Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2309264C1 - Method of power generation in steam-gas power plant - Google Patents

Method of power generation in steam-gas power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2309264C1
RU2309264C1 RU2006110856/06A RU2006110856A RU2309264C1 RU 2309264 C1 RU2309264 C1 RU 2309264C1 RU 2006110856/06 A RU2006110856/06 A RU 2006110856/06A RU 2006110856 A RU2006110856 A RU 2006110856A RU 2309264 C1 RU2309264 C1 RU 2309264C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
turbine
chamber
working fluid
primary zone
Prior art date
Application number
RU2006110856/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
ев В чеслав Евгеньевич Бел (RU)
Вячеслав Евгеньевич Беляев
Александр Семенович Косой (RU)
Александр Семенович Косой
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ")
Priority to RU2006110856/06A priority Critical patent/RU2309264C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2309264C1 publication Critical patent/RU2309264C1/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gas turbine building.
SUBSTANCE: according to invention, in proposed steam gas power plant, part of steam, after expansion in steam turbine, with mass flow rate of 10-300% of value of mass flow rate of fuel in combustion chamber is directed to primary zone of said chamber, and remaining part is additionally overheated with use of heat energy of working medium expanded in free power turbine and is used for delivery into after burning chamber.
EFFECT: increased specific power and thermodynamic efficiency of method owing to increase of load of power turbine, enlarged range of stable operation of combustion chambers at reduction of harmful effluents into atmosphere.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области газотурбостроения, в частности к способам получения тепловой и электрической энергии в энергетических, теплофикационных или комбинированных по назначению газотурбинных установках, и может быть использовано в установках с когенерационными парогазовыми циклами.The invention relates to the field of gas turbine construction, in particular to methods for producing thermal and electric energy in power, cogeneration or gas turbine plants combined for the purpose, and can be used in plants with cogeneration combined-cycle cycles.

Известен способ получения энергии в парогазовой энергетической установке, включающий сжатие воздуха, его подогрев сжиганием топлива в камере сгорания, расширение подогретого рабочего тела (продуктов сгорания) в турбине, подогрев рабочего тела в камере дожигания, использование тепловой энергии рабочего тела для генерирования пара в котле с последующим выбросом рабочего тела в атмосферу, расширение пара в свободной силовой турбине, конденсирование пара с последующим использованием водного конденсата для генерирования пара, использование механической энергии вращения свободной силовой турбины для производства электрической энергии (см. патент РФ №2084644, кл. F01K 23/10, оп. 20.07.97 г.).A known method of generating energy in a combined cycle gas turbine installation, including compressing air, heating it by burning fuel in a combustion chamber, expanding a heated working fluid (combustion products) in a turbine, heating the working fluid in the afterburner, using the thermal energy of the working fluid to generate steam in a boiler with subsequent discharge of the working fluid into the atmosphere, expansion of steam in a free power turbine, condensation of steam, followed by the use of water condensate to generate steam, using s mechanical free power turbine rotational energy to produce electric energy (see. №2084644 RF patent, cl. F01K 23/10, op. of 20.07.97).

Недостатками известного способа являются низкие удельная мощность и термодинамическая эффективность, а также низкий коэффициент использования тепла топлива в сочетании со значительной величиной вредных выбросов в атмосферу. Низкая удельная мощность в отношении расхода воздуха обусловлена в известном способе относительно низкими параметрами цикла Брайтона (небольшие величины теплоемкости и газовой постоянной рабочего тела при больших затратах работы сжатия данного тела в компрессоре) и цикла Ренкина (низкая температура рабочего тела перед турбиной). Низкая термодинамическая эффективность известного способа проистекает из следующих противоречий. Использование промежуточного охлаждения с регенерацией тепла в воду за экономайзером утилизационного котла предполагает высокую температуру воздуха в промежуточных ступенях компрессора, что характерно для компрессоров с высокой степенью сжатия. Парогазовые установки с большой степенью сжатия с точки зрения кпд неэффективны. Кроме того, при определенной паропроизводительности котла уменьшение количества холодной воды, прокачиваемой через экономайзер, при подключении к котлу воздушного охладителя-регенератора повышает температуру выхлопных газов.The disadvantages of this method are low specific power and thermodynamic efficiency, as well as a low coefficient of heat of fuel in combination with a significant amount of harmful emissions into the atmosphere. The low specific power with respect to air flow is caused in the known method by the relatively low parameters of the Brighton cycle (small heat capacity and gas constant of the working fluid at high cost of compressing this fluid in the compressor) and the Rankine cycle (low temperature of the working fluid in front of the turbine). The low thermodynamic efficiency of the known method stems from the following contradictions. The use of intermediate cooling with heat recovery into water behind the economizer of the recovery boiler implies a high air temperature in the intermediate stages of the compressor, which is typical for compressors with a high degree of compression. Combined-cycle plants with a high degree of compression are inefficient in terms of efficiency. In addition, with a certain boiler steam output, a decrease in the amount of cold water pumped through the economizer, when an air cooler-regenerator is connected to the boiler, increases the temperature of the exhaust gases.

