RU2830784C1

RU2830784C1 - Combined cycle plant of power plant with parallel operation scheme

Info

Publication number: RU2830784C1
Application number: RU2024116842A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Кудинов; Светлана Камиловна Зиганшина; Евгений Анатольевич Кудинов
Filing date: 2024-06-19
Publication date: 2024-11-25

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used at thermal power plants. Proposed is a combined cycle plant of a power plant with a parallel operation scheme, comprising a gas turbine plant consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for removing the gases of the gas turbine plant, heat recovery boiler, electric feed pump, supercharged power boiler, main steam line, steam turbine plant consisting of a steam turbine with a condenser, a condensate pump, a deaerator and a feed pump, electric generator, mixing chamber installed in exhaust gas duct of gas turbine plant in waste heat boiler, bypass gas duct connecting gas path of supercharged power boiler with mixing chamber, control element installed in bypass gas duct in front of mixing chamber, at that, the combined cycle plant of the power plant with a parallel operation scheme is additionally equipped with a flow rate controller of combustion products directed through the bypass gas duct into the mixing chamber from the gas path operating under supercharging of the power boiler, which is connected to the temperature sensor of the steam generated in the waste heat boiler, with temperature sensor of steam superheated in power boiler and control element installed in bypass gas duct before mixing chamber.

EFFECT: increasing the efficiency of a combined cycle power plant with a parallel operation scheme.

1 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to energy and can be used in thermal power plants.

Уровень техникиState of the art

Известен аналог - парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы (см. патент РФ № 2756880, Б.И. № 28, 2021), содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел–утилизатор, питательный электронасос, работающий под наддувом энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, камеру смешения, установленную в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор, байпасный газоход, соединяющий газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, регулирующий орган, установленный в байпасном газоходе перед камерой смешения. Данный аналог принят за прототип.An analogue is known - a combined-cycle power plant with a parallel operation scheme (see Russian Federation Patent No. 2756880, B.I. No. 28, 2021), containing a gas turbine plant consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for removing gases from the gas turbine plant, a waste heat boiler, a feed electric pump, a power boiler operating under pressure, a main steam line, a steam turbine plant consisting of a steam turbine with a condenser, a condensate pump, a deaerator and a feed pump, an electric generator, a mixing chamber installed in the exhaust gas duct for removing gases from the gas turbine plant into the waste heat boiler, a bypass gas duct connecting the gas path of the power boiler operating under pressure with the mixing chamber, a control element installed in the bypass the flue gas duct before the mixing chamber. This analogue is taken as a prototype.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известной парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы, принятой за прототип, относится то, что не осуществляется непрерывное регулирование и поддерживание на заданном уровне в соответствии с температурой перегретого в энергетическом котле водяного пара температуры генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара, направляемого в паровую турбину. Для стабильной работы паровой турбины парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы температура перегретого водяного пара, направляемого в паровую турбину, должна быть неизменной на всех режимах ее работы. Поэтому температура генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара должна быть равна температуре перегретого водяного пара, направляемого в паровую турбину из энергетического котла. В процессе работы мощность газотурбинной установки может изменяться, при этом будет изменяться расход отработавших в газовой турбине газов, отводимых в камеру смешения. В этом случае температура и расход водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе, также будут изменяться, так как расход продуктов сгорания, направляемых по байпасному газоходу в камеру смешения из газового тракта энергетического котла, по температуре генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара не регулируется. Так, при уменьшении мощности газотурбинной установки расход отработавших в газовой турбине газов, направляемых по выхлопному газоходу в камеру смешения и в котел-утилизатор, будет понижаться, а при увеличении мощности газотурбинной установки – наоборот повышаться. И в первом, и во втором случае температура генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара не будет равняться температуре водяного пара, направляемого в паровую турбину из энергетического котла.The reason preventing the achievement of the technical result specified below when using the known combined-cycle power plant with a parallel operation scheme adopted as a prototype is that the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler and sent to the steam turbine is not continuously regulated and maintained at a given level in accordance with the temperature of the superheated water vapor in the power boiler. For stable operation of the steam turbine of the combined-cycle power plant with a parallel operation scheme, the temperature of the superheated water vapor sent to the steam turbine must be constant in all modes of its operation. Therefore, the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler must be equal to the temperature of the superheated water vapor sent to the steam turbine from the power boiler. During operation, the capacity of the gas turbine plant may change, and the flow rate of the exhaust gases in the gas turbine, discharged into the mixing chamber, will change. In this case, the temperature and flow rate of water vapor generated in the waste heat boiler will also change, since the flow rate of combustion products sent through the bypass flue to the mixing chamber from the gas path of the power boiler is not regulated by the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler. Thus, when the power of the gas turbine unit decreases, the flow rate of exhaust gases in the gas turbine sent through the exhaust flue to the mixing chamber and to the waste heat boiler will decrease, and when the power of the gas turbine unit increases, it will increase. In both cases, the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler will not be equal to the temperature of the water vapor sent to the steam turbine from the power boiler.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Для повышения эффективности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы целесообразно осуществлять автоматическое регулирование и поддерживать на всех режимах работы газотурбинной установки и работающего под наддувом энергетического котла температуру генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара, равной температуре перегретого водяного пара, направляемого в паровую турбину из энергетического котла. Для этого предлагается в парогазовой установке электростанции с параллельной схемой работы установить регулятор расхода продуктов сгорания, направляемых по байпасному газоходу в камеру смешения из газового тракта энергетического котла, связанный с датчиком температуры генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара, с датчиком температуры перегретого в энергетическом котле водяного пара и регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения. Таким образом, в процессе работы парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы будет осуществляться непрерывный контроль и поддерживаться на заданном уровне в соответствии с мощностью газотурбинной установки и работающего под наддувом энергетического котла температура генерируемого в котле-утилизаторе перегретого водяного пара, что обусловливает повышение эффективности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.In order to increase the efficiency of the combined-cycle plant of the power plant with a parallel operation scheme, it is advisable to implement automatic regulation and maintain in all operating modes of the gas turbine plant and the power boiler operating under boost the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler equal to the temperature of the superheated water vapor sent to the steam turbine from the power boiler. For this purpose, it is proposed to install in the combined-cycle plant of the power plant with a parallel operation scheme a regulator of the flow rate of combustion products sent through the bypass flue to the mixing chamber from the gas path of the power boiler, connected to the temperature sensor of the water vapor generated in the waste heat boiler, with the temperature sensor of the water vapor superheated in the power boiler and the regulating element installed in the bypass flue before the mixing chamber. Thus, during the operation of the combined-cycle power plant of the power plant with a parallel operation scheme, continuous monitoring will be carried out and the temperature of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler will be maintained at a given level in accordance with the capacity of the gas turbine plant and the power boiler operating under boost, which will lead to an increase in the efficiency of the combined-cycle power plant of the power plant with a parallel operation scheme.

