Маневрена парогазова енергетична установка

Номер патенту: 51841

Опубліковано: 16.12.2002

Автори: КРАВЦОВ Владлен Васильович, Шелудченко Володимир Ілліч

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Маневрена парогазова енергетична установка, що включає газовий контур, що складається з повітряного контуру, що містить компресор, з'єднаний через роздільний повітряний клапан з патрубком подачі повітря камери згоряння, і контур генераторного газу, що містить парогенератор і послідовно з'єднані газогенератор, пристрій газоочистки, камеру згоряння з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінник-утилізатор, замкнутий паросиловий контур, що містить водонагрівач, насос, парогенератор, циліндри високого тиску і циліндри низького тиску парової турбіни, теплообмінник-утилізатор і конденсатор, причому газовий і паросиловий контури зв'язані між собою за допомогою парогенератора і теплообмінника-утилізатора, яка відрізняється тим, що вона додатково містить газгольдер генераторного газу, вхід якого з'єднаний з виходом пристрою газоочистки, а вихід - з патрубком подачі генераторного газу камери згоряння і через роздільний газовий клапан з виходом пристрою газоочистки, і газгольдер повітря, вхід якого з'єднаний з компресором, а вихід - з патрубком подачі повітря камери згоряння, газогенератором і аероподавачем твердого палива в газогенератор, кожний з газгольдерів має клапани на входах і виходах відповідно по генераторному газу і повітрю і пристрій контролю тиску на виходах, парогенератор у газовому контурі включений між газовою турбіною і теплообмінником-утилізатором, а замкнутий паросиловий контур містить послідовно з'єднані водонагрівач, насос, парогенератор, циліндри високого тиску, теплообмінник-утилізатор, циліндри низького тиску із додатковим електрогенератором і конденсатор.

