СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F23L15/00 

Описание патента на изобретение RU2137046C1

Изобретение касается способа для повышения коэффициента полезного действия электространции, работающей при сжигании горючих ископаемых, при котором воздух для сжигания топлива подогревают путем возврата части содержащего в дымовом газе тепла и передают часть тепла, содержащегося в дымовом газе и/или в подогретом воздухе для сжигания топлива, в байпасе для подогрева воздуха на технологическую среду, и устройства для его осуществления.

В работающих, благодаря сжиганию горючих ископаемых, электростанциях принято подогревать подаваемый к парогенератору воздух для сжигания топлива благодаря тому, что возвращается часть содержащегося в дымовом газе парогенератора тепла. Этот возврат осуществляется с помощью рекуперативных или регенеративных теплопередатчиков, например, в форме трубчатых или пластинчатых теплопередатчиков или приводимых во вращение воздухоподогревателей. Благодаря частичному использованию содержащегося в дымовых газах тепла для подогрева воздуха для сжигания топлива осуществляется повышение коэффициента полезного действия электростанции.

Дополнительно к этому подогреву воздуха для сжигания топлива известно направление части дымового газа через байпас для подогрева воздуха для сжигания топлива и передача содержащего в этой части дымового газа полезного тепла на технологическую среду, например, путем нагревания питательной воды или производства пара, который или применяется для внешнего использования, или подается для использования в процессе работы электростанции (патент ФРГ 4222811, МКИ F 22 D 1(02).

Исходя из этого известного уровня техники в основе изобретения лежит задача усовершенствования известного способа и устройства для повышения коэффициента полезного действия работающей благодаря сжиганию горючих ископаемых электростанции таким образом, чтобы получалось дополнительное повышение коэффициента полезного действия.

Поставленная задача решается тем, что в способе повышения коэффициента полезного действия электростанции, работающей при сжигании горючих ископаемых, при котором воздух для сжигания топлива подогревают путем возврата части содержащегося в дымовом газе тепла и передают часть тепла, содержащегося в дымовом газе и/или в подогретом воздухе для сжигания топлива, в байпасе для подогрева воздуха на технологическую среду, согласно изобретению воздух для сжигания топлива перед поступлением в воздухоподогреватель (4) подогревают с помощью технологической среды с низким давлением и что подведенное таким образом к воздуху для сжигания топлива тепло отбирают из направленного через байпас (6, 6a) к воздухоподогревателю (4) дымового газа или рециркулирующего воздуха для сжигания топлива для нагревания находящейся под более высоким давлением технологической среды.

В способе согласно изобретению с помощью теплопередатчика (7, 7a) высокого давления питательной воде высокого давления или пару высокого давления отдают количество тепла (Q2), соответствующее количеству тепла (Q1), подведенному через подогреватель (5) низкого давления.

В способе согласно изобретению с помощью байпаса (6 или 6a) обводят ступень/ступени подогрева воздуха для сжигания топлива, расположенную/расположенные в зоне высоких температур.

В устройстве для осуществления способа согласно изобретению на воздушной стороне перед подогревателем (4) воздуха для сжигания топлива расположен по меньшей мере один нагретый с помощью питательной воды низкого давления или пара низкого давления подогреватель (5) низкого давления, а в байпасе (6, 6a) к подогревателю (4) воздуха для сжигания топлива расположен по меньшей мере один теплопередатчик (7, 7a) высокого давления.

В устройстве согласно изобретению подогреватель (4) воздуха для сжигания топлива выполнен многоступенчатым.

Так как техническая работоспособность (эксергия) количества тепла, переданного из направленного по байпасу к воздухоподогревателю дымового газа или рециркулирующего воздуха для сжигания топлива на находящуюся под более высоким давлением технологическую среду, вследствие более высокого уровня давления выше, чем техническая работоспособность примерно одинакового или лишь незначительно большего количества тепла, которое из находящейся под более низким давлением рабочей среды прежде было передано воздуху для сжигания топлива перед воздухоподогревателем, только благодаря этому предложению в соответствии с изобретением получается повышение общего коэффициента полезного действия электростанции примерно от 0,5 до 1%, т.е. увеличение электрической мощности электростанции примерно на 1 - 2%. Использование различных эксергий, с одной стороны количества тепла, отобранного для подогрева воздуха для сжигания топлива из технологической среды, а, с другой стороны, количества тепла, возвращенного из направляемого по байпасу к воздухоподогревателю дымового газа, или рециркулирующего по байпасу к воздухоподогревателю воздуха для сжигания топлива, приводит в соответствии с изобретением к значительному повышению коэффициента полезного действия.

Ниже изобретение пояснено с помощью чертежа, на котором представлена блок-схема примера выполнения.

Блок-схема показывает парогенератор 1, к которому по каналу 2 подается воздух для сжигания топлива и из которого по каналу 3 отводится дымовой газ.

