RU59734U1 - Энергетический комплекс - Google Patents
Энергетический комплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU59734U1 RU59734U1 RU2006117607/22U RU2006117607U RU59734U1 RU 59734 U1 RU59734 U1 RU 59734U1 RU 2006117607/22 U RU2006117607/22 U RU 2006117607/22U RU 2006117607 U RU2006117607 U RU 2006117607U RU 59734 U1 RU59734 U1 RU 59734U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- air
- nozzle
- gas turbine
- low
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical class O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 9
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulfur dioxide Inorganic materials O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 229910001586 aluminite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области энергетики, более конкретно, к комбинированным энергетическим комплексам, использующим продукты сгорания углеводородного топлива для работы газотурбинных установок в комбинации с другими устройствами и может найти применение в качестве альтернативного источника тепловой и электрической энергии при эксплуатации месторождений низкосортных углей и сланцев методом подземной газификации. Решаемой задачей является создание экологически чистого энергетического комплекса, предназначенного для эффективного производства электрической и тепловой энергии на базе предприятий, использующих технологию подземной газификации угля и сланцев. Дополнительными задачами являются снижение себестоимости производимых тепловой и электрической энергии, обеспечение высокой надежности, окупаемости оборудования и снижения капитальных затрат на создание типового комплекса. Указанная задача решается тем, что в энергетическом комплексе, содержащем устройство для сжигания продуктов газификации угля, газотурбинную установку и систему утилизации низкопотенциального тепла, согласно полезной модели, комплекс дополнительно содержит, по крайней мере, два высокотемпературных регенеративных теплообменника снабженных системой коммутации для циклического нагрева их насадки при сгорании продуктов подземной газификации угля и охлаждения насадки при продувке атмосферным воздухом, на входе регенеративных теплообменников установлены устройства для сжигания продуктов газификации и компрессор для подачи воздуха, при этом выход регенеративных теплообменников в режиме нагрева насадки соединен с входом блока очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа, а в режиме охлаждения насадки - с входом первой ступени газовой турбины для срабатывания теплосодержания нагретого в регенеративном теплообменнике воздуха, причем газовая турбина нагружена на первый электрогенератор, выход ее последней ступени соединен с входом воздушного тракта парогенератора паротурбинного контура, паровая турбина которого нагружена на второй электрогенератор, а выход воздушного тракта парогенератора соединен с входом системы утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха.
Кроме того, блок очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа может содержать поворотный конвертор, заполненный водным раствором известкового молока, для продувки через него уходящих газов и последующего использования выпадающих в осадок карбоната кальция и гипса. Кроме того, система утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха может содержать барботер для нагрева воды в линии теплофикации и блок утилизации его кинетической энергии. Описание на 5 л., ф-ла из 3 пп, фиг.на 1 л.
Description
Полезная модель относится к области энергетики, более конкретно, к комбинированным энергетическим комплексам, использующим продукты сгорания углеводородного топлива для работы газотурбинных установок в комбинации с другими устройствами и может найти применение в качестве альтернативного источника тепловой и электрической энергии при эксплуатации месторождений низкосортных углей и сланцев методом подземной газификации.
Известна газотурбинная установка, работающая на твердом топливе и содержащая газификатор, камеру сгорания, газовую турбину, компрессор и теплообменники (см.патент РФ №2044145, МПК7 F 02 C 3/00, бюл 26, 1995 г)
К недостаткам известной газотурбинной установки можно отнести сравнительно низкий общий к.п.д. установки, связанный с отсутствием систем и агрегатов паротурбинного контура для утилизации низкопотенциального тепла уходящих газов.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является энергетический комплекс, содержащий устройство для сжигания продуктов газификации угля, газотурбинную установку и систему утилизации низкопотенциального тепла (см. патент РФ №30863, МПК 7 F 02 C 1/00, бюл. 10, 2003 г. - прототип).
Недостатками такого энергетического комплекса являются сравнительно малая эффективность из-за недостаточно полной утилизации теплосодержания используемого топлива, а также невозможность работы устройства на продуктах подземной газификации угля и сланцев с низкой теплотворной способностью при значительном содержании в них соединений серы и других токсикантов.
Решаемой задачей является создание экологически чистого энергетического комплекса, предназначенного для эффективного производства электрической и тепловой энергии на базе предприятий, использующих технологию подземной газификации угля и сланцев. Дополнительными задачами являются снижение себестоимости производимых тепловой и электрической энергии, обеспечение высокой надежности, окупаемости оборудования и снижения капитальных затрат на создание типового комплекса.
