UA64812C2 - Method for operation of steam-gas electric power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid) and steam-gas unit for its implementation - Google Patents
Method for operation of steam-gas electric power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid) and steam-gas unit for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- UA64812C2 UA64812C2 UA2001031680A UA2001031680A UA64812C2 UA 64812 C2 UA64812 C2 UA 64812C2 UA 2001031680 A UA2001031680 A UA 2001031680A UA 2001031680 A UA2001031680 A UA 2001031680A UA 64812 C2 UA64812 C2 UA 64812C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- steam
- gas
- outlet
- combustion chamber
- condensate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Abstract
Description
Винахід відноситься до галузі парогазотурбобудування, зокрема до парогазових електростанцій.The invention relates to the field of steam-gas turbine construction, in particular to steam-gas power plants.
В якості аналога, прийнятий спосіб роботи парогазової електростанції на комбінованому органічному паливі (тверде ж газоподібне чи рідке), що включає процеси стиснення повітря, спалювання в ньому газоподібного чи рідкого палива перетворення в механічну роботу потенційної енергії отриманих продуктів згоряння при їхньому розширенні, спалюванні в їхньому потоці твердого палива і генерацію пари, перетворення її потенційної енергії в механічну роботу при розширенні з проміжним перегрівом, конденсацію водяної пари і змішання продуктів згоряння з атмосферним повітрям (див. Рьжкин В.Я. Тепловье злектрические станции. - М.: Знергия, 1976-447 с.)As an analogue, the method of operation of a steam-gas power plant on combined organic fuel (solid or gaseous or liquid) is adopted, which includes the processes of compressing air, burning gaseous or liquid fuel in it, converting the potential energy of the obtained combustion products into mechanical work during their expansion, burning in their flow of solid fuel and generation of steam, transformation of its potential energy into mechanical work during expansion with intermediate overheating, condensation of water vapor and mixing of combustion products with atmospheric air (see Rzhkin V.Ya. Teplovye zlektricheskie stancii. - M.: Znergia, 1976- 447 p.)
Відомий спосіб має недолік, який полягає в тому, що температура (тепловий потенціал) пари, яка генерується, низька (близько 600" С). Внаслідок цього частка теплової енергії пари перетворюваної в роботу незначна.The known method has a disadvantage, which is that the temperature (thermal potential) of the generated steam is low (about 600°C). As a result, the share of thermal energy of the steam converted into work is insignificant.
В якості прототипу, прийнятий спосіб роботи комбінованої енергетичної установки, що включає стиснення повітря в компресорі з наступною подачею з паливом у камеру згоряння газової турбіни й у камеру згоряння парогазової турбіни з вторинною зоною, розширення в турбінах продуктів згоряння палива з наступним охолодженням в котлах-утилізаторах, додаткове охолодження продуктів згоряння парогазової турбіни з конденсацією водяної пари, подачу ксінденсату в котли-утилізатори з подальшим його нагріванням, випарюванням і відокремленням пари в сепараторах і перегрівом пари, і змішання перегрітої пари з повітрям, що подається у камеру згоряння парогазової турбіни, а частину води із сепараторів вводять в тепломасообміннику в контакт із відібраним після компресора стисненим повітрям з частковим випарюванням і охолодженням води і з нагріванням пароповітряної суміші, при чому останню додатково нагрівають теплом продуктів згоряння перед охолодженням їх у котлах-утилізаторах і подають у камеру згоряння парогазової турбіни, а охолоджену воду змішують з конденсатом (див. 5!) 1830421 А1, кл. ЕО1К21/04, 30.07.93 Бюл. 28).As a prototype, the method of operation of the combined power plant was adopted, which includes air compression in the compressor with subsequent supply with fuel to the combustion chamber of the gas turbine and to the combustion chamber of the steam-gas turbine with a secondary zone, expansion of the fuel combustion products in the turbines, followed by cooling in the recovery boilers , additional cooling of the combustion products of the steam-gas turbine with condensation of water vapor, the supply of condensate to waste boilers with its subsequent heating, evaporation and separation of steam in separators and superheating of steam, and mixing of superheated steam with air supplied to the combustion chamber of the steam-gas turbine, and part the water from the separators is introduced in the heat exchanger into contact with the compressed air taken after the compressor with partial evaporation and cooling of the water and heating of the steam-air mixture, while the latter is additionally heated by the heat of the combustion products before cooling them in the recovery boilers and feeding them into the combustion chamber gas turbine, and cooled water is mixed with condensate (see 5!) 1830421 A1, cl. EO1K21/04, 30.07.93 Bull. 28).
