UA10167U - Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії - Google Patents
Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії Download PDFInfo
- Publication number
- UA10167U UA10167U UAU200501386U UAU200501386U UA10167U UA 10167 U UA10167 U UA 10167U UA U200501386 U UAU200501386 U UA U200501386U UA U200501386 U UAU200501386 U UA U200501386U UA 10167 U UA10167 U UA 10167U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gtu
- boiler
- furnace
- thermal
- exhaust gases
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії включає спалення природного газу в газотурбінній установці (ГТУ) з електрогенератором для одержання електроенергії, формування потоку вихлопних газів з ГТУ, скидання вихлопних газів в топку котла зі спаленням в їх середовищі додаткового палива для одержання теплової енергії. Продукти спалення з ГТУ і додаткове паливо тангенційно подають в додаткову циклонну топку, спалюють в ній паливо в середовищі викидних газів з ГТУ і подають продукти спалення в камерну топку котла. Пальники в камерній топці котла використовують лише частково тільки для регулювання теплового навантаження котла в умовах роботи когенераційної установки і як резервні на випадок відключення ГТУ.
Description
Опис винаходу
Корисна модель стосується теплоенергетики та теплофікації і може бути використана для комбінованого 2 вироблення теплової та електричної енергії в системах комунального енергопостачання.
Відомі способи централізованого комбінованого вироблення електричної та теплової енергії на базі теплоелектроцентралей (ТЕЦ), основані на використанні парового, парогазового та газопарового циклів, які в містах і районах України втілюють основний, найбільш поширений спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії (1, 2 3).
Основним недоліком цих способів, спрямованих на централізоване енергопостачання крупних споживачів (міста, райони), є їх висока капітальна вартість, значна залежність ефективності способу від потужності, яка швидко падає при її зменшенні, недостатньо висока надійність централізованого енергопостачання, великі втрати теплової енергії, пов'язані з необхідністю її транспортування на великі відстані, практична неможливість задовольнити потреби в енергії, особливо в тепловій, при зростанні міст і районів, що призводить 12 до необхідності будування додаткових котелень для теплопостачання.
Відомий спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії на базі когенераційних установок з тепловим двигуном (газопоршневим двигуном чи газовою турбіною) і котлом-утилізатором |4, 5, 6, 71.
Недоліком цього способу є шкідливі викиди з вихлопними газами, особливо в разі використання газопоршневого двигуна, труднощі з сезонною маневровістю цього способу і його велика капітальна вартість.
Відомий спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії з допомогою когенераційних установок на базі існуючих комунальних теплофікаційних котелень. Значно поширеним і, можливо, найбільш перспективним є використання в таких установках в якості теплового двигуна газотурбінної установки (ГТУ). При цьому способі ГТУ використовують для вироблення електричної енергії, викидні гази з ГТУ подають в пальники камерної топки котла разом з додатковим паливом, яке спалюється в середовищі викидних газів з ГТУ, а видобуту теплову енергію використовують для теплофікації (8, 9). Цей спосіб економічно більш вигідніший, ніж пл») попередній, має широку базу для розповсюдження, сприяє децентралізації енергозабезпечення і зростанню його надійності. Викиди в навколишнє середовище такої когенгераційної установки можуть бути значно безпечніші, що має велике значення в зв'язку з екологічними вимогами до теплоенергетики. Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії в комунальних теплофікаційних котельнях на базі когенераційних установок з в використанням ГТУ обраний за прототип. Ге)
Недоліком прототипу є проблема, пов'язана зі спаленням додаткового палива в топці котла, особливо в котлах з високотермонапруженим толочним простором, в середовищі скидних димових газів з ГТУ. Внаслідок -- забаластованості середовища, горіння палива відбувається повільніше, ніж у повітряному середовищі, що Га») сприяє подовженню факелу до консективних поверхонь котла, призводить до порушення розрахункового режиму його роботи, хімічному недожогу палива, погіршенню екологічної якості викидних газів, зниження теплової - потужності, ефективності і ресурсу роботи котла. Для компенсування зниження ефективності роботи котла і збереження його теплової потужності доводиться збільшувати подачу в котел додаткового палива і повітря. При цьому необхідність збереження номінальної витрати продуктів спалення в котлі призводить до зменшення « витрати робочого тіла ГТУ, що подають в котел, і, як наслідок, до зниження потужності ГТУ, що призводить до З зниження економічної ефективності когенераційної установки в цілому. Крім того, пальники в камерній топці с котла, до яких в прототипі подають високотемпературні продукти спалення з ГТУ, не розраховані на таку