Текст

Маневрена парогазова енергетична установка, що включає газовий контур, що складається з повітряного контуру, що містить компресор, з'єднаний через роздільний повітряний клапан з патрубком подачі повітря камери згоряння, і контур генераторного газу, що містить парогенератор і послідовно з'єднані газогенератор, пристрій газоочистки, камеру згоряння з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінник-утилізатор, замкнутий паросиловий контур, що містить водонагрівач, на сос, парогенератор, циліндри високого тиску і циліндри низького тиску парової турбіни, теплообмінник-утилізатор і конденсатор, причому газовий і паросиловий контури зв'язані між собою за допомогою парогенератора і теплообмінникаутилізатора, яка відрізняється тим, що вона додатково містить газгольдер генераторного газу, вхід якого з'єднаний з виходом пристрою газоочистки, а вихід - з патрубком подачі генераторного газу камери згоряння і через роздільний газовий клапан з виходом пристрою газоочистки, і газгольдер повітря, вхід якого з'єднаний з компресором, а вихід - з патрубком подачі повітря камери згоряння, газогенератором і аероподавачем твердого палива в газогенератор, кожний з газгольдерів має клапани на входах і виходах ВІДПОВІДНО ПО генераторному газу і повітрю і пристрій контролю тиску на виходах, парогенератор у газовому контурі включений між газовою турбіною і теплообмінником-утилізатором, а замкнутий паросиловий контур містить послідовно з'єднані водонагрівач, насос, парогенератор, циліндри високого тиску, теплообмінник-утилізатор, циліндри низького тиску із додатковим електрогенератором і конденсатор О 00 Винахід відноситься до галузі теплоенергетики, зокрема до виробництва електроенергії парогазовими установками з газифікацією твердого палива Відома парогазова установка на твердому паливі, що містить включені в газоповітряний тракт компресор, парогенератор з топкою, термогенератор, апарати газоочистки, камеру згоряння, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінникутилізатор, паротурбінний контур, що містить у собі парову турбіну, конденсатор, насос і підігрівники (авторське посвідчення СРСР № 1368454, кл F01K23/06, опублік 23 01 88) Ознаками, що збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є компресор, парогенератор, термогенератор, апарати газоочистки, камера згоряння, газова турбіна з електрогенератором, теплообмінник-утилізатор, парова турбіна, конденсатор, насос і підігрівник, причому ознаки термогенератор у відомому пристрої і газогенератор у запропонованому є еквівалентними У відомої установки неможливо спалювання низькосортного палива з високим ККД установки через великі енергетичні витрати на виробництво кисню Крім того зазначена відома установка має низьку маневреність при її запусках Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату у відомої парогазової установки є відсутність конструктивних елементів і зв'язків МІЖ НИМИ необхідних для здійснення резервування генераторного газу і повітря в процесі роботи установки в робочому режимі і використання цього резерву для прискореного запуску установки аж до моменту проведення газифі ю 51841 кацм твердого палива в газогенераторі і виведення установки в робочий режим роботи Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого винаходу є парогазова установка, що включає газовий контур, що складається з повітряного контуру, що містить компресор, з'єднаний через розділовий повітряний клапан з патрубком подачі повітря камери згоряння і контур генераторного газу, що містить парогенератор і послідовно з'єднані газогенератор, пристрій газоочистки, камеру згоряння з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінник-утилізатор, замкнутий паросиловий контур, що містить водонагрівач, насос, парогенератор, циліндрами високого тиску (ЦВТ) і циліндрами низького тиску (ЦНТ) парової турбіни, теплообмінник-утилізатор і конденсатор, причому газовий і паросиловий контури зв'язані між собою за допомогою парогенератора і теплообмінника-утилізатора , при цьому вихід компресора має додаткове підключення до камери згоряння через пристрій розподілу повітря, який виконаний у виді принаймні двох адсорберів азоту, кожний з яких має ШВИДКОДІЮЧІ клапани на входах і виходах ВІДПОВІДНО по азоту і кисню, при цьому адсорбери приєднані до камери згоряння своїми виходами по кисню (патент Російської Федерації № 2029104 кл F01К23/06, опубл 20 02 95) Ознаками даного відомого пристрою, що збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється, є парогазова установка, що включає газовий контур, що складається з повітряного контуру, що містить компресор, з'єднаний через розділовий повітряний клапан з патрубком подачі повітря камери згоряння і контур генераторного газу, що містить парогенератор і послідовно з'єднані газогенератор, пристрій газоочистки, камеру згоряння з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінник-утилізатор, замкнутий паросиловий контур, що містить водонагрівач, насос, парогенератор, ЦВТ і ЦНТ парової турбіни, теплообмінник-утилізатор і конденсатор, причому газовий і паросиловий контури зв'язані між собою за допомогою парогенератора і теплообмінника - утилізатора Використання даного відомого пристрою дозволяє підвищити ККД установки при застосуванні будь-якого низькосортного твердого палива, а також