В якості прототипу, прийнята парогазова установка, що включає компресор, камеру згоряння з газовою турбіною і камеру згоряння з парогазовою турбіною, яка зв'язана валом із споживачем роботи і послідовно розташовані після турбін по напрямку руху відпрацювавших газів котли-утилізатори, які своїми входами по воді сполучені з конденсатором, який по парогазовій суміші сполучений з виходом котла-утилізатора парогазової турбіни. Між парогазовою турбіною і її котлом-утилізатором встановлений нагрівач пароповітряної суміші, який зв'язаний з тепломасообмінником, у якому з гарячої води, що відбирається з барабанів- сепараторів котлів-утилізаторів одержують пароповітряну суміш у потоці повітря відібраного за компресором,As a prototype, a steam-gas installation was adopted, which includes a compressor, a combustion chamber with a gas turbine and a combustion chamber with a steam-gas turbine, which is connected by a shaft to the consumer of work and sequentially located after the turbines in the direction of movement of spent gases are boilers-utilizers, which with their entrances water are connected to the condenser, which is connected to the steam-gas turbine outlet of the steam-gas turbine utilization boiler. A steam-air mixture heater is installed between the steam-gas turbine and its recovery boiler, which is connected to a heat exchanger, in which a steam-air mixture is obtained from the hot water taken from the separator drums of the recovery boilers in the air stream taken from the compressor.
Камера згорання парогазової турбіни зв'язана трубопроводами з нагрівачем пароповітряної суміші і по парі з котлами-утилізаторами (див. 50 1830421 А1, кл. ЕО1К21/04, 30.07.93 Бюл.28).The combustion chamber of the steam-gas turbine is connected by pipelines to the heater of the steam-air mixture and by steam to the recovery boilers (see 50 1830421 A1, cl. EO1K21/04, 30.07.93 Bull.28).
Відомий спосіб має недолік, який полягає в тому, що він не може використовувати як паливо кам'яне і буре вугілля.The known method has a drawback, which is that it cannot use stone and brown coal as fuel.
У винаході вирішується задача створення способу роботи парогазової електростанції на комбінованому паливі (твердому з газоподібним чи рідким).The invention solves the problem of creating a method of operation of a steam-gas power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid).
Поставлена задача вирішується тим, що в способі роботи парогазової електростанції на комбінованому паливі, який включає процеси спалювання палива з утворенням перегрітої пари, часткового розширення перегрітої пари з перетворенням її потенційної енергії в кінетичну, а кінетичної в механічну з одночасним перетворенням її в електричну, з подальшою подачею пари після розширення на проміжний перегрів у паровому контурі, і включаючий процеси стиснення повітря, спалювання в ньому палива в камері згоряння, здійснення змішання в камері згоряння отриманих продуктів згоряння з водяною парою, розширення газопарової суміші й утилізації теплоти відпрацювавших газів у котлі-утилізаторі в газопаровому контурі, відповідно до винаходу в камері згоряння здійснюють спалювання газового чи рідкого палива, утилізацію теплоти відпрацювавших газів після котла-утилізатора здійснюють з одержанням конденсату і дотисненням відпрацювавших газів, при чому водяну пару, яка подається в камеру згоряння, одержують попереднім об'єднанням пари газопарового контуру, утвореною у результаті нагрівання конденсату в котлі-утилізаторі і пари парового контуру після проміжного перегріву, отриманої з попередньо нагрітого теплотою відпрацювавших газів конденсату газопарового контуру, у результаті спалювання твердого палива, при цьому при розширенні газопарової суміші здійснюють перетворення її потенційної енергії в кінетичну, а кінетичної енергії в механічну з одночасним перетворенням останньої в електричну, при цьому пару парового контуру перед проміжним перегрівом розширюють до тиску, що перевищує тиск у камері згоряння на 3-4 бара.The task is solved by the fact that in the method of operation of a steam-gas power plant on combined fuel, which includes the processes of burning fuel with the formation of superheated steam, partial expansion of superheated steam with the transformation of its potential energy into kinetic energy, and kinetic energy into mechanical energy with simultaneous transformation into electrical energy, followed by supply of steam after expansion to intermediate superheat in the steam circuit, and including the processes of air compression, combustion of fuel in it in the combustion chamber, mixing of the obtained combustion products with water vapor in the combustion