UA68433C2 - Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation - Google Patents
Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- UA68433C2 UA68433C2 UA2001117950A UA2001117950A UA68433C2 UA 68433 C2 UA68433 C2 UA 68433C2 UA 2001117950 A UA2001117950 A UA 2001117950A UA 2001117950 A UA2001117950 A UA 2001117950A UA 68433 C2 UA68433 C2 UA 68433C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat
- condensate
- steam
- heat exchanger
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області енергетики, зокрема до виробництва електричної і теплової енергії. 2 У якості аналога прийнято спосіб виробництва електричної енергії, включаючий процеси утилізації теплоти вторинних енергоресурсів з утворенням пари, розширення його в паровій турбіні з перетворенням його потенційної енергії в механічну й одночасним перетворенням останньої в електричну в електрогенераторі (див.The invention relates to the field of energy, in particular to the production of electric and thermal energy. 2 As an analogue, a method of electric energy production is adopted, including the processes of heat utilization of secondary energy resources with the formation of steam, its expansion in a steam turbine with the transformation of its potential energy into mechanical energy and the simultaneous transformation of the latter into electric energy in an electric generator (see
Розенгарт Ю.І. та ін. Вторинні енергетичні ресурси чорної металургії і їхнє використання /Ю.І.Розенгарт,Rosengart Y.I. etc. Secondary energy resources of ferrous metallurgy and their use / Yu.I. Rosengart,
Б.І.Якобсон, 3.А.Мурадова. - Київ: Головне видавництво видавничого об'єднання "Вища школа" 1988-3280.) 70 Відомий засіб володіє хибою, яка полягає в тому, що температурний потенціал утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів низький, а отже низка і температура одержуваної пари (біля 300"). Внаслідок цього, частина теплової енергії пари, яка перетворюється в роботу незначна.B. I. Yakobson, 3. A. Muradova. - Kyiv: The main publishing house of the publishing association "Vyshcha shkola" 1988-3280.) 70 The known tool has a flaw, which is that the temperature potential of the utilized heat of secondary energy resources is low, and therefore the temperature of the resulting steam is also low (about 300"). As a result, part of the thermal energy of the steam, which is converted into work, is insignificant.
В якості прототипу прийнято спосіб спільного виробництва електричної і теплової енергії в газопаротурбінних установках, який включає процеси: стиснення повітря, спалювання вуглеводневого палива, 12 змішання продуктів згорання з перегрітою водяною парою, розширення газопарової суміші і вчинення при цьому роботи з одночасним перетворенням Її в електроенергію, утилізації теплоти відпрацьованих газів, з утворенням перегрітої пари, що спрямовується в камеру згоряння і гарячої води для потреб теплопостачання і гарячого водопостачання, конденсації вологи з відпрацьованих газів.As a prototype, a method of joint production of electric and thermal energy in gas-steam turbines was adopted, which includes the following processes: air compression, combustion of hydrocarbon fuel, 12 mixing of combustion products with superheated steam, expansion of the gas-steam mixture and, at the same time, work with its simultaneous transformation into electricity, heat utilization of exhaust gases, with the formation of superheated steam, which is sent to the combustion chamber and hot water for the needs of heat supply and hot water supply, condensation of moisture from exhaust gases.
