Парогазовая установка на твердом топливе Советский патент 1989 года по МПК F01K23/06 F01K25/14 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к производству электроэнергии на тепловых электростанциях с устройствами газификации твердого топлива.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности.

На фиг. 1 .представлена принципиальная схема парогазовой установки; на фиг. 2 - схема установки с выполнением термогенератора в виде устройства, с кипящим слоем возгоняемого топлива и при Наличии линии рециркуляции топливного газа, .

Парогазовая установка на твердом топливе (фиг. 1) содержит паротурбинный контур с высоконапорным парогенератором 1, парогенерирующие поверхности 2 которого размещены в га- зовоздушном тракте 3 над топкой 4, термодинамически связанный с паротурбинным контуром газотурбинный контур, включающий воздушный компрессор 5, воздухонагреватель 6, размещенньш в тракте 3 над парогенерирующими поверхностями 2, камеру 7 сгорания, газовую турбину 8, теплообменник-утилизатор 9 и. устройство 10 сушки твердого топлива. Установка содержит так- же термогенератор 11 сухой возгонки топлива, включённый в газовоздушный тракт 3 после парогенератора 1 и подключенный по возгоняемому топливу на входе линией 12 подачи сушонки топлива к устройству 10 его сущки, а на выходе - линией 13 отвода полукокса к топке 4.Газовоздушный тракт 3 за термогенератором 11, который выполнен в виде поверхностного теплообменника, например, с кипящим слоем возгоняемого топлива (фиг. 2) соединен линией 14 отвода топочных газов с размещенным на ней -устройством 15 газоочистки с камерой 7 сгорания газотурбинного контура, к которой автономной линией 16 отвода топливного горючего газа посредством дополнительного устройства 17 очистки подключен термогенератор П. На линии 13 отвод полукокса в топку 4, которая может быть выполнена с кипящим слоем топлива, размещено регулирующее устройство 18 расхода (затвор), а на линии 12 - регулирующее устройство (не показано) расхода и нагнетатель 19 подаваемой в термогенератор 11 сушонки топлива.

Кроме того, паротурбинный контур установки содержит паровую турбину 20, конденсатор 21, конденсатный на- Сос 22, регенеративные подогреватели 23,- включенные в тракт 24 питательно воды, в который также последовательно подключены теплообменник-утилизатор 9 и парогенерирующие поверхности 2 парогенератора 1. К устройству 10 сушки подключена линия 25 подачи твердого топлива, а к топке 4 подсоединены линии 26 и 27 подачи сорбента и отво-да золы соответственно,

.К автономной линии 16 подключен трубопровод 28 отвода топливного газа стороннему энергетическому или технологическому потребителю (не показан).

Термогенератор И (фиг. 2) может вьшолняться в виде устройства с кипящим слоем возгоняемого топлива.При

этом установка может содержать линию 29 рециркуляции топливного газа с размеп1енным на ней компрессором 30. При этом линия 29 соединяет автономную линию 16 за устройством 7 очистки газа или между ее ступенями с термогенератором 1 в зоне 31 его кицящего слоя,

Термогенератор 11 может быть конструктивно объединен или разнесен (фиг. 2) с парогенератором 1, причем в последнем случае в тракте 3 размещается устройство 32 очистки дымовых газов, а корпуса высоконапорного парогенератора 1 и термогенератора 11 выполняются расширяющимися в верхней части 33.

Парогазовая установка работает следующим образом-.

Воздух, сжатый в компрессоре 5, подают под решетку топки 4 в количестве, необходимом для сжигания полукокса, а остальную его часть подогревают в воздухонагревателе 6, где воздух охлаждает низкотемпературньй кипящий слой топки 4, и направляют в камеру 7 сгорания. В топке 4 кислород поступающего воздуха используетс полностью. Продукты сгорания (дымовые газы) парогенератора 1 подают в качестве греющего агента в термогенератор 11, куда по линии 12 подают су шонку твердого топлива. Твердое топливо (уголь, сланцы, торф)-по линии 25 подачи твердого топлива направляют в устройство 10 для сушки топлива и далее нагнетателем 19 сушонка твердого топлива по линии 12 подается в термогенератор 11.

В термогенераторе I1 происходит сухая возгонка твердого топлива, образовавшийся полукокс попадает че- рез регулирующее устройство 18 на линии 13 отвода полукокса в топку 4 парогенератора 1, а топливный газ направляется по автономной линии 16 в дополнительное устройство 17 очистки газа и далее в камеру 7 сгорания. Избыточное количество этого газа может быть направлено в трубопровод 28 отвода топливного газа и далее энергетическому или технологическому потребителю. Продукты сгорания полукокса (охлажденные д лмовые газы) проходят устройство 15 газоочистки дымовых газов и направляются в камеру 7 сгорания или непосредственно в газовую турбину 8, приво-

60362

я-.

,

4 5 и

электрогенерадящую компрессор тор.

По линии 26 в топку 4 кипящего слоя под высоким давлением подается сорбент, предназначенный для нейтрализации серы и ее окислов, что j позволяет снизить сернистые выбросы в атмосферу. Минеральные остатки 10 топлива и сорбента удаляются из топки 4 через линию 27 отвода золы.