chamber, expansion of the gas-vapor mixture and utilization of the heat of the spent gases in the boiler-utilizer in in the gas-steam circuit, according to the invention, gaseous or liquid fuel is burned in the combustion chamber, heat utilization of the spent gases after the boiler-utilizer is carried out with the production of condensate and compression of the spent gases, while water vapor, which is fed into the combustion chamber, is obtained by by a single union of the steam of the gas-steam circuit, formed as a result of heating the condensate in the recovery boiler and the steam of the steam circuit after intermediate overheating, obtained from the condensate of the gas-steam circuit preheated by the heat of the spent gases, as a result of burning solid fuel, while the expansion of the gas-steam mixture carries out transformation its potential energy into kinetic energy, and kinetic energy into mechanical energy with the simultaneous transformation of the latter into electrical energy, while the steam of the steam circuit before intermediate overheating is expanded to a pressure that exceeds the pressure in the combustion chamber by 3-4 bars.
Поставлена задача вирішується тим, що парогазова установка (електростанція), що містить паровий контур, який складається із з'єднаних парогенератора, парової турбіни, зв'язаної валом з перетворювачем механічної енергії в електричну, і проміжного перегрівника пари, системи регенеративних підігрівників, живильного насоса і газопаровий контур, що складається з газопаротурбінного двигуна, який включає послідовно розташовані компресор, камеру згоряння з підведенням пари і турбіну, і послідовно розташований по напрямку руху відпрацювавших газів, котел-утилізатор, відповідно до винаходу газопаровий контур додатково оснащений послідовно розташованими по напрямку руху відпрацювавших газів після котла- утилізатора теплообмінником попереднього підігріву конденсату, конденсатором і компресором дотиснення, сполученим своїм виходом з атмосферою і з'єднаний валом з газопаротрбінним двигуном, який з'єднаний валом з перетворювачем механічної енергії в електричну, або паровою турбіною, конденсатор своїм виходом по воді через деаератор підключений до входу котла-утилізатора й одночасно своїм виходом і входом по воді підключений, відповідно, до входу і виходу вузла охолодження конденсату, а парогазова установка додатково оснащена вузлом збору пари, який своїми входами підключений одночасно до виходів по парі котла- утилізатора і проміжного підігрівника пари парогенератора і своїм виходом - до камери згоряння газопаротурбінного двигуна, а теплообмінник попереднього підігріву конденсату підключений своїм входом по воді через деаератор до виходу конденсатора, а своїм виходом - через живильний насос і систему регенеративних підігрівників до парогенератора.The task is solved by the fact that a steam-gas installation (power plant) containing a steam circuit consisting of a connected steam generator, a steam turbine connected by a shaft to a converter of mechanical energy into electrical energy, and an intermediate superheater of steam, a system of regenerative heaters, a feed pump and a gas-steam circuit consisting of a gas-steam turbine engine, which includes a sequentially arranged compressor, a combustion chamber with a steam supply and a turbine, and is sequentially located in the direction of movement of spent gases, a boiler-utilizer, according to the invention, the gas-steam circuit is additionally equipped with sequentially located in the direction of movement of spent gases gases after the boiler-utilizer by a heat exchanger for pre-heating the condensate, a condenser and a compression compressor connected at its outlet to the atmosphere and connected by a shaft to a gas-steam turbine engine, which is connected by a shaft to a converter of mechanical energy into an electric or steam turbine, the condenser by its the water outlet through the deaerator is connected to the utilization boiler inlet and at the same time its outlet and water inlet is connected, respectively, to the inlet and outlet of the condensate cooling unit, and the steam-gas plant is additionally equipped with a steam collection unit, which is connected to the steam outlets of the boiler through its inlets at the same time - the heat exchanger and the intermediate steam heater of the steam generator and its output - to the combustion chamber of the gas-steam turbine engine, and the heat exchanger for preheating the condensate is connected with its water input through the deaerator to the condenser output, and its output - through the feed pump and the system of regenerative heaters to the steam generator.