з» температуру. Внаслідок цього, доводиться попередньо, до подачі у пальники знижати температуру продуктів спалення з ГТУ до рівня придатного для пальників шляхом введення в продукти спалення холодного повітря, що знижує їх тепловий потенціал. Це призводить до необхідності збільшення подачі додаткового палива в котел для компенсації охолодження продуктів спалення з ГТУ і досягнення необхідного рівня температури в топці котла. - При цьому для збереження номінальної витрати теплоносія в котлі доводиться, як і внаслідок розглянутого вище ав | зниження його ефективності, знижувати витрату робочого тіла (продуктів спалення) в ГТУ, що призводить до зниження Її потужності і електричної потужності когенераційної установки. - В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу комбінованого вироблення теплової та
Ге»! 20 електричної енергії в комунальних теплофікаційних котельнях на базі когенераційних установок з використанням
ГТУ шляхом удосконалення технології спалення палива в забаластованому середовищі димових газів з ГТУ з тм метою підвищення ефективності і потужності когенераційної установки.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі комбінованого вироблення теплової та електричної енергії, який включає спалення природного газу в газотурбінній установці (ГТУ) з електогенератором для одержання 29 електроенергії, формування потоку вихлопних газів з ГТУ, скидання вихлопних газів в топку котла зі спаленням с в їх середовищі додаткового палива для одержання теплової енергії, згідно корисної моделі, продукти спалення з ГТУ і додаткове паливо тангенційно подають в додаткову циклонну топку, спалюють в ній паливо в середовищі викидних газів з ГТУ і подають продукти спалення в камерну топку котла, а пальники в камерній топці котла використовують лише частково тільки для регулювання теплового навантаження котла в умовах роботи 60 когенераційної установки і як резервні на випадок відключення ГТУ.
Тангенційна подача продуктів спалення з ГТУ і додаткового палива в циклонну топку і спалення в ній палива в середовищі викидних газів з ГТУ необхідні для інтенсифікації сумішеутворення і прискорення процесу спалення, що дозволяє запобігти негативних наслідків подовження факелу, ефективно використати тепловий потенціал продуктів спалення з ГТУ, відмовитись від використання для подачі в котел продуктів спалення з ГТУ бо пальників камерної топки котла, не розрахованих на температуру продуктів спалення з ГТУ, що обумовлює необхідність зниження її і втрату теплового потенціалу, які в запропонованій корисній моделі використовують лише для регулювання теплового навантаження котла і як резервні при відключенні ГТУ і працюють в проектному температурному режимі.
Подача продуктів спалення з циклонної топки в камерну топку котла необхідна для завершення процесу горіння і одержання в котлі цільової теплової енергії.
Обмежене використання пальників в камерній топці котла необхідне для регулювання теплового навантаження котла в умовах роботи когенераційної установки і як резервних на випадок відключення ГТУ. При цьому пальники працюють в проектному температурному режимі. 70 Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена запропонована принципова схема комбінованого вироблення теплової та електричної енергії (див. фіг.).
Паливний газ (Г) і повітря (П) подають в ГТУ 1, в якій теплова енергія перетворюється в механічну, яка, в свою чергу, перетворюється в електричну з допомогою електрогенератора 2, механічно зв'язаного з ГТУ.
Продукти спалення (ПС) з ГТУ тангенційно подають крізь шліци у циклонну топку 5. Туди ж також подають /5 додаткове паливо. Вихори, які утворюються в циклонній топці, сприяють інтесифікації сумішеутворення і горіння палива як в об'ємі циклону, так і на його стінах, що призводить до прискорення процесу спалення. Час перебування реагуючих мас у циклонній топці залежить від її довжини, площі горловини і перепаду тиску між циклоном і камерною топкою котла і визначається при проектуванні когенераційної установки.
Високотемпературні продукти горіння з циклонної топки 5 подають через її горловину до камерної топки 4 2о Котла 3. Основний процес спалення палива відбувається в циклонній топці. Камерна топка котла виконує роль тільки камери дожигання. Це призводить до значного скорочення довжини факелу в камерній топці і запобігання його затягування на конвективні поверхні котла, що сприяє наближенню його роботи до розрахункового режиму.
Утворення вихорового процесу в циклонній камері потребує додаткової витрати енергії. Це призводить до необхідності збільшення протитиску в ГТУ, що знижує її потужність. Але ця втрата потужності двигуна значно об Менша ніж втрата, до якої призводить зниження ефективності роботи котла внаслідок затягування факелу і необхідності компенсування втрати теплової потужності котла шляхом збільшення спалення додаткового палива о, в котлі, що, для збереження розрахункової витрати димових газів в котлі, призводить до необхідності зменшення витрати робочого тіла в ГТУ і, як слідство, до зниження її потужності.
