ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРОВ Российский патент 2020 года по МПК F01K23/14 F01K25/08 F02G5/02 

Изобретение относится к энергетике, в частности к системам утилизации тепловой энергии на базе органического цикла Ренкина и может быть использовано для повышения коэффициента полезного действия двигателей внутреннего сгорания, работающих в переменном режиме, в том числе для судовых и тепловозных дизель-генераторных установок.

Известна энергосистема, основанная на органическом цикле Ренкина прямого нагрева (патент РФ №2502880), включающая одну или несколько органических турбин, соединенных с генератором, сепаратор для сепарирования двухфазного рабочего тела на жидкую и паровую фазу, парогенератор, который является, по сути, котлом-утилизатором, при этом парогенератор включает в себя подогреватель, бойлер и перегреватель, к которому примыкает трубопровод подачи пара из сепаратора, причем бойлер расположен первым по ходу движения газов, за ним находится перегреватель, последним по ходу движения газов расположен подогреватель, трубопровод подачи перегретого рабочего тела в паровой фазе на турбину, трубопровод подачи рабочего тела в паровой фазе из сепаратора в перегреватель, клапан понижения температуры перегрева, который является средством для ограничения повышения температуры перегретого рабочего тела в паровой фазе, через который подается рабочее тело в жидкой фазе к трубопроводу подачи рабочего тела в паровой фазе из сепаратора в перегреватель, насос для подачи рабочего тела в жидкой фазе к питательному клапану бойлера и к клапану понижения температуры перегрева, циклический (конденсатный) насос для подачи рабочего тела в жидкой фазе из конденсатора в подогреватель.

Недостатки: данная энергосистема при совместной работе с двигателем внутреннего сгорания, из-за переменных режимов его работы, при которых будет происходить изменение расхода и температуры отходящих газов, будет обеспечивать низкий коэффициент полезного действия, а также отсутствие системы периодической очистки поверхностей нагрева парогенератора (котла-утилизатора) от продуктов сгорания жидкого топлива (масла, смолы, сажи) приведет к загрязнению внешней поверхности нагрева, и соответственно к снижению коэффициента теплопередачи, а следовательно и к снижению номинальных показателей работы парогенератора (котла-утилизатора), надежности и эффективности работы органического цикла в целом.

Известна установка для выработки электрической энергии при утилизации теплоты дымовых и выхлопных газов (патент РФ №2657068), принятая за прототип, включающая в себя паротурбинный контур, содержащий четыре гидравлических контура, в каждый из которых включена турбина, находящаяся на одном валу с электрогенератором, причем вал общий для всех турбин, каждая турбина соединена с рекуперативным теплообменником и соответствующими секциями котла-утилизатора, последовательно отдающего тепло в каждый гидравлический контур, причем максимальное и минимальное давление одинаково в каждом гидравлическом контуре, при этом конденсатор и насос едины для всей схемы, в качестве низкокипящего рабочего вещества используется фторуглерод: октафторпропан C₃F₈, или циклофторбутан C₄F₈, или декафторбутан C4F10.

Недостатки: данная установка для выработки электрической энергии при утилизации теплоты дымовых и выхлопных газов при совместной работе с двигателем внутреннего сгорания, из-за переменных режимов его работы, при которых будет происходить изменение расхода и температуры отходящих газов, будет обеспечивать низкий коэффициент полезного действия, а также отсутствие системы периодической очистки поверхностей нагрева парогенератора (котла-утилизатора) от продуктов сгорания жидкого топлива (масла, смолы, сажи) приведет к загрязнению внешней поверхности нагрева, и соответственно к снижению коэффициента теплопередачи, а следовательно и к снижению номинальных показателей работы парогенератора (котла-утилизатора), надежности и эффективности работы органического цикла в целом, кроме того отсутствие средства для ограничения повышения температуры перегретого рабочего тела в паровой фазе, опасно тем, что рабочее тело может достигнуть температуры деградации и самовоспламенения.

Задачей изобретения является организация совместного процесса получения электрической энергии в дизель-генераторе, работающем в переменном режиме, и вспомогательной энергетической установки для дизель-генераторов на базе органического цикла Ренкина, утилизирующей тепло отходящих газов.

