Способ работы дизельной электротеплостанции и дизельная электротеплостанция Советский патент 1992 года по МПК F02G5/00 F02G5/04 

Известен способ работы дизельной электротеплостанции (ДЭТС), содержащей дизель и генератор (ДГ), подключенный к валу дизеля и установленный в газовыхлопной магистрали дизеля теплообменник (Т), за счет утилизации тепла выпускных газов дизеля в теплообменнике с соотношением тепловой Q и электрической N нагрузок Q Р 1.

Известна также ДЭТС. содержащая по меньшей мере один ДГ и Т, подключенный к трубопроводу выпускных газов дизеля (1).

Недостатками известных способов работы и самой ДЭТС является невозможность получения количества тепловой энергии сверх того значения, которое может

быть утилизировано за счет тепла отработавших газов, поскольку ото количество полностью определяется электрической нагрузкой ДГ.

Особенно сильно этот недостаток проявляется на частичных режимах работы ДЭТС.

Известен также способ работы ДЭТС в составе по меньшей мере одного ДГ. Т и котла-утилизатора (КУ) с топкой и системой подачи топлива, подключенного к тому же трубопроводу отработавших газов, путем выработки электрической энергии и получения тепловой энергии за счет утилизации тепла выпускных газов в Т и в КУ при сжигании топлива в топке последнего в потоке

х|

О

о

Ј

VI

отработавших газов с соотношением тепловой и электрических нагрузок 1 R 4.

Известна также ДЭТС, содержащая по меньшей мере один ДГ, Т и КУ с топкой, снабженный отводным трубопроводом с размещенным на входе органом перекрытия его проходного сечения, трубопровод подачи топлива в топку КУ с органом регулирования расхода топлива и магистраль подачи тепловой энергии потребителю, сообщенную с КУ и Т (2). Недостатком данного способа работы и самой ДЭТС является низкая экономичность из-за невозможности в оптимальном соотношении регулировать относительный расход газов G и топлива В через КУ в зависимости от тепловой и электрической нагрузок.

Данные способ и устройство наиболее близки заявляемым по технической сущности и поэтому приняты за прототип.

Целью изобретения является повышение экономичности ДЭТС.

Указанная цель достигается тем, что в способе работы ДЭТС относительный расход газов G через КУ регулируется в зависимости от электрической и епловой Harpysojc в диапазоне изменения N от 0,2 до 1,0 и Q от 0, 1,0 по соотношению G - t.04935 + 0,0237514 - 1.033Q, а расход топлива В в системе его подачи TojiKy КУ в том же диапазоне изменений N и Q регулируется по оотношению В- 0,0558 - 0.28N + 1.246Q. При этом ДЭТС снабжена датчиками электрической и тепловой нагрузок, подключенными к специальному вычислительному блоку, в узле разветвления трубопроводов перед КУ размещен орган регулирования расхода через топку последнего и управляемый по сигналу от блока управления, который связан с вычислительным блоком, а регулятор расхода топлива в системе его подачи в топку КУ связан с блоком управления.

На чертеже представлена схема заявляемой ДЭТС.

Дизельная элеюгротеплостанция содержит дизель-генератор 1 с подключенным к его трубопроводу отработавших газов 2 теплообменником 3, за которым размещен котел-утилизатор 4 с топкой и системой 5 подачи топлива, снабженной регулятором 6 его расхода.

Котел-утилизатор 4 оборудован отводным трубопроводом 7, в узле разветвления которого размещен регулятор 8 расхода газов через КУ. ДЭТС снабжена датчиками электрической 9 и тепловой 10 нагрузок, которые связаны через вычислительный блок 11 и блок управления 12с регуляторами расходов газов 8 и топлива 6.

ДЭТС работает следующим образом.

ДГ (1) обеспечивает потребителей электрической (N) и тепловой (Q) энергией. Электрическую энергию получают от соединенного с дизелем генератора, а тепловую энергию - за счет утилизации тепла отработавших газов в Т (3) и КУ (4).