Наиболее близким к заявленному является способ получения энергии в парогазовой энергетической установке, включающий всасывание из атмосферы и сжатие воздуха (рабочего тела), его подогрев сжиганием топлива в камере сгорания, расширение подогретого рабочего тела (продуктов сгорания топлива) в турбине газогенератора с использованием полученной механической энергии для всасывания и сжатия атмосферного воздуха, подогрев рабочего тела за турбиной газогенератора в камере дожигания, расширение подогретого рабочего тела в свободной силовой турбине, использование тепловой энергии расширенного в свободной силовой турбине рабочего тела для генерирования пара и производства электроэнергии, последующее расширение полученного пара в паровой турбине, подачу пара в камеру дожигания, охлаждение рабочего тела с извлечением из него водного конденсата, сжатие осушенного рабочего тела и выброс его в атмосферу, использование извлеченного водного конденсата при генерировании пара, (см. патент РФ №2259486, кл. F01K 23/10, оп. 27.08.2005 г.).Closest to the claimed one is a method of generating energy in a combined-cycle power plant, including suction from the atmosphere and compression of air (working fluid), heating it by burning fuel in a combustion chamber, expanding a heated working fluid (combustion products of fuel) in a gas generator turbine using the obtained mechanical energy for suction and compression of atmospheric air, heating the working fluid behind the gas generator turbine in the afterburner, expanding the heated working fluid in the free power a turbine, the use of thermal energy of a working fluid expanded in a free power turbine for generating steam and generating electricity, the subsequent expansion of the resulting steam in a steam turbine, supplying steam to the afterburner, cooling the working fluid with extraction of water condensate from it, compressing the dried working fluid and discharging it into the atmosphere, the use of extracted aqueous condensate in the generation of steam, (see RF patent No. 2259486, cl. F01K 23/10, op. August 27, 2005).