Указанная задача решается тем, что в энергетическом комплексе, содержащем устройство для сжигания продуктов газификации угля, газотурбинную установку и систему утилизации низкопотенциального тепла, согласно полезной модели, комплекс дополнительно содержит, по крайней мере, два высокотемпературных регенеративных теплообменника снабженных системой коммутации для циклического нагрева их насадки при сгорании продуктов подземной газификации угля и охлаждения насадки при продувке атмосферным воздухом, на входе регенеративных теплообменников установлены устройства для сжигания продуктов газификации и компрессор для подачи воздуха, при этом выход регенеративных теплообменников в режиме нагрева насадки соединен с входом блока очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа, а в режиме охлаждения насадки - с входом первой ступени газовой турбины для срабатывания теплосодержания нагретого в регенеративном теплообменнике воздуха, причем газовая турбина нагружена на первый электрогенератор, выход ее последней ступени соединен с входом воздушного тракта парогенератора паротурбинного контура, паровая турбина которого нагружена на второй электрогенератор, а выход воздушного тракта парогенератора соединен с входом системы утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха.
Кроме того, блок очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа может содержать поворотный конвертор, заполненный водным раствором известкового молока, для продувки через него уходящих газов и последующего использования выпадающих в осадок карбоната кальция и гипса.
Кроме того, система утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха может содержать барботер для нагрева воды в линии теплофикации и блок утилизации его кинетической энергии.
Использование в предложенном энергетическом комплексе высокотемпературного регенеративного теплообменника для циклического нагрева его насадки при сгорании продуктов подземной газификации угля и охлаждения насадки при продувке атмосферным воздухом позволяет применить эффективное оборудование для срабатывания энтальпии нагретого воздуха последовательно в газотурбинном и паротурбинном блоках. Наличие в энергетическом комплексе необходимых систем очистки рабочего тела и глубокой утилизации низкопотенциального тепла уходящего из установки воздуха в совокупности позволяет добиться решения поставленных выше задач.
На фиг.1 представлена блок-схема энергетического комплекса.
Комплекс содержит два высокотемпературных регенеративных теплообменника 1, 2, снабженных системой коммутации (не показана) для циклического нагрева их насадки при сгорании продуктов подземной газификации угля и охлаждения насадки при продувке атмосферным воздухом. На входе регенеративных теплообменников 1, 2 установлены устройства 3 для сжигания продуктов газификации и компрессор 4 для подачи воздуха. Выход регенеративных теплообменников 1, 2 в режиме нагрева насадки соединен с входом блока очистки 5 уходящих газов от соединений серы и углекислого газа, а в режиме охлаждения насадки - с входом первой ступени газовой турбины 6 для срабатывания теплосодержания нагретого в регенеративном теплообменнике воздуха.
Газовая турбина 6 нагружена на первый электрогенератор 7, выход ее последней ступени соединен с входом воздушного тракта парогенератора 8 паротурбинного контура 9, паровая турбина 10 которого нагружена на второй электрогенератор 11, а выход воздушного тракта парогенератора 8 соединен с входом системы утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха, содержащей барботер 12 для нагрева воды в линии теплофикации (не показана) и блок 13 для утилизации его кинетической энергии, который нагружен на третий электрогенератор 14.
Паротурбинный контур 9 содержит также циркуляционный насос 15 и конденсатор 16. Устройства 3 для сжигания продуктов газификации угля снабжены системой (не показана) для обогащения необходимого для горения воздуха кислородом, причем на входе тракта подачи продуктов газификации в устройства 3 установлен пылеугольный фильтр 17.
Блок очистки 5 уходящих газов от соединений серы и углекислого газа может содержать поворотный конвертор (не показан), который заполнен водным раствором известкового молока для продувки через него уходящих газов и последующего использования выпадающих в осадок карбоната кальция и гипса.
Работает энергетический комплекс следующим образом.
На фиг.1 представлена схемная часть энергетического комплекса, когда вход регенеративного теплообменника 2 режиме подачи нагреваемого воздуха соединен с воздушным компрессором 4, а выход соединен с входом газовой турбины 6. При этом второй регенеративный теплообменник 1, находящийся в режиме нагрева его насадки, соединен на входе с устройством 3 для сжигания продуктов газификации, а на выходе - с входом блока очистки 5 уходящих газов от соединений серы и углекислого газа.