Нова сукупність істотних ознак відсутня у відомих технічних рішеннях і дозволяє отримати наступні переваги:The new set of essential features is absent in known technical solutions and allows you to obtain the following advantages:
значно збільшує температурний потенціал пари, одержуваної за рахунок теплової енергії твердого палива і тим самим істотно (майже в 2 рази) збільшує його роботу, що значно підвищує термодинамічну ефективність енергетичної установки; забезпечує значне (приблизно в два рази) зниження шкідливих викидів у навколишнє середовище; істотно знижує габарити, масу і вартість кіловата встановленої потужності енергетичної установки.significantly increases the temperature potential of the steam obtained due to the thermal energy of solid fuel and thereby significantly (almost 2 times) increases its work, which significantly increases the thermodynamic efficiency of the power plant; provides a significant (approximately twofold) reduction of harmful emissions into the environment; significantly reduces the dimensions, mass and cost per kilowatt of the installed capacity of the power plant.
Усі перераховані переваги спрямовані на підвищення ефективності виробництва і зниження собівартості електричної енергії.All the listed advantages are aimed at increasing production efficiency and reducing the cost of electricity.
На фігурі зображена теплова схема парогазової установки, яка реалізує запропонований спосіб.The figure shows the thermal scheme of a steam-gas plant that implements the proposed method.
Парогазова установка складається з двох контурів парового і газопарового. Паровий контур включає парогенератор 1, парову турбіну 2, яка зв'язана валом з перетворювачем 3 механічні енергії в електричну (електрогенератор), проміжний перегрівник пари 4, систему регенеративних водопідігрівників 5 і живильний насос 6.The steam-gas installation consists of two circuits of steam and gas-steam. The steam circuit includes a steam generator 1, a steam turbine 2, which is connected by a shaft to a converter 3 of mechanical energy into electrical energy (electric generator), an intermediate steam superheater 4, a system of regenerative water heaters 5 and a feed pump 6.
Газопаровий контур включає газопаротурбінний двигун 7 з послідовно розташованими компресором 8, камерою згоряння 9 і турбіною 10, і послідовно розташовані по напрямку руху відпрацювавших газів, котел- утилізатор 11, теплообмінник попереднього підігріву конденсату 12, конденсатор 13 і компресор дотиснення 14, який своїм виходом сполучений з атмосферою і зв'язаний з газопаротурбінним двигуном 7 чи паровою турбіною 2. Газопаротурбінний двигун 7 з'єднаний валом з перетворювачем 15 механічної енергії в електричну. Конденсатор 13 своїм виходом по воді через деаератор (на кресленні не показаний) підключений до входу котла-утилізатора 11 і одночасно своїми виходом і входом по воді підключений відповідно до входу і виходу вузла 16 охолодження конденсату. Парогазова установка додатково оснащена вузлом збору пари 17, який своїми входами підключений одночасно до виходів по парі котла-утилізатора 11 і проміжного перегрівника пари 4 парогенератора 1, а теплообмінник попереднього підігріву конденсату 12 підключений своїм входом по воді через деаератор до входу конденсатора 13, а своїм виходом - через живильний насосб і в систему регенеративних підігрівників 5 до парогенератора 1.The gas-steam circuit includes a gas-steam turbine engine 7 with a compressor 8, a combustion chamber 9 and a turbine 10 located in series, and located in series in the direction of movement of the spent gases, a boiler-utilizer 11, a heat exchanger for preheating the condensate 12, a condenser 13 and a compression compressor 14, which is connected at its outlet with the atmosphere and connected to the gas-steam turbine engine 7 or steam turbine 2. The gas-steam turbine engine 7 is connected by a shaft to the converter 15 of mechanical energy into electrical energy. Condenser 13 is connected to the water outlet through the deaerator (not shown in the drawing) to the inlet of the boiler-utilizer 11 and at the same time its outlet and water inlet is connected to the inlet and outlet of the condensate cooling unit 16. The steam-gas plant is additionally equipped with a steam collection unit 17, which is connected by its inputs to the steam outputs of the recovery boiler 11 and the intermediate steam superheater 4 of the steam generator 1, and the condensate preheating heat exchanger 12 is connected by its water inlet through the deaerator to the condenser inlet 13, and its exit - through the feed pumpb and into the system of regenerative heaters 5 to the steam generator 1.