Недостатками известного способа являются низкие удельная мощность и термодинамическая эффективность. Низкая удельная мощность известного способа обусловлена тем, что в газовом цикле Брайтона участвует небольшое количество регенерируемого пара. Низкая термодинамическая эффективность известного способа обусловлена низкой температурой пара, генерируемого котлом. Вследствие небольшого количества пара, впрыскиваемого в камеру дожигания, невозможно обеспечить существенную разницу в количестве рабочего тела, расширяющегося в свободной турбине, и рабочего тела, сжимаемого в дымососе. Известный способ характеризуется также избыточной сложностью средств его реализации, в частности неоправданностью дублирования котлов с суммарной производительностью пара, превышающей требуемый расход пара исходной паровой турбины.The disadvantages of this method are low power density and thermodynamic efficiency. The low specific power of the known method is due to the fact that a small amount of regenerated steam is involved in the Brighton gas cycle. The low thermodynamic efficiency of the known method is due to the low temperature of the steam generated by the boiler. Due to the small amount of steam injected into the afterburner, it is not possible to provide a significant difference in the amount of working fluid expanding in a free turbine and the working fluid compressed in a smoke exhauster. The known method is also characterized by the excessive complexity of the means of its implementation, in particular, the unjustified duplication of boilers with a total steam productivity exceeding the required steam flow rate of the initial steam turbine.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, - повышение удельной мощности и термодинамической эффективности способа за счет увеличения загрузки силовой турбины, а также расширение областей устойчивой работы камер сгорания при одновременном снижении вредных выбросов в атмосферу.The technical result achieved by the claimed invention is to increase the specific power and thermodynamic efficiency of the method by increasing the load of the power turbine, as well as expanding the areas of sustainable operation of the combustion chambers while reducing harmful emissions into the atmosphere.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения энергии в парогазовой энергетической установке, включающем всасывание из атмосферы и сжатие воздуха (рабочего тела), его подогрев сжиганием топлива в камере сгорания, расширение полученного подогретого рабочего тела (продуктов сгорания топлива) в турбине газогенератора с использованием полученной механической энергии для всасывания и сжатия упомянутого атмосферного воздуха, подогрев рабочего тела за турбиной газогенератора в камере дожигания, расширение подогретого рабочего тела в свободной силовой турбине, использование энергии расширенного в свободной силовой турбине рабочего тела для генерирования пара и производства электроэнергии, последующее расширение полученного пара в паровой турбине, подачу пара в камеру дожигания, охлаждение рабочего тела с извлечением из него водного конденсата, сжатие осушенного рабочего тела и выброс его в атмосферу, использование извлеченного водного конденсата при генерировании пара, после расширения пара в паровой турбине его часть с массовым расходом, составляющим 10÷300% от величины массового расхода топлива в камере сгорания, подают непосредственно в первичную зону этой камеры, а оставшуюся часть дополнительно перегревают с использованием тепловой энергии расширенного в свободной силовой турбине рабочего тела и используют для подачи в камеру дожигания.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of generating energy in a combined-cycle power plant, including suction from the atmosphere and compressing air (working fluid), heating it by burning fuel in a combustion chamber, expanding the resulting heated working fluid (fuel combustion products) in a gas generator turbine with using the obtained mechanical energy for suction and compression of the atmospheric air mentioned above, heating the working fluid behind the gas generator turbine in the afterburner, expanding the heating of the working fluid in a free power turbine, using the energy of the working fluid expanded in a free power turbine to generate steam and generate electricity, then expanding the resulting steam in a steam turbine, supplying steam to the afterburner, cooling the working fluid with water condensate from it, compressing the dried working fluid and its release into the atmosphere, the use of the extracted water condensate during steam generation, after expansion of the steam in a steam turbine, its part with a mass flow rate, s stavlyayuschim 10 ÷ 300% of the fuel mass flow into the combustion chamber is fed directly into the primary zone of the chamber, and the remaining portion is further superheated using the heat energy in the extended free power turbine, the working fluid and used to supply the afterburning chamber.

Указанный результат достигается также тем, что пар, подаваемый в камеру дожигания, направляют в первичную зону и/или за первичную зону камеры.The indicated result is also achieved by the fact that the steam supplied to the afterburner is sent to the primary zone and / or beyond the primary zone of the chamber.

Указанный результат достигается также тем, что пар за первичную зону камеры дожигания подают через отверстия первичной зоны жаровой трубы.The specified result is also achieved by the fact that the steam for the primary zone of the afterburning chamber is fed through the holes of the primary zone of the flame tube.

Указанный результат достигается также тем, что при подаче пара в первичную зону камеры дожигания его подают с массовым расходом, составляющим 20÷100% от величины массового расхода топлива в этой камере.The indicated result is also achieved by the fact that when steam is supplied to the primary zone of the afterburning chamber, it is supplied with a mass flow rate of 20 ÷ 100% of the mass flow rate of fuel in this chamber.

Указанный результат достигается также тем, что при подаче пара за первичную зону камеры дожигания его подают с массовым расходом, не менее чем на 10% превышающим по величине массовый расход топлива в этой камере.The indicated result is also achieved by the fact that when steam is supplied to the primary zone of the afterburning chamber, it is supplied with a mass flow rate not less than 10% higher than the mass fuel flow rate in this chamber.

Указанный результат достигается также тем, что температура пара, подаваемого в камеру дожигания, превышает температуру пара, подаваемого в камеру сгорания, не менее чем на 50°С.The indicated result is also achieved by the fact that the temperature of the steam supplied to the afterburner exceeds the temperature of the steam supplied to the combustion chamber by at least 50 ° C.

Указанный результат достигается также тем, что энергию конденсации пара используют для теплофикации.The specified result is also achieved by the fact that the condensation energy of steam is used for heating.