У якості прототипу прийнята газопаротурбінна установка, яка містить газопаротурбінний двигун, що складається з послідовно розташованих компресора, камери згоряння, турбіни, пов'язаної валом з перетворювачем механічної енергії в електричну, теплообмінників теплопостачання і гарячого водопостачання і охолоджувача конденсату, при цьому газопаротурбінний двигун, сполучений з послідовно розташованими котлом-утилізатором, котрий своїм виходом по парі підключений до камери згоряння, теплообмінником підігріву конденсату, підключеного своїм виходом до входів теплообмінників теплопостачання і гарячого водопостачання, с 22 а входом - до виходу теплообмінника теплопостачання і конденсатором, вихід якого підключений через Го) деаератор до входу в котла-утилізатора і безпосередньо до входу охолоджувача конденсату (см. рекламу НПП "Машпроект" і ПО "Зоря" "Газотурбінні двигуни і їхнє застосування". "Реферативний список". -Миколаїв, 1997 с.14)As a prototype, a gas-steam turbine installation was adopted, which contains a gas-steam turbine engine, consisting of a sequentially located compressor, a combustion chamber, a turbine connected by a shaft with a converter of mechanical energy into electrical energy, heat exchangers for heat supply and hot water supply, and a condensate cooler, while the gas-steam turbine engine, combined with a serially located recovery boiler, which is connected to the combustion chamber by its steam outlet, a heat exchanger for heating condensate, connected by its outlet to the inlets of the heat exchangers of heat supply and hot water supply, with 22 a inlet - to the outlet of the heat exchanger of heat supply and a condenser, the outlet of which is connected via Go) deaerator to the inlet of the boiler-utilizer and directly to the inlet of the condensate cooler (see the advertisement of NPP "Mashproekt" and PO "Zorya" "Gas turbine engines and their application". "Reference list". - Mykolaiv, 1997 p. 14)
Відомий спосіб володіє хибою, яка полягає в тому, що він не використовує теплоту вторинних енергоресурсів о промислових підприємств для виробництва електричної і теплової енергії і має низьку температуру конденсату «У на виході з конденсатора, що не дозволяє корисно використовувати його теплоту.The known method has a flaw, which is that it does not use the heat of secondary energy resources of industrial enterprises for the production of electrical and thermal energy and has a low temperature of the condensate "U" at the outlet of the condenser, which does not allow useful use of its heat.
У винаході вирішується задача створення способу виробництва електричної і теплової енергії за рахунок З використання теплоти спалюваного палива, утилізованої теплоти відпрацьованих газів енергоустановки, атакож о теплоти вторинних енергоресурсів промислових підприємств. Це дозволяє: по-перше корисно використовувати 3о теплоту вторинних енергоресурсів для збільшення виробництва електричної енергії і по-друге істотно підняти ее, температурний потенціал конденсату в конденсаторі енергоустановки, що дозволяє використовувати його теплоту у повному обсязі для потреб теплопостачання і гарячого водопостачання. Останнє дозволяє істотно наблизитися до безвідхідного використання паливних ресурсів в промислових умовах. «The invention solves the problem of creating a method of producing electrical and thermal energy by using the heat of burned fuel, the heat of waste gases of a power plant, and the heat of secondary energy resources of industrial enterprises. This allows: firstly, it is useful to use 3o heat of secondary energy resources to increase the production of electrical energy, and secondly, to significantly raise ee, the temperature potential of the condensate in the condenser of the power plant, which allows you to use its heat in full for the needs of heat supply and hot water supply. The latter makes it possible to get significantly closer to waste-free use of fuel resources in industrial conditions. "
Поставлена задача вирішується тим, що в способі спільного виробництва електричної і теплової енергії, З який включає процеси: стиснення повітря, спалювання в ньому газового або рідкого палива, змішання отриманих с продуктів згорання з водяною парою, утвореною в котлі-утилізаторі, розширення газопарової суміші іThe task is solved by the fact that in the method of joint production of electrical and thermal energy, which includes the processes of: compression of air, combustion of gas or liquid fuel in it, mixing of the combustion products obtained from c with water vapor formed in the recovery boiler, expansion of the gas-vapor mixture and
Із» перетворення при цьому її потенційної енергії в механічну з одночасним перетворенням останньої в епектричну, утилізації теплоти відпрацьованих газів, з утворенням перегрітої пари, яка спрямовується в камеру згоряння і гарячої води для потреб теплопостачання і гарячого водопостачання і конденсації вологи з відпрацьованих газів, з поділом конденсату на декілька потоків: перший із яких подають у котел-утилізатор, другий - б призводять у тепловий контакт з відпрацьованими газами, нагрівають і подають у теплообмінник о теплопостачання, третій охолоджують в охолоджувачі конденсату, змішують з конденсатом, охолодженим в теплообміннику гарячого водопостачання і призводять в контакт з відпрацьованими газами в конденсаторі і е включаючий процеси утилізації теплоти вторинних енергоресурсів промислового підприємства з утворенням со 20 водяної пари, відповідно до винаходу, пару, отриману за рахунок утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів перегрівають відпрацьованими газами газопаротурбинної установки, змішують з продуктами згоряння в її камері с» згоряння, і в складі газопарової суміші розширюють, перетворюючи її потенційну енергію в механічну з одночасним перетворенням останньої в електричну, охолоджують з одержанням за рахунок вилучаємого тепла