Теплофикационная газотурбинная установка

Изобретение относится к энергетике. Теплофикационная газотурбинная установка, содержащая компрессор, соединенный последовательно с камерой сгорания, газовой турбиной и электрогенератором, к выхлопу газовой турбины подключен паровой котел-утилизатор, соединенный по пару с тепловым потребителем, причем она дополнительно содержит паровую турбину с конденсатором, соединенную через эластичную гидромуфту с валом компрессора, при этом выход котла-утилизатора соединен с входом паровой турбины паропроводом, на входе в котел-утилизатор установлена камера дожигания. Изобретение позволяет повысить эффективность ТЭЦ при комбинированном производстве электрической и тепловой энергии. 1 ил.

 

Теплофикационная газотурбинная установка относится к области теплоэнергетики и может быть применена на промышленных ТЭЦ.

Известна парогазовая установка (Патент РФ №2409746, МПК F01K 21/04, опубл. 20.01.2011), которая содержит паровую турбину, компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, котел-утилизатор с пароперегревателем, испарителем, газоводяным подогревателем питательной воды, газопровод, электрогенератор, конденсатор, паропровод острого пара, трубопровод питательной воды, пароперегреватель котла-утилизатора связан паропроводом острого пара с входом паровой турбины, конденсатор трубопроводом питательной воды соединен с входом газоводяного подогревателя питательной воды. При этом количество вырабатываемого пара зависит от температуры газов на выходе из газовой турбины, которая определяется температурой наружного воздуха, поступающего в компрессор и уровнем электрической нагрузки.

Недостатком описанной установки является то, что рассматриваемая установка предназначена для производства только электрической энергии.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является теплофикационная газотурбинная установка с паровым котлом-утилизатором, вырабатывающим пар за счет охлаждения продуктов сгорания, выходящих из газовой турбины, направляемый тепловому потребителю (Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2002, стр.434). Теплофикационная газотурбинная установка содержит компрессор, соединенный с камерой сгорания, продукты сгорания из которой подают на вход газовой турбины. К выходу газовой турбины подключен паровой котел-утилизатор, вырабатывающий пар для теплового потребителя и обеспечения собственных нужд энергоустановки. Вход котла-утилизатора по пароводяному тракту соединен питательным насосом. Привод компрессора газотурбинной установки осуществляется от газовой турбины.

Недостатком описанной теплофикационной газотурбинной установки является снижение тепловой экономичности при переменных тепловых и электрических нагрузках. При уменьшении тепловой нагрузки потребителя и необходимости выработки требуемого количества электрической энергии часть продуктов сгорания после газовой турбины перепускают помимо котла-утилизатора, что снижает коэффициент полезного использования энергии топлива. Если возможно снижение одновременно тепловой и электрической мощности, в этом случае резко уменьшается электрический КПД установки.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение тепловой эффективности теплофикационной газотурбинной установки. Поставленная задача достигается тем, что компрессор ГТУ соединен последовательно с камерой сгорания и газовой турбиной, выход которой подключен к паровому котлу-утилизатору, соединенному по пару с тепловым потребителем и входом паровой турбины, выход паровой турбины подключен к конденсатору. Вход котла-утилизатора по пароводяному тракту подключен к питательному насосу, соединенному с конденсатором и трубопроводом возвращаемого конденсата от потребителя. При снижении тепловой нагрузки потребителя избыточный пар котла-утилизатора подают в паровую турбину, вал которой соединяется с валом компрессора с помощью эластичной гидромуфты. Вырабатываемая мощность паровой турбины расходуется на привод компрессора, уменьшая затрачиваемую мощность от газовой турбины, что приводит к увеличению электрической мощности ГТУ и КПД по выработке электроэнергии. В случае необходимости увеличения количества отпускаемой теплоты потребителю на входе в котел-утилизатор продуктов сгорания установлена камера дожигания топлива.

Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), где изображена тепловая схема теплофикационной газотурбинной установки.

Теплофикационная ГТУ содержит компрессор 1, соединенный последовательно с камерой сгорания 2, газовой турбиной 3, электрогенератором 4, паровым котлом-утилизатором 5, тепловым потребителем 6. Вход пароводяного тракта котла-утилизатора 5 соединен с питательным насосом 7. Выход пара котла-утилизатора паропроводом 11 через задвижку 13 подключен к входу паровой турбины 8, выход которой соединен с конденсатором 9. Соединение вала паровой турбины 8 с валом компрессора 1 осуществляется с помощью эластичной гидромуфты 10. На потоке газов между выхлопом газовой турбины и входом в котел-утилизатор установлена камера дожигания топлива 12, с помощью которой обеспечивается требуемая тепловая нагрузка потребителя при изменении электрической нагрузки газотурбинной установки.