На чертеже показана схема парогазовой энергетической установки, работающей в соответствии с заявленным способом.The drawing shows a diagram of a combined cycle power plant operating in accordance with the claimed method.

Парогазовая энергетическая установка, работающая в соответствии с заявленным способом, содержит сообщенный своим входом с атмосферой компрессор 1, связанный валом (на фиг.1 все валы описываемой установки обозначены двойными линиями) с турбиной 2 газогенератора. Выход компрессора 1 через камеру 3 сгорания сообщен со входом турбины 2 газогенератора, выход которой через камеру 4 дожигания и свободную силовую турбину 5 сообщен с утилизационным котлом 6. Выход утилизационного котла 6 по рабочему телу через охладитель-конденсатор 7 сообщен с компрессором 8 выхлопного газа, выходом связанным с атмосферой. Выход охладителя-конденсатора 7 по конденсату (по воде) через питательный насос 9 сообщен со входом по воде испарителя-экономайзера 10 утилизационного котла 6. Выход испарителя-экономайзера 10 связан со входом паровой турбины 11, выход которой сообщен со входом 12 по пару камеры сгорания 3 и входом пароперегревателя 13 утилизационного котла 6. Выход пароперегревателя сообщен со входом 14 (по пару) в первичную зону (называемую также зоной горения) камеры дожигания и входом 15 (по пару) за первичную зону камеры 4 дожигания. Вход 15 может быть реализован в виде ввода как непосредственно через стенку жаровой трубы, так и в виде ввода через отверстия первичной зоны жаровой трубы (называемые также отверстиями разбавления).A combined cycle power plant operating in accordance with the claimed method comprises a compressor 1 communicated by its inlet with the atmosphere and connected by a shaft (in Fig. 1, all the shafts of the described plant are indicated by double lines) with the gas generator turbine 2. The output of the compressor 1 through the combustion chamber 3 is communicated with the input of the gas generator turbine 2, the output of which through the afterburner 4 and the free power turbine 5 is communicated with the recovery boiler 6. The output of the recovery boiler 6 through the working fluid through the cooler-condenser 7 is connected to the exhaust gas compressor 8, exit connected with the atmosphere. The condensate cooler-condenser 7 output (water) through the feed pump 9 is connected to the water input of the economizer-evaporator 10 of the recovery boiler 6. The economizer-evaporator 10 is connected to the input of the steam turbine 11, the output of which is connected to the input 12 through a pair of combustion chamber 3 and the input of the superheater 13 of the recovery boiler 6. The output of the superheater is communicated with an input 14 (in pairs) to the primary zone (also called the combustion zone) of the afterburner and an input 15 (in pair) for the primary zone of the afterburner 4. The inlet 15 can be implemented as an input either directly through the wall of the flame tube or as input through the holes of the primary zone of the flame tube (also called dilution holes).

Камера 3 сгорания и камера 4 дожигания снабжены входами 16 по топливу. Охладитель-конденсатор 7 снабжен трубопроводами 17 для подключения к системе теплоснабжения. На валу силовой турбины 5 установлен электрогенератор 18. Компрессор 8 выхлопного газа и паровая турбина 11 могут быть установлены либо на одном валу с силовой турбиной 5 и электрогенератором 18 (как показано на фиг.1), либо на отдельном валу, присоединенном к самостоятельному электрогенератору (такая форма выполнения на чертежах не показана).The combustion chamber 3 and the afterburner 4 are provided with fuel inlets 16. The cooler-condenser 7 is equipped with pipelines 17 for connection to a heat supply system. An electric generator 18 is installed on the shaft of the power turbine 5. The exhaust gas compressor 8 and the steam turbine 11 can be mounted either on the same shaft as the power turbine 5 and the electric generator 18 (as shown in Fig. 1), or on a separate shaft connected to an independent electric generator ( this form of execution is not shown in the drawings).

Заявленный способ получения энергии в парогазовой энергетической установке осуществляется следующим образом.The claimed method of generating energy in a combined cycle power plant is as follows.