Технический результат – повышение эффективности парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы.The technical result is an increase in the efficiency of a combined-cycle power plant with a parallel operation scheme.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы, содержащая газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора, камеры сгорания, газовой турбины, электрогенератора и выхлопного газохода отвода газов газотурбинной установки, котел–утилизатор, питательный электронасос, работающий под наддувом энергетический котел, главный паропровод, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины с конденсатором, конденсатного насоса, деаэратора и питательного насоса, электрический генератор, камеру смешения, установленную в выхлопном газоходе отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор, байпасный газоход, соединяющий газовый тракт работающего под наддувом энергетического котла с камерой смешения, регулирующий орган, установленный в байпасном газоходе перед камерой смешения, особенность парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы заключается в том, что парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы дополнительно снабжена регулятором расхода продуктов сгорания, направляемых по байпасному газоходу в камеру смешения из газового тракта работающего под наддувом энергетического котла, связанным с датчиком температуры генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара, с датчиком температуры перегретого в энергетическом котле водяного пара и регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved in that the known combined-cycle power plant of a power plant with a parallel operation scheme, comprising a gas turbine plant consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for removing gases from the gas turbine plant, a waste heat boiler, a feed electric pump, a power boiler operating under pressure, a main steam pipeline, a steam turbine plant consisting of a steam turbine with a condenser, a condensate pump, a deaerator and a feed pump, an electric generator, a mixing chamber installed in the exhaust gas duct for removing gases from the gas turbine plant into the waste heat boiler, a bypass gas duct connecting the gas path of the power boiler operating under pressure with the mixing chamber, a regulating element installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber, the special feature of the combined-cycle power plant of a power plant with a parallel operation scheme is that, that the combined cycle gas turbine unit of the power plant with a parallel operation scheme is additionally equipped with a regulator of the flow rate of combustion products directed through a bypass gas duct into the mixing chamber from the gas path of the power boiler operating under pressure, connected to a temperature sensor of the water vapor generated in the waste heat boiler, to a temperature sensor of the water vapor superheated in the power boiler and a regulating element installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 представлена парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы.Fig. 1 shows a combined cycle power plant with a parallel operating scheme.

Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работы содержит газотурбинную установку, состоящую из турбокомпрессора 1, камеры сгорания 2, газовой турбины 3 и электрогенератора 4, камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7, регулирующий орган 8, установленный в байпасном газоходе 9, соединяющем камеру смешения 5 с энергетическим котлом 10, работающим под наддувом, главный паропровод 11, паротурбинную установку, состоящую из паровой турбины 12 с конденсатором 13, конденсатного насоса 14, деаэратора 15 и питательного насоса 16, электрический генератор 17, питательный электронасос 18, дымовую трубу 19, регулятор 20 расхода продуктов сгорания, направляемых из газового тракта энергетического котла 10 по байпасному газоходу 9 в камеру смешения 5, связанный с датчиком 21 температуры генерируемого в котле-утилизаторе 7 водяного пара, датчиком 22 температуры перегретого в основном пароперегревателе энергетического котла 10 водяного пара и регулирующим органом 8, установленным в байпасном газоходе 9 перед камерой смешения 5.The combined cycle gas turbine power plant with a parallel operation scheme comprises a gas turbine plant consisting of a turbo compressor 1, a combustion chamber 2, a gas turbine 3 and an electric generator 4, a mixing chamber 5 installed in an exhaust gas duct 6 for removing gases from the gas turbine plant into a waste heat boiler 7, a regulating element 8 installed in a bypass gas duct 9 connecting the mixing chamber 5 with a power boiler 10 operating under boost, a main steam pipeline 11, a steam turbine plant consisting of a steam turbine 12 with a condenser 13, a condensate pump 14, a deaerator 15 and a feed pump 16, an electric generator 17, a feed electric pump 18, a smoke stack 19, a regulator 20 for the flow rate of combustion products directed from the gas path of the power boiler 10 through a bypass flue gas duct 9 into mixing chamber 5, connected to sensor 21 of temperature of water vapor generated in waste heat boiler 7, sensor 22 of temperature of water vapor superheated in the main superheater of power boiler 10 and control element 8 installed in bypass flue gas duct 9 in front of mixing chamber 5.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Парогазовая установка электростанции с параллельной схемой работает следующим образом.The combined cycle power plant with a parallel circuit operates as follows.

В турбокомпрессор 1 газотурбинной установки подают атмосферный воздух, где он сжимается до требуемого давления, сжатый в турбокомпрессоре 1 воздух разделяют на первичный и вторичный. В камеру сгорания 2 газотурбинной установки подают органическое топливо и сжатый в турбокомпрессоре 1 первичный воздух. В камере сгорания 2 осуществляется процесс горения органического топлива с образованием нагретых до высокой температуры продуктов сгорания. Продукты сгорания органического топлива смешивают с вторичным воздухом, образовавшиеся газы направляют в газовую турбину 3. В газовой турбине 3 осуществляется процесс расширения газов и совершается работа газотурбинного цикла, затрачиваемая на привод турбокомпрессора 1 и электрогенератора 4.Atmospheric air is supplied to turbocharger 1 of the gas turbine unit, where it is compressed to the required pressure, the air compressed in turbocharger 1 is divided into primary and secondary air. Organic fuel and primary air compressed in turbocharger 1 are supplied to combustion chamber 2 of the gas turbine unit. In combustion chamber 2, the process of combustion of organic fuel occurs with the formation of combustion products heated to a high temperature. The combustion products of organic fuel are mixed with secondary air, the resulting gases are directed to gas turbine 3. In gas turbine 3, the process of gas expansion occurs and the work of the gas turbine cycle is performed, spent on driving turbocharger 1 and electric generator 4.