Спосіб здійснюється парогазовою установкою наступним чином. Попередньо підігрітий у теплообміннику 12 і системі регенеративних підігрівників 5 конденсат подають живильним насосом 6 у парогенератор 1, де його випаровують, а отриману пару перегрівають і направляють у парову турбіну 2, де частково розширюють до тиску, що перевищує тиск у камері згоряння 9 газопаротурбінного двигуна 7 на 3-4 бара, перетворюючи при цьому частину потенційної енергії пари в кінетичну, а кінетичну енергію в механічну, яку одночасно перетворять в електрогенераторі З в електричну. Після турбіни 2 пару направляють у пароперегрівник 4 парогенератора 1 для проміжного перегріву за рахунок теплоти твердого палива. Одночасно з цим повітря через компресор 8 газопаротурбінного двигуна 7 подають у камеру згоряння 9, куди направляють газове чи рідке паливо і спалюють. Утворені при цьому продукти згоряння змішують у камері згоряння 9 з водяною парою, яку подають з вузла збору пари 17. Причому, частину пари подають у первинну зону камери згоряння (зону горіння) для придушення оксидів азоту і тому вона називається екологічною парою. Отриману в камері згоряння 9 парогазову суміш направляють у турбіну 10, де її розширюють, перетворюючи при цьому її потенційну енергію в кінетичну, яку потім перетворять у механічну, а отриману механічну енергію одночасно перетворять в електричну в електрогенераторі 15. Відпрацювавшу в турбіні 10 парогазову суміш (відпрацювавші гази) направляють у котел-утилізатор 11, де утилізують її теплоту з утворенням водяної пари, яку подають у вузол збору пари 17 і змішують її там з поданою туди парою із проміжного пароперегрівника 4 парогенератора 1, звідки отриману парову суміш направляють у камеру згоряння 9. Охолоджені в котлі- утилізаторі 11 відпрацювавші гази направляють у теплообмінник 12 попереднього підігріву конденсату, де доутилізовують їхню теплоту з передачею її конденсату, який через живильний насос б і систему регенеративних підігрівників 5 направляють у парогенератор 1. Після теплообмінника 12 доохолоджені відпрацювавші гази подають у конденсатор 13, де їх охолоджують і конденсують водяну пару при контакті з конденсатом охолодженим у вузлі 16 охолодження конденсату. Поданий і отриманий у конденсаторі 13 конденсат розділяють на два потоки: один через деаератор направляють одночасно на входи котла- утилізатора 11 і теплообмінника 12 попереднього підігріву конденсату, а другий - у вузол 16 охолодження конденсату, а охолоджені й осушені відпрацювавші гази направляють у компресор дотиснення 14, де їх дотискують до атмосферного тиску і відводять у навколишнє середовище.The method is carried out by a steam-gas plant as follows. Preheated in the heat exchanger 12 and the system of regenerative heaters 5, the condensate is fed by the feed pump 6 to the steam generator 1, where it is evaporated, and the resulting steam is superheated and sent to the steam turbine 2, where it is partially expanded to a pressure that exceeds the pressure in the combustion chamber 9 of the gas turbine engine 7 by 3-4 bar, thus converting part of the potential energy of the steam into kinetic energy, and kinetic energy into mechanical energy, which will be simultaneously converted into electrical energy in the electric generator Z. After the turbine 2, the steam is sent to the superheater 4 of the steam generator 1 for intermediate overheating due to the heat of the solid fuel. At the same time, air through the compressor 8 of the gas turbine engine 7 is fed into the combustion chamber 9, where gaseous or liquid fuel is directed and burned. The resulting combustion products are mixed in the combustion chamber 9 with water vapor supplied from the steam collection unit 17. Moreover, part of the steam is supplied to the primary zone of the combustion chamber (combustion zone) to suppress nitrogen oxides and therefore it is called ecological steam. The steam-gas mixture obtained in the combustion chamber 9 is sent to the turbine 10, where it is expanded, while converting its potential energy into kinetic energy, which will then be converted into mechanical energy, and the obtained mechanical energy