При работе парогазовой энергетической установки атмосферный воздух (исходное рабочее тело) всасывают и сжимают компрессором 1 газогенератора до давления, необходимого для работы камеры 3 сгорания. Сжатый в компрессоре 1 газогенератора воздух (сжатое рабочее тело) с выхода указанного компрессора направляют в камеру 3 сгорания. В камере 3 сгорания температура воздуха повышается за счет сжигания топлива, поступающего на вход 16. Горячие газы (продукты сгорания) в первичной зоне камеры 3 сгорания смешиваются с паром, поступающим по входу 12 с выхода паровой турбины 11. Парогазовую смесь (подогретое рабочее тело) с небольшим содержанием пара из камеры 3 сгорания подают на вход в турбину 2 газогенератора, которая приводит во вращение компрессор 1 газогенератора. Таким образом, осуществляют расширение подогретого рабочего тела (парогазовой смеси, включающей продукты сгорания топлива и пар) в турбине 2 газогенератора с использованием полученной механической энергии для всасывания из атмосферы и сжатия атмосферного воздуха в компрессоре 1. После частичного охлаждения в турбине 2 газогенератора парогазовую смесь (частично охлажденное рабочее тело) с выхода турбины 2 газогенератора подают в камеру 4 дожигания, где осуществляют ее подогрев. В камере 4 дожигания температура парогазовой смеси повышается за счет сжигания топлива, поступающего на вход 16. Горячая парогазовая смесь в камере 4 дожигания в первичной зоне и/или за первичной зоной смешивается с паром, поступающим по входам 14 и 15 соответственно с выхода пароперегревателя 13 утилизационного котла 6. Подогретое в камере 4 дожигания рабочее тело (парогазовую смесь) с большим содержанием пара подают на вход свободной силовой турбины 5, энергию вращения которой используют для производства электроэнергии путем привода во вращение электрогенератора 18. Частично охлажденную в свободной силовой турбине 5 парогазовую смесь с выхода силовой турбины 5 подают на вход утилизационного котла 6, где, продолжая охлаждаться, она отдает свою тепловую энергию пароперегревателю 13 для подогрева пара и испарителю-экономайзеру 10 для генерирования пара. Охлажденная в утилизационном котле 6 парогазовая смесь с выхода котла 6 попадает на вход охладителя-конденсатора 7, где производят ее доохлаждение до температуры, обеспечивающей конденсацию пара (извлечение из пара водного конденсата) в количестве, равном количеству привнесенного пара в газогенератор и камеру 4 дожигания. Отбираемое от парогазовой смеси тепло в охладителе-конденсаторе 7 передают оборотной воде, направляемой по трубопроводу 17 в систему теплоснабжения, т.е. энергию конденсации пара используют для теплофикации.When operating a combined-cycle power plant, atmospheric air (the original working fluid) is sucked in and compressed by the compressor 1 of the gas generator to the pressure necessary for the operation of the combustion chamber 3. Compressed air in the compressor 1 of the gas generator (compressed working fluid) from the outlet of the specified compressor is sent to the combustion chamber 3. In the combustion chamber 3, the air temperature rises due to the combustion of the fuel entering the inlet 16. The hot gases (combustion products) in the primary zone of the combustion chamber 3 are mixed with the steam entering inlet 12 from the output of the steam turbine 11. Combined-gas mixture (heated working fluid) with a small vapor content from the combustion chamber 3 is fed to the inlet of the gas generator turbine 2, which drives the compressor 1 of the gas generator. Thus, the expansion of the heated working fluid (gas-vapor mixture, including products of combustion of fuel and steam) is carried out in the gas generator turbine 2 using the obtained mechanical energy to be sucked from the atmosphere and compressed air in the compressor 1. After partial cooling in the gas generator turbine 2, the gas-vapor mixture ( partially cooled working fluid) from the outlet of the turbine 2 of the gas generator is fed into the afterburning chamber 4, where it is heated. In the afterburning chamber 4, the temperature of the vapor-gas mixture rises due to the combustion of the fuel supplied to inlet 16. The hot gas-vapor mixture in the afterburning chamber 4 in the primary zone and / or behind the primary zone is mixed with the steam entering through the inputs 14 and 15, respectively, from the outlet of the superheater 13 boiler 6. A working fluid (steam-gas mixture) with a high steam content heated in the afterburning chamber 4 is fed to the input of a free power turbine 5, the rotation energy of which is used to generate electricity by driving in a rotary the electric generator 18. The vapor-gas mixture partially cooled in a free power turbine 5 is fed from the output of the power turbine 5 to the inlet of the recovery boiler 6, where, while cooling, it gives its thermal energy to a superheater 13 for heating steam and an economizer-evaporator 10 for generating steam. The vapor-gas mixture cooled in the utilization boiler 6 from the outlet of the boiler 6 enters the inlet of the cooler-condenser 7, where it is cooled to a temperature that ensures steam condensation (extraction of water condensate from the steam) in an amount equal to the amount of steam introduced into the gas generator and afterburner 4. The heat taken from the gas-vapor mixture in the cooler-condenser 7 is transferred to the circulating water directed through the pipe 17 to the heat supply system, i.e. steam condensation energy is used for heating.

