Парогазовая установка с газификацией твердого топлива Советский патент 1991 года по МПК F01K23/06 

Изобретение относится к энергетике и, в частности, к энергетическим установкам с газификацией топлива.

Цель изобретения - снижение выбросов оксидов азота в атмосферу.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива содержит газификатор 1 на паровоздушном дутье, соединенный через утилизатор 2 теплоты,устройство 3 очистки газа и турбодетандер 4 с высоконапорным парог енератором 5. газотурбинную установку, газовая турбина 6 которой подсоединена к парогенератору 5 по продуктам сгорания.а компрессор 7 - к парогенерато ру 5 по воздуху .1 через компрессор 8 высокого давления - к газификатору 1, а также паровую турбину 9, вход которой подсоединен по пару к парогенератору 5. а трубопровод 10 отбора пара - к газификатору 1. Установка также содержит камеру 11 сгорания, газовый пароперегреватель 12 и дополнительную газовую турбину 13, выхлоп которой через газовый пароперегреьатель подсоединен к парогенератору 5, а вход - к камере 11 сгорания. При этом последняя подключена к устройству 3 очистки газа, к компрессору 0 высокого давления и к трубопроводу 10 отбора пара. В трубопровод 10 помещен по нагреваемой среде пароперегреватель 12. Установка также снабжена линией 14 подачи твердого топлива, дымовой трубой 15, электрогенераторами 16 и аоматурой 17.

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива работает следующим образом.

В газификатор 1 подают твердое топливо по линии 14. Газификация топливо происходит под давлением на паровоздушном дутье. Воздух для газификации подают при помощи воздушного компрессора 7 и компрессора 8 Перегретый пар для газификации поступает по трубопроводу 10 из пароперегревателя 12 Продукты газификации охлаждают в утилиза-оре 2 тепла и подают в устройство 3 очистки газа, где производят их очистку or твердых частиц и сероводорода. Очии1енный газ расширяю R турбоде- тандере 4. используемом дпч привода компрессора 8, и направляют в вь|г,окона порный парогенератор 5 для сх игания в среде воздуха, который подают воздушным компрессором 7 газотурбинной установки 6. Высоконэпорный парогенератор 5 вырабатывает перегретый пар, который направляют в naponvto турбину 9 дпя расширения и производства электрической энергии в электрогенераторе 16. Пар после турбины 9

конденсируют в конденсаторе, полученную воду подают насосом через систему регенеративных подогревателей, газоводяной подогреватель и экономайзер в высоконапорный парогенератор 5. Продукты сгорания из высоконапорного парогенератора 5 направляют в газовую турбину 6, после которой их охлаждают в экономайзере, газоводяном подогревателе и выбрасывают через дымо0 вую трубу 15 в атмосферу.

После устройства 3 очистки газа отбирают часть очищенного газа и направляют в камеру 11 сгорания. Сюда же подают часть воздуха после компрессора 8 и часть пара

5 из трубопровода 10 отбора пара паровой турбины 9. В камере 11 сгорания происходит сжигание очищенного газа в среде воздуха и пара. Полученные при этом продукты сгорания расширяют в дополнительной га0 зовой турбине 13, охлаждают в газовом пароперегревателе 12 и сбрасывают в высоконапорный парогенератор 5. Мощность дополнительной газовой турбины 13 используют для производства электроэнергии в

5 электрогенераторе 16. Часть пара из трубопровода 10 паровой турбины 9 направляют в газовый пароперегреватель 12, где происходит его перегрев Перегретый пар из газового пароперегревателя 12 поступа0 ет в газификатор 1.

В установке охлажденные в газовом пароперегревателе продукты сгорания подают в высоконапорный парогенератор, за счет чего происходит снижение максималь5 ной температуры и концентрации окислителя в зоне горения и, следовательно, снижение образования оксидов азота. Другим фактором, способствующим снижению образования оксидов азота, является подача

0 водяного пара1 в камеру сгорания. При этом количество оксидов азота снижается как в камере сгорания, так и в высоконапорном парогенераторе. Последнее объясняется тем, что водяной пар из камеры сгорания

5 поступает вместе с продуктами сгорания в высоконапорный парогенератор При этом водяной пар интенсифицирует реакции горения газа за счет добавочного количества гидроксильного радикала (ОН), который об0 разуется по реакции. Н20 + Н

За счет интенсификации горения происходит уменьшение времени пребывания продуктов сгорания в зоне горения и, следо5 вательно, уменьшение выхода оксидов азота.

Изобретение позволит снизить выброс оксидов азота в атмосферу путем применения камеры сгорания, дополнительной турбины и пароперегревателе

Формула изобретения

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива, содержащая паросиловой контур, состоящий из последовательно установленных высоконапорного парогенератора, паровой турбины и конденсатора, тракт газификации топлива, состоящий из последовательно установленных воздушного компрессора высокого давления, газификатора топлива, подключенного трубопроводом к отбору паровой турбины, устройства очистки газа й турбодетандера, подключенного к парогенератору, и газотурбинную установку, состоящую из газовой турбины и воздушного компрессора, расположенных на одном валу, причем газовая турбина своим входом подключена к выходу продуктов сгорания из парогенератора, ее выхлоп со0

5

0

общей с атмосферой, а компрессор по нагнетанию подсоединен к парогенератору и входу воздушного компрессора высокого давления, отличающаяся тем, что, с целью снижения выбросов в атмосферу оксидов азота, она снабжена камерой сгорания, дополнительной газовой турбиной и газовым пароперегревателем, размещенным в трубопроводе отбора паровой турбины между газификатором и паровой турбиной и подключенным входом и выходом греющей среды соответственно к выхлопу дополнительной газовой турбины и парогенератору, при этом дополнительная газовая турбина своим входом подключена к камере сгорания, а последняя по входу подсоединена к трубопроводу отбора паровой турбины, устройству очистки газа и компрессору высокого давления.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в энерге7 / тических установках с газификацией топли ва с целью снижения выбросов оксидов азота о атмосферу. Для этого установка снабжена камерой 11 сгорания, газовой турбиной 13 и пароперегревателем 12. Входы камеры 11 сгорания подсоединены к трубопроводу 10 отбора пара паровой турбины 9, устройству 3 очистки газа и компрессору 8 высокого давления, а ее выход подсоединен к входу дополнительной газовой турбины 13. Выхлоп турбины 13 через пароперегреватель 12 подсоединен к парогенератору 5. При этом по нагреваемой среде пароперегреватель 12 включен в трубопровод 10 отбора пара к газификатору 1. Снижение образования оксидов азота возникает за счет уменьшения температуры и концентрации окислителя в зоне горения. 1 ил. (Л о ± ел СП VJ со