Парогазовая установка с газификацией твердого топлива

 

сок)з советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) ! 4

Ю о

СО (Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4746829/06 (22) 09.10.89 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Саратовский политехнический институт (72) А.И. Шупарский (53) 621.311(088.8) (56) Труды ЦКТИ, вып. 197, Л., ЦКТИ, 1982, с. 21, рис. 1. (54) ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА С ГАЗИФИКАЦИЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к теплоэнергетике для энергоустановок с газификацией твердого топлива под давлением. Парогазовая установка содержит мембранную установку 22, размещенную на газопроводе 2 между рекуператороь- 3 и скруббером 4. ВыИзобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно к тепловым схемам энергоустановок с газификацией твердого топлива.

Известны парогазовые установки с высоконапорным парогенератором и паровоздушной газификацией твердого топлива.

Они содержат газификатор, соединенный газопроводом с последовательно расположенными смесительным охладителем газа и скруббером, высоконапорный парогенератор, подключенный к выходу скруббера, газотурбинный агрегат, воздушный компрессор которого подключен к высоконапорному парогенератору и к газификатору через дожимающий компрессор, паротурбинную установку, сообщенную по пару с высоконапорным парогенератором, выход которого по продуктам сгорания сообщен с (5!)5 F 01 К 11/ООF 01 К 23/06 ход 23 установки 22 по диоксиду углерода подключен к входу высоконапорного пэрогенератора 5. При таком выполнении из продуктов газификации выделяют диоксид углерода и направляют его в обход скруббе- ра в высоконапорный парогенератор. Таким образом избегают поглощения диоксида углерода промывочным раствором в скруббере. Диоксид углерода становится частью рабочего тела газовой турбины, что повышает экономичность. За счет подачи диоксида углерода в зону горения газа уменьшают максимальную температуру факела и концентрацию окислителя, что приводит к снижению выбросов в атмосферу оксидов азота, 1 ил. входом газовой турбины газотурбинного агрегата, В таких установках твердое топливо используется в парогазовом цикле и снижаются выбросы в атмосферу твердых частиц и оксидов серы. Однако в них появляются дополнительные тепловые потери и сохраняются на высоком уровне выбросы в атмосферу токсичных оксидов азота.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой установке является парогазовая установка с газификацией, твердого топлива, содержащая газификатор, соединенный газопроводом с последовательно расположенными рекуператором и скруббером, высоконапорный парогенератор, подключенный к выходу скруббера, газотурбинный агрегат, воздушный компрессор которого подключен к высоко порному парогенератору и к газификатору

1726854 через дожимающий компрессор, паротурбинную установку, сообщенную по пару с высоконапорным парогенератором, выход которого по продуктам сгорания сообщен с входом газовой турбины газотурбинного агрегата, Введение в установку рекуператора позволяет исключить тепловые потери, обусловленные испарением воды в смесительном охладителе газа, и тем самым несколько повысить ее экономичность.

Однако, проблема повышения экономичности парогазовых установок с.газификацией твердого топлива полностью не решена. В скруббере при очистке продуктов газификации происходит поглощение диоксида углерода промывочным раствором. За счет этого происходит уменьшение расхода газа через газовую турбину и, следовательно, электрической мощности газотурбинного агрегата. Также не решена проблема снижения выбросов оксидов азота в таких установках.

Цель изобретения — повышение экономичности парогаэовых установок с газификацией твердого топлива и снижение в них выбросов оксидов азота в атмосферу.

Для этого парогазовая установка с газификацией твердого топлива дополнительно снабжена мембранной установкой, размещенной на газопроводе между рекуператором и скруббером, а выход мембранной установки по диоксиду углерода подключен к входу высоконапорного парогенератора.

На чертеже изображена схема парогазовой установки с газификацией твердого топлива.