Холодный выхлопной газ с выхода по газовой стороне охладителя-конденсатора 7 подают на вход в компрессор 8 выхлопного газа. В компрессоре 8 осуществляют сжатие выхлопного газа до давления, близкого к атмосферному, и с выхода компрессора 8 его выбрасывают в атмосферу. Конденсат с выхода по конденсату охладителя-конденсатора 7 с помощью питательного насоса 9 подают на вход в испаритель-экономайзер 10 котла 6, где осуществляют генерирование пара. Пар расширяют в паровой турбине 11, которая приводит во вращение компрессор 8 выхлопного газа, а также для производства электроэнергии передает вращающий момент электрогенератору 18 (установленному на валу силовой турбины 5) или дополнительному электрогенератору (не показан) в том случае, если свободная силовая турбина 5 с электрогенератором 18 установлены на одном валу, а паровая турбина 11 с компрессором 8 выхлопного газа установлены на другом (отдельном) валу. С выхода паровой турбины 11 пар направляют непосредственно в первичную зону камеры 3 сгорания, а также через пароперегреватель 13 утилизационного котла 6 в первичную зону и/или за первичную зону камеры 4 дожигания. Пар, подаваемый в камеру 4 дожигания, перегревают по сравнению с паром, подаваемым в камеру 3 сгорания, не менее чем на 50°С. При подаче пара за первичную зону камеры 4 дожигания (например, через отверстия первичной зоны жаровой трубы) его подают с массовым расходом, не менее чем на 10% превышающим по величине массовый расход топлива в этой камере. При этом массовый расход пара, подаваемого в первичные зоны камеры 3 сгорания и камеры 4 дожигания, составляющий 10÷300% и 20÷100% от величин массового расхода топлива в соответствующей камере, обеспечивает снижение вредных выбросов окислов азота до требуемого уровня. При регенерации паром тепла с выхлопа газотурбинной установки (выход турбины 5) в камеру 4 дожигания и повышении его температуры перед свободной силовой турбиной 5 обеспечивается повышение удельной мощности двигателя. При оптимизации параметров повышение мощности двигателя без снижения эффективности парогазовой установки обеспечивается также работой компрессора 8 выхлопного газа. При фиксированной температуре парогазовой смеси перед свободной силовой турбиной 5 и приблизительно равных кпд свободной силовой турбины 5 и компрессора 8 выхлопного газа разница произведенной работы парогазовой смеси в свободной силовой турбине 5 и затрат на сжатие выхлопного газа в компрессоре 8 будет зависеть от температуры выхлопного газа перед компрессором 8 и количества конденсата, получаемого в конденсаторе 7. При этом необходимо учесть, что в компрессоре 8 выхлопного газа производится работа над выхлопным газом, охлажденным в охладителе-конденсаторе 7.Cold exhaust gas from the outlet on the gas side of the cooler-condenser 7 is fed to the inlet of the exhaust gas compressor 8. In the compressor 8, the exhaust gas is compressed to a pressure close to atmospheric, and it is released into the atmosphere from the output of the compressor 8. Condensate from the condensate outlet of the cooler-condenser 7 is fed to the inlet of the economizer 10 of the boiler 6 by means of a feed pump 9, where steam is generated. The steam is expanded in a steam turbine 11, which drives the exhaust gas compressor 8, and also transmits torque to the electric generator 18 (mounted on the shaft of the power turbine 5) or an additional electric generator (not shown) to generate electricity if the free power turbine 5 with an electric generator 18 mounted on one shaft, and a steam turbine 11 with an exhaust gas compressor 8 mounted on another (separate) shaft. From the output of the steam turbine 11, the steam is sent directly to the primary zone of the combustion chamber 3, and also through the superheater 13 of the recovery boiler 6 to the primary zone and / or beyond the primary zone of the afterburner 4. The steam supplied to the afterburning chamber 4 is overheated in comparison with the steam supplied to the combustion chamber 3 by at least 50 ° C. When steam is supplied to the primary zone of the afterburning chamber 4 (for example, through the openings of the primary zone of the flame tube), it is supplied with a mass flow rate of at least 10% higher than the mass flow rate of fuel in this chamber. At the same time, the mass flow rate of steam supplied to the primary zones of the combustion chamber 3 and the afterburning chamber 4, amounting to 10–300% and 20–100% of the mass flow rates of fuel in the corresponding chamber, reduces the harmful emissions of nitrogen oxides to the required level. When heat is regenerated by steam from the exhaust of a gas turbine installation (turbine exit 5) into the afterburning chamber 4 and its temperature is increased in front of a free power turbine 5, the specific power of the engine is increased. When optimizing the parameters, increasing engine power without reducing the efficiency of the combined cycle plant is also provided by the operation of the exhaust gas compressor 8. At a fixed temperature of the gas mixture in front of the free power turbine 5 and approximately equal efficiency of the free power turbine 5 and the exhaust compressor 8, the difference in the work of the gas mixture in the free power turbine 5 and the cost of compressing the exhaust gas in the compressor 8 will depend on the temperature of the exhaust gas in front of the compressor 8 and the amount of condensate obtained in the condenser 7. It should be noted that in the exhaust gas compressor 8, work is carried out on the exhaust gas cooled in the cooling turer-condenser 7.

