Энергетическая установка Советский патент 1993 года по МПК F01K13/00 

./

Z.

отсеки. Между ступенями компрессора размещен мембранный разделитель 9 воздуха с холодильником 10 на стороне азота и теплообменником-регенератором 11 на линии подачи кислорода в кислородный отсек 8, выходной патрубок которого соединен с горелкой, а выход компрессора подключен к азотному отсеку 7 рубашки дополнительной топки. При этом выхлоп турбины соединен через теплообменник-регенератор 11 скот- лом. 2 ил.

Использование: в теплоэнергетике, в частности в энергетических установках при использовании низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: энергетическая установка содержит паротурбинный блок, включающий котел с основной 1 и допол- ниртельной 2 топками, паровую турбину с генератором, а также газотурбинную установку с газовой турбиной 3, компрессором, выполненным с двумя ступенями 4 и 5, и генератором ГТУ. Дополнительная топка имеет рубашку 6, стенки которой пронизаны тепловыми трубками 18 для нагрева рабочего тела ГТУ. Рубашка дополнительной топки разделена на азотный 7 и кислородный 8

Изобретение относится к теплоэнергетике, и может найти широкое применение при работе котлотурбинных агрегатов в случае использования низкосортного твердого топлива.

Цель изобретения - повышение эффективности сжигания низкосортного твердого топлива и снижение выбросов вредных веществ. .

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема энергетической установки; на фиг:2 - разрез А-А на фиг.1.

На схеме показаны: 1 - основная топка котла; 2 -дополнительная топка; 3 - газовая турбина; 4 - первая ступень компрессора; 5 .-вторая ступень компрессора; 6 - рубашка дополнительной топки; 7 - азотный отсек дополнительной топки; 8 - кислородный отсек дополнительной топки; 9 - мембранный разделитель; 10 - холодильник; 11 - теплообменник-регенератор; 12 - выходной патрубок кислородного отсека; 19 - выходной патрубок азотного отсека; 14-линия подачи топлива; 15 - линия сжатого азота; 16 - линия сброса газовой турбины; 17 - теплоизоляция дополнительной топки; 18-тепловые трубки дополнительной топки; 19 - внутренняя стенка дополнительной топки; 20 - разделительная стенка отсеков; 21 - линия подачи кислорода в кислородный отсек; 22 - выхлоп дополнительной топки. На выходе мембранного разделителя 9 по линии сжатого кислорода включен регенератор 11 для подогрева, стенка, разделяющая рубашку на кислородный и азотный отсеки, обеспечивает прохождение компонентов воздуха через рубашку дополнительной топки и выполнение ими своих конкретных функций.

Предложенная энергетическая установка работает следующим образом. Сжатый первой ступенью компрессора 4 атмосферный воздух поступает в мембранный разделитель 9 воздуха, где от азота отделяется кислород, который далее подают через теплообменник-регенератор 11, где он подогревается за счет охлаждения выхлопанного

газа (азота) из газовой турбины 3, по линии подачи кислорода 21 в кислородный отсек 8 дополнительной топки, и пройдя его. через кислородный патрубок 12 нагретый в отсеке

8