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива содержит газификатор 1, соединенный последовательно расположенными рекуператором 3 и скруббером 4, с подключенным к его выходу высоконапорным парогенератором 5, газотурбинный агрегат 6, воздушный компрессор 7 которого сообщен с высоконапорным парогенератором 5 и газификатором 1 через дожимающий компрессор 8, паровую турбину 9, сообщенную по пару с высоконапорным парогенератором 5, выход которого по продуктам сгорания сообщен с входом газовой турбины 10 газотурбинного агрегата 6, Паровая турбина 9 снабжена отбором 11 пара на газификатор 1, На одном валу с газовой турбиной 10 и воздушным компрессором 7 расположен электрогенератор 12. На одном валу с паровой турбиной 9 расположен электрогенератор 13, К входу газификатора 1 подсоединена линия 14 подачи твердого топлива. Линия питательной воды высоконапорного парогенератора 5 включает конденсатор 15, насос 16, систему 17 pere5

55 неративных подогревателей, газоводяной подогреватель 18 и экономайзер 19. При этом газоводяной подогреватель 18 и система 17 регенеративных подогревателей включены параллельно. В тракте газовой турбины 10 последовательно расположены экономайзер 19, газоводяной подогреватель 18 и дымовая труба 20. Привод дожимающего компрессора 8 связан с электродвигателем 21. Парогазовая установка дополнительно снабжена мембранной установкой 22, размещенной на газопроводе 2 между рекуператором 3 и скруббером 4. При этом выход 23 установки

22,по диоксиду углерода подключен к входу высоконапорного парогенератора 5.

Парогазовая установка работает следующим образом.

В газификатор 1 подают твердое топливо по линии 14. Газификация топлива происходит под давлением на паровоздушном дутье. Воздух для газификации подают при помощи воздушного компрессора 7 и дожимающего компрессора 8. Пар для газификации топлива поступает из отбора 11 паровой турбины 9. Полученные продукты газификации состоят из азота, диоксида углерода, водорода, оксида углерода, метана, кислорода и сероводорода. Их охлаждают в рекуператоре 3 и подают в мембранную установку 22, где происходит сепарация диоксида углерода, После мембранной установки 22 сбросной поток газа подают в скруббер 4 для очистки его от твердых частиц и сероводорода, Очищенный газ направляют на сжигание в высоконапорный парогенератор 5. Отсепарированный в мембранной установке 22 поток диоксида углерода направляют в обход скруббера 4 в высоконапорный парогенератор 5, В высоконапорном парогенераторе 5 происходит сжигание очищенного газа в среде воздуха и диоксида углерода. Воздух для сжигания газа подают воздушным компрессором 7 газотурбинного агрегата 6. Высоконапорный парогенератор 5 вырабатывает водяной пар, который направляют в паровую турбину 9 для расширения и производства электрической энергии в электрогенераторе 13, Пар после турбины 9 конденсируют в конденсаторе 15. Полученную воду подают насосом 16 через систему 17 регенеративных подогревателей, газоводяной подогреватель 18 и экономайзер 19 в высоконапорный парогенератор 5. Продукты сгорания из высоконапорного парогенератора 5 направляют в газовую турбину 10, где происходит их расширение с выработкой электроэнергии в электрогенераторе 12. Отработанные продукты сгорания охлаждают в экономайзере

1726854

19, газоводяном подогревателе 18 и выбрасывают через дымовую трубу 20 в атмосферу

50

Редактор Н. Федорова Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Заказ 1266 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород.ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива, содержащая газификатор, соединенный с последовательно расположенными рекуператором и скруббером, выход которого соединен с высоконапорным парогенератором, подключенным по пару к паровой турбине, а выходом по продуктам сгорания — к газовой; турбине газотурбинного агрегата, воздушный компрессор которого подключен к высоконапорному парогенератору и газификато5 ру, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения выбросов оксидов азота в атмосферу, она дополнительно снабжена мембранной установкой, размещенной между рекуперато10 ром и скруббером и подключенной своим выходом по диоксиду углерода к высоконапорному парогенератору,