Claims (7)

1. Способ получения энергии в парогазовой энергетической установке, включающий сжатие воздуха, его подогрев сжиганием топлива в камере сгорания, расширение подогретого рабочего тела в турбине газогенератора с использованием полученной механической энергии для сжатия воздуха, подогрев рабочего тела в камере дожигания, расширение подогретого рабочего тела в свободной силовой турбине, использование энергии расширенного в свободной силовой турбине рабочего тела для генерирования пара и производства электроэнергии, последующее расширение полученного пара в паровой турбине, подачу пара в камеру дожигания, охлаждение рабочего тела с извлечением из него водного конденсата, сжатие осушенного рабочего тела и выброс его в атмосферу, использование извлеченного водного конденсата при генерировании пара, отличающийся тем, что после расширения пара в паровой турбине его часть с массовым расходом, составляющим 10-300% от величины массового расхода топлива в камере сгорания, подают непосредственно в первичную зону этой камеры, а оставшуюся часть дополнительно перегревают с использованием тепловой энергии расширенного в свободной силовой турбине рабочего тела и используют для подачи в камеру дожигания.1. A method of producing energy in a combined-cycle power plant, including compressing air, heating it by burning fuel in a combustion chamber, expanding a heated working fluid in a gas generator turbine using the obtained mechanical energy to compress air, heating the working fluid in a afterburning chamber, expanding a heated working fluid into free power turbine, the use of energy expanded in the free power turbine of the working fluid to generate steam and generate electricity, the subsequent expanded the production of steam in a steam turbine, steam supply to the afterburner, cooling of the working fluid with extraction of water condensate from it, compression of the dried working fluid and its discharge into the atmosphere, use of the extracted water condensate during steam generation, characterized in that after expansion of the steam in the steam part of the turbine with a mass flow rate of 10-300% of the mass flow rate of fuel in the combustion chamber is fed directly to the primary zone of this chamber, and the remaining part is additionally overheated using heat vaniem expanded in a free power turbine, the working fluid and used to supply the afterburning chamber. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пар, подаваемый в камеру дожигания, направляют в первичную зону и/или за первичную зону камеры.2. The method according to claim 1, characterized in that the steam supplied to the afterburner is sent to the primary zone and / or beyond the primary zone of the chamber. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что пар за первичную зону камеры дожигания подают через отверстия первичной зоны жаровой трубы.3. The method according to claim 2, characterized in that the steam for the primary zone of the afterburner is fed through the holes of the primary zone of the flame tube. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при подаче пара в первичную зону камеры дожигания его подают с массовым расходом, составляющим 20-100% от величины массового расхода топлива в этой камере.4. The method according to claim 2, characterized in that when steam is supplied to the primary zone of the afterburning chamber, it is supplied with a mass flow rate of 20-100% of the mass flow rate of fuel in this chamber. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что при подаче пара за первичную зону камеры дожигания его подают с массовым расходом, не менее чем на 10%, превышающим по величине массовый расход топлива в этой камере.5. The method according to claim 2, characterized in that when steam is supplied to the primary zone of the afterburning chamber, it is supplied with a mass flow rate of at least 10% higher than the mass flow rate of fuel in this chamber. 6. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что температура пара, подаваемого в камеру дожигания, превышает температуру пара, подаваемого в камеру сгорания, не менее чем на 50 С°.6. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the temperature of the steam supplied to the afterburner exceeds the temperature of the steam supplied to the combustion chamber by at least 50 ° C. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергию конденсации пара используют для теплофикации.7. The method according to claim 1, characterized in that the steam condensation energy is used for heating.
RU2006110856/06A 2006-04-05 2006-04-05 Method of power generation in steam-gas power plant RU2309264C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110856/06A RU2309264C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Method of power generation in steam-gas power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110856/06A RU2309264C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Method of power generation in steam-gas power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2309264C1 true RU2309264C1 (en) 2007-10-27

