды в камеру сгорани , позвол ющего значительно ПОВЫСИТЬ эффективность, единичную электрическую и тепловую мощности установки. 5Цель изобретени  - повыщение эффективности энергоустановки с глубоким охлаждением отработанных газов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что энергоустановка дополнительно снабжена ,- последовательно установленными воздухоохладителем и эжектором, подключенными между выходом компрессора и сепаратором капельной влаги и регенеративным теплообменником , причем воздухоохладитель включен по нагреваемой среде параллельно сухой ступени напорного экономайзера, а на трубопроводе выхлопа продуктов сгорани  дополнительно установлен ресивер, подключенный к всасывающему патрубку эжектора.

На чертеже изображена принципиальна  схема энергоустановки с глубоким охлаждением отработанных газов.

Энергоустановка содержит компрессор 1, камеру 2 сгорани , горелочное устройство 3, форсунки дл  впрыска воды в камеру 4 сгорани , газовую турбину 5, электрегенератор 6, кип щую, сухую и мокрую ступени 7-9 напорного экономайзера, сепаратор 10 капельной влаги, сетевой насос 11, источник 12 водоснабжени , регенеративный теплообменник 13, турбодетандер 14, электрогенератор 15,. потребитель 16 холода , трубопровод 17 обратного тока хладагента , выхлоп 18 продуктов сгорани , трубопровод 19 пр мого тока продуктов сгорани , потребитель 20 гор чей воды, потребитель 21 , пара, перепускную магистраль 22 сжатого воздуха, запорный вентиль 23, ресивер 24, эжектор 25, воздухоохладитель 26. Энергоустановка с глубоким охлаждением отработанных газов работает следующим образом. Компрессор 1 всасывает воздух из окружающей среды. Сжатый воздух после компрессора 1 поступает в камеру 2 сгорани , куда подаетс  топливо через горелочное устройство 3 и впрыскиваетс  вода через форсунки. Образовавшиес  при сжигании топлива продукты сгорани  поступают в газовую турбину 5, в которой соверщают работу. Газова  турбина 5 служит приводом дл  компрессора 1 и электрогенератора 6, в котором развиваетс  полезна  мощность. После газовой турбины 5 котора  работает при неполном расширении продуктов сгорани , при определенном противодавлении, последние поступают в напорный экономайзер , состо щий из трех ступеней: кип щей 7, сухой 8 и мокрой 9. В .кип щей ступени 7 (низконапорный парогенератор) образуетс  пар, паровод на  смесь или перегрета  вода . В сухой ступени 8 продукты сгорани  охлаждаютс  до температуры точки росы. В мокрой ступени 9 продукты сгорани  Охлаждаютс  ниже температуры точки росы до температуры, определ емой температурой подогреваемо холодной воды, с конденсацией вод ных паров, содержащихс  в продуктах сгорани . В сепараторе 10 капельной влаги производитс  отделение капельной влаги. Затем продукты сгорани  поступают в регенеративный теплообменник 13, где охлаждаютс  обратным потоком хладагента , после чего расшир ютс  до атмосферного давлени  в турбодетандере 14, который используетс  дл  привода электрогенератора 15. После расширени  в трубодетандере 14 продукты сгорани  превращаютс  в хладагент, имеющий сниженную по отношению к окружающей среде температуру и используютс  у потребител  холода 16. Затем по трубопроводу 17 обратного тока хладтагент проходит через регенеративный теплообменник 13 на выхлоп 18 в атмосферу. Холодна  вода подаетс  сетевым насосом 11 из источника 12 водоснабжени  сначала в мокрую ступень 9 напорного экономайзера, затем в сухую ступень 8, оттуда частично направл етс  к потребител м 20 гор чей воды , а частично - в кип щую ступень 7 напорного экономайзера, оттуда в виде пара , паровод ной смеси или перегретой воды идет к потребител м 21. При уменьшении нагрузки уменьшаетс  подача топлива в камеру 2 сгорани  через горелочное устройство 3. .При этом дл  избежани  повышени  коэффициента избытка воздуха, осуществл етс  перепуск части сжатого воздуха после компрессора 1 по магистрали 22 через вентиль 23 в газовый тракт напорного экономайзера за сепаратором 10 капельной влаги. Тепло перепускаемого сжатого воздуха может быть полезно использовано дл  подогрева сетевой воды в воздухоохладителе 26, который может включатьс  по воде параллельно сухой ступени 8 напорного экономайзера. Холодопроизводительность установки можно увеличить, использу  дл  охлаждени  воздуха в воздухоохладителе 26 охлаждающую циркул ционную воду. Избыточный напор сжатого воздуха полезно используетс  в эжекторе 25, установленном на перепускной магистрали 22. На Бсас эжектора 25 подаютс  газы из трубопровода 17 обратного тока хладагента после регенеративного теплообменника 13. Поскольку в трубопроводе 17 обратного тока хладагента возможно присутствие капельной влаги или частиц льда, осажденных на набивке регенеративного теплообменника 13 пр мым током газов, дл  исключени  их попадани  в турбодетандер 14 в месте отбора газов к эжектору 25 установлен ресивер 24. Благодар  увеличению расхода газов через турбодетандер 14 увеличиваетс  его мощность и хладопроизводительность установки . При осуществлении впрыска воды в камеру 2 сгорани , описанный выще перепуск воздуха осуществл етс  дл  исключени  ограничений по пропускной способности турбины 5 и помпажу компрессора 1 при использовании серийно выпускаемых компрессоров и газовых турбин высокого давлени , примен емых в ГТУ газотурбинных установках обычного типа. Использование предлагаемой энергоустановки с глубоким охлаждением отработанных газов с использованием перепуска воздуха позврлит повысить на частичных нагрузках эффективность использовани  тепла конденсации вод ных паров, благодар  сохранению коэффициента избытка воздуха и, следовательно, температуры точки росы на уровне, соответствующему номинальному режиму, а также использовать дл  энергоустановок с глубоким охлаждением отработанных газов при организации впрыска воды в камеру сгорани  серийно впускаемых компрессоров и газовых турбин высокого давлени  без ограничений по пропускной способности Турбины и помпажу компрессора .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Энергоустановка с глубоким охлаждением отработанных газов, содержащая компрессор, камеру сгорания, газовую турбину и установленные последовательно на- ₅ порный экономайзер, имеющий три ступени — кипящую, сухую и мокрую, сепаратор капельной влаги, регенеративный теплообменник с трубопроводом выхлопа продуктов сгорания и турбодетандер, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, энергоустановка дополнительно снабжена последовательно установленными воздухо-

   ВНИИПИ Заказ 830/49 Тираж 537 Подписное

   Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 охладителем и эжектором, подключенными между выходом компрессора и сепаратором капельной влаги и регенеративным теплообменником, причем воздухоохладитель включен по нагреваемой среде параллельно сухой ступени напорного экономайзера, а на трубопроводе выхлопа продуктов сгорания дополнительно установлен ресивер, подключенный к всасывающе'му патрубку эжектора.