Парогазовая установка с газификацией твердого топлива Советский патент 1992 года по МПК F01K23/06 

2

Использование: в энергоустановках с газификацией твердого топлива. Сущность изобретения: парогазовая установка с газовой турбиной 1, воздушным компрессором 3, камерой 4 сгорания, воздухоразделите- лем 5, газификатором 8, теплообменником 10 и устройством 11 очистки дополнительно содержит аппарат 25 конверсии оксида углерода, подсоединенный к отбору 15 паровой турбины 14. Аппарат 25 конверсии и теплообменник 10 размещены последовательно на газопроводе 9 за устройством 11 очистки, а теплообменник 10 выходом по нагреваемой среде подключен к барабану- сепаратору 13 котла-утилизатора 12. 1 ил.

I

#FT

15

ft

VI

fcb

ел ю ю о

Изобретение относится к теплоэнергетике, преимущественно к тепловым схемам энергоустановок с газификацией твердого топлива.

Известна парогазовая установка с газификацией твердого топлива, содержащая газификатор твердого топлива, соединенный с устройством очистки газа, к выходу которого подключена камера сгорания газотурбинного агрегата, котел-утилизатор, вход которого подключен к выходу газовой турбины газотурбинного агрегата, и паровую турбину, вход которой соединен паропроводом с котлом-утилизатором.

Включение газификатора и устройства очистки газа в схему установки позволяет использовать твердое топливо в парогазовом цикле и снизить выбросы в атмосферу твердых частиц и сернистых соединений.

Однако в установке на высоком уровне сохраняются выбросы в атмосферу токсичных оксидов азота, образование которых происходит при сжигании очищенного газа под давлением в камере сгорания газотурбинного агрегата

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является парогазовая установка с газификацией твердого топлива, включающая газовую турбину с электрогенератором и воздушным компрессором, выход которого соединен с камерой сгорания и воздухоразделителем, подключенным своими выходами по азоту и кислороду через соответствующие компрессоры к камере сгорания и газификатору твердого топлива, выход которого посредством газопровода с установленными на нем теплообменником и устройством очистки соединен с камерой сгорания, при этом выхлоп газовой турбины подключен к котлу- утилизатору с баоабаном-сепаратором парогенерирующих поверхностей замкнутого паросилового контура, содержащего паровую турбину с отбором пара и электрогенератором, а также трубопровод питательной воды, соединенный с пэрогенерирующими поверхностями и входом теплообменника по нагреваемой среде.

Наличие связи между воздухоразделителем и камерой сгорания позволяет подать азот в зону горения очищенного газа и тем самым несколько подавить образование оксидов азота.

Однако уровень выбросов оксидов азота в установке остается высоким,

Цель изобретения - повышение экологической чистоты установки.

Для достижения указанной цели парогазовая установка с газификацией твердого топлива дополнительно содержит аппарат

конверсии оксида углерода, подсоединенный к отбору паровой турбины, причем ап- парат конверсии и теплообменник размещены последовательно на газопроводе за устройством очистки, а теплообменник выходом по нагреваемой среде подключен к барабану-сепаратору.

На чертеже представлена схема парогазовой установки с газификацией твердого

0 топлива.

Установка включает газовую турбину 1 с электрогенератором 2 и воздушным компрессором 3, выход которого соединен с камерой 4 сгорания и воздухоразделителем 5,

5 подключенным своими выходами по азоту и кислороду через соответствующие компрессоры 6 и 7 к камере 4 сгорания и газификатору 8 твердого топлива, выход которого посредством газопровода 9 с установлен0 ными на нем теплообменником 10 и устройством 11 очистки соединен с камерой 4 сгорания. При этом выхлоп газовой турбины 1 подключен к котлу-утилизатору 12с барабаном-сепаратором 13 парогенерирующих

5 поверхностей замкнутого паросилового контура, содержащего паровую турбину 14 с отбором 15 пара и электрогенератором 16, конденсатор 17, конденсатный насос 18, деаэратор 19, питательный насос 20, а также

0 трубопровод 21 питательной воды, соединенный с парогенерирующими поверхностями котла-утилизатора 12 и входом теплообменника 10 по нагреваемой среде. На одном валу с компрессором 6 распо5 ложен электродвигатель 22.

На одном валу с компрессором 7 расположен электродвигатель 23.

К газификатору 8 подсоединена линия 24 подачи твердого топлива,

0 Кроме того, парогазовая установка с газификацией твердого топлива дополнительно содержит аппарат 25 конверсии оксида углерода, подсоединенный к отбору 15 паровой турбины 14, причем аппарат 25

5 конверсии и теплообменник 10 размещены последовательно на газопроводе 9 за устройством 11 очистки, а теплообменник 10 выходом по нагреваемой среде подключен к барабану-сепаратору f 3.

0 Парогазовая установка с газификацией твердого топлива работает следующим образом.

В газификатор 8 подают твердое топливо по линии 24, водяной пар из отбора 15

5 паровой турбины 14 и кислород из воздухо- разделителя 5 при помощи кислородного компрессора 7. Происходит парокислород- ная газификация твердого топлива под давлением. Полученные газообразные продукты газификации в устройство 11 очистки газа, где из них удаляют твердые частицы и сернистые соединения. Очищенный газ подают в аппарат 25 конверсии оксида углерода. Сюда же подают водяной пар из отбора 15 паровой турбины 14. В аппарате 25 происходит каталитическая конверсия оксида углерода, содержащегося в очищенном газе, водяным паром по реакции

СО + Н20 С02 + Н2.

Так как данная реакция является экзотермической, то происходит повышение температуры газа. В теплообменнике 10 газ охлаждают с помощью питательной воды. которую забирают из трубопровода 21 посредством питательного насоса 20. Нагретую питательную воду после теплообменника 10 направляют в барабан- сепаратор 13 котла-утилизатора 12.

Охлажденный газ после теплообменника 10 подают на сжигание в камеру 4 сгорания. Воздух для сжигания газа подают воздушным компрессором 3. В камеру 4 сгорания с помощью компрессора 6 под- ают также азот из воздухоразделителя 5. Продукт сгорания расширяют в газовой турбине 1. охлаждают в котле-утилизаторе 12 и выбрасывают в атмосферу,

В котле-утилизаторе 12 получают пере- гретый пар, который подают в паровую турбину 14.

0

5 0

5

0

Формула из обретёния Парогазовая установка с газификацией твердого топлива, включающая газовую турбину с электрогенератором и воздушным компрессором, выход которого соединен с камерой сгорания и воздухо-разделителем, подключенным своими выходами по азоту и кислороду через соответствующие компрессоры к камере сгорания и газификатору твердого топлива, выход которого посредством газопровода с установленными на нем теплообменником и устройством очистки соединен с камерой сгорания, при этом выхлоп газовой турбины подключен к котлу- утилизатору с барабаном-сепаратором парогенерирующих поверхностей замкнутого паросилового контура, содержащего паровую турбину с отбором пара и электрогенератором, а также трубопровод пита- тельной воды, соединенный с парогенерирующими поверхностями и входом теплообменника по нагреваемой среде, отличающаяся тем, что, с целью повышения экологической чистоты, она дополнительно содержит аппарат конверсии оксида углерода, подсоединенный к отбору паровой турбины, причем аппарат конверсии и теплообменник размещены последовательно на газопроводе за устройством очистки, а теплообменник выходом по нагреваемой среде подключен к барабану-сепаратору.