При этом через Т пропускают все отработанные газы, а через КУ - часть этих газов, в потоке которых в топке котла сжигают

0 топливо. Расход газов G через КУ регулируют с помощью регулятора 8 по сигналам от датчиков электрической 9 и тепловой 10 нагрузок потребителей, которые поступают в вычислительный блок 11, а оттуда в блок

5 управления 12. Расход топлива В в системе 5 его подачи в топку КУ изменяют регулятором 6 также по сигналам от датчиков нагрузок 9 и 10. При этом расходы топлива В и газов G

0 в топку КУ в диапазоне нагрузок ДЭТС тепловой 0,4 Q 1,0 и электрической 0.2 N 1,0 регулируются по соотношениям:

f - 0.00558 - 0.28N + J.246Q,

5 G - 1,04935 + 0.02375N - 1.033Q.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить экономичность ДЭТС на 10-15% за счет использования наиболее рационального регулирования рас0 ходов топлива и газов через КУ с топкой. Формула изобретения 1. Способ работы дизельной электро- теплостанции путем подачи воздуха в цилиндры дизеля, впрыскивания в цилиндры

5 топлива, сжигания топливовоздушной сме- си, расширения продуктов сгорания и передачи выработанной мощности на привод электрогенератора для выработки электрической энергии, выпуска отработавших га0 зов из цилиндров в теплообменник и в котел-утилизатор с топкой, впрыскивания в топку дополнительного топлива, сжигания топлива в топке и получения тепловой энергии в теплообменнике и котле-утилизаторе,

5 измерение мощности, передаваемой на привод электрогенератора, и тепловой энергии, вырабатываемой в теплообменнике и котле-утилизаторе, и регулирования количества отработавших газов и топлива,

0 подаваемых в топку котла-утилизатора, о т- личающийся тем, что, с целью повышения экономичности, отработавшие газы из цилиндров дизеля направляют последовательно в теплообменник и котел-утилиза5 тор, причем количество отработавших газов и количество топлива, подаваемых в котел- утилизатор, регулируют в диапазоне изменения относительной электрической нагрузки на дизель от 0,2 до 1,0 и в диапазоне измене

ния относительно тепловой нагрузки от 0,4 до КО по соотношению

G 1,04935 + 0.02375N - 1033Q,

В 0,0558+ 0.28N-1,2460, где G - относительный расход отработав- ших газов;

В - относител ьный расход допол нител ь- ного гоплива;

N - относительная электрическая нагрузка на дизель;

Q - относительная тепловая нагрузка.

2. Дизельная электротеллостанция, содержащая дизель, электрогенератор, подключенный к валу дизеля, установленные в газовыхлопной магистрали дизеля теплообменник и котел-утилизатор с топкой, снаб- женный обводным трубопроводом с размещенным на входе органом перекрытия его проходного сечения, трубопровод подачи топлива в топку котла-утилизатора с органом регулирования расхода топлива и

магистраль подачи теплоеой энергии потребителю, сообщенную с котлом-утилизатором и теплообменником, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичного электротеплостанция снабжена датчиками электрической и тепловой нагрузок, вычислительным блоком и блоком управления, причем теплообменник и котел-утилизатор установлены в газовыхлопной магистрали последовательно по ходу течения выхлопных газов дизеля, датчик электрической нагрузки установлен в электрической цепи электрогенератора, датчик тепловой нагрузки установлен в магистрали подачи тепловой энергии потребителю тепловой энергии, оба датчика сообщены с вычислительным блоком, связанным с блоком управления, а последний сообщен с органом регулирования расхода топлива, подаваемого в топку котла-утилизатора, и с органом перекрытия проходного сечения обводного трубопровода.

Изобретение позволяет повысить экономичность дизельной электротеплостан- ции. Дизельная электротеплостанция содержит дизель-генератор 1 с подключенным к его трубопроводу 2 отработавших газов теплообменником 3, за которым размещен котел-утилизатор 4 с топкой и системой 5 подачи топлива, снабженной регулятором б его расхода. Котел-утилизатор 4 оборудован отводным трубопроводом 7, в узле разветвления которого размещен регулятор 8 расхода газов через котел-утилизатор. Электротеплостанция снабжена датчиками электрической 9 и тепловой 10 нагрузок, которые связаны через вычислительный блок 11 и блок 12 управления с регуляторами расходов газов 8 и топлива б. Регулирование расходов газов и топлива в соответствии с диапазоном изменения тепловой и электрической нагрузок по соотношениям В 0,00558 - 0.28JVJ + 1,2460, G 1,04935jH 0.02375N - 1,0330. где В - расход топлива. расход газов, N - электрическая нагрузка, Q - тепловая нагрузка, позволяет повысить экономичность станции. 2 с. п. ф- лы, 1 ил. сл с

отработавшие газы

газы, лодаДаемые 0 КУ с расходом 5

/ттоллиДо, подаваемое Ј /СУ с расходам о

по тон тел/юЗой эне/згиг/

линии сДязи зода/771/инод

яодлитоуная Водя