will simultaneously be converted into electrical energy in the electric generator 15. The steam-gas mixture spent in the turbine 10 ( spent gases) are sent to the recovery boiler 11, where their heat is utilized to form steam, which is fed to the steam collection unit 17 and mixed there with the steam fed there from the intermediate superheater 4 of the steam generator 1, from where the resulting steam mixture is sent to the combustion chamber 9 The waste gases cooled in the boiler-utilizer 11 are sent to the condensate preheating heat exchanger 12, where their heat is further utilized with the transfer of its condensate, which is sent to the steam generator 1 through the feed pump b and the system of regenerative heaters 5. After the heat exchanger 12, the cooled waste gases are fed into the condenser 13, where they are cooled and condensed and water vapor in contact with the condensate cooled in the condensate cooling unit 16. The condensate supplied and received in the condenser 13 is divided into two streams: one is sent through the deaerator simultaneously to the inlets of the boiler-utilizer 11 and the heat exchanger 12 for preheating the condensate, and the second - to the condensate cooling unit 16, and the cooled and dried exhaust gases are sent to the compression compressor 14 , where they are pressed to atmospheric pressure and discharged into the environment.
У порівнянні з прототипом запропонований спосіб роботи парогазової установки забезпечує роботу електростанції на комбінованому (твердому з газоподібним чи рідким) паливі. У порівнянні з аналогом запропонований спосіб роботи парогазової електростанції на комбінованому органічному паливі дозволяє істотно збільшити її коефіцієнт корисної дії, тобто термодинамічну ефективність. Обумовлено це тим, що частка перетворюваної в роботу теплоти підведеної до робочого тіла однозначно залежить від його температури.In comparison with the prototype, the proposed method of operation of the steam-gas plant ensures the operation of the power plant on combined (solid, gaseous or liquid) fuel. In comparison with the analogue, the proposed method of operation of a steam-gas power plant on combined organic fuel allows to significantly increase its efficiency, i.e. thermodynamic efficiency. This is due to the fact that the share of the heat converted into work supplied to the working body clearly depends on its temperature.
І-Ф(1-То/ТІт), де: І - робота (частка теплоти перетворювана в роботу);I-F(1-To/TIt), where: I - work (part of the heat is converted into work);
О - теплота підведена до робочого тіла;O - heat supplied to the working body;
То, Тт - абсолютні температури відповідно навколишнього середовища і робочого тіла на вході в турбіну.To, Tt - absolute temperatures, respectively, of the environment and the working fluid at the turbine inlet.
Із залежності видно, що при постійній температурі То навколишнього середовища тим більше теплоти перетворюється в роботу, чим вище Т"температура робочого тіла на вході в турбіну. У розглянутому ж аналозі й інших відомих аналогах Тт не перевищує 873 К і перспектив її зростання поки не передбачається. Тому теоретична кількість теплоти перетворювана в роботу не перевищує 6795. У запропонованому ж способі при застосуванні сучасних парогазових установок Ті-1523 К, що збільшує частку теплоти перетворюваної в роботу до 8195. З урахуванням подальшого нового підвищення ТУ частка теплоти перетворюваної в роботу ще зросте.From the dependence, it can be seen that at a constant temperature To of the environment, the more heat is converted into work, the higher the temperature T of the working fluid at the entrance to the turbine. In the considered analog and other known analogs, Tt does not exceed 873 K, and the prospects for its increase are not yet foreseen Therefore, the theoretical amount of heat converted into work does not exceed 6795. In the same proposed method, using modern Ti-1523 K steam-gas plants, which increases the share of heat converted into work to 8195. Taking into account the further new increase in TU, the share of heat converted into work will increase even more.