перегрітої пари і гарячої води і конденсують, а отриманий конденсат разом із частиною конденсату, отриманого 29 відпрацьованих газів, розділяють на два потоки: перший із них спрямовують для одержання пари при утилізаціїFrom" the transformation of its potential energy into mechanical energy with the simultaneous transformation of the latter into epectric energy, utilization of the heat of exhaust gases, with the formation of superheated steam, which is directed to the combustion chamber and hot water for the needs of heat supply and hot water supply and condensation of moisture from exhaust gases, with separation condensate into several streams: the first of which is fed into the recovery boiler, the second is brought into thermal contact with the waste gases, heated and fed into the heat exchanger for heat supply, the third is cooled in the condensate cooler, mixed with the condensate cooled in the hot water heat exchanger and fed in contact with the waste gases in the condenser and including processes of utilization of the heat of secondary energy resources of the industrial enterprise with the formation of 20 water vapor, according to the invention, the steam obtained due to the utilized heat of the secondary energy resources is superheated by the waste gases of the gas-steam turbine of the installation, are mixed with combustion products in its combustion chamber, and in the composition of the gas-vapor mixture are expanded, converting its potential energy into mechanical energy with the simultaneous transformation of the latter into electrical energy, cooled with the production of superheated steam and hot water due to the extracted heat, and condensed, and the obtained condensate, together with a part of the condensate obtained from 29 waste gases, are divided into two streams: the first of them is sent to obtain steam during disposal
ГФ) теплоти вторинних енергоресурсів, а другий - для нагрівання води мережі гарячого водопостачання, причому при необхідності до нього підмішують частину конденсату нагрітого при тепловому контакті з відпрацьованими о газами.GF) heat of secondary energy resources, and the second - for heating water in the hot water supply network, and if necessary, a part of the condensate heated by thermal contact with exhaust gases is mixed with it.
Поставлена задача вирішується тим, що енергетична установка, яка складається з газопаротурбінного 60 двигуна, що включає послідовно розташовані компресор, камеру згоряння і турбіну, пов'язану валом з перетворювачем механічної енергії в електричну і послідовно розташовані за турбіною по напрямку руху відпрацьованих газів: котел-утилізатор, що своїм виходом по парі підключений до камери згоряння газопаротурбінного двигуна, теплообмінник підігріву конденсату, підключений своїм виходом по воді безпосередньо до входу теплообмінника теплопостачання і через регулюємий клапан до входу теплообмінника бо гарячого водопостачання, а входом - до виходу теплообмінника теплопостачання і конденсатор, вихід якого по конденсату підключений одночасно через деаератор до входів котла-утилізатора і теплообмінника підігріву конденсату і безпосередньо до входу охолоджувача конденсата, а входом - до виходу охолоджувача конденсата і до виходу теплообмінника гарячого водопостачання і містить утилізатор теплоти вторинних енергоресурсів промислового підприємства, відповідно до винаходу газопаротурбінний двигун забезпечений теплообмінником перегріву пари, що розташований безпосередньо за турбіною і сполучений своїм входом по парі з утилізатором теплоти вторинних енергоресурсів промислового підприємства, а виходом - до камери згоряння газопаротурбінного двигуна, а конденсатор своїм виходом по конденсату Через деаератор додатково підключений до входу утилізатора теплоти вторинних енергоресурсів промислового підприємства і до входу 7/0 теплообмінника гарячого водопостачання, котрий одночасно через регулюємий клапан підключений до виходу теплообмінника підігріву конденсату.The task is solved by the fact that the power plant, which consists of a gas-steam turbine 60 engine, which includes a sequentially located compressor, a combustion chamber and a turbine, connected by a shaft with a converter of mechanical energy into electrical energy and sequentially located behind the turbine in the direction of movement of exhaust gases: boiler- the heat exchanger, which is connected to the combustion chamber of the gas-steam turbine engine with its steam output, the condensate heating heat exchanger, which is connected with its output via water directly to the heat exchanger inlet of the heat supply and through the adjustable valve to the heat exchanger inlet for the hot water supply, and the inlet to the heat exchanger outlet of the heat supply and the condenser, outlet which by condensate is connected simultaneously through the deaerator to the inlets of the heat recovery boiler and condensate heating heat exchanger and directly to the inlet of the condensate cooler, and the inlet - to the outlet of the condensate cooler and to the outlet of the hot water supply heat exchanger and contains a heat utilizer in tory energy resources of an industrial enterprise, according to the invention, the gas-steam turbine engine is equipped with a heat exchanger for overheating steam, which is located directly behind the turbine and is connected by its steam input to the heat utilizer of secondary energy resources of the industrial enterprise, and its output to the combustion chamber of the gas-steam turbine engine, and the condenser with its condensate output through the deaerator is additionally connected to the input of the heat utilizer of secondary energy resources of the industrial enterprise and to the input 7/0 of the heat exchanger of hot water supply, which is simultaneously connected to the output of the condensate heating heat exchanger through an adjustable valve.
