RU2266414C2 - Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя - Google Patents
Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266414C2 RU2266414C2 RU2003115991/06A RU2003115991A RU2266414C2 RU 2266414 C2 RU2266414 C2 RU 2266414C2 RU 2003115991/06 A RU2003115991/06 A RU 2003115991/06A RU 2003115991 A RU2003115991 A RU 2003115991A RU 2266414 C2 RU2266414 C2 RU 2266414C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- circuit
- power
- recovery
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 23
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 26
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 12
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 7
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 3
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000011177 media preparation Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоэнергетической установке утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя. Теплоэнергетическая установка на основе газотурбинного двигателя, предназначенного для привода основного генератора или турбокомпрессора и получения горячих выхлопных газов, содержит теплопроизводящую систему, энергопроизводящую систему, и систему автоматизированного управления и регулирования работы. Теплопроизводящая система использует теплоту выхлопных газов и включает утилизационный контур, в состав которого входят водяной котел-утилизатор, насосная установка для циркуляции нагреваемой воды и трубная обвязка с арматурой. Теплопроизводящая система установки оснащена кожухотрубчатым теплообменником, обеспечивающим передачу вырабатываемой теплоты из утилизационного контура теплопроизводящей системы установки в теплофикационный контур теплопотребителя. Трубная обвязка оснащена приводной арматурой, обеспечивающей подачу горячей воды из котла-утилизатора как в теплофикационную сеть, так и в контур энергопроизводящей системы. Энергопроизводящая система состоит из замкнутого контура, оснащенного теплообменным, насосным, емкостным оборудованием и оборудованием для конденсации паров рабочей среды, запорной и регулирующей арматуры и утилизационной электрогенераторной установки с паротурбинным приводом. Замкнутый контур энергопроизводящей системы установки содержит многоступенчатую систему испарения низкокипящей углеводородной смеси горячей водой, устройство для предварительного подогрева конденсата, систему конденсации паров рабочей среды, а также устройство для отвода из контура низкокипящей рабочей среды несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси. Предварительный подогрев конденсата осуществляют горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода перед подачей их в систему конденсации. Система автоматизированного управления и регулирования работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем содержит средства, обеспечивающие эксплуатацию утилизационного контура теплопроизводящей системы в двух режимах - теплофикационном и энергопроизводящем. Изобретение позволяет повысить эффективность теплоэнергетической установки для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоэнергетической установке утилизации теплоты горячих выхлопных газов газотурбинных двигателей (ГТД) для производства тепла и электроэнергии.
Газотурбинные двигатели широко используются в качестве привода энергосиловых установок в различных отраслях промышленности, например в энергетике, на транспорте, в газовой и нефтяной промышленности. В случае их применения в газотурбинных установках простого рабочего цикла, которые широко используются, например на транспорте, выхлопные газы ГТД выбрасываются в окружающую среду. Однако, при температуре выхлопных газов 400-500°С, что характерно для современных конструкций ГТД, целесообразна утилизация теплоты выхлопных газов для ее последующего использования.
Известны способы утилизации теплоты выхлопных газов ГТД и конструкции приводных установок различного назначения на основе ГТД, в которых в выхлопной шахте двигателя установлен выхлопной котел-утилизатор для реализации теплофикационного цикла [1].
Недостатками такой схемы утилизации теплоты выхлопных газов является невозможность равномерной загрузки тепловой системы, из-за сезонной неравномерности потребления тепла, а также необходимость наличия разветвленной системы теплопотребления. Особые трудности реализации такой схемы возникают при эксплуатации теплоэнергетических установок в отдаленных малоосвоенных районах, где нет крупных потребителей вырабатываемой теплоты.
Известен способ утилизации теплоты выхлопных газов ГТД и конструкция теплоэнергетической установки на основе ГТД для привода генератора и получения горячих выхлопных газов [2], содержащая теплопроизводящую систему на основе утилизации теплоты выхлопных газов, включающую котел-утилизатор, и энергопроизводящую систему, включающую электрогенераторную установку с парогазовым приводом. Для такого способа и установки характерен бинарный рабочий цикл, при котором выработка электроэнергии осуществляется генераторами, приводимыми в действие газовой и паровой турбинами, причем выработка водяного пара осуществляется котлом-утилизатором, установленным в выхлопной шахте ГТД. При такой схеме энерготепловой установки для выработки теплоты, расходуемой на теплофикационные цели, необходимо осуществлять промежуточный отбор пара на турбине или применять паровую турбину с противодавлением для парового нагрева воды, используемой в теплофикационной сети, что усложняет и удорожает как конструкцию установки, так и ее эксплуатацию.