Техническим результатом является повышение КПД вспомогательной энергетической установки и дизель-генератора при переменных режимах работы, а также надежности и эффективности работы за счет контроля и регулирования: коэффициента теплопередачи от отходящих газов дизельного двигателя к внешней поверхности теплообмена, путем периодической очистки внешних поверхностей нагрева котла-утилизатора от продуктов сгорания жидкого топлива (масла, смолы, сажи); температуры отходящих газов дизеля; температуры рабочего тела в паровой фазе.

Технический результат достигается с помощью вспомогательной энергетической установки, включающей паротурбинный контур, содержащий секции, в каждой из которых включена турбина, расположенная на одном валу с электрогенератором, причем вал общий для всех турбин, каждая турбина соединена с соответствующим котлом-утилизатором, при этом паротурбинный контур разделен на три замкнутые секции, причем в каждой из них циркулирует разное рабочее тело, а каждая замкнутая секция дополнительно содержит конденсатор, расположенный после турбины, конденсационный насос, систему аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе, состоящую из датчиков температуры, расположенных перед турбиной и в секциях котлов-утилизиторов, охладителя пара, регулирующего клапана расположенного перед турбиной и регулирующего клапана, расположенного таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель пара или в секцию котла-утилизатора, бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе, регулирующего клапана, расположенного после конденсатора и насоса, расположенного после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе, при этом дополнительно содержит систему подачи и распределения отходящих газов от дизельного двигателя к секциям котла-утилизатора, состоящую из трубопровода для отвода отходящих газов, дымососа и регулирующих клапанов, систему водяной обмывки, включающую бак для водяного раствора поверхностно активных веществ и регулирующие клапаны, систему воздушной обдувки наружных поверхностей нагрева секций котла-утилизатора, состоящую из теплообменного аппарата, воздушного насоса, расположенного перед электрогенератором дизель-генератора и регулирующих клапанов.

На фиг. представлена принципиальная схема вспомогательной энергетической установки для дизель-генератора.