Family

ID=38955781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110856/06A RU2309264C1 (en) 2006-04-05 2006-04-05 Method of power generation in steam-gas power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2309264C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488005C2 (en) * 2011-12-26 2013-07-20 Андрей Михайлович Весенгириев Power plant
RU2555609C2 (en) * 2013-08-15 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488005C2 (en) * 2011-12-26 2013-07-20 Андрей Михайлович Весенгириев Power plant
RU2555609C2 (en) * 2013-08-15 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2650232C1 (en) Combined-cycle cogeneration plant
RU2012101463A (en) METHOD FOR REMOVING AN EXCEPTED GAS IN A POWER GENERATION SYSTEM WITH A COMBINED CYCLE
CN102251818B (en) Gas and steam turbine system
RU2335641C2 (en) Method of enhancing efficiency and output of two-loop nuclear power station
RU2237815C2 (en) Method of and device for obtaining useful energy in combination cycle (versions)
RU2728312C1 (en) Method of operation and device of manoeuvrable gas-steam cogeneration plant with steam drive of compressor
RU2309264C1 (en) Method of power generation in steam-gas power plant
RU2409746C2 (en) Steam-gas plant with steam turbine drive of compressor and regenerative gas turbine
WO2012162922A1 (en) Gas and steam turbine system
RU2611138C1 (en) Method of operating combined-cycle power plant
RU2003102313A (en) METHOD FOR OPERATING ATOMIC STEAM TURBINE INSTALLATION AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2648478C2 (en) Maneuvered regenerative steam gas thermal power plant operating method and device for its implementation
CN104594964A (en) Novel single-shaft natural gas combined cycle heat supply unit system
RU2734127C1 (en) Manoeuvrable combined heat and power plant with steam drive of compressor
RU2115000C1 (en) Combination boiler house
RU2783424C1 (en) Combined-cycle plant with a steam turbine compressor drive, a regenerative air heater and a high-pressure steam generator
RU2693567C1 (en) Method of operation of steam-gas plant of power plant
RU2174615C2 (en) Gas-steam plant operation method
RU2001132885A (en) The method of operation of a combined cycle gas-fired power plant (solid with gaseous or liquid, or nuclear with gaseous or liquid) and a combined-cycle plant for its implementation
RU126373U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
RU2769044C1 (en) Steam-gas plant with compressor steam turbine drive and high-pressure steam generator with intermediate steam superheater
RU2806956C1 (en) Method for operation of combined cycle unit of power plant
RU2555609C2 (en) Combined cycle cooling unit operating method and device for its implementation
RU2620610C1 (en) Work method of combined cycle gas turbine power plant
RU2811729C2 (en) Combined-cycle power plant

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170116

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190406