Наиболее близкими к заявляемому техническому решению по существенным признакам и поставленной технической задаче являются известные способ утилизации теплоты выхлопных газов ГТД и конструкция энергетической установки на основе ГТД [3] для привода основного генератора или турбокомпрессора и получения горячих выхлопных газов, содержащая теплопроизводящую систему на основе утилизации теплоты выхлопных газов, включающую водяной котел-утилизатор, насосную установку для циркуляции нагреваемой воды в теплопроизводящей системе, а также энергопроизводящую систему, состоящую из замкнутого контура, оснащенного теплообменным, насосным, емкостным оборудованием, а также оборудованием для конденсации паров рабочей среды, запорной и регулирующей арматуры, утилизационной электрогенераторной установки с паротурбинным приводом, системы автоматизированного управления и регулирования работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем. Данная установка также работает по бинарному рабочему циклу, при этом в качестве рабочей среды в замкнутом контуре применяется пентан или изобутан, а в качестве теплоносителя для испарения указанной рабочей среды может применяться вода, нагреваемая в котле-утилизаторе, размещенном на выхлопной шахте газотурбинного двигателя. Недостатком такого способа и конструкции установки для его осуществления является отсутствие возможности одновременной работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем в теплофикационном режиме и в режиме энергопроизводства. Кроме того, выработка пара при работе турбины энергопроизводящего контура обеспечивается специальной системой регулирования температуры выхлопных газов, что усложняет конструкцию установки в целом. Недостатком конструкции установки является также. отсутствие в системе управления и регулирования устройств, обеспечивающих взаимную увязку режимов работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем для обеспечения их наиболее эффективной работы. Еще одним недостатком указанной установки является использование воздушного теплообменника в качестве конденсатора пара низкокипящей рабочей среды в энергопроизводящем контуре, что ограничивает возможности ее эксплуатации в летний период года. Использование в качестве рабочей среды чистого пентана или изобутана в некоторых случаях, например, на компрессорных станциях, расположенных в отдаленных районах, связано с определенными неудобствами в обеспечении установок данными веществами в связи с проблемами, возникающими при организации их доставки и хранения непосредственно на месте их использования, что противоречит требованиям автономности эксплуатации. В ряде случаев, например, на компрессорных станциях нефтяной промышленности, более целесообразно углеводородную рабочую смесь получать путем переработки имеющегося конденсата в автономной установке на месте эксплуатации.
Таким образом, на основании изложенного выше, техническая задача, которую решает настоящее предполагаемое изобретение, состоит в создании более эффективной по сравнению с существующим уровнем техники конструкции теплоэнергетической установки для утилизации теплоты выхлопных газов ГТД, включающей работающий на воде утилизационный контур теплопроизводящей системы, который имеет двойное назначение, т.е. способен обеспечить подачу утилизируемой теплоты в теплофикационную сеть на заданных режимах, а также эффективную работу энергопроизводящей системы, в составе которой используется утилизационный паротурбинный модуль. При этом в зависимости от сезонных условий эксплуатации, обеспечивается возможность работы заявляемой теплоэнергетической установки или в режиме электростанции, или в когенерационном режиме, то есть появляется возможность одновременной выработки как горячей воды, так и электроэнергии.
Созданная в соответствии с предполагаемым изобретением теплоэнергетическая установка на основе газотурбинного двигателя (ГТД), предназначенного для привода основного генератора или турбокомпрессора и получения горячих выхлопных газов, обеспечивает решение поставленной технической задачи, направленной на повышение эффективности утилизации теплоты горячих выхлопных газов газотурбинного двигателя (ГТД), за счет обеспечения эффективной работы энергопроизводящей системы при одновременной подаче утилизируемой теплоты в теплофикационную сеть.
Созданная теплоэнергетическая установка, как и известные из состояния уровня техники, содержит:
- теплопроизводящую систему, использующую теплоту выхлопных газов, включающую утилизационный контур, в состав которого входят водяной котел-утилизатор, насосная установка для циркуляции нагреваемой воды, трубная обвязка с арматурой;
- энергопроизводящую систему, состоящую из замкнутого контура, оснащенного теплообменным, насосным, емкостным оборудованием и оборудованием для конденсации паров рабочей смеси, запорной и регулирующей арматуры, утилизационной электрогенераторной установки с паротурбинным приводом;
- систему автоматизированного управления и регулирования работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем, но в соответствии с настоящим предполагаемым изобретением:
Рабочей средой в энергопроизводящей системе является низкокипящая углеводородная смесь, например, продукт переработки нефтяного конденсата или нефти.