підвищує, його швидкодію за рахунок додатково введених адсорберів азоту і кисню, за допомогою яких виробляється кисень через кілька хвилин після пуску компресора, що дозволяє трохи підвищити маневреність установки У пристрої також передбачене резервування адсорберів для підвищення надійності роботи пристрою Однак у даному відомому пристрої, як і в інших відомих пристроях через відсутність можливості резервування генераторного газу і повітря в процесі роботи парогазової установки і використання цього резерву для її прискореного запуску, унаслідок чого, установка має низьку маневреність при повторних запусках у періоди зниження чи провалів навантаження енергосистеми В основу винаходу поставлена задача удосконалити маневрену парогазову енергетичну уста новку шляхом забезпечення прискореного запуску установки з використанням резервного генераторного газу і повітря, накопичених в попередньому циклі роботи, щоб забезпечити підвищення її маневреності Поставлена задача досягається тим, що маневрена парогазова енергетична установка, що включає газовий контур, що складається з повітряного контуру, що містить компресор, з'єднаний через розділовий повітряний клапан з патрубком подачі повітря камери згоряння і контур генераторного газу, що містить парогенератор і послідовно з'єднані газогенератор, пристрій газоочистки, камеру згоряння з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну з електрогенератором і теплообмінник-утилізатор, замкнутий паросиловий контур, що містить водонагрівач, насос, парогенератор, ЦВТ і ЦНТ парової турбіни, теплообмінникутилізатор і конденсатор, причому газовий і паросиловий контури зв'язані між собою за допомогою парогенератора і теплообмінника-утилізатора, ВІДПОВІДНО до винаходу, додатково містить газгольдер генераторного газу, вхід якого з'єднаний з виходом пристрою газоочистки, а вихід - з патрубком подачі генераторного газу камери згоряння і через розділовий газовий клапан з виходом пристрою газоочистки і газгольдер повітря, вхід якого з'єднаний з компресором, а вихід - з патрубком подачі повітря камери згоряння, газогенератором і аероподавач твердого палива в газогенератор, кожний з газгольдерів має клапани на входах і виходах ВІДПОВІДНО по генераторному газу і повітрю і пристрій контролю тиску на виходах, парогенератор у газовому контурі включений між газовою турбіною і теплообмінником-утилізатором, а замкнутий паросиловий контур містить послідовно з'єднані водонагрівач, насос, парогенератор, ЦВТ, теплообмінник - утилізатор, ЦНТ із додатковим електрогенератором і конденсатор Між сукупністю істотних ознак заявленого пристрою й отриманим результатом існує, при-чиннонаслідковий зв'язок, що досягається нижченаведеним У зв'язку з вимиканнями електроенергії мережі споживачів виникає необхідність створення резервних джерел енергопостачання Запропонована маневрена парогазова енергетична установка забезпечує високу маневреність при запусках за рахунок створення резерву генераторного газу і повітря у ВІДПОВІДНИХ газгольдерах установки Запас генераторного газу і повітря забезпечується за рахунок добору частини цих продуктів у процесі роботи установки після запуску газогенератора і виведення його в робочий режим роботи Надалі при повторних запусках накопичені продукти використовуються для прискореного запуску установки при зниженні чи відключенні навантаження аж до моменту виведення на робочий режим установки з використанням газогенератора Після переведення установки в робочий режим знову здійснюється поповнення витрачених у процесі запуску генераторного газу і повітря і далі цикл роботи установки повторюється 51841 Схема запропонованої маневреної парогазовоі енергетичної установки представлена на кресленні Маневрена парогазова енергетична установка з газифікацією твердого палива містить у газоповітряному контурі компресор 1, з'єднаний через розділовий повітряний клапан 2 з патрубком подачі повітря камери згоряння 3 Вихід компресора 1 через вхідний клапан 4 з'єднаний із входом газгольдера 5 повітря, що через пристрій 6 контролю тиску і вихідний клапан 7 з'єднаний з патрубком подачі повітря камери згоряння 3, із входом газогенератора 8 іаероподавачем 9 твердого палива в газогенератор 8 У контурі генераторного газу установка містить послідовно з'єднані газогенератор 8, пристрій газоочистки 10, розділовий газовий клапан 11, камеру згоряння 3 з патрубком подачі генераторного газу, газову турбіну 12 привода компресора 1 з електрогенератором 13, парогенератор 14, теплообмінник-утилізатор 15 з виходом газів, що відробили Вихід пристрою газоочистки 10 через вхідний клапан 16 з'єднаний із входом газгольдера 17 генераторного газу, що через пристрій 18 контролю тиску і вихідний клапан 19 з'єднаний з патрубком подачі генераторного газу камери згоряння 3 Замкнутий паросиловий контур установки містить послідовно з'єднані водонагрівач 20, насос 21 живильної води, парогенератор 14, ЦВТ 22, теплообмінник-утилізатор 15, ЦНТ 23 з електрогенератором 24 і конденсатор 25 Газовий і паросиловий контури з'єднані між собою за допомогою парогенератора 14 і теплообмінникаутилізатора 15 На входах камери згоряння 3 установлені клапани 26 і 27 для регулювання подачі в камеру згоряння 3 генераторного газу і повітря Живлення з електрогенераторів 13 і 24 подається до споживачів, у тому