RU1813884C

RU1813884C - Power plant

Info

Publication number: RU1813884C
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Никитович Гринченко; Михаил Павлович Кулик
Original assignee: Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1993-05-07

Abstract

Использование: в теплоэнергетике, в частности в энергетических установках при использовании низкосортных твердых топлив . Сущность изобретени : энергетическа установка содержит паротурбинный блок, включающий котел с основной 1 и допол- ниртельной 2 топками, паровую турбину с генератором, а также газотурбинную установку с газовой турбиной 3, компрессором, выполненным с двум ступен ми 4 и 5, и генератором ГТУ. Дополнительна топка имеет рубашку 6, стенки которой пронизаны тепловыми трубками 18 дл нагрева рабочего тела ГТУ. Рубашка дополнительной топки разделена на азотный 7 и кислородный 8Usage: in the power system, in particular in power plants using low-grade solid fuels. SUMMARY OF THE INVENTION: A power plant comprises a steam turbine unit comprising a boiler with a main 1 and additional 2 fireboxes, a steam turbine with a generator, and a gas turbine installation with a gas turbine 3, a compressor made with two stages 4 and 5, and a gas turbine generator. The additional firebox has a jacket 6, the walls of which are penetrated by heat pipes 18 to heat the gas turbine working fluid. The additional firebox shirt is divided into nitrogen 7 and oxygen 8

Description

././

Z.Z.

отсеки. Между ступен ми компрессора размещен мембранный разделитель 9 воздуха с холодильником 10 на стороне азота и теплообменником-регенератором 11 на линии подачи кислорода в кислородный отсек 8, выходной патрубок которого соединен с горелкой , а выход компрессора подключен к азотному отсеку 7 рубашки дополнительной топки. При этом выхлоп турбины соединен через теплообменник-регенератор 11 скот- лом. 2 ил.compartments. Between the compressor steps, a membrane air separator 9 is placed with a refrigerator 10 on the nitrogen side and a heat exchanger-regenerator 11 on the oxygen supply line to the oxygen compartment 8, the outlet pipe of which is connected to the burner, and the compressor outlet is connected to the nitrogen compartment 7 of the additional firebox jacket. In this case, the turbine exhaust is connected via a heat exchanger-regenerator 11 to a boiler. 2 ill.

Изобретение относитс к теплоэнергетике , и может найти широкое применение при работе котлотурбинных агрегатов в случае использовани низкосортного твердого топлива.The invention relates to a power system, and may find wide application in the operation of boiler turbine units in the case of using low-grade solid fuel.

Цель изобретени - повышение эффективности сжигани низкосортного твердого топлива и снижение выбросов вредных веществ . . The purpose of the invention is to increase the efficiency of burning low-grade solid fuels and reduce emissions of harmful substances. .

Сущность изобретени по сн етс чертежами , где на фиг. 1 изображена принципиальна схема энергетической установки; на фиг:2 - разрез А-А на фиг.1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a schematic diagram of a power plant; in Fig: 2 - section aa in Fig.1.

На схеме показаны: 1 - основна топка котла; 2 -дополнительна топка; 3 - газова турбина; 4 - перва ступень компрессора; 5 .-втора ступень компрессора; 6 - рубашка дополнительной топки; 7 - азотный отсек дополнительной топки; 8 - кислородный отсек дополнительной топки; 9 - мембранный разделитель; 10 - холодильник; 11 - теплообменник-регенератор; 12 - выходной патрубок кислородного отсека; 19 - выходной патрубок азотного отсека; 14-лини подачи топлива; 15 - лини сжатого азота; 16 - лини сброса газовой турбины; 17 - теплоизол ци дополнительной топки; 18-тепловые трубки дополнительной топки; 19 - внутренн стенка дополнительной топки; 20 - разделительна стенка отсеков; 21 - лини подачи кислорода в кислородный отсек; 22 - выхлоп дополнительной топки. На выходе мембранного разделител 9 по линии сжатого кислорода включен регенератор 11 дл подогрева, стенка, раздел юща рубашку на кислородный и азотный отсеки, обеспечивает прохождение компонентов воздуха через рубашку дополнительной топки и выполнение ими своих конкретных функций.The diagram shows: 1 - the main furnace of the boiler; 2 - an additional fire chamber; 3 - gas turbine; 4 - the first stage of the compressor; 5.-Second stage of the compressor; 6 - shirt additional firebox; 7 - nitrogen compartment of the additional furnace; 8 - oxygen compartment of the additional furnace; 9 - membrane separator; 10 - refrigerator; 11 - heat exchanger-regenerator; 12 - outlet pipe of the oxygen compartment; 19 - outlet pipe of the nitrogen compartment; 14-line fuel supply; 15 - line of compressed nitrogen; 16 - discharge line of a gas turbine; 17 - heat insulation of an additional firebox; 18 heat pipes of an additional fire chamber; 19 - the inner wall of the additional furnace; 20 - separation wall of compartments; 21 - oxygen supply lines to the oxygen compartment; 22 - exhaust additional firebox. At the outlet of the membrane separator 9, a regenerator 11 for heating is connected via a compressed oxygen line, the wall separating the jacket into oxygen and nitrogen compartments allows air components to pass through the jacket of the additional furnace and perform their specific functions.