- теплопроизводящая система установки по предполагаемому изобретению снабжена кожухотрубчатым теплообменным аппаратом для передачи вырабатываемой теплоты из утилизационного контура теплопроизводящей системы установки через трубную обвязку в теплофикационный контур теплопотребителя, причем трубная обвязка оснащена приводной арматурой, обеспечивающей подачу горячей воды из котла-утилизатора как в теплофикационный контур, так и в контур энергопроизводящей системы;
- замкнутый контур энергопроизводящей системы установки содержит трехступенчатую систему испарения низкокипящей углеводородной смеси горячей водой; устройство, например теплообменник - рекуператор, для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паровой турбины, перед подачей их в систему конденсации; систему конденсации, включающую, например, водяной конденсатор паров рабочей среды, причем упомянутый выше теплообменник-рекуператор образует с водяным конденсатором системы конденсации паров рабочей среды единый модуль в составе энергопроизводящей системы, а также устройство для отвода из контура низкокипящей рабочей среды несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси;
- система управления и регулирования параметров теплоэнергетической установки содержит средства управления и регулирования, например датчики давления, температуры и расхода, включенные в систему управления и регулирования с помощью контроллеров, обеспечивающих эксплуатацию утилизационного контура теплопроизводящей системы в двух режимах - теплофикационном и энергопроизводящем, при этом реализация режимов выполняется, благодаря применению запорной и регулирующей арматуры, установленной на соответствующих трубопроводах, обеспечивающих подачу горячей воды из теплопроизводящей системы в систему испарения рабочей среды паротурбинного модуля и в кожухотрубчатый теплообменник для подогрева воды в теплофикационной сети за счет выработки сигналов, воздействующих на приводы арматуры, вышеуказанными датчиками; кроме того:
- для регулирования давления воды котел-утилизатор может быть оснащен регулятором давления, имеющим газовую и жидкостную полости, причем газовая полость соединена с трубопроводом подачи газа высокого давления, отбираемого от топливного трубопровода, а жидкостная полость соединена с контуром котла-утилизатора, при этом регулятор оснащен указателем уровня, по сигналам которого привод регулятора обеспечивает требуемое давление в газовой полости регулятора давления и, соответственно, в водяном контуре котла- утилизатора;
- система испарения низкокипящей углеводородной смеси выполнена трехступенчатой и включает первую ступень, оснащенную дополнительным подогревателем рабочей среды после теплообменника-рекуператора, вторую ступень, снабженную теплообменником - испарителем с указателем уровня жидкой фазы, а в составе третьей ступени имеется пароперегреватель, обеспечивающий рабочие параметры пара рабочей среды на входе в паротурбинный двигатель утилизационного электрогенератора;
- на выходе из пароперегревателя могут быть установлены датчики давления и температуры пара, сигналы которых обеспечивают регулирование давления и расхода горячей воды в контуре котла-утилизатора;
- для обеспечения надежной работы насосная установка, перекачивающая конденсат из системы конденсации, может быть снабжена устройством для накопления и разгазирования конденсата перед подачей его в теплообменник и регулируемого отвода несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси.
Существенные признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, необходимы и достаточны для решения поставленной технической задачи, состоящей в создании более эффективной, в сравнении с существующим уровнем техники, теплоэнергетической установки на основе ГТД, в которой работающий на воде утилизационный контур теплопроизводящей системы имеет двойное назначение, т.е. способен обеспечить заданную подачу утилизируемой теплоты в теплофикационную сеть, а также эффективную работу энергопроизводящей системы.
Теплопроизводящая система установки снабжена кожухотрубчатым теплообменным аппаратом, подключенным посредством трубной обвязки к теплопроизводящему контуру и обеспечивающим передачу вырабатываемой теплоты из утилизационного контура теплопроизводящей системы установки в теплофикационный контур теплопотребителя, причем трубная обвязка системы снабжена приводной арматурой, обеспечивающей подачу горячей воды из котла-утилизатора как в теплообменник (бойлер) теплофикационной сети, так и в контур энергопроизводящей системы, что может быть обусловлено как сезонными требованиями эксплуатации, так и региональными особенностями размещения теплоэнергетической установки. Такое конструктивное решение теплопроизводящей системы предопределяет ее двойное назначение, то есть обеспечивает подачу утилизированной теплоты в теплофикационную сеть и эффективную работу энергопроизводящей системы, что повышает эффективность теплоэнергетической установки в целом.