Нова сукупність істотних ознак відсутня у відомих технічних рішеннях і дозволяє значно (у 3-4 рази) збільшити температурний потенціал пари, одержуваної за рахунок утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів і тим самим за рахунок цього в декілька разів збільшити виробництво електроенергії при 7/5 одночасному зниженні габаритів, маси і вартості кіловата встановленої потужності енергетичної установки.A new set of essential features is absent in known technical solutions and allows to significantly (3-4 times) increase the temperature potential of steam obtained from the utilized heat of secondary energy resources and thereby to increase the production of electricity several times due to this with a 7/5 simultaneous reduction in dimensions , mass and cost of kilowatts of the installed capacity of the power plant.
Всі перераховані переваги спрямовані на підвищення ефективності виробництва за рахунок росту обсягу і зниження собівартості електроенергії.All of the above advantages are aimed at increasing the efficiency of production due to the increase in volume and the reduction of the cost of electricity.
На фігурі 1 зображена схема енергетичної установки, що реалізує запропонований спосіб.Figure 1 shows a diagram of a power plant that implements the proposed method.
Енергетична установка складається з газопаротурбинного двигуна 1, що включає послідовно розташованіThe power plant consists of a gas-steam turbine engine 1, which includes sequentially located
Компресор 2, камеру згоряння З і турбіну 4, пов'язану валом із компресором 2 і перетворювачем механічної енергії в електричну 5. У газовихлопному тракті за турбіною по шляху руху відпрацьованих газів, послідовно розташовані: теплообмінник перегріву пари б, що своїм входом по парі підключений до утилізатора теплоти вторинних енергоресурсів 7 промислового підприємства, а виходом - до вторинної зони камери згоряння 3, котел-утилізатор теплоти відпрацьованих газів 8, що своїм виходом по парі підключений до камери згоряння 3, їі сч ов одночасно через вмикаючий пристрій подачі пари 9 - до входу теплообмінника теплопостачання 10, теплообмінник підігріву конденсату 11, який своїм виходом по воді підключений одночасно до входу (8) теплообмінника теплопостачання 10 і через регулюємий клапан 12 до входу теплообмінника гарячого водопостачання 13, а своїм входом - до виходу теплообмінника теплопостачання 10, конденсатор 14, вихід якого по конденсату підключений одночасно через деаератор (на схемі не показаний) до входів утилізатора теплоти (У зо вторинних енергоресурсів 7, промислового підприємства, котла-утилізатора 8, теплообмінника підігріву конденсату 11, теплообмінника гарячого водопостачання 13 і охолоджувача конденсату 15, а вхід по конденсату і підключений до виходів охолоджувача конденсату 15 і теплообмінника гарячого водопостачання 13. «гCompressor 2, combustion chamber C and turbine 4, connected by a shaft with compressor 2 and a converter of mechanical energy into electrical energy 5. In the gas exhaust tract behind the turbine along the path of movement of exhaust gases, there are sequentially located: a heat exchanger for superheating steam b, which is connected to its steam inlet to the heat utilizer of secondary energy resources 7 of the industrial enterprise, and the output - to the secondary zone of the combustion chamber 3, the boiler-utilizer of the heat of waste gases 8, which is connected to the combustion chamber 3 by its steam output, and simultaneously through the switching device for supplying steam 9 - to the inlet of the heat exchanger of heat supply 10, the heat exchanger of heating condensate 11, which is connected by its water outlet simultaneously to the inlet (8) of the heat exchanger of heat supply 10 and through the adjustable valve 12 to the inlet of the heat exchanger of hot water supply 13, and with its inlet - to the outlet of the heat exchanger of heat supply 10, condenser 14, the condensate outlet of which is connected simultaneously through the deaerator (on the diagram n e is shown) to the inputs of the heat utilizer (U from secondary energy resources 7, industrial enterprise, heat exchanger boiler 8, condensate heating heat exchanger 11, hot water supply heat exchanger 13 and condensate cooler 15, and the condensate inlet is connected to the outputs of the condensate cooler 15 and the hot water heat exchanger water supply 13. "g
Спосіб здійснюється енергоустановкою наступним чином.The method is carried out by the power plant as follows.