Крім того, при цьому різко зросте приблизно в 1,7-2 рази питома потужність електростанції, що істотно зменшує капітальні витрати, а отже і знижує вартість кіловата встановленої потужності. Це підтверджується нижче приведеною залежністю, з якої випливає, що потужність парогазової установки зростає пропорційно росту температури робочого тіла на вході в турбіну.In addition, at the same time, the specific power of the power plant will increase sharply by approximately 1.7-2 times, which significantly reduces capital costs, and therefore reduces the cost of a kilowatt of installed capacity. This is confirmed by the relationship shown below, from which it follows that the power of the steam-gas plant increases in proportion to the increase in the temperature of the working fluid at the turbine inlet.
Ма сСет - Пп т де: а - витрата робочого тіла;Ma sSet - Pp t where: a - consumption of the working fluid;
Сь - ізобарна теплоємність робочого тіла;Si - isobaric heat capacity of the working fluid;
Тт - температура газу на вході в турбіну;Tt - gas temperature at the turbine inlet;
П.- ступінь розширення робочого тіла в турбіні; п - адіабатний ККД турбіни;P. - degree of expansion of the working body in the turbine; n - adiabatic turbine efficiency;
Му - потужність на валу турбіни.Mu is the power on the turbine shaft.
Одночасно при цьому більш ніж у 2 рази зменшуються викиди шкідливих речовин в атмосферу в розрахунку на одиницю виконаної роботи.At the same time, emissions of harmful substances into the atmosphere are reduced by more than 2 times per unit of work performed.
У таблиці приведені порівняльні дані ПГУ з викидом відпрацювавших газів газової турбіни, у топку парогенератора (аналог) і запропонованої паро газової установки.The table shows the comparative data of the gas turbine with the emission of spent gases from the gas turbine, into the furnace of the steam generator (analog) and the proposed steam and gas plant.
ТаблицяTable
Найменування ПГУ ПГУ-400 Запропонована ПГУName of PGU PGU-400 Proposed PGU
Тип парової турбіни апп. Парогенератор і циліндр високого тискуType of steam turbine app. Steam generator and high pressure cylinder
К-300-240 турбіни К-300-240K-300-240 turbines K-300-240
Потужність парової турбіни, МВт 111,3 нШ'нИТЙТТДТДОООЗІПООЛОТШЕВНШШШВІІВВВВВВВВВВВВИВИНИНИЙИНИЙИЙНЙИНЙНЙИНИНИНИТЬООНЯPower of the steam turbine, MW 111.3
Параметри пари на вході в турбіну витрата, кг/год 800 800 температура, "СParameters of steam at the turbine inlet flow rate, kg/h 800 800 temperature, "С
Потужність ПГУ в МВтThe capacity of the gas station in MW
ККД ПГУEfficiency of PSU
З наведених даних випливає, що запропонований спосіб роботи парогазової електростанції не тільки забезпечує роботу на комбінованому паливі, але при цьому істотно підвищує її термодинамічну ефективність (зростання ККД) і одночасно суттєво збільшує питому потужність, що істотно знижує вартість кіловата встановленої потужності електростанції.It follows from the given data that the proposed method of operation of the steam-gas power plant not only ensures operation on combined fuel, but at the same time significantly increases its thermodynamic efficiency (increase in efficiency) and at the same time significantly increases the specific power, which significantly reduces the cost of a kilowatt of the installed capacity of the power plant.