Чтобы использовать часть содержащегося в дымовом газе тепла для подогрева воздуха для сжигания топлива, предусмотрен подогреватель 4 воздуха для сжигания топлива, который может быть выполнен в виде рекуперативного или регенеративного теплопередатчика. Кроме того в канале 2 для подачи воздуха для сжигания топлива расположен подогреватель 5 низкого давления. Этот подогреватель 5 низкого давления нагревается или с помощью теплой питательной воды, или с помощью пара низкого давления, чтобы поступающий по каналу 2 с температурой от 30 до 40oC воздух для сжигания топлива нагревать до температуры от 80 до 150oC, прежде чем воздух для сжигания топлива поступит в подогреватель 4. Используемая для нагревания подогревателя 5 воздуха для сжигания топлива питательная вода находится под давлением от 5 до 30 бар; если для нагревания подогревателя 5 воздуха для сжигания топлива используется пар низкого давления, то он находится под давлением от 1 до 10 бар.

В подогревателе 4 воздуха для сжигания топлива с помощью выходящего из парогенератора 1 с температурой от 350 до 250oC дымового газа нагревается до температуры от 250 до 350oC, с которой воздух для сжигания топлива поступает в парогенератор 1.

Так как введенное с низким уровнем давления с помощью подогревателя 5 низкого давления в воздух для сжигания топлива количество тепла Q1 на более высоком уровне давления должно выделяться из дымового газа, параллельно с каналом 3 для дымового газа предусмотрен байпас 6 обходящий подогреватель 4 воздуха для сжигания топлива, в котором расположен теплопередатчик 7 высокого давления. С помощью этого байпаса 6 часть дымового газа направляется мимо подогревателя 4 воздуха для сжигания топлива. Количество этой части дымового газа подобрано так, чтобы из дымового газа в теплопередатчике 7 высокого давления отводилось количество тепла Q2, которое теоретически по величине равно, однако по причине неизбежных потерь коэффициента полезного действия незначительно меньше, чем количество тепла Q1, которое подается в воздух для сжигания топлива с помощью подогревателя 5 низкого давления. Передача этого количества тепла Q2 осуществляется в теплопередатчике 7 высокого давления на находящуюся под значительно более высоким давлением технологическую среду, например, на питательную воду с давлением 252 бар и/или на пар высокого давления с давлением от 2 до 40 бар.

Пример выполнения показывает другой теплопередатчик высокого давления 7a, который расположен в байпасе 6a для подогревателя 4 воздуха для сжигания топлива и который обогревается с помощью рециркулирующего воздуха для сжигания топлива, циркулирующий через рециркуляционный компрессор 8. Этот теплопередатчик высокого давления 7a может быть установлен дополнительно или альтернативно к теплопередатчику 7 высокого давления и точно также, как и первый предназначен для возврата количества тепла Q2a на более высоком уровне давления. Оба теплопередатчика 7, 7a высокого давления могут быть выполнены одноступенчатыми или многоступенчатыми.

Благодаря возврату части содержащегося в дымовом газе тепла с помощью подогревателя 4 воздуха для сжигания топлива и количества Q2 с помощью теплопередатчика 7 высокого давления на выходе канала 3 для дымового газа получаются температуры дымового газа между 180 и 110oC.

Так как работоспособность (эксергия) количества тепла Q2, отобранного из частичного потока дымового газа и теплопередатчике 7 высокого давления, или количества тепла Q2a, отобранного из рециркулирующего воздуха для сжигания топлива в подогревателе 7a высокого давления, больше, чем эксергия количества тепла Q1, поданного в воздух для сжигания топлива в подогревателе низкого давления 5, с помощью представленного на блок-схеме устройства достигается повышение общего коэффициента полезного действия электростанции примерно от 0,5 до 1%. Вырабатываемая с помощью описанного устройства электрическая мощность электростанции возрастает благодаря этому примерно на 1 - 2%, а именно, только благодаря использованию разности в эксергии между возвращенным при высоком уровне давления количеством тепла Q2 или Q2a и подведенным при низком уровне давления количеством тепла Q1.

Перечень условных обозначений
1 парогенератор
2 канал для подачи воздуха для сжигания топлива
3 канал для дымового газа
4 подогреватель воздуха для сжигания топлива
5 подогреватель низкого давления
6 байпас
6a байпас
7 теплопередатчик высокого давления
7a теплопередатчик высокого давления
8 рециркуляционный компрессор
Q1 проведенное количество тепла
Q2 возвращенное количество тепла
Q2a возвращенное количество теплаь