Теплофикационная газотурбинная установка работает следующим образом. В период максимальных тепловых нагрузок воздух из атмосферы сжимается в компрессоре 1 и поступает в камеру сгорания 2, куда подают топливо. Из камеры сгорания газ направляется в газовую турбину 3, где совершается полезная работа, затем поступает в котел-утилизатор 5 с камерой дожигания 12. Теплота, отводимая от газа в котле-утилизаторе, используется для выработки пара, направляемого тепловому потребителю 6. Возвращаемый от потребителя конденсат питательным насосом 7 подается в котел-утилизатор. При увеличении тепловой нагрузки потребителя может быть включена камера дожигания путем подачи в нее топлива. В случае уменьшения тепловой нагрузки потребителя 6 избыточный пар котла-утилизатора 5 по паропроводу 11 и задвижку 13 подают на вход паровой турбины 8, вал которой с помощью эластичной гидромуфты 10 соединяется с валом компрессора 1. Выработка механической мощности паровой турбиной уменьшает мощность, затрачиваемую на привод компрессора от газовой турбины, что приводит к увеличению полезной электрической мощности ГТУ и КПД по выработке электроэнергии.

Теплофикационная газотурбинная установка, содержащая компрессор, соединенный последовательно с камерой сгорания, газовой турбиной и электрогенератором, к выхлопу газовой турбины подключен паровой котел-утилизатор, соединенный по пару с тепловым потребителем, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит паровую турбину с конденсатором, соединенную через эластичную гидромуфту с валом компрессора, при этом выход котла-утилизатора соединен с входом паровой турбины паропроводом, на входе в котел-утилизатор установлена камера дожигания.



 

Похожие патенты:

Устройство экономного производства электроэнергии и тепла состоит из котельной, воздушно-турбинного двигателя, радиаторов. Выход из заборника атмосферного воздуха (3) связан с входом в воздушно-газовый радиатор (4), выход из которого связан с входом в воздушный компрессор воздушно-турбинного двигателя (5), выход из которого связан с входом в воздушно-газовый радиатор (6), выход из которого связан с входом в воздушную турбину воздушно-турбинного двигателя (7), выход из которой связан с входом в поддувало котельной (1).

Система генерирования мощности с комбинированным циклом содержит паротурбинную систему, газотурбинную систему, включающую в себя компрессор, камеру сгорания и газовую турбину; парогенератор с регенерацией тепла, проточную линию.

Когенерационная газотурбинная энергетическая установка содержит компрессоры низкого и высокого давления, камеру сгорания, газовую турбину высокого давления и газовую турбину низкого давления, имеющие между собой газовую связь, теплофикационное устройство и основной электрический генератор, подсоединенный к газовой турбине высокого давления и используемый в качестве полезной нагрузки.

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка содержит газотурбинную установку, котел-утилизатор, паротурбинную установку, сбросный газоход, дымовую трубу, соединительные трубопроводы, внешний газоход, подключенные к внешнему газоходу горелочное устройство и пароперегреватель.

Аппарат для взаимодействия с воздухом или газом, способный выполнять функцию компрессора или детандера, содержит корпус, вал для передачи крутящего момента, ротор.

Изобретение относится к энергетике. Система генерации электроэнергии с комбинированным циклом, содержащая внешний байпасный контур управления запуском с регулирующим клапаном для паровой турбины, облегчающий работу энергетической установки при максимальном давлении.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и энергосбережения, предназначено для одновременной выработки электрической, тепловой энергий и низкотемпературного носителя.

Изобретение относится к процессу метанирования, в частности к рекуперации тепла в процессе, включающем реакцию метанирования и объединенном с процессом газификации угля.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для газоперекачивающих станций, включающих в себя газоперекачивающие агрегаты магистральных газопроводов.

Изобретение относится к газотранспортному оборудованию и может быть использовано при создании газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. .

Изобретение относится к энергетике. Парогазовая установка с пароприводным дозатором-компрессором газового топлива содержит газотурбинный двигатель с камерой сгорания и регулирующим клапаном по топливу, турбогенератор, энергетическую паровую турбину, установленную на валу турбогенератора, котел-утилизатор с паровыми контурами одного или более давлений, систему трубопроводов газа, пара и воды с регулирующей и запорной арматурой, причём установка также содержит компенсационную турбину, установленную на одном валу с приводной паровой турбиной и дозатором-компрессором в общем герметичном корпусе со стороны дозатора-компрессора. Изобретение позволяет упростить создание пароприводного дозатора-компрессора и наладку его работы в оптимальном режиме в широком диапазоне нагрузок газотурбинного двигателя, а также повысить показатели тепловой эффективности парогазовой установки. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики и двигателестроения и предназначено в качестве энергоустановки для генерации тепловой и электрической энергии. Установка содержит детонационную камеру бескислородного разложения ацетилена на газообразный водород и углерод в виде наночастиц, которая соединена с сепаратором для отделения углерода. В результате сгорания водорода в соответствующей детонационной камере образуется тепловая и кинетическая энергия струи пара для вращения турбины электрогенератора. Устройство может использоваться также в качестве анаэробной энергетической установки, производящей тепловую энергию, наночастицы углерода и водород для применения последнего в электрохимических генераторах. Использование изобретения позволяет полностью исключить выбросы углекислого газа в атмосферу при работе энергетической установки. 1 ил.