Конструктивная особенность установки, состоящая в том, что замкнутый контур ее энергопроизводящей системы содержит многоступенчатую, например трехступенчатую систему испарения низкокипящей углеводородной смеси горячей водой, теплообменник-рекуператор для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода перед подачей их в систему конденсации, водяной конденсатор паров рабочей среды, образующий с теплообменником-рекуператором единый модуль, который может быть снабжен устройством для накопления и разгазирования сконденсированной рабочей среды и отвода ее несконденсировавшихся компонентов, обеспечивает высокую эффективность подготовки рабочей среды и стабильность ее параметров на входе в паротурбинный двигатель, возможность регулирования параметров рабочей среды с учетом отбора части выработанной теплоты на нужды теплофикации.
Наличие устройства для накопления и разгазирования сконденсированной рабочей среды перед подачей ее в теплообменник-рекуператор и регулируемого отвода несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси повышает эффективность и надежность работы конденсатной насосной установки, поскольку наличие газа, растворенного в конденсате, ухудшает эксплуатационные характеристики насоса.
Выполнение первой ступени трехступенчатой системы испарения низкокипящей углеводородной смеси в виде дополнительного подогревателя рабочей среды после кожухотрубчатого теплообменника-рекуператора, снабжение второй ступени теплообменником - испарителем с указателем уровня жидкой фазы, а также наличие в третьей ступени системы испарения пароперегревателя, благодаря которому достигаются рабочие параметры пара рабочей среды на входе в паротурбинный привод утилизационного электрогенератора, обеспечивает эффективную работу системы испарения рабочей среды и требуемую глубину регулирования параметров пара перед турбиной с учетом отбора части теплоты на нужды теплофикации.
Конструктивное решение системы управления и регулирования параметров теплоэнергетической установки, характеризующееся тем, что в ее состав входят датчики давления, температуры и расхода, включенные в систему посредством контроллеров и обеспечивающие эксплуатацию утилизационного контура теплопроизводящей системы в двух режимах - теплофикационном и энергопроизводящем, дает возможность эксплуатировать установку в режиме энергопроизводства или когенерационном режиме, когда осуществляется выработка как теплоты, так и электроэнергии.
То, что для регулирования давления воды котел-утилизатор может быть оснащен регулятором давления, имеющим газовую и жидкостную полости, причем газовая полость соединена с трубопроводом подачи газа высокого давления, отбираемого от топливного трубопровода, а жидкостная полость соединена с трубным контуром котла-утилизатора, и регулятор при этом оснащен указателем уровня, по сигналам которого во время включении привода регулятора обеспечивается требуемое давление в газовой полости указанного регулятора давления и, соответственно, в водяном контуре котла-утилизатора, позволяет, при необходимости, изменять давление воды в трубном контуре котла-утилизатора, что целесообразно при изменении температурного режима испарителей рабочей среды в энергопроизводящей системе.
Размещение на выходе из пароперегревателя датчиков давления и температуры пара дает возможность по их сигналам обеспечивать регулирование давления и расхода горячей воды в контуре котла-утилизатора в соответствии с алгоритмом управления установкой при изменении режимов ее эксплуатации, а также регулирование расхода воды в системе испарения и кожухотрубчатом теплообменнике, обеспечивающем подогрев воды в теплофикационной сети.
Конструктивные особенности и работа установки могут быть проиллюстрированы на фиг.1, где представлена принципиальная схема теплоэнергетической установки по предполагаемому изобретению.
Ее основными элементами являются: теплопроизводящая система, включающая газотурбинный модуль 1 и утилизационный контур 2, обеспечивающий подачу тепла как в теплофикационную, так и в энергопроизводящую систему, включающую систему испарения 3 низкокипящей углеводородной смеси, состоящую из подогревателя 4, испарителя 5, пароперегревателя 6; паротурбинный модуль 7, в состав которого входит паровая турбина 8, редуктор 9, который устанавливается в тех случаях, когда частота вращения турбины выше частоты вращения электрогенератора 10.