Атмосферне повітря через компресор 2 газопаротурбінного двигуна 1 подають у камеру спалювання 3, куди со з5 одночасно спрямовують паливо і спалюють. Продукти згоряння, що утворилися при цьому, змішують із водяною со парою, отриманою у котлі-утилізаторі 8. Отриману в камері згоряння З газопарову суміш спрямовують у турбіну 4, де її розширяють, перетворюючи при цьому її потенційну енергію в механічну, яку одночасно перетворюють в електричну енергію в електрогенераторі 5. Відпрацьовану в турбіні 4 газопарову суміш (відпрацьовані гази,) спрямовують у теплообмінник перегріву пари 6, де частково утилізують її теплоту шляхом перегріву пари, яка « надходить з утилізатора теплоти вторинних енергоресурсів 7, промислового підприємства, що подають у камеру //7- с згоряння З, а частково охолоджені відпрацьовані гази, спрямовують у котел - утилізатор 8, де за рахунок подальшої утилізації їх теплоти одержують перегріту пару, котру також спрямовують у камеру спалювання 3. ;» Після котла-утилізатора 8 відпрацювавші гази, спрямовують у теплообмінник підігріву конденсату 11, де за рахунок поглибленої утилізації їх теплоти нагрівають конденсат, який подають у теплообмінники теплопостачання 10 і через регулюємий клапан 12 у теплообмінник гарячого водопостачання 13, а охолодженіAtmospheric air through the compressor 2 of the gas turbine engine 1 is fed into the combustion chamber 3, where fuel and fuel are simultaneously directed and burned. The combustion products formed in this case are mixed with water and steam obtained in the recovery boiler 8. The gas-vapor mixture obtained in the combustion chamber Z is sent to the turbine 4, where it is expanded, while converting its potential energy into mechanical energy, which is simultaneously converted into electric energy in the electric generator 5. The gas-vapor mixture spent in the turbine 4 (waste gases) is sent to the steam superheat heat exchanger 6, where its heat is partially utilized by superheating the steam that comes from the heat utilizer of secondary energy resources 7, an industrial enterprise, which is fed into the chamber //7- s of combustion C, and the partially cooled waste gases are sent to the boiler - the recycler 8, where due to the further utilization of their heat, superheated steam is obtained, which is also sent to the combustion chamber 3. ;" After the boiler-utilizer 8, the spent gases are sent to the heat exchanger for heating the condensate 11, where due to the in-depth utilization of their heat, the condensate is heated, which is fed to the heat exchangers of the heat supply 10 and through the adjustable valve 12 to the heat exchanger of the hot water supply 13, and the cooled
Ге» відпрацьовані гази, спрямовують у конденсатор 14, де їх додатково охолоджують і конденсують пару при змішуванні з безупинно подаваємим туди конденсатом, охолодженим в охолоджувачі конденсату 15 і со теплообміннику гарячого водопостачання 13. В теплообмінник теплопостачання 10 при необхідності може їх подаватись також пара через вмикаючий пристрій подачі пари 9. Конденсат, одержаний у конденсаторі 14, розділяють на декілька потоків: один з них спрямовують на вхід утилізатора теплоти вторинних енергоресурсів 7 о промислового підприємства, другий - на вхід котла-утилізатора 8, третій - на вхід теплообмінника підігріву 4) конденсату 11, четвертий - на вхід теплообмінника гарячого водопостачання 13, а п'ятий - на вхід охолоджувача конденсату 15.The exhaust gases are sent to the condenser 14, where they are additionally cooled and steam is condensed when mixed with the continuously supplied condensate, cooled in the condensate cooler 15 and with the hot water heat exchanger 13. If necessary, steam can also be supplied to the heat exchanger 10 through the switching steam supply device 9. The condensate obtained in the condenser 14 is divided into several streams: one of them is directed to the input of the secondary energy heat utilizer 7 of the industrial enterprise, the second - to the input of the boiler-utilizer 8, the third - to the input of the condensate heating heat exchanger 4) 11, the fourth - to the inlet of the hot water supply heat exchanger 13, and the fifth - to the inlet of the condensate cooler 15.