Отработавшие в газовой турбине 3 газы при температуре 450–550°С подают в камеру смешения 5, установленную в выхлопном газоходе 6 отвода газов газотурбинной установки в котел-утилизатор 7. Одновременно в камеру смешения 5, по байпасному газоходу 9 поступают продукты сгорания при температуре 700–750°С из газового тракта энергетического котла 10, работающего под наддувом. В камере смешения 5 осуществляется смешивание продуктов сгорания энергетического котла 10, имеющих более высокую температуру, с газами, отработавшими в газотурбинной установке и имеющими пониженную температуру. После смешивания температура суммарного потока газов, поступающего в котел-утилизатор 7, повысится до 585–625°С, что позволит в котле-утилизаторе 7 генерировать перегретый водяной пар такой же температуры (560–600°С), как и в энергетическом котле 10. Давление перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе 7 создается питательным электронасосом 18.The exhaust gases from the gas turbine 3 at a temperature of 450–550°C are fed into the mixing chamber 5 installed in the exhaust gas duct 6 of the gas turbine unit into the waste heat boiler 7. At the same time, combustion products at a temperature of 700–750°C from the gas path of the power boiler 10 operating under boost are fed into the mixing chamber 5 through the bypass gas duct 9. In the mixing chamber 5, the combustion products of the power boiler 10, which have a higher temperature, are mixed with the gases exhausted in the gas turbine unit and have a lower temperature. After mixing, the temperature of the total gas flow entering the waste heat boiler 7 will increase to 585–625°C, which will allow the waste heat boiler 7 to generate superheated water vapor of the same temperature (560–600°C) as in the power boiler 10. The pressure of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler 7 is created by the feed electric pump 18.

Поток перегретого водяного пара высоких или сверхкритических параметров из котла-утилизатора 7 подают в главный паропровод 11, смешивают с потоком водяного пара высоких или сверхкритических параметров, генерируемого в энергетическом котле 10, суммарный поток водяного пара направляют в цилиндр высокого давления паровой турбины 12 конденсационного типа.The flow of superheated water vapor of high or supercritical parameters from the waste heat boiler 7 is fed into the main steam pipeline 11, mixed with the flow of water vapor of high or supercritical parameters generated in the power boiler 10, the total flow of water vapor is directed into the high-pressure cylinder of the steam turbine 12 of the condensing type.

В цилиндре высокого давления паровой турбины 12 конденсационного типа осуществляется процесс расширения суммарного потока водяного пара, после чего отработавший водяной пар с пониженными значениями температуры и давления подают в расположенный в энергетическом котле 10 промежуточный пароперегреватель (ПП). В промежуточном пароперегревателе водяной пар вторично перегревают до заданной температуры. Затем вторично перегретый водяной пар направляют последовательно в цилиндр среднего и в цилиндр низкого давления паровой турбины 12 конденсационного типа, где осуществляется процесс расширения водяного пара и совершается полезная работа паросилового цикла, затрачиваемая на привод электрического генератора 17. Отработавший в паровой турбине 12 конденсационного типа водяной пар подают в конденсатор 13, в котором осуществляют процесс конденсации водяного пара за счет подачи в конденсатор 13 циркуляционной воды. Образовавшийся в конденсаторе 13 конденсат конденсатным насосом 14 направляют в деаэратор 15. Из деаэратора 15 вода питательным насосом 16 подается в греющий тракт энергетического котла 10, а питательным электронасосом 18 в греющий тракт котла-утилизатора 7. Отработавшие в энергетическом котле 10 и в котле-утилизаторе 7 газы отводятся в атмосферу через дымовую трубу 19.In the high-pressure cylinder of the steam turbine 12 of the condensation type, the process of expansion of the total flow of water vapor is carried out, after which the spent water vapor with reduced values of temperature and pressure is fed to the intermediate steam superheater (ISH) located in the power boiler 10. In the intermediate steam superheater, the water vapor is reheated to a specified temperature. Then the reheated water vapor is sent successively to the medium-pressure cylinder and to the low-pressure cylinder of the steam turbine 12 of the condensation type, where the process of expansion of water vapor is carried out and useful work of the steam power cycle is performed, spent on driving the electric generator 17. The spent water vapor in the steam turbine 12 of the condensation type is fed to the condenser 13, in which the process of condensation of water vapor is carried out due to the supply of circulating water to the condenser 13. The condensate formed in the condenser 13 is directed by the condensate pump 14 to the deaerator 15. From the deaerator 15, the water is fed by the feed pump 16 to the heating path of the power boiler 10, and by the feed electric pump 18 to the heating path of the waste heat boiler 7. The gases exhausted in the power boiler 10 and in the waste heat boiler 7 are discharged into the atmosphere through the chimney 19.