числі і на електричні вузли самої установки (наприклад, компресор) Пристрій працює таким чином Для запуску маневреної парогазової енергетичної установки в камеру згоряння 3 необхідно подати генераторний газ і повітря Повітря, накопичене у газгольдері 5 у попередньому циклі роботи установки, через пристрій 6 контролю тиску, відкритий вихідний клапан 7 і клапан 26 подається в камеру згоряння 3, у газогенератор 8 і на аероподавач 9 для створення розрідження для подачі твердого палива з аероподавача 9 у газогенератор В Генераторний газ, накопичений у газгольдері 17 через пристрій 18 контролю тиску, відкритий вихідний клапан 19 і клапан 27 надходить у камеру згоряння 3 Суміш генераторного газу і повітря, що надійшли через ВІДПОВІДНІ патрубки камери згоряння 3 спалюються і топкові гази - продукти згоряння, через вихідний газохід камери згоряння З надходить у газову турбіну 12 , що приводить у дію електрогенератор 13 і компресор 1 Після розширення в газовій турбіні 12 топковий газ надходить у парогенератор 14, де здійснюється нагрівання живильної води, подаваної насосом 21 з водонагрівача 20 до перетворення її у водяну пару Пара з парогенератора 14 розширюється у ЦВТ 22 до проміжного тиску і потім знову підігрівається в теплообміннику-утилізаторі теплом топкових газів і надходить у ЦНТ 23 для привода в дію додатково го електрогенератора 24 Пара, що відробила, із ЦНТ 23 конденсується в конденсаторі 25 і знову повертається у водонагрівач 20, де здійснюється попереднє нагрівання живильної води, а димові гази, що відробили, залишають енергетичну установку через вихід теплообмінника-утилізатора 15 Повітря, стиснуте у компресорі 1, через розділовий повітряний клапан 2 надходить у газогенератор 8, через клапан 26 і патрубок подачі повітря в камеру згоряння 3 , а також на аероподавач 9, для здійснення доза вантаження твердого палива в газогенератор 8, при цьому вихідний клапан 7 закривається і припиняє подачу повітря з газгольдера 5 , а вхідний клапан 4 відкривається і повітря від компресора 1 починає надходити в газгольдер 5 до моменту його заповнення При досягненні встановленого номінального тиску на пристрої 6 контролю тиску, клапан 4 закривається і подача повітря в газгольдер 5 припиняється, а накопичене повітря резервується в газгольдері 5 до наступного пуску установки Генераторний газ виробляється в газогенераторі 8, що являє собою пристрій газифікації твердого палива, наприклад вугілля, у розплаві шлаку Вугілля різних марок подаються з аероподавача 9 у газогенератор 8 , де здійснюється газифікація в розплаві шлаку, що барботирується повітрям Агент, що газифікує (повітря), з температурою 300°С під тиском подається в периклазове дно шлакової ванни через ряд отворів по типу сталеплавильного конвертора з донною (нижньою) продувкою Це дозволяє організувати газоструминно-рідинний реактор і розплав газорідинної емульсії Процес відбувається з високою швидкістю і температурою 1500° - 1600° С У результаті такого процесу одержують рідко-текучий шлак, в'язкість ЯКОГО знаходиться в межах 0,2 - 1 Па-с, що відповідає надійному шлаковилученню за даною технологією Для низькосортного твердого палива в установці передбачений пристрій 9 газоочистки, що підключений до виходу газогенератора 8 і служить для очищення генераторного газу Одна частина обсягу генераторного газу, отриманого в газогенераторі 8 через пристрій 10 газоочистки, розділовий газовий клапан 11 і клапан 27 подається в камеру згоряння 3, а інша - через пристрій 9 газоочистки і відкритий вхідний клапан 16 надходить у газгольдер 17, у якому здійснюється його накопичення в резервуарі, при цьому вихідний клапан 19 закривається При досягненні встановленого номінального тиску на пристрої 18 контролю тиску, вхідний клапан 16 закривається і накопичений генераторний газ резервується в газгольдері 17 до моменту наступного пуску установки В умовах частих знижень навантаження споживачів чи повних відключень виникає необхідність швидких запусків установки до проведення газифікації твердого палива в газогенераторі 1 Таким чином, запропоноване технічне рішення дозволяє забезпечувати прискорений запуск установки до запуску газогенератора 8 , що працює на твердому паливі і вимагає тривалий час для виводу газогенератора на номінальний режим роботи Прискорений запуск здійснюється за рахунок використання резервних продуктів згоряння генераторного газу і повітря, накопичених у ВІДПОВІДНИХ 51841 газгольдерах у попередній цикл роботи установки Таке підвищення маневреності установки дозволяє економічно вигідно використовувати и в умо вах частих знижень навантаження споживачів чи відключення електроенергії, що забезпечує значну економію енергоресурсів ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Manoeuvre steam-gas energy unit

Автори англійською

Kravtsov Vladlen Vasyl'iovych, Sheludchenko Volodymyr Illich

Назва патенту російською

Маневренная парогазовая энергетическая установка

Автори російською

Кравцов Владлен Васильевич, Шелудченко Владимир Ильич

МПК / Мітки

МПК: F01K 23/06

Мітки: енергетична, установка, парогазова, маневрена

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/4-51841-manevrena-parogazova-energetichna-ustanovka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Маневрена парогазова енергетична установка</a>

Подібні патенти