Дизель-генератор содержит дизельный двигатель 1, соединенный с ним электрогенератор 2, систему подачи топлива 3 и систему подачи воздуха 4. Вспомогательная энергетическая установка для дизель-генератора содержит паротурбинный контур, который состоит из трех замкнутых секций, первая секция состоит из турбины 5, расположенной на одном валу 6 с электрогенератором 7, секции котла-утилизатора 8, конденсатора 9, расположенного после турбины 5, конденсационного насоса 10, системы аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе, которая состоит из датчика температуры 11, расположенного перед турбиной 5, охладителя пара 12, регулирующего клапана 13, который расположен перед турбиной 5, и регулирующего клапана 14, который расположен таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель пара 12 или в секцию котла-утилизатора 8, бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 15, регулирующего клапана 16, который расположен после конденсатора 9, насоса 17, который расположен после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 15. Вторая секция состоит из турбины 18, расположенной на одном валу 6 с электрогенератором 7, секции котла-утилизатора 19, конденсатора 20, расположенного после турбины 18, конденсационного насоса 21, системы аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе, которая состоит из датчика температуры 22, расположенного перед турбиной 18, охладителя пара 23, регулирующего клапана 24, который расположен перед турбиной 18, и регулирующего клапана 25, который расположен таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель пара 23 или в секцию котла-утилизатора 19, бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 26, регулирующего клапана 27, который расположен после конденсатора 20, насоса 28, который расположен после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 26. Третья секция паротурбинного контура состоит из турбины 29, расположенной на одном валу 6 с электрогенератором 7, секции котла-утилизатора 30, конденсатора 31, расположенного после турбины 29, конденсационного насоса 32, системы аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе, которая состоит из датчика температуры 33, расположенного перед турбиной 29, охладителя пара 34, регулирующего клапана 35, который расположен перед турбиной 29, и регулирующего клапана 36, который расположен таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель пара 34 или в секцию котла-утилизатора 30, бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 37, регулирующего клапана 38, который расположен после конденсатора 31, насоса 39, который расположен после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 37. Также вспомогательная энергетическая установка для дизель-генератора содержит систему подачи и распределения отходящих газов от дизельного двигателя к секциям котла-утилизатора, которая состоит из трубопровода для отвода отходящих газов 40, дымососа 41, регулирующих клапанов 42, 43, 44, при этом регулирующий клапан 42, расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи отходящих газов в секцию котла-утилизатора 8, затем в секцию котла-утилизатора 19, затем в секцию котла-утилизатора 30 или в регулирующий клапан 43, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи отходящих газов в секцию котла-утилизатора 19, затем в секцию котла-утилизатора 30 или в регулирующий клапан 44, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи отходящих газов в секцию котла-утилизатора 30 или в систему выхлопа дизельного двигателя 1 (на чертеже не указана), регулирующего клапана 45, который расположен между секциями котлов-утилизаторов 8 и 19, регулирующего клапана 46, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подать отходящие газы из секции котла-утилизатора 8 в секцию котла-утилизатора 30 или в систему выхлопа дизельного двигателя 1 (на чертеже не указана), регулирующего клапана 47, который расположен между секциями котлов-утилизаторов 19 и 30. Также вспомогательная энергетическая установка для дизель-генератора содержит систему водяной обмывки, которая состоит из бака для водяного раствора поверхностно активных веществ 48, регулирующих клапанов 49, 50, 51, при этом регулирующий клапан 49 расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи водяного раствора поверхностно активных веществ в секцию котла-утилизатора 8, или в регулирующий клапан 50, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи водяного раствора поверхностно активных веществ в секцию котла-утилизатора 19 или в регулирующий клапан 51, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи водяного раствора поверхностно активных веществ в секцию котла-утилизатора 30 или в систему отведения загрязненной жидкости (на чертеже не указана), регулирующего клапана 52, который расположен между секциями котла-утилизатора 8 и 19, таким образом чтобы обеспечить возможность подачи водяного раствора поверхностно активных веществ из секции котла-утилизатора 8 в секцию котла-утилизатора 19 или в насос 53 и регулирующий клапан 54, которые расположены таким образом, чтобы обеспечить возврат водяного раствора поверхностно активных веществ из секции котла-утилизатора 8 в бак для водяного раствора поверхностно активных веществ 48, регулирующего клапана 55, который расположен между секциями котла-утилизатора 19 и 30, таким образом, чтобы обеспечить возможность подачи водяного раствора поверхностно активных веществ из секции котла-утилизатора 19 в секцию котла-утилизатора 30 или в насос 56 и регулирующий клапан 57, которые расположены таким образом, чтобы обеспечить возврат водяного раствора поверхностно активных веществ из секции котла-утилизатора 19 в бак для водяного раствора поверхностно активных веществ 48, насоса 58, который расположен таким образом, чтобы обеспечить возврат водяного раствора поверхностно активных веществ из секции котла-утилизатора 30 в бак для водяного раствора поверхностно активных веществ 48, а также содержит систему воздушной обдувки наружных поверхностей нагрева секций котла-утилизатора 8, 19, 30 которая состоит из теплообменного аппарата 59, воздушного насоса 60, который расположен перед электрогенератором 2, таким образом, чтобы обеспечить подачу воздуха через электрогенератор 2 в теплообменный аппарат 59 или в регулирующий клапан 61, который расположен перед секцией котла-утилизатора 8, таким образом, чтобы обеспечить подачу воздуха через секцию котла-утилизатора 8 в регулирующий клапан 62, который расположен между секциями котла-утилизатора 8 и 19, таким образом, чтобы обеспечить подачу воздуха через секцию котла-утилизатора 8 в секцию котла-утилизатора 19 или в регулирующий клапан 63, а затем в регулирующий клапан 64, а затем в систему сброса воздуха в атмосферу (на чертеже не указана), регулирующего клапана 65, который расположен между секциями котла-утилизатора 19 и 30, таким образом, чтобы обеспечить подачу воздуха через секцию котла-утилизатора 19 в секцию котла-утилизатора 30 или в регулирующий клапан 63, а затем в регулирующий клапан 64, а затем в систему сброса воздуха в атмосферу (на чертеже не указана), регулирующего клапана 66, который расположен таким образом, чтобы обеспечить подачу воздуха в секцию котла-утилизатора 30, минуя секции 8 и 19, или в секцию котла-утилизатора 19, минуя секцию 8. Для контроля и замера температур в секциях котла-утилизатора 8, 19 и 30 используются соответственно датчики температуры 67, 68 и 69. В качестве рабочего тела используются низкокипящие органические жидкости, при этом для каждой из трех замкнутых секций паротурбинного контура оно разное.