Я Ш іI Sh and
КІ , нд -CI, Sun -
Лис лстист НИ ли 9 е іч ок вороттяLys lstist NI li 9 e ich ok vorotya
М во г є ТД чтM vo g is TD Thu
З З х 1 мМ І мЕЗ м ана ьх яZ Z x 1 mm I mEZ m ana kh i
ФігFig
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001031680A UA64812C2 (en) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Method for operation of steam-gas electric power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid) and steam-gas unit for its implementation |
RU2001132885/06A RU2230921C2 (en) | 2001-03-12 | 2001-12-06 | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001031680A UA64812C2 (en) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Method for operation of steam-gas electric power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid) and steam-gas unit for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA64812C2 true UA64812C2 (en) | 2004-03-15 |
Family
ID=34391102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2001031680A UA64812C2 (en) | 2001-03-12 | 2001-03-12 | Method for operation of steam-gas electric power plant on combined fuel (solid with gaseous or liquid) and steam-gas unit for its implementation |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230921C2 (en) |
UA (1) | UA64812C2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8783043B2 (en) * | 2009-07-15 | 2014-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for removal of entrained gas in a combined cycle power generation system |
RU2476690C2 (en) * | 2011-04-06 | 2013-02-27 | Александр Альбертович Агеев | Method of combined cycle plant operation |
RU2561770C2 (en) * | 2013-12-25 | 2015-09-10 | Александр Альбертович Агеев | Operating method of combined-cycle plant |
EP3334907B1 (en) * | 2015-08-13 | 2024-04-10 | Gas Expansion Motors Limited | Thermodynamic engine |
RU2625892C1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-07-19 | Александр Альбертович Агеев | Method of operation of steam gas plant operating with use of steam cooling |
RU2647013C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method of operation of the compressed-air power station |
RU2709587C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-12-18 | Александр Альбертович Агеев | Operating method of combined-cycle plant operating with steam cooling |
-
2001
- 2001-03-12 UA UA2001031680A patent/UA64812C2/en unknown
- 2001-12-06 RU RU2001132885/06A patent/RU2230921C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2230921C2 (en) | 2004-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5724807A (en) | Combined gas turbine-steam cycle waste-to-energy plant | |
EP2253807A1 (en) | Gas turbine cycle or combined steam-gas cycle for production of power from solid fuels and waste heat | |
RU2009333C1 (en) | Combined steam-gas power plant and method of its operation | |
US6244033B1 (en) | Process for generating electric power | |
US10060301B2 (en) | Gas turbine unit operating mode and design | |
GB2338991A (en) | Compound power-generating plant with superheated high pressure steam | |
CN102388265A (en) | Method and apparatus for generating electrical power | |
JP2757290B2 (en) | Gas / steam turbine combined facility with coal gasification facility | |
CN103353239A (en) | Improved lime kiln exhaust gas waste heat power generation system and power generation method thereof | |
KR100814940B1 (en) | Thermal power plant having pure oxygen combustor | |
RU2230921C2 (en) | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) | |
US20030145596A1 (en) | Method for operating a steam turbine installation and a steam turbine installation that functions according thereto | |
US5950418A (en) | Electrical power plant | |
CN111457344A (en) | Reheating power generation system combining combustion boiler and waste heat boiler | |
RU2250872C1 (en) | Combined method of electric power and a liquid synthetic fuel production by gas turbine and steam-gas installations | |
CN109715916B (en) | Power cycle system and method | |
RU2611138C1 (en) | Method of operating combined-cycle power plant | |
RU2001132885A (en) | The method of operation of a combined cycle gas-fired power plant (solid with gaseous or liquid, or nuclear with gaseous or liquid) and a combined-cycle plant for its implementation | |
RU2693567C1 (en) | Method of operation of steam-gas plant of power plant | |
US20060021322A1 (en) | Steam power plant | |
US20060266040A1 (en) | Steam power plant | |
RU2561770C2 (en) | Operating method of combined-cycle plant | |
RU2224125C2 (en) | Method of and gas-steam turbine plant for converting heat energy into mechanical energy | |
RU2236605C2 (en) | Method of and power plant for combined production of electric and heat energy with use of heat of secondary power sources of industrial plants | |
RU2272915C1 (en) | Method of operation of gas-steam plant |