Утилизационный контур теплопроизводящей системы включает также кожухотрубчатый теплообменник 11 и систему конденсации паров низкокипящей рабочей среды 12, состоящую из сборника конденсата 13, конденсатора 14 и контура охлаждающей воды, оснащенного градирней 15.
Кроме того, установка снабжена насосами: 16 для циркуляции воды в утилизационном контуре, подачи конденсата 17 и подачи охлаждающей воды 18, арматурой с пневмоприводами 19, 20, 21, 22, 23, 24 для управления газовыми и жидкостными потоками в трубных контурах, а также элементами автоматической системы управления 25, 26, 27, обеспечивающими согласование режимов работы паротурбинного модуля, а также теплопроизводящей системы и испарительного контура энергопроизводящей системы установки.
Основным элементом предлагаемой установки является газотурбинный модуль 1, на входе в воздухоприемный тракт которого установлен теплообменник типа «воздух-воздух» 28 для охлаждения импульсного воздуха, отбираемого от компрессора 29 высокого давления газогенератора ГТД.
Подача топливного газа в камеру сгорания 30 газогенератора осуществляется по линии, снабженной трубопроводом для отбора и подачи газа в газовую полость регулятора давления 31, жидкостная полость которого подключена к утилизационному контуру 2. Выхлопные газы после турбины 32 газогенератора и силовой турбины 33, которая через редуктор 34 приводит в действие генератор 35, поступают в выхлопную шахту, имеющую перепускную систему регулирования и расхода выхлопных газов, и в котел-утилизатор 36 для нагрева воды.
В зависимости от требований эксплуатации, горячая вода может циркулировать по двум контурам. При закрытой задвижке 21 и открытой задвижке 22 вода поступает в кожухотрубчатый теплообменник 37, обеспечивающий работу теплофикационной сети. При необходимости работы паротурбинного энергетического модуля (летний режим), вода из котла - утилизатора 36 через открытую задвижку 21 при закрытой задвижке 23 поступает в пароперегреватель 6, испаритель 5 и подогреватель 4 конденсата, а затем при открытом 3-ходовом кране 23 подается насосом 16 в котел-утилизатор 36.
Режимные параметры утилизационного контура 2 по давлению и температуре задаются параметрами теплофикационной сети или паротурбинного модуля 7 и устанавливаются по сигналам датчиков и командам контроллеров системы управления и регулирования 25, 26, 27.
Выходной патрубок паровой турбины 8 подключен к кожухотрубчатому теплообменнику 11 для предварительного подогрева конденсата, который подается на вход этого теплообменника из системы конденсации 12 после разгазирования в сборнике конденсата 13 насосной установкой 17. Сброс несконденсировавшихся газов на свечу из сборника конденсата 13 осуществляется через управляемую задвижку 38.
Настоящее изобретение может быть распространено не только на энергетические установки, но и на компрессорные агрегаты с газотурбинным приводом, работающие в составе компрессорных станций газовой и нефтяной промышленности. В этом случае, вместо генератора устанавливается турбокомпрессор для транспорта углеводородного газа.
Claims (6)
1. Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя (ГТД), предназначенного для привода основного генератора или турбокомпрессора и получения горячих выхлопных газов, содержащая теплопроизводящую систему, использующую теплоту выхлопных газов, включающую утилизационный контур, в состав которого входят водяной котел-утилизатор, насосная установка для циркуляции нагреваемой воды, трубная обвязка с арматурой, энергопроизводящую систему, состоящую из замкнутого контура, оснащенного теплообменным, насосным, емкостным оборудованием и оборудованием для конденсации паров рабочей среды, запорной и регулирующей арматуры, утилизационной электрогенераторной установки с паротурбинным приводом, систему автоматизированного управления и регулирования работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем, отличающаяся тем, что теплопроизводящая система установки оснащена кожухотрубчатым теплообменником, обеспечивающим передачу вырабатываемой теплоты из утилизационного контура теплопроизводящей системы установки в теплофикационный контур теплопотребителя, а трубная обвязка оснащена приводной арматурой, обеспечивающей подачу горячей воды из котла-утилизатора как в теплофикационную сеть, так и в контур энергопроизводящей системы, замкнутый контур энергопроизводящей системы установки содержит многоступенчатую систему испарения низкокипящей углеводородной смеси горячей водой, устройство для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода перед подачей их в систему конденсации, систему конденсации паров рабочей среды, а также устройство для отвода из контура низкокипящей рабочей среды несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси, система управления и регулирования параметров теплоэнергетической установки содержит средства, обеспечивающие эксплуатацию утилизационного контура теплопроизводящей системы в двух режимах: теплофикационном и энергопроизводящем.
2. Теплоэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что замкнутый контур энергопроизводящей системы содержит теплообменник-рекуператор для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода, причем данный теплообменник-рекуператор образует с водяным конденсатором системы конденсации паров рабочей среды единый модуль в составе энергопроизводящей системы.
3. Теплоэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что для регулирования давления воды котел-утилизатор оснащен регулятором давления, имеющим газовую и жидкостную полости, при этом газовая полость соединена с трубопроводом подачи газа высокого давления, отбираемого от топливного трубопровода, а жидкостная полость соединена с котлом-утилизатором, при этом регулятор оснащен указателем уровня, по сигналам которого привод регулятора обеспечивает требуемое давление в газовой полости регулятора давления и соответственно в водяном контуре котла-утилизатора.
4. Теплоэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что система испарения низкокипящей углеводородной смеси выполнена трехступенчатой, при этом первая ступень оснащена подогревателем рабочей среды, установленным после теплообменника-рекуператора, вторая ступень снабжена теплообменником-испарителем с указателем уровня жидкой фазы, а в составе третьей ступени имеется пароперегреватель, обеспечивающий рабочие параметры пара рабочей среды на входе в паротурбинный привод утилизационной электрогенераторной установки.
5. Теплоэнергетическая установка по п.4, отличающаяся тем, что на выходе из пароперегревателя установлены датчики давления и температуры пара, сигналы которых обеспечивают регулирование давления и расхода горячей воды в контуре котла-утилизатора.
6. Теплоэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что для обеспечения надежной работы насосная установка, перекачивающая конденсат из системы конденсации, снабжена устройствами для накопления и разгазирования конденсата перед подачей его в теплообменник, а также управляемого отвода несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115991/06A RU2266414C2 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115991/06A RU2266414C2 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003115991A RU2003115991A (ru) | 2004-11-20 |
| RU2266414C2 true RU2266414C2 (ru) | 2005-12-20 |
Family
ID=35869804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115991/06A RU2266414C2 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2266414C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638890C2 (ru) * | 2012-07-31 | 2017-12-18 | МАН Трак унд Бас Эстеррайх АГ | Способ регулирования системы утилизации тепла в транспортном средстве |
| US9903231B2 (en) | 2011-12-14 | 2018-02-27 | General Electric Company | System and method for warming up a steam turbine |
| CN112483203A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 热电联产调峰机组及其控制方法和装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1377420A1 (ru) * | 1985-07-24 | 1988-02-28 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Способ работы бинарной конденсационной электростанции |
| US4788824A (en) * | 1986-09-02 | 1988-12-06 | Spurr Charles A | Electrical power plant and method of producing electricity |
| DE3801605C1 (ru) * | 1987-11-27 | 1989-05-24 | Tch Thermo-Consulting-Heidelberg Gmbh, 6900 Heidelberg, De | |
| SU1483054A1 (ru) * | 1987-10-27 | 1989-05-30 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Способ работы бинарной электростанции |
| RU2133347C1 (ru) * | 1996-09-04 | 1999-07-20 | Научно-производственная корпорация "Сапфир" | Способ получения электроэнергии и ароматических углеводородов и устройство для его осуществления |
| RU2139430C1 (ru) * | 1998-04-07 | 1999-10-10 | Кубанский государственный технологический университет | Парогазовая энергетическая установка |
| UA39536A (ru) * | 2000-10-03 | 2001-06-15 | Григорій Миколайович Бабієв | Способ выработки электроэнергии на базе сбросовой теплоты ГАЗОТУРБИННЫХ приводов компрессорного цеха магистрального газопровода и устройство для его реализации |
| RU2171385C2 (ru) * | 1994-06-14 | 2001-07-27 | Ормат Индастриз Лтд | Газотурбинная система с циклом рекуперации теплоты и способ ее использования |
| RU2190104C1 (ru) * | 2001-08-24 | 2002-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Энергетическая установка |
-