Рассмотрим работу вспомогательной энергетической установки для дизель-генератора.

Воздух с помощью системы подачи воздуха 4, подается в цилиндры (на чертеже не указаны) дизельного двигателя 1, затем сжимается. В конце такта сжатия в цилиндр впрыскивается топливо с помощью системы подачи топлива 3, происходит процесс воспламенения и горения топлива, рабочий ход поршня (на чертеже не указан) передает механическую энергию электрогенератору 2, а затем происходит процесс выработки электрической энергии, при этом охлаждение электрогенератора 2 осуществляется воздухом через теплообменный аппарат 59. Выпуск продуктов сгорания дизельного топлива (отходящих газов) осуществляется в трубопровод для отвода отходящих газов 40.

При мощности дизельного двигателя 100% регулирующий клапан 42 открывается таким образом, чтобы осуществить подачу отходящих газов в секцию котла-утилизатора 8, в котором происходит процесс теплообмена между отходящими газами и рабочим телом, при этом в качестве рабочего тела используются низкокипящие органические жидкости, а замкнутость секций позволяет для каждой из них подобрать термодинамически эффективное рабочее тело в зависимости от требуемых параметров пара и мощности дизель-генератора для достижения максимального КПД вспомогательной энергетической установки для дизель-генератора, при этом первая секция работает в области более высоких температур и походу движения газов температура от секции к секции будет снижаться. Рабочее тело переходит из жидкой фазы в паровую фазу и подается в турбину 5, где рабочее тело в паровой фазе расширяется, кинетическая энергия рабочего тела переходит в механическую энергию вращения вала 6, который передает механическую энергию электрогенератору 7, при этом происходит снижение расхода дизельного топлива и воздуха поступающего в цилиндры дизельного двигателя 1, после турбины 5 рабочее тело в паровой фазе поступает в конденсатор 9, в котором происходит процесс конденсации, после конденсатора 9 рабочее тело в жидкой фазе с помощью конденсатного насоса 10, через регулирующий клапан 14 подается в секцию котла-утилизатора 8. В случае, если датчик температуры 67 покажет превышение температуры в секции котла-утилизатора 8 выше допустимого значения, при котором увеличение температурного напора может привести к перегреву рабочего тела до температуры самовоспламенения, то необходима подача охлаждающего воздуха в секцию котла-утилизатора 8 с помощью воздушного насоса 60, и одновременного открытия регулирующего клапана 61, таким образом, чтобы подать воздух в секцию котла-утилизатора 8. Далее происходит процесс охлаждения отходящих газов до допустимого для данной секции значения температуры. В случае если, охлаждение воздухом окажется неэффективным и датчик температуры 11 зафиксирует превышение температуры пара выше допустимого значения, по соображениям безопасности эксплуатации, при этом это значение для каждого рабочего тела определяется индивидуально в зависимости от температуры самовоспламенения, то осуществляется сброс рабочего тела в паровой фазе через регулирующий клапан 13 в охладитель пара 12, в котором происходит процесс смешения рабочего тела в паровой фазе и рабочего тела в жидкой фазе, которое одновременно подается в охладитель пара 12 из бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 15 через регулирующий клапан 14 с помощью насоса 17. При этом, рабочее тело в паровой фазе, охлажденное до допустимых значений подается в конденсатор 9, а рабочее тело в жидкой фазе подается в секцию котла-утилизатора 8. Таким образом, достигается безопасная эксплуатация первой секции вспомогательной энергетической установки для дизель-генераторов, работающей на базе органического цикла Ренкина прямого нагрева, за счет устранения опасности самовоспламенения рабочего тела. На выходе из первой секции, вследствие теплообмена между рабочим телом и отходящими газами, температура последних уменьшиться и для повышения КПД вспомогательной энергетической установки целесообразно во второй секции использовать рабочее тело с более низкой температурой кипения. После первой секции отходящие газы с помощью дымососа 41 через регулирующий клапан 45 подаются в секцию котла-утилизатора 19, в котором происходит процесс теплообмена между отходящими газами и рабочим телом, рабочее тело переходит из жидкой фазы в паровую фазу и подается в турбину 18, где рабочее тело в паровой фазе расширяется, кинетическая энергия рабочего тела переходит в механическую энергию вращения вала 6, который передает механическую энергию электрогенератору 7, при этом происходит снижение расхода дизельного топлива и воздуха поступающего в цилиндры дизельного двигателя 1, после турбины 18 рабочее тело в паровой фазе поступает в конденсатор 20, в