Пальники в камерній топці з системою паливозабезпечення використовують тільки для регулювання ї- зо теплового навантаження котла, в умовах роботи когенераційної установки (наприклад, при зниженні електричного і необхідності збереження теплового навантаження установки), для зняття пікових навантажень і як ікс, резервні в разі відключення ГТУ. «-
Використання в когенераційних технологіях, які застосовуються на базі комунальних теплофікаційних котелень, вихревих толочних процесів є найбільш простим рішенням складної технологічної проблеми, о пов'язаної зі спаленням палива в середовищі димових газів з ГТУ. «-
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Рижкин В.Я.. Тепловне злектрические станции. М.: "Знергия", 1967. 2. Андрющенко А.И., Лапшов В.И. Парогазовне установки злектростанций. М.: "Знергия", 1965.
З. Канаев А.А., Корнеев М.Й. Парогазовне установки. Л.: "Машиностроение", 1974. « 4. Арсеньев Л.В., Тьірьішкин П.Г. Комбинированньсе установки с газовьми турбинами. Л.: "Машиностроениє", пт») с Ленинградское отделение, 1982. 5. М.Кузьменко, В.Межибовский, О.Брьіндин, Г.Телегин. Газотурбинная злектростанция в Рьібинске введена ;» в зксплуатацию. "Газотурбиннье технологии", Мо5, 2002. 6. Патент России Мо2217615, кл. 7 Е02С6/18, ЕО1К23/10, 2003. 7. Патент России Мо2193674, кл. 7 ГО2839/04, 2002. - 8. Степанов Р.ЙИ.. Котльі с предвключенньїми газовьіми турбинами. - "Теплознергетика", 1995, Мо4, с.41-43. о 9. Патент України Мо9023 А, кл. 5 РГО2С6/00, РО2С6/18, 1996.
Claims (1)
- - Формула винаходу б 50«М Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії, який включає спалення природного газу в газотурбінній установці (ГТУ) з електрогенератором для одержання електроенергії, формування потоку вихлопних газів з ГТУ, скидання вихлопних газів в топку котла зі спаленням в їх середовищі додаткового палива для одержання теплової енергії, який відрізняється тим, що продукти спалення з ГТУ і додаткове паливо тангенційно подають в додаткову циклонну топку, спалюють в ній паливо в середовищі викидних газів з ГТУ і с подають продукти спалення в камерну топку котла, а пальники в камерній топці котла використовують лише частково тільки для регулювання теплового навантаження котла в умовах роботи когенераційної установки і як резервні на випадок відключення ГТУ.60 б5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200501386U UA10167U (uk) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU200501386U UA10167U (uk) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA10167U true UA10167U (uk) | 2005-11-15 |
Family
ID=74505486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU200501386U UA10167U (uk) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA10167U (uk) |
-
2005
- 2005-02-15 UA UAU200501386U patent/UA10167U/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7926292B2 (en) | Partial oxidation gas turbine cooling | |
RU2427048C2 (ru) | Система сжигания водорода для пароводородного перегрева свежего пара в цикле атомной электрической станции | |
RU2013150959A (ru) | Камера сгорания, способ сжигания, устройство производства электроэнергии и способ производства электроэнергии на таком устройстве | |
EP0299555A1 (en) | Method and apparatus for generating electrical and/or mechanical energy from at least a low-grade fuel | |
KR950019379A (ko) | 화석 연료를 사용하는 발전소의 효율을 증대시키는 장치 | |
RU81561U1 (ru) | Установка для получения электроэнергии | |
JP2019216501A (ja) | 廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置 | |
US6820432B2 (en) | Method of operating a heat recovery boiler | |
RU2661231C1 (ru) | Способ водородного перегрева пара на аэс | |
EP3844371B1 (en) | System for generating energy in a working fluid from hydrogen and oxygen and method of operating this system | |
RU2709237C1 (ru) | Система сжигания водорода для пароводородного перегрева свежего пара в цикле атомной электрической станции с закрученным течением компонентов и с использованием ультравысокотемпературных керамических материалов | |
CN211600762U (zh) | 一种背压机组煤粉炉的微气点火系统 | |
JP2006009574A (ja) | 火力発電プラント | |
UA10167U (uk) | Спосіб комбінованого вироблення теплової та електричної енергії | |
Vivek | Heat Recovery Steam Generator by Using Cogeneration | |
RU87503U1 (ru) | Парогазовая электрическая станция (варианты) | |
KR20060069852A (ko) | 증기 발전기 | |
Coelho et al. | Cogeneration—the development and implementation of a cogeneration system for a chemical plant, using a reciprocating heavy fuel oil engine with a supplementary fired boiler | |
JP2011163294A (ja) | 石炭ガス化ガス供給プラント | |
RU56969U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
RU2376481C2 (ru) | Электрогенерирующий комплекс с комбинированным топливом | |
SU1728577A1 (ru) | Котельна установка теплоэлектроцентрали | |
JP5420295B2 (ja) | 排気ガスを有効利用した発電システム | |
RU2750083C2 (ru) | Способ работы подогревателя газа с промежуточным теплоносителем и устройство для его осуществления | |
RU57422U1 (ru) | Энергетическая установка для подземной газификации угля |