В паротурбинном контуре пар, образовавшийся в поверхностях 2 парогенератора 1 подают в паровую- Турби- 15 ну 20. Отработанный пар конденсируется -в конденсаторе 2, откуда конденсат насосом 22 возврад1ают через регенератив1а,1е подогреватели 23 в парогенерирующие поверхности 2, пред- 20 варительно пройдя теплообменник-утилизатор 9, где он также нагревается.

В топке 4 горение полукокса в присутствии сорбента происходит при сравнительно низкой температуре 800- 25 950 с, ограниченной условиями образования окислов серы и азота, в камере 7 сгораН11я газы сгорают при температуре, ;1имитируемой допустимой те мпературой металла турбины 8, ко- 30 торая существенно выше тe mepaтypы в топке 4.

повышения интенсивности выделения летучих горючих из топлива термогенератор 1 (фиг. 2) выполнен с 22 кипящим слоем (без горения). Перемешивание твердых и газообразных веществ в слое обеспечивается путем подачи под решетку термогенератора 11 в зоне 31 кипящего слоя топливного горю- 40 чего газа, подаваемого по линии 29 компрессором 30. С целью снижения выносов твердых частиц из топки парогенератора 1 и термогенератора 11 вы- ходя1цие потоки направляются в рас- 45 ширяющиеся верхние части 33, в которых происходит снижение скорости потоков и осаждение выносиг гх частиц.

Выдерживание низкой температуры в кипящем слое топки 4, сухая возгон- gQ ка твердого топлива в термогенераторе 11 и сжигание летучих горючих в камере 7 сгорания создают условия для работы установки с высоким КПД при малых выбросах в атмосферу окислов 55 серы, азота и угарного газа. Отсутствие смешения дымовых газов и горючего топливного газа повышает эффективность использования топлива, интенсивность и устойчивость горения и делает возможным отпуск внешнему потребителю излитков топливного газа.

Ф о

рмула изобрете н-и я

I. Парогазовая установка на твердом топливе, содержащая паротурбинный контур с высоконапорным парогенератором и топкой, термодинамически связанный с ним газотурбинный контур с компрессором, камерой сгорания и газовой турбиной и термогенератор сухой возгонки топлива, включенный по греющей среде в газовоздушный тракт после парогенератора и подключенный по возгоняемому топливу на входе к линии подачи сушонки топли- ва, а на выходе - линией отвода полукокса с топкой, примем газовоздушный тракт за термогенератором соединен линией отвода газов с размещенным на ней устройством газоочистки с камерой сгорания, отличающаяся

жена устройством очистки топливного газа, причем термогенератор дополнительно сообщен с камерой сгорания ав- 5 тономной линией, на которой размещено устройство для очистки топливного газа, при этом термогенератор выполнен в виде поверхностного теплообменника.

10 2. Установка по п. 1, о. т л и - чающаяся тем, что она снабжена трубопроводом отвода топливного газа стороннему потребителю, подключенным к автономной линии отвода за

15 дополнительным устройством очистки.

3.Установка по пп. 1 и 2, о т- лич.ающаяся тем, что термогенератор выполнен в виде устройства с кипящим слоем возгоняемого топ20 лива.

4.Установка по п. 3, отличающаяся тем, что автономная линия отвода дополнительно соединена с термогенератором в зоне его кипяще-4-. 4. Л а jurit; С.1 и КИПЯЩв

тем, что, с целью повышения экономич- 25 го слоя линией рециркуляции топливно- ности и надежности, установка го аза, снабженной компрессором.

/3

603626

жена устройством очистки топливного газа, причем термогенератор дополнительно сообщен с камерой сгорания ав- 5 тономной линией, на которой размещено устройство для очистки топливного газа, при этом термогенератор выполнен в виде поверхностного теплообменника.

10 2. Установка по п. 1, о. т л и - чающаяся тем, что она снабжена трубопроводом отвода топливного газа стороннему потребителю, подключенным к автономной линии отвода за

15 дополнительным устройством очистки.

3.Установка по пп. 1 и 2, о т- лич.ающаяся тем, что термогенератор выполнен в виде устройства с кипящим слоем возгоняемого топ20 лива.

4.Установка по п. 3, отличающаяся тем, что автономная линия отвода дополнительно соединена с термогенератором в зоне его кипяще-4-. 4. Л а jurit; С.1 и КИПЯЩв

25 го слоя линией рециркуляции топливно- го аза, снабженной компрессором.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить экономичность и наде; «ность установки. Паротурбинный контур с высоконапорным парогенератором 1 и топкой 4 термодинамически связан с газотурбинным контуром, включающим компрессор 5, камеру 7 сгорания и газовую турбину 8. Термогенератор (ТГ) 11 сухой очистки топлива, выполненный в виде теплообменника, включен по греющей среде в газовоздущный тракт 3 после парогенератора и подключен по возгоняемому топливу на входе к линии 12 подачи сушонки топлива, а на выходе - к линии 13 отвода полукокса, связанной с топкой. ТГ сообщен с камерой сгорания автономной линией 16, снабженной трубопроводом 28 о