котором происходит процесс конденсации, после конденсатора 20 рабочее тело в жидкой фазе с помощью конденсационного насоса 21 через регулирующий клапан 25 подается в секцию котла-утилизатора 19. В случае, если датчик 68 покажет превышение температуры в секции котла-утилизатора 19 выше допустимого значения, при котором увеличение температурного напора может привести к перегреву рабочего тела до температуры самовоспламенения, то необходима подача охлаждающего воздуха в секцию котла-утилизатора 19 с помощью воздушного насоса 60, и одновременного открытия регулирующих клапанов 61, 66, 62 таким образом, чтобы подать воздух в секцию котла-утилизатора 19, минуя секцию котла-утилизатора 8. Далее происходит процесс охлаждения отходящих газов до допустимого для данной секции значения. В случае если, охлаждение воздухом окажется неэффективным и датчик температуры 22 зафиксирует превышение температуры рабочего тела в паровой фазе выше допустимого значения, по соображениям безопасности эксплуатации, то осуществляется сброс рабочего тела в паровой фазе через регулирующий клапан 24 в охладитель пара 23, в котором происходит процесс смешения рабочего тела в паровой фазе и рабочего тела в жидкой фазе, которое одновременно подается в охладитель пара 23 из бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 26 через регулирующий клапан 25 с помощью насоса 28. При этом, рабочее тело в паровой фазе, охлажденное до допустимых значений подается в конденсатор 20, а рабочее тело в жидкой фазе подается в секцию котла-утилизатора 19. Таким образом, достигается безопасная эксплуатация второй секции вспомогательной энергетической установки для дизель-генераторов, работающей на базе органического цикла Ренкина прямого нагрева, за счет устранения опасности самовоспламенения рабочего тела. На выходе из второй секции, вследствие теплообмена между рабочим телом и отходящими газами, температура последних уменьшиться и для повышения КПД вспомогательной энергетической установки целесообразно в третьей секции использовать рабочее тело с более низкой температурой кипения. После второй секции отходящие газы с помощью дымососа 41 из секции котла-утилизатора 19 через регулирующий клапан 47 подаются в секцию котла-утилизатора 30, в котором происходит процесс теплообмена между отходящими газами и рабочим телом, рабочее тело переходит из жидкой фазы в паровую фазу и подается в турбину 29, где рабочее тело в паровой фазе расширяется, кинетическая энергия рабочего тела переходит в механическую энергию вращения вала 6, который передает механическую энергию электрогенератору 7, при этом происходит снижение расхода дизельного топлива и воздуха поступающего в цилиндры дизельного двигателя 1, после турбины 29 рабочее тело в паровой фазе поступает в конденсатор 31, в котором происходит процесс конденсации, после конденсатора 31 рабочее тело в жидкой фазе с помощью конденсатного насоса 32 через регулирующий клапан 36 подается в секцию котла-утилизатора 30. В случае, если датчик температуры 69 покажет превышение температуры в секции котла-утилизатора 30 выше допустимого значения, при котором увеличение температурного напора может привести к перегреву рабочего тела до температуры самовоспламенения, то необходима подача охлаждающего воздуха в секцию котла-утилизатора 30 с помощью воздушного насоса 60, и одновременного открытия регулирующих клапанов 61, 66 и 65, таким образом, чтобы подать воздух в секцию котла-утилизатора 30, минуя секцию котла-утилизатора 8 и секцию котла-утилизатора 19. Далее происходит процесс охлаждения отходящих газов до допустимого для данной секции значения температуры. В случае, если охлаждение воздухом окажется неэффективным и датчик температуры 33 зафиксирует превышение температуры рабочего тела в паровой фазе выше допустимого значения, по соображениям безопасности эксплуатации, то осуществляется сброс рабочего тела в паровой фазе через регулирующий клапан 35 в охладитель пара 34, в котором происходит процесс смешения рабочего тела в паровой фазе и рабочего тела в жидкой фазе, которое одновременно подается в охладитель пара 34 из бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе 37 через регулирующий клапан 36 с помощью насоса 39. При этом рабочее тело в паровой фазе, охлажденное до допустимых значений подается в конденсатор 31, а рабочее тело в жидкой фазе подается в секцию котла-утилизатора 30. Таким образом, осуществляется безопасная эксплуатация третьей секции вспомогательной энергетической установки для дизель-генераторов, работающей на базе органического цикла Ренкина прямого нагрева, за счет устранения опасности самовоспламенения рабочего тела. После третьей секции отходящие газы с помощью дымососа 41 поступают в систему выхлопа дизельного двигателя.