У порівнянні з прототипом запропонований спосіб роботи енергоустановки забезпечує її роботу з 5 ВИиКкОористанням утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів промислових підприємств для виробництва електричної і теплової енергії. У порівнянні з аналогом запропонований спосіб роботи енергоустановки дозволяєIn comparison with the prototype, the proposed method of operation of the power plant ensures its operation with 5 VYYKKOorization of the utilized heat of secondary energy resources of industrial enterprises for the production of electrical and thermal energy. In comparison with the analogue, the proposed method of operation of the power plant allows
Ф) істотно збільшити ефективність процесу перетворення в роботу утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів, ка до яких відносяться процеси плавки і термообробки металу, обпалення доломита, хімічні процеси, процеси спалювання сміття, процеси стиснення газу на компресорних станціях і багато інших. во Обумовлено це тим, що температурний потенціал утилізованої теплоти технологічних процесів невисокий, що є причиною не ефективного перетворення її в роботу.F) to significantly increase the efficiency of the process of converting the utilized heat of secondary energy resources into work, which include metal melting and heat treatment processes, dolomite burning, chemical processes, waste incineration processes, gas compression processes at compressor stations and many others. This is due to the fact that the temperature potential of the utilized heat of technological processes is low, which is the reason for its inefficient transformation into work.
Це підтверджується такою залежністю: /-9(1-ТоЛт) де: І - частка теплоти, що перетворюється в роботу; 65 О - утилізована теплота;This is confirmed by the following dependence: /-9(1-ToLt) where: I - the fraction of heat that is converted into work; 65 O - utilized heat;
То,Тт - абсолютні температури відповідно навколишнього середовища й утилізованої теплоти.То, Тт - absolute temperatures of the environment and utilized heat, respectively.
З залежності видно, що при постійній температурі То навколишнього середовища, тим більше теплота перетворюється в роботу, чим вище її температура Т т, яка визначається як температура робочого тіла, до якого вона підведена. У розглядуємому аналозі Т т не перевищує 550-573К. Тому теоретична кількість утилізованої теплоти, що перетворюється в роботу при стандартній температурі атмосфери Т 0-288К не перевищує 5095. З урахуванням необоротності процесів перетворення теплоти в роботу в реальних теплових машинах зменшується до 15-18905.It can be seen from the dependence that at a constant temperature To of the environment, the more heat is converted into work, the higher its temperature T t, which is defined as the temperature of the working body to which it is brought. In the analog under consideration, T t does not exceed 550-573K. Therefore, the theoretical amount of utilized heat that is converted into work at the standard atmospheric temperature T 0-288K does not exceed 5095. Taking into account the irreversibility of the processes of converting heat into work in real heat engines, it decreases to 15-18905.