2003
- 2003-05-28 RU RU2003115991/06A patent/RU2266414C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1377420A1 (ru) * | 1985-07-24 | 1988-02-28 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Способ работы бинарной конденсационной электростанции |
| US4788824A (en) * | 1986-09-02 | 1988-12-06 | Spurr Charles A | Electrical power plant and method of producing electricity |
| SU1483054A1 (ru) * | 1987-10-27 | 1989-05-30 | Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "Внипиэнергопром" | Способ работы бинарной электростанции |
| DE3801605C1 (ru) * | 1987-11-27 | 1989-05-24 | Tch Thermo-Consulting-Heidelberg Gmbh, 6900 Heidelberg, De | |
| RU2171385C2 (ru) * | 1994-06-14 | 2001-07-27 | Ормат Индастриз Лтд | Газотурбинная система с циклом рекуперации теплоты и способ ее использования |
| RU2133347C1 (ru) * | 1996-09-04 | 1999-07-20 | Научно-производственная корпорация "Сапфир" | Способ получения электроэнергии и ароматических углеводородов и устройство для его осуществления |
| RU2139430C1 (ru) * | 1998-04-07 | 1999-10-10 | Кубанский государственный технологический университет | Парогазовая энергетическая установка |
| UA39536A (ru) * | 2000-10-03 | 2001-06-15 | Григорій Миколайович Бабієв | Способ выработки электроэнергии на базе сбросовой теплоты ГАЗОТУРБИННЫХ приводов компрессорного цеха магистрального газопровода и устройство для его реализации |
| RU2190104C1 (ru) * | 2001-08-24 | 2002-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Энергетическая установка |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9903231B2 (en) | 2011-12-14 | 2018-02-27 | General Electric Company | System and method for warming up a steam turbine |
| RU2638890C2 (ru) * | 2012-07-31 | 2017-12-18 | МАН Трак унд Бас Эстеррайх АГ | Способ регулирования системы утилизации тепла в транспортном средстве |
| CN112483203A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 热电联产调峰机组及其控制方法和装置 |
| CN112483203B (zh) * | 2019-09-11 | 2022-09-13 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 热电联产调峰机组及其控制方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2215165C2 (ru) | Способ регенерации тепла выхлопных газов в преобразователе органической энергии с помощью промежуточного жидкостного цикла (варианты) и система регенерации тепла выхлопных газов | |
| US8590307B2 (en) | Auto optimizing control system for organic rankine cycle plants | |
| RU2171385C2 (ru) | Газотурбинная система с циклом рекуперации теплоты и способ ее использования | |
| EP2185872B1 (en) | Method and apparatus for starting a refrigerant system without preheating the oil | |
| US9879885B2 (en) | Cooling water supply system and binary cycle power plant including same | |
| KR101660923B1 (ko) | 증기 터빈 플랜트 | |
| WO2011068880A2 (en) | Utilizing steam and/or hot water generated using solar energy | |
| US20170275190A1 (en) | System using heat energy to produce power and pure water | |
| US11300010B2 (en) | Cooling equipment, combined cycle plant comprising same, and cooling method | |
| WO2017191505A4 (en) | Method and apparatus for increasing the efficiency of the cogeneration power plant by the heat pump principle utilization for increasing the coolant inlet temperature | |
| JPH09502233A (ja) | 地熱／化石燃料併用発電プラント | |
| KR20210104067A (ko) | 열 펌프 장치 및 열 펌프 장치를 포함하는 지역 난방 네트워크 | |
| CN112762637A (zh) | 一种利用辅助蒸汽驱动的吸收式热泵余热回收装置及方法 | |
| CN104564195A (zh) | 内燃机余热综合利用系统 | |
| RU2266414C2 (ru) | Теплоэнергетическая установка для утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя | |
| JP5511429B2 (ja) | 熱利用システム | |
| CN214660395U (zh) | 一种多级闪蒸余热发电系统 | |
| KR101531931B1 (ko) | 복합 화력 발전 시스템 | |
| RU2745182C1 (ru) | Парогазовая установка на сжиженном природном газе | |
| CN116972377B (zh) | 热电联产系统及其运行方法 | |
| RU2003115991A (ru) | Способ утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя и теплоэнергетическая установка для его осуществления | |
| RU2745470C1 (ru) | Теплофикационная парогазовая установка | |
| UA73207C2 (en) | Method for utilization of heat of exhaust gases of gas-turbine engine and heat-power unit for its implementation | |
| RU89621U1 (ru) | Маневренная газотурбинная теплоэлектроцентраль | |
| RU2285132C1 (ru) | Тепловая электростанция |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090529 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190529 |