Регулирование частоты вращения и мощности турбин 5, 18, 29 осуществляется с помощью изменения расходов рабочих тел и кратности их циркуляции, соответственно, с помощью насосов 17, 28, 39 и баков-накопителей рабочих тел в жидкой фазе 15, 26, 37.

Таким образом, обеспечивается производство дополнительной электрической энергии на мощности дизельного двигателя 100%, потери тепла с отходящими газами уменьшаются, уменьшается расход топлива и воздуха и тем самым повышается КПД дизельного двигателя. При снижении мощности ниже 75% возможно отключение первой секции, при этом подача отходящих газов осуществляется с помощью регулирующих клапанов 42, 43 сразу во вторую секцию. При снижении мощности ниже 50% возможна работа только третьей секции, при этом подача отходящих газов осуществляется с помощью регулирующих клапанов 42, 43, 44 сразу в третью секцию. Таким образом, вспомогательная энергетическая установка для дизель-генераторов позволит обеспечить надежность работы паротурбинного контура при переменных режимах работы дизельного двигателя.

Отключение первой, второй и третьей секций из работы может быть последовательным, в случае снижения мощности дизельного двигателя, либо секции могут отключаться на очистку, которая осуществляется следующим образом: регулирующие клапаны 42, 43, 44, 45, 46 закрывают подачу отходящих газов, соответственно, в секции котлов-утилизаторов 8, 19 и 30, рабочие тела в жидкой фазе полностью сливаются через регулирующие клапаны 16, 27, 38 в баки-накопители рабочего тела в жидкой фазе 15, 26, 37. Одновременно с закрытием подачи отходящих газов в секции котла-утилизатора 8, 19, 30 может происходить увеличение подачи топлива и воздуха в цилиндры дизельного двигателя 1 для компенсации, выведенных из работы секций.

Одновременно с закрытием подачи отходящих газов в секции котла-утилизатора, - открывается регулирующий клапан 49, таким образом, чтобы из бака для водяного раствора поверхностно активных веществ 48 подать водяной раствор поверхностно активных веществ последовательно в секцию котла-утилизатора 8, затем через регулирующий клапан 52 в секцию котла-утилизатора 19, затем через регулирующий клапан 55 в секцию котла-утилизатора 30, в секциях котла-утилизатора 8, 19, 30 происходит очистка поверхностей нагрева по ходу движения газов с наружной стороны труб от масляной пленки и сажи, далее через регулирующие клапаны 57 и 54 с помощью насоса 58 водяной раствор поверхностно активных веществ вместе с частицами масел и сажи возвращается в бак для водяного раствора поверхностно активных веществ 48, циркуляция водяного раствора поверхностно активных веществ повторяется до полной очистки поверхностей нагрева секций котла-утилизатора 8, 19, 30, периодически загрязненный водяной раствор поверхностно активных веществ сливается из бака для водяного раствора поверхностно активных веществ 48 и заливается чистый водяной раствор поверхностно активных веществ. После удаления частиц сажи и смолы воздух с помощью воздушного насоса 60 через регулирующий клапан 61 подается в секцию котла-утилизатора 8, затем через регулирующее клапаны 62 воздух подается в секцию котла-утилизатора 19, затем через регулирующий клапан 65 воздух подается в секцию котла-утилизатора 30, затем через регулирующий клапан 64 воздух подается в систему сброса воздуха в атмосферу, при этом происходит процесс удаления влаги с наружной стороны поверхности нагрева секций котла-утилизатора 8, 19, 30. Подача воздуха с помощью воздушного насоса 60 осуществляется до тех пор, пока влага полностью не удалится. Таким образом, достигается увеличение коэффициента теплопередачи за счет очистки внешней поверхности нагрева секций котла-утилизатора 8, 19, 30. В случае необходимости отключения только одной из секций на очистку, система водяной обмывки содержит дополнительные регулирующие клапаны 50, 51, и дополнительные насосы 53 и 56, а система воздушной обдувки содержит дополнительные регулирующие клапаны 63, 64, 66.