У запропонованому способі виробництва електричної і теплової енергії температурний потенціал теплоти вторинних енергоресурсів підвищується до Т1-1373-1523 К, що підвищує її долю перетворювану в роботу до 7/0. 8190. З урахуванням процесів необоротності в реальних газопаротурбінних двигунах вона досягає 45-48905 (проти 1596-1895 у аналога)In the proposed method of producing electrical and thermal energy, the temperature potential of the heat of secondary energy resources increases to T1-1373-1523 K, which increases its rate of conversion into work to 7/0. 8190. Taking into account the processes of irreversibility in real gas turbine engines, it reaches 45-48905 (against 1596-1895 in the analogue)
Одночасно при цьому різко приблизно в 1,8-2,1 рази зростає й електрична потужність енергоустановки, що істотно зменшує капітальні вкладення, а отже і знижує вартість кіловата встановлені потужності. Останнє підтверджується нижче приведеною залежністю, із якої випливає, що потужність енергоустановки росте пропорційно росту температури робочого тіла на вході в турбіну (потенціалу утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів). клкAt the same time, the electric capacity of the power plant increases sharply by approximately 1.8-2.1 times, which significantly reduces capital investments, and therefore reduces the cost of a kilowatt of installed capacity. The latter is confirmed by the relationship shown below, from which it follows that the power of the power plant grows in proportion to the increase in the temperature of the working fluid at the turbine inlet (the potential of the utilized heat of secondary energy resources). clk
МтхО"Ор'Тт(1-1/Пт НТ, де: о - витрата робочого тіла;MthO"Or'Tt(1-1/Pt NT, where: o - consumption of the working fluid;
Се - ізобарна теплоємність робочого тіла;Se - isobaric heat capacity of the working fluid;
Пт - степінь розширення робочого тіла в турбіні;Pt - the degree of expansion of the working body in the turbine;
Нт - адіабатний КПД турбіни;Nt - adiabatic turbine efficiency;
Мт - потужність на валі турбіни.Mt - power on the turbine shaft.
У таблиці 1 приведені порівняльні дані по потужності, що досягаються паротурбінною установкою (аналог) і газопаротурбінним двигуном при пропусканні через них одного кілограма пари, отриманої за рахунок СМ утилізованої теплоти вторинних енергоресурсів. оTable 1 shows comparative data on the power achieved by a steam turbine installation (analog) and a gas-steam turbine engine when passing through them one kilogram of steam, obtained at the expense of SM utilized heat of secondary energy resources. at
Мо п/п Найменування параметра Розмірність! 000 Вид енергоустановки 000000Mo n/p Name of the parameter Dimensionality! 000 Type of power plant 000000
Ф зо о з Перцальнийтиктарутередтураною бар 000025600001000000250 з Перцальнийтискларузатурною | бр 000005000000045 - 4. (Адебатичнийкпдтурбіни 11617516 со (Се)F z o o with Pertsalnytiktaruteredturanaya bar 000025600001000000250 with Pertsalnytiskklarusaturana | br 000005000000045 - 4. (Adebatic kpd turbines 11617516 so (Se)
Приведеш дані підтверджують вище визначену високу ефективність запропонованого способу виробництва електричної і теплової енергії з використанням теплоти вторинних енергоресурсів промислових підприємств.The given data confirm the above-defined high efficiency of the proposed method of producing electrical and thermal energy using the heat of secondary energy resources of industrial enterprises.