Температуру генерируемого в котле-утилизаторе 7 водяного пара поддерживают на заданном уровне, равной температуре перегретого в основном пароперегревателе (ПЕ) работающего под наддувом энергетического котла 10 водяного пара, направляемого в паровую турбину 12 конденсационного типа. В процессе работы парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы осуществляется непрерывное измерение температуры перегретого в основном пароперегревателе энергетического котла 10 водяного пара датчиком 22. Сигнал от датчика 22 температуры перегретого в основном пароперегревателе энергетического котла 10 водяного пара поступает на вход регулятора 20 расхода продуктов сгорания, направляемых из газового тракта энергетического котла 10 в камеру смешения 5. Одновременно на вход регулятора 20 расхода продуктов сгорания поступает сигнал от датчика 21 температуры генерируемого в котле-утилизаторе 7 водяного пара. Регулятор 20 расхода продуктов сгорания имеет один выход, который соединен с регулирующим органом 8, установленным в байпасном газоходе 9 перед камерой смешения 5. При возникновении ситуации, когда температура генерируемого в котле-утилизаторе 7 водяного пара отклоняется от заданного первоначального значения, равного температуре перегретого в основном пароперегревателе энергетического котла 10 водяного пара, непрерывное измерение которой осуществляется датчиком 22, то по сигналу от датчика 21 регулятором 20 вырабатывается командный сигнал на изменение расхода продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из энергетического котла 10 в камеру смешения 5. Изменением расхода продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из энергетического котла 10 в камеру смешения 5, достигается требуемое значение температуры перегретого водяного пара, генерируемого в котле-утилизаторе 7, значение которой непрерывно измеряется датчиком 21. The temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler 7 is maintained at a given level equal to the temperature of the superheated water vapor in the main superheater (SH) of the pressurized power boiler 10, sent to the condensing steam turbine 12. During the operation of the combined cycle power plant with a parallel operation scheme, the temperature of the superheated water vapor in the main superheater of the power boiler 10 is continuously measured by the sensor 22. The signal from the sensor 22 of the temperature of the superheated water vapor in the main superheater of the power boiler 10 is fed to the input of the controller 20 of the flow rate of combustion products sent from the gas path of the power boiler 10 to the mixing chamber 5. At the same time, a signal from the sensor 21 of the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler 7 is fed to the input of the controller 20 of the flow rate of combustion products. The combustion product flow controller 20 has one output which is connected to the regulating element 8 installed in the bypass flue duct 9 in front of the mixing chamber 5. When a situation arises where the temperature of the water vapor generated in the waste heat boiler 7 deviates from the set initial value equal to the temperature of the superheated water vapor in the main superheater of the power boiler 10, the continuous measurement of which is carried out by the sensor 22, then, based on the signal from the sensor 21, the controller 20 generates a command signal to change the flow rate of the combustion products supplied through the bypass flue duct 9 from the power boiler 10 to the mixing chamber 5. By changing the flow rate of the combustion products supplied through the bypass flue duct 9 from the power boiler 10 to the mixing chamber 5, the required value of the temperature of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler 7 is achieved, the value of which is continuously measured by sensor 21.

Вначале, когда энергетический котел 10 и газотурбинная установка работают на номинальных режимах в камеру смешения 5 поступает заданное количество продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из газового тракта энергетического котла 10, при температуре 700–750°С и отработавших в газовой турбине 3 газов при температуре 450–550°С. В этом случае в котле-утилизаторе 7 будет генерироваться перегретый водяной пар при температуре перегрева 560–600°С, как и в энергетическом котле 10. Требуемое значение температуры перегрева 560–600°С генерируемого в котле-утилизаторе 7 водяного пара непрерывно измеряется датчиком 21.Initially, when the power boiler 10 and the gas turbine unit operate in nominal modes, a specified amount of combustion products supplied through the bypass gas duct 9 from the gas path of the power boiler 10 enters the mixing chamber 5 at a temperature of 700–750°C and exhaust gases in the gas turbine 3 at a temperature of 450–550°C. In this case, superheated water vapor will be generated in the waste heat boiler 7 at a superheat temperature of 560–600°C, as in the power boiler 10. The required value of the superheat temperature of 560–600°C of the water vapor generated in the waste heat boiler 7 is continuously measured by the sensor 21.