В следующей фазе цикла теплообменники 1 и 2 меняются по схеме подключения с газовой турбиной 6 и блоком очистки 5 с помощью известной системы коммутации.
Продукты подземной газификации угля или сланцев поступают периодически через пылеугольный фильтр 17 на вход одного из устройств 3 для их сжигания. При этом в горелочное устройство 3 при теплообменнике 1 в необходимом количестве подают воздух, обогащенный кислородом для нагрева насадки до температур порядка 1600 С. Отдавшие свое тепло насадке теплообменника 1 сгоревшие продукты газификации при низкой температуре до 150 С поступают на вход блока очистки 5 и затем выбрасываются в атмосферу при температуре около 35 С.
Одновременно атмосферный воздух с помощью компрессора 4 поступает в теплообменник 2 для отбора тепла нагретой ранее насадки и при температуре около 1500 С поступает сначала на вход первой ступени газовой турбины 6, а затем через парогенератор 8 паротурбинного контура 9 - на вход системы утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха, содержащей барботер 12 для нагрева воды в линии теплофикации (не показана) и блок 13 для утилизации его кинетической энергии. Для работы газовой турбины в окислительной среде рабочие лопатки турбины должны иметь защитное покрытие.
Отбор мощности от газовой турбины 6, от паровой турбины 10 и от блока 13 для утилизации кинетической энергии уходящего воздуха осуществляется, соответственно, с помощью первого 7, второго 11 и третьего электрогенераторов 14. Отбор тепловой энергии низкопотенциального тепла уходящего из комплекса воздуха осуществляется с помощью барботера 12 для нагрева воды в линии теплофикации. Дополнительное повышение эффективности энергетического комплекса достигается за счет использования, выпадающих в конверторе блока очистки 5 в осадок ценных продуктов в виде карбоната кальция и гипса, которые могут найти применение, например, при производстве цемента.
Эффективность предложенного энергетического комплекса может быть оценена следующим образом. В настоящее время в РФ остро стоит проблема экономии внутреннего потребления природного газа и других видов углеводородного топлива. В то же время угольная промышленность имеет уникальный опыт освоения забалансовых ресурсов ряда действующих бассейнов, расположенных в энергодефицитных регионах РФ и ближнего зарубежья. Сравнительно низкая теплотворная способность продуктов подземной газификации угля (до 900 ккал/куб м) и сильная загрязненность соединениями серы и другими токсикантами ограничивают масштабное применение этого топлива в современных энергосистемах.
Предложенный энергетический комплекс исключает названные ограничения и обеспечивает возможность рентабельного крупномасштабного производства экологически чистой тепловой и электрической энергии. Параметры рабочего тела обеспечивают работу газовой турбины на горячем воздухе с к.п.д. до 40 проц. и работу паротурбинного контура с к.п.д. до 42 проц., при суммарном к.п.д. около 60 процентов, что в 1,5-1,7 раз превышает к.п.д. типовых угольных ТЭС.
Утилизация теплосодержания и кинетической энергии уходящего из комплекса воздуха позволяет получить дополнительное товарное тепло для теплофикации жилых домов и производственных предприятий и дополнительное количество электроэнергии.
Экологическая безопасность энергетического комплекса достигается за счет барботажа уходящих газов через раствор гидроокиси кальция, приводящем к осаждению смеси гипса с известняком, пригодной для утилизации в производстве алинитового цемента.
Для энергетического комплекса с потреблением 2,5 млрд.куб.м/год газа от предприятия подземной газификации угля, при теплотворной способности 950 ккал/куб.м и указанных параметрах нагрева воздуха в регенеративном теплообменнике, мощность газовоздушной турбины составит около 105 МВт, паровой турбины - около 66 МВт. При этом производство товарного тепла достигает 633000 Гкал/год. Капиталовложения, включая строительство и монтаж комплекса составляют при этом 1320 млн. долларов США, а окупаемость с учетом экономии газа не превышает двух лет. Следует отметить, что основное производство оборудования предложенного энергокомплекса надежно освоено и выпускается в РФ.