Предложенна энергетическа установка работает следующим образом. Сжатый первой ступенью компрессора 4 атмосферный воздух поступает в мембранный разделитель 9 воздуха, где от азота отдел етс кислород, который далее подают через теплообменник-регенератор 11, где он подогреваетс за счет охлаждени выхлопанногоThe proposed power plant operates as follows. Compressed by the first stage of compressor 4, atmospheric air enters the membrane air separator 9, where oxygen is separated from nitrogen, which is then fed through a heat exchanger-regenerator 11, where it is heated by cooling the exhaust

газа (азота) из газовой турбины 3, по линии подачи кислорода 21 в кислородный отсек 8 дополнительной топки, и пройд его. через кислородный патрубок 12 нагретый в отсекеgas (nitrogen) from the gas turbine 3, through the supply line of oxygen 21 to the oxygen compartment 8 of the additional furnace, and went through it. through the oxygen pipe 12 heated in the compartment

8 воздух поступает на сжигание низкосортного твердого топлива в горелке, топливо при этом смешиваетс , поступа по линии 14, и смесь поступает на горение.8, air enters to burn low-grade solid fuel in a burner, the fuel is mixed, entering via line 14, and the mixture enters into combustion.

Оставшийс после разделени воздухаRemaining after air separation

в мембранном разделителе 9 азот охлажда-. ют в холодильнике 10 перед его сжатием во второй ступени компрессора 5. После этого сжатый азот по линии 15 подают в азотный отсек 7 дополнительной топки 2, где приin the membrane separator 9 cooling nitrogen. They are stored in the refrigerator 10 before being compressed into the second stage of compressor 5. After that, compressed nitrogen is fed through line 15 to the nitrogen compartment 7 of the additional furnace 2, where at

помощи тепловых трубок 18 теплоты из дополнительной топки 2 перекачиваетс в отсек 7 и подогревает поданный туда азот. Далее нагретый в азотном отсеке 7 азот через выходной патрубок 13 подают в газовую турбину 3 и после нее через теплообменник-регенератор 11 его сбрасывают по линии сброса 16 в основную топку котла 1. Дл нормальной работы дополнительной топки 2 на внутренней стенке предусмотрена теплоизол ци со стороны прохождени азота и кислорода в отсеках 7 и 8, которые разделены между собой стенкой 20. Теплоизол ци 17также нанесена на внешнюю стенку рубашки 6.By means of heat pipes 18, heat from the additional furnace 2 is pumped into the compartment 7 and heats the nitrogen supplied thereto. Next, the nitrogen heated in the nitrogen compartment 7 is fed through the outlet pipe 13 to the gas turbine 3 and after it is discharged through the discharge line 16 into the main furnace of boiler 1 through the heat exchanger-regenerator 11. For normal operation of the additional furnace 2, heat insulation is provided on the inner wall passage of nitrogen and oxygen in compartments 7 and 8, which are separated by a wall 20. Thermal insulation 17 is also deposited on the outer wall of the jacket 6.

Ввиду того, что при помощи мембранного разделител 9 воздух раздел етс на : компоненты (азот и кислород), которые затем после нагрева идут на расширение в газовую турбину (азот) и на горение твердого топлива (кислород), в топке котла, где высока температура, нет атмосферного азота, что предотвращает образование его окислов, а нагретый кислород позвол ет жечь топливо с высоким КПД. Поэтому вредные выбросы в атмосферу значительно снижаютс , а из-за переизбытка кислорода интенсифицируетс горение топлива и повышаетс эффективность его сжигани . Таким образом, предложенна энергетическа установка позвол ет, благодар отличительным признакам, значительно снизить вредные выбросы в атмосферу, а также значительно повысить зфф.ективность сжигани низкосортного твердого топлива.Due to the fact that, with the help of a membrane separator 9, the air is divided into: components (nitrogen and oxygen), which then, after heating, are expanded to a gas turbine (nitrogen) and to burn solid fuel (oxygen), in the boiler furnace, where the temperature is high , there is no atmospheric nitrogen, which prevents the formation of its oxides, and heated oxygen allows fuel to be burned with high efficiency. Therefore, harmful emissions into the atmosphere are significantly reduced, and due to an excess of oxygen, fuel combustion is intensified and its efficiency is increased. Thus, the proposed power plant allows, thanks to the distinguishing features, to significantly reduce harmful emissions into the atmosphere, as well as significantly improve the efficiency of burning low-grade solid fuel.

При использовании энергетической установки затраты на разработку и исследовани ее должны быстро окупитьс в процессе эксплуатации. В случае тиражировани указанное предложение сулит большую экономическую выгоду.When using a power plant, the development and research costs should be quickly recouped during operation. In the case of replication, this offer promises great economic benefits.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A power plant comprising a steam turbine unit including a boiler with a primary and secondary furnaces, the latter being made with a cooling jacket, as well as a steam turbine with a generator, and a gas turbine installation including a gas turbine with a generator, the exhaust of which is connected to the boiler, and also connected to it through the jacket of the additional furnace a compressor, characterized in that. that, in order to improve the environmental friendliness when using low-grade solid fuel by reducing harmful emissions, it is equipped with a heat exchanger-regenerator and a membrane air separator for separating the latter into nitrogen and oxygen with a refrigerator at the nitrogen outlet, while the additional firebox shirt is made with its separation into nitrogen and oxygen compartments, the outlet of the latter being connected to the burner, and the compressor is made two-stage and connected to the gas turbine through the nitrogen compartment of the shirt,

an air separator is installed between the compressor stages and its oxygen output is connected to the oxygen compartment through a heat exchanger-regenerator mounted on the exhaust of a gas turbine.

Aa