При понижении нагрузки газотурбинной установки расход отработавших в газовой турбине 3 газов, поступающих в камеру смешения 5 снизится. В этом случае температура газов, поступающих в котел-утилизатор 7 из камеры смешения 5 снизится, так как расход продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из газового тракта энергетического котла 10 при температуре 700–750°С, остается неизменным. При возникновении ситуации, когда нагрузка энергетического котла 10 станет ниже номинальной, расход продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из газового тракта энергетического котла 10, уменьшится, что приведет к снижению температуры газов, направляемых из камеры смешения 5 в котел-утилизатор 7, и в нем будет генерироваться перегретый водяной пар пониженной температуры, значение которой непрерывно измеряется датчиком 21. Температура перегретого водяного пара, направляемого при температуре 560–600°С, в цилиндр высокого давления паровой турбины 12 конденсационного типа из энергетического котла 10 остается постоянной на всех режимах его работы.When the load of the gas turbine unit decreases, the flow rate of exhaust gases in the gas turbine 3 entering the mixing chamber 5 will decrease. In this case, the temperature of the gases entering the waste heat boiler 7 from the mixing chamber 5 will decrease, since the flow rate of combustion products supplied through the bypass gas duct 9 from the gas path of the power boiler 10 at a temperature of 700–750°C remains unchanged. When a situation arises where the load of the power boiler 10 becomes lower than the nominal one, the consumption of combustion products supplied through the bypass flue 9 from the gas path of the power boiler 10 will decrease, which will lead to a decrease in the temperature of the gases directed from the mixing chamber 5 to the waste heat boiler 7, and superheated water vapor of a lower temperature will be generated in it, the value of which is continuously measured by the sensor 21. The temperature of the superheated water vapor directed at a temperature of 560–600°C to the high-pressure cylinder of the steam turbine 12 of the condensing type from the power boiler 10 remains constant in all modes of its operation.

В обоих этих случаях по сигналу от датчика 21 регулятором 20 вырабатывается командный сигнал на увеличение расхода продуктов сгорания, подаваемых по байпасному газоходу 9 из газового тракта энергетического котла 10. Командный сигнал, вырабатываемый регулятором 20 на увеличение расхода продуктов сгорания, воздействует на регулирующий орган 8, которым осуществляется увеличение расхода продуктов сгорания, подаваемых в камеру смешения 5. Этим добиваются требуемого значения температуры генерируемого в котле-утилизаторе 7 перегретого водяного пара, значение которой непрерывно измеряется датчиком 21. In both of these cases, based on the signal from the sensor 21, the controller 20 generates a command signal to increase the flow rate of combustion products supplied through the bypass flue duct 9 from the gas path of the power boiler 10. The command signal generated by the controller 20 to increase the flow rate of combustion products acts on the regulating element 8, which increases the flow rate of combustion products supplied to the mixing chamber 5. This achieves the required temperature value of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler 7, the value of which is continuously measured by the sensor 21.

Таким образом, снабжение парогазовой установки электростанции с параллельной схемой работы регулятором расхода продуктов сгорания, направляемых по байпасному газоходу в камеру смешения из газового тракта энергетического котла, связанным с датчиком температуры генерируемого в котле-утилизаторе водяного пара, с датчиком температуры перегретого в энергетическом котле водяного пара и регулирующим органом, установленным в байпасном газоходе перед камерой смешения, позволяет осуществлять непрерывный контроль и поддерживать на заданном уровне в соответствии с мощностью газотурбинной установки и энергетического котла температуру генерируемого в котле-утилизаторе перегретого водяного пара.Thus, supplying the combined cycle power plant with a parallel operation scheme with a combustion product flow controller directed through a bypass flue gas duct into the mixing chamber from the gas path of the power boiler, connected to a temperature sensor for the water vapor generated in the waste heat boiler, with a temperature sensor for the water vapor superheated in the power boiler and a regulating element installed in the bypass flue gas duct before the mixing chamber, allows for continuous monitoring and maintaining the temperature of the superheated water vapor generated in the waste heat boiler at a given level in accordance with the capacity of the gas turbine plant and the power boiler.

Claims

A combined-cycle power plant with a parallel operation scheme, comprising a gas turbine plant consisting of a turbocompressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator and an exhaust gas duct for discharging gases from the gas turbine plant, a waste heat boiler, a feed electric pump, a power boiler operating under pressure, a main steam pipeline, a steam turbine plant consisting of a steam turbine with a condenser, a condensate pump, a deaerator and a feed pump, an electric generator, a mixing chamber installed in the exhaust gas duct for discharging gases from the gas turbine plant to the waste heat boiler, a bypass gas duct connecting the gas path of the power boiler operating under pressure with the mixing chamber, a regulating element installed in the bypass gas duct in front of the mixing chamber, characterized in that the combined-cycle power plant with a parallel operation scheme is additionally equipped with a regulator of the flow rate of combustion products directed along a bypass flue gas duct into the mixing chamber from the gas path of a power boiler operating under pressure, connected to a temperature sensor for the water vapor generated in the waste heat boiler, to a temperature sensor for the water vapor superheated in the power boiler and a control element installed in the bypass flue gas duct in front of the mixing chamber.