Одночасно при цьому, внаслідок значно більшого надходження пари в камеру згоряння (більш ніж у 5 разів) У « порівнянні з прототипом температура конденсату в конденсаторі газопаротурбінного двигуна запропонованої енергоустановки досягає 80-85"С, що забезпечує можливість повного використання його тепла на потреби - с теплопостачання і гарячого водопостачання. Останнє дозволяє наблизитися до створення безвідхідної "з технології використання наливних ресурсів. п (22) (ее)At the same time, as a result of a significantly greater supply of steam to the combustion chamber (more than 5 times), in comparison with the prototype, the temperature of the condensate in the condenser of the gas-steam turbine engine of the proposed power plant reaches 80-85"C, which ensures the possibility of fully using its heat for needs - s heat supply and hot water supply. The latter makes it possible to get closer to the creation of a waste-free technology of using bulk resources. n (22) (ee)
ЧК» о 50 сю»Cheka" at 50 syu"
Ф) іме) 60 б5F) name) 60 b5
Прокиспаве підприємство | | Ї, : ря Ж пи тепло- о й постачання з --0 9 І шк х яв Тв - 4 Се й вомFermenting enterprise | | Y, : rya Ш pi heat- o and supply with --0 9 I shk x yav Tv - 4 Se and vom
Мепожа нен: ПИВО ВН тавячога з вода - постачання х ше ! 4 1 шен знанню Вінннь 6 ІЗ сMepozha nen: BEER VN tavyachoga with water - supply of х ше! 4 1 shen knowledge Winnn 6 IZ p
ЗТ "Я і хZT "I and Kh
М азливо та ри " т (о) й | 5 -тM azlyvo ta ry " t (o) y | 5 -t
Кк 5 Фо зо с і КЕ ЇKk 5 Fo zo s and KE Y
А « . (ее) й іс),And ". (ee) and is),
Фігура І. :Figure I.:
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001117950A UA68433C2 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation |
| RU2002107042/06A RU2236605C2 (en) | 2001-11-21 | 2002-03-21 | Method of and power plant for combined production of electric and heat energy with use of heat of secondary power sources of industrial plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001117950A UA68433C2 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA68433C2 true UA68433C2 (en) | 2004-08-16 |
Family
ID=34391219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2001117950A UA68433C2 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2236605C2 (en) |
| UA (1) | UA68433C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107965753A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 华北电力大学（保定） | One kind utilizes low-temperature industrial hot water production vapor device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037417B3 (en) | 2004-07-30 | 2006-01-19 | Siemens Ag | Method and device for transferring heat from a heat source to a thermodynamic cycle with a working medium comprising at least two substances with non-isothermal evaporation and condensation |
-
2001
- 2001-11-21 UA UA2001117950A patent/UA68433C2/en unknown
-
2002
- 2002-03-21 RU RU2002107042/06A patent/RU2236605C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107965753A (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 华北电力大学（保定） | One kind utilizes low-temperature industrial hot water production vapor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2236605C2 (en) | 2004-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2713799C (en) | Method for operating a thermodynamic circuit, as well as a thermodynamic circuit | |
| US5590518A (en) | Hydrogen-rich fuel, closed-loop cooled, and reheat enhanced gas turbine powerplants | |
| US5603218A (en) | Conversion of waste heat to power | |
| JP3783195B2 (en) | Current generation in a combined power plant with gas and steam turbines. | |
| WO2004009964A1 (en) | Method of converting energy | |
| EA000058B1 (en) | Converting heat into useful energy | |
| US9708973B2 (en) | Integrated reformer and waste heat recovery system for power generation | |
| RU2005101642A (en) | WASTE HEAT STEAM GENERATOR | |
| JP2757290B2 (en) | Gas / steam turbine combined facility with coal gasification facility | |
| WO2011007236A4 (en) | Gas turbine exhaust gas cooling system | |
| JPH09203304A (en) | Compound power generating system using waste as fuel | |
| US5950418A (en) | Electrical power plant | |
| UA68433C2 (en) | Method for joint production of electric and thermal energy with application of heat of secondary energy sources from industrial enterprises and power unit for its implementation | |
| RU2230921C2 (en) | Method of operation and steam-gas plant of power station operating on combination fuel (solid and gaseous or liquid fuel) | |
| US7316105B2 (en) | Steam power plant | |
| CN111512096B (en) | Cogeneration system for boiler | |
| RU2115000C1 (en) | Combination boiler house | |
| 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 | |
| KR20060069852A (en) | Steam power plant | |
| RU2767427C1 (en) | Gas heater operation method (versions) | |
| RU2791380C1 (en) | Method for operation of gas turbine gas pumping unit and device for its implementation | |
| RU2774012C1 (en) | Gas heater (options) | |
| RU2224125C2 (en) | Method of and gas-steam turbine plant for converting heat energy into mechanical energy | |
| RU2002107042A (en) | A method for the joint production of electric and thermal energy using the heat of secondary energy from industrial enterprises and an energy installation for its implementation | |
| CN219721923U (en) | Heat integration system, emissions to liquid plants and plant internal heat integration system |