Claims (3)
1. Энергетический комплекс, содержащий устройство для сжигания продуктов газификации угля, газотурбинную установку и систему утилизации низкопотенциального тепла, отличающийся тем, что комплекс дополнительно содержит, по крайней мере, два высокотемпературных регенеративных теплообменника, снабженных системой коммутации для циклического нагрева их насадки при сгорании продуктов подземной газификации угля и охлаждения насадки при продувке атмосферным воздухом, на входе регенеративных теплообменников установлены устройства для сжигания продуктов газификации и компрессор для подачи воздуха, при этом выход регенеративных теплообменников в режиме нагрева насадки соединен с входом блока очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа, а в режиме охлаждения насадки - с входом первой ступени газовой турбины для срабатывания теплосодержания нагретого в регенеративном теплообменнике воздуха, причем газовая турбина нагружена на первый электрогенератор, выход ее последней ступени соединен с входом воздушного тракта парогенератора паротурбинного контура, паровая турбина которого нагружена на второй электрогенератор, а выход воздушного тракта парогенератора соединен с входом системы утилизации низкопотенциального тепла уходящего воздуха.
2. Энергетический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок очистки уходящих газов от соединений серы и углекислого газа содержит поворотный конвертор, заполненный водным раствором известкового молока, для продувки через него уходящих газов и последующего использования выпадающих в осадок карбоната кальция и гипса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117607/22U RU59734U1 (ru) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | Энергетический комплекс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006117607/22U RU59734U1 (ru) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | Энергетический комплекс |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU59734U1 true RU59734U1 (ru) | 2006-12-27 |
Family
ID=37760466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006117607/22U RU59734U1 (ru) | 2006-05-23 | 2006-05-23 | Энергетический комплекс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU59734U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD816864S1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-05-01 | Smiths Medical Asd, Inc. | Notched pole clamp for medical device |
USD846756S1 (en) | 2016-12-01 | 2019-04-23 | Smiths Medical Asd, Inc. | Pole clamp for medical device |
US11497579B2 (en) | 2017-04-19 | 2022-11-15 | Smiths Medical Asd, Inc. | Pole clamp assembly for medical devices |
-
2006
- 2006-05-23 RU RU2006117607/22U patent/RU59734U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD846756S1 (en) | 2016-12-01 | 2019-04-23 | Smiths Medical Asd, Inc. | Pole clamp for medical device |
USD816864S1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-05-01 | Smiths Medical Asd, Inc. | Notched pole clamp for medical device |
US11497579B2 (en) | 2017-04-19 | 2022-11-15 | Smiths Medical Asd, Inc. | Pole clamp assembly for medical devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Caglayan et al. | Energy, exergy and sustainability assessments of a cogeneration system for ceramic industry | |
CN202177093U (zh) | 多级高效置换式的烟气余热利用系统 | |
CN110260352B (zh) | 一种低NOx燃烧与白烟消减耦合的电站系统和方法 | |
CN101144396A (zh) | 双燃料助燃型燃气-蒸汽联合循环系统 | |
CN106121822A (zh) | 一种煤气化分布式能源系统及其运行方法 | |
Legmann | Recovery of industrial heat in the cement industry by means of the ORC process | |
CN206016977U (zh) | 一种煤气化分布式能源系统 | |
RU59734U1 (ru) | Энергетический комплекс | |
RU2624690C1 (ru) | Газотурбинная установка и способ функционирования газотурбинной установки | |
Varlamov et al. | Improvement of energy efficiency and environmental safety of thermal energy through the implementation of contact energy exchange processes | |
RU2106501C1 (ru) | Способ производства электрической энергии в комбинированной газопаросиловой установке и газопаросиловая установка | |
CN211737297U (zh) | 一种利用烟气低温余热加湿燃料气的igcc发电系统 | |
CN86101184A (zh) | 烟道气处理装置 | |
CN102094686A (zh) | 发电用燃气蒸汽热气流联合循环装置 | |
CN203098053U (zh) | 化工富氢气体的收集利用系统 | |
CN113686190B (zh) | 一种低温余热综合回收及利用的系统及方法 | |
CN100436379C (zh) | 利用焦炉煤气、焦油、烟气联合发电及生产复合化肥的系统 | |
CN104003385B (zh) | 斯列普活化炉能量梯级利用节能装置及方法应用 | |
CN203097976U (zh) | 一种卡琳娜型工业余热集成回收装置 | |
CN106482333A (zh) | 燃烧沼气的垃圾锅炉热风系统 | |
RU118360U1 (ru) | Установка электро-тепло-водоснабжения предприятий добычи, транспорта и переработки углеводородного сырья | |
CN202483648U (zh) | 瓦斯氧化热发电装置 | |
CN108316978B (zh) | 一种家用沼气热电联产装置 | |
RU2395703C2 (ru) | Универсальная воздушно-турбинная энергетическая установка | |
CN206207724U (zh) | 燃烧沼气的垃圾锅炉热风系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070524 |