Похожие патенты RU2137046C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ТЕПЛА ДЫМОВОГО ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Мартин Кинбек[De]
  • Манфред Кер[De]
RU2079053C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В УСТАНОВКАХ, СОДЕРЖАЩИХ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДИН РИФОРМЕР, ЛОГИЧЕСКИЙ БЛОК И ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ 2017
  • Думур, Дамиен
  • Кротов, Денис
  • Брюкнер, Бернд
  • Курт, Йозеф
RU2713931C1
КОТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ДООБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 2006
  • Герике Бернд
RU2380548C2
СПОСОБ РАБОТЫ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА И РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК С ПОВЫШЕННЫМ КПД 2009
  • Ратс Хайнц-Гюнтер
RU2432540C2
СПОСОБ ПРИВАРИВАНИЯ ГРЕБЕНЧАТЫХ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПЛАНОК К ПЛАСТИНЧАТЫМ ТЕПЛООБМЕННИКАМ 1995
  • Альберт Байер[De]
  • Вольфганг Херрманн[De]
RU2104848C1
ТЕПЛООБМЕННИК 1996
  • Маркус Хирт
  • Вильхельм Брукманн
RU2117892C1
ПЛАСТИНЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК 1992
  • Хорст Дашманн[De]
RU2076295C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В ОТХОДЯЩЕМ ГАЗЕ ИЗ КОТЛА, В КОТОРОМ СЖИГАЕТСЯ УГОЛЬ 1993
  • Людвиг Зур[De]
  • Пауль Пайкерт[De]
RU2076274C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМБИНИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМБИНИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 1993
  • Вернер Райх[De]
  • Лутц Хартиг[De]
  • Франц Бауер[At]
RU2109970C1
ВРАЩАЮЩИЙСЯ РЕГЕНЕРАТОР 2005
  • Флендер Манфред
RU2296268C2

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение касается способа повышения КПД электростанции, работающей при сжигании горючих ископаемых, при котором воздух для сжигания топлива подогревают и передают часть тепла, содержащегося в дымовом газе и/или подогретом воздухе для сжигания топлива, в байпасе для подачи воздуха на технологическую среду. Чтобы добиться дальнейшего повышения КПД, воздух для сжигания топлива перед поступлением в воздухоподогреватель подогревают с помощью технологической среды с низким давлением и подведенное таким образом к воздуху для сжигания топлива тепло отбирают из направленного через байпас к воздухоподогревателю дымового газа или рециркулирующего воздуха для сжигания топлива для нагревания находящейся под более высоким давлением технологической среды. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 137 046 C1

1. Способ повышения коэффициента полезного действия электростанции, работающей при сжигании горючих ископаемых, при котором воздух для сжигания топлива подогревают путем возврата части содержащегося в дымовом газе тепла и передают часть тепла, содержащегося в дымовом газе и/или подогретом воздухе для сжигания топлива, в байпасе для подогрева воздуха на технологическую среду, отличающийся тем, что воздух для сжигания топлива перед поступлением в воздухоподогреватель (4) подогревают с помощью технологической среды с низким давлением и что подведенное таким образом к воздуху для сжигания топлива тепло отбирают из направленного через байпас (6, 6а) к воздухоподогревателю (4) дымового газа или рециркулирующего воздуха для сжигания топлива для нагревания находящейся под более высоким давлением технологической среды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью теплопередатчика (7, 7а) высокого давления питательной воде высокого давления или пару высокого давления отдают количество тепла (Q2), соответствующее количеству тепла (Q1), подведенному через подогреватель (5) низкого давления. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что с помощью байпаса (6 или 6а) обводят ступень/ступени подогрева воздуха для сжигания топлива, расположенную/расположенные в зоне высоких температур. 4. Устройство для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что на воздушной стороне перед подогревателем (4) воздуха для сжигания топлива расположен по меньшей мере один нагретый с помощью питательной воды низкого давления или пара низкого давления подогреватель (5) низкого давления, а в байпасе (6, 6а) к подогревателю (4) воздуха для сжигания топлива расположен по меньшей мере один теплопередатчик (7, 7а) высокого давления. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что подогреватель (4) воздуха для сжигания топлива выполнен многоступенчатым.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2137046C1

DE 4222811 C1, 25.11.93
Установка для повторного нагрева обессеренных дымовых газов 1984
  • Ханс Мерцендорфер
  • Вернер Шаллер
SU1471955A3
Энергоблок тепловой электростанции 1990
  • Липец Адольф Ушерович
  • Кузнецова Светлана Михайловна
  • Дирина Любовь Владимировна
  • Апатовский Лев Ефимович
  • Петросян Роберт Артемович
  • Цветков Александр Михайлович
  • Неженцев Юрий Николаевич
  • Шкляр Александр Вениаминович
  • Петров Вячеслав Александрович
  • Сторожук Александр Андреевич
SU1776920A1
Энергоблок теплоэлектростанций 1991
  • Липец Адольф Ушерович
  • Дирина Любовь Владимировна
  • Будняцкий Давид Михайлович
  • Бененсон Евсей Исаакович
  • Усов Александр Викторович
  • Дегтярев Вольтер Дмитриевич
  • Ленский Александр Робертович
  • Москвичев Виктор Федорович
  • Пушкин Сергей Николаевич
  • Левина Ольга Израилевна
SU1824510A1
Способ работы воздушного тракта котла 1989
  • Пронин Михаил Степанович
  • Вишневский Александр Ильич
  • Козлов Сергей Георгиевич
  • Харченко Валерий Михайлович
  • Харламов Вадим Анатольевич
  • Немировский Николай Федорович
SU1742587A1

RU 2 137 046 C1

Авторы

Мартин Кинбек

Оливье Брассер

Даты

1999-09-10Публикация

1994-12-09Подача