Изобретение может быть использовано в системах утилизации тепловой энергии на базе органического цикла Ренкина. Вспомогательная энергетическая установка для дизель-генераторов включает в себя паротурбинный контур, содержащий секции, в каждой из которых имеется турбина, расположенная на одном валу (6) с электрогенератором (7). Вал (6) является общим для всех турбин (5), (18), (29). Каждая турбина (5), (18), (19) соединена с соответствующим котлом-утилизатором (8), (19), (30). Паротурбинный контур разделен на три замкнутые секции. В каждой замкнутой секции циркулирует разное рабочее тело. Каждая замкнутая секция дополнительно содержит конденсатор (9), (20), (31), расположенный после турбины (5), (18), (29), конденсационный насос (10), (21), (32) и систему аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе. Система аварийного охлаждения состоит из датчиков (11), (22), (33) температуры, расположенных перед турбиной (5), (18), (29) и в секциях котлов-утилизиторов (8), (19), (30), охладителя (12), (23), (34) пара, регулирующего клапана (13), (24), (35), расположенного перед турбиной (5), (18), (29), регулирующего клапана (14), (25), (36), расположенного таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель (12), (23), (34) пара или в секцию котла-утилизатора (8), (19), (30), бака-накопителя (15), (26), (37) рабочего тела в жидкой фазе, регулирующего клапана (16), (27), (38), расположенного после конденсатора (9), (20), (31), и насоса (17), (28), (39), расположенного после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе. Имеется система подачи и распределения отходящих газов от дизельного двигателя (1) к секциям котла-утилизатора (8), (19), (30), состоящая из трубопровода (40) для отвода отходящих газов, дымососа (41) и регулирующих клапанов (42), (43), (44). Имеется система водяной обмывки, включающая бак (48) для водяного раствора поверхностно-активных веществ и регулирующие клапаны (49), (50), (51). Имеется система воздушной обдувки наружных поверхностей нагрева секций котла-утилизатора (8), (19), (30), состоящая из теплообменного аппарата (59), воздушного насоса (60), расположенного перед электрогенератором (2) дизель-генератора и регулирующих клапанов (61), (62), (63), (64), (65), (66). Технический результат заключается в повышении КПД и надежности за счет регулирования коэффициента теплопередачи от отходящих газов дизельного двигателя к внешней поверхности теплообмена и периодической очистки внешних поверхностей нагрева котла-утилизатора от продуктов сгорания. 1 ил.

Вспомогательная энергетическая установка для дизель-генераторов, включающая паротурбинный контур, содержащий секции, в каждой из которых включена турбина, расположенная на одном валу с электрогенератором, причем вал общий для всех турбин, каждая турбина соединена с соответствующим котлом-утилизатором, отличающаяся тем, что паротурбинный контур разделен на три замкнутые секции, причем в каждой из них циркулирует разное рабочее тело, а каждая замкнутая секция дополнительно содержит конденсатор, расположенный после турбины, конденсационный насос, систему аварийного охлаждения рабочего тела в паровой фазе, состоящую из датчиков температуры, расположенных перед турбиной и в секциях котлов-утилизиторов, охладителя пара, регулирующего клапана, расположенного перед турбиной, и регулирующего клапана, расположенного таким образом, чтобы обеспечить подачу рабочего тела в охладитель пара или в секцию котла-утилизатора, бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе, регулирующего клапана, расположенного после конденсатора, и насоса, расположенного после бака-накопителя рабочего тела в жидкой фазе, при этом дополнительно содержит систему подачи и распределения отходящих газов от дизельного двигателя к секциям котла-утилизатора, состоящую из трубопровода для отвода отходящих газов, дымососа и регулирующих клапанов, систему водяной обмывки, включающую бак для водяного раствора поверхностно-активных веществ и регулирующие клапаны, систему воздушной обдувки наружных поверхностей нагрева секций котла-утилизатора, состоящую из теплообменного аппарата, воздушного насоса, расположенного перед электрогенератором дизель-генератора, и регулирующих клапанов.