Способ эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции, содержащей компрессорную установку и турбинную установку, заключается в том, что полезную работу отбирает по меньшей мере одно устройство, имеющееся в станции, при котором производят топочные газы камерой сгорания, установленной перед турбинной установкой. Воду и/или пар впрыскивают путем теплообмена с потоком горячего газа после турбинной установки и/или в канале компрессора. Воду и/или пар направляют в газовый поток перед камерой сгорания и/или в камеру сгорания в таких количествах, чтобы по меньшей мере 80% кислорода, содержащегося в воздухе в данном потоке, потреблялось при сгорании в камере сгорания. Теплоноситель, используемый в нагревательном устройстве, нагревают теплотой, отобранной конденсатором топочного газа, расположенным в потоке топочного газа после турбинной установки. Поток топливного газа после турбинной установки дополняют топочными газами из дополнительной камеры сгорания. Кислород для сгорания для этой дополнительной камеры сгорания подают из увлажнителя входного воздуха. Воду и теплоту отбирают из потока топочного газа после конденсатора топочного газа с помощью дополнительного конденсатора, в результате чего поток топочного газа дополнительно осушают, а воду и теплоту, отобранную из этого потока, направляют в воздух, поступающий в компрессорную установку, посредством увлажнителя входного воздуха. Изобретение направлено на повышение эффективности эксплуатации газотурбинной комбинированной теплоэлектростанции. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу и устройству реформинга углеводородов. Способ включает сжигание расширенного выпуска из турбины и первого топлива внутри первой реформинг-установки, чтобы произвести отработавший газ. Углеводород реформируют в первой реформинг-установке, чтобы произвести реформированный углеводород. Тепло передается от отработавшего газа к первой среде. Холодильная установка приводится в действие посредством тепловой энергии от нагретой первой среды и охлаждает вторую среду. Тепло передается от одного или более окислителей к охлажденной второй среде, чтобы произвести охлажденные первый и второй окислители. Охлажденный первый окислитель и второе топливо вводят в газотурбинную установку, чтобы произвести расширенный отработавший газ из турбины и механическую энергию. Охлажденный второй окислитель сжимают в компрессоре, приводимом в действие посредством механической энергии. Сжатый второй окислитель и реформированный углеводород вводят во вторую реформинг-установку, чтобы произвести сингаз. Обеспечивается повышение производства сингаза и продуктов, изготовленных из него. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Топливная система (8) и способ её промывки для газопаротурбинной установки с интегрированной газификацией угля, включающей газовую турбину (1). Топливная система (8) подключена к камере (3) сгорания газовой турбины (1) и содержит устройство (10) для газификации природного топлива и газопровод (9), ответвляющийся от устройства (10) для газификации и соединенный с камерой (3) сгорания газовой турбины (1). В направлении, обратном потоку, выше камеры (3) сгорания в газопровод (9) встроено устройство (21) для насыщения топлива паром. Имеется промывочный трубопровод (42), встроенный в газопровод (9) между устройством (10) для газификации и устройством (21) для насыщения. Топливную систему (8) промывают посредством введения промывочной среды в газопровод (9) между устройством (10) газификации и устройством (21) для насыщения в направлении камеры (3) сгорания. Достигается повышение надёжности и снижение трудоёмкости промывки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Система для генерирования энергии содержит компрессор, теплообменник и ионопроницаемую мембрану. Компрессор выполнен с возможностью принимать поток воздуха для генерирования сжатого потока. Теплообменник выполнен с возможностью принимать сжатый поток и косвенно нагревать сжатый поток, используя теплоту от потока кислорода от ионопроницаемой мембраны, которая выполнена с возможностью принимать нагретый сжатый поток и при этом генерировать поток кислорода и не прошедший сквозь мембрану поток, причем не прошедший сквозь мембрану поток подают на горелку газовой турбины, а поток кислорода подают на теплообменник. Также представлен способ для генерирования энергии. Изобретение позволяет повысить КПД системы для генерирования энергии. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Способ нагружения паровой турбины, включающий: прием коэффициента нагружения турбины; прием текущей температуры отработанного пара паровой турбины; определение параметра скорости линейного изменения потока пара и параметра скорости линейного изменения температуры пара частично на основании коэффициента нагружения турбины и текущей температуры отработанного пара паровой турбины, при этом параметр скорости линейного изменения потока пара и параметр скорости линейного изменения температуры пара определяют частично на основании обратного соотношения между параметром скорости линейного изменения потока пара и параметром скорости линейного изменения температуры пара. Способ дополнительно включает управление потоком пара, поступающего к паровой турбине, на основании параметра скорости линейного изменения потока пара; или температурой пара, поступающего к паровой турбине, на основании параметра скорости линейного изменения температуры пара. Также представлено устройство для нагружения паровой турбины. Изобретение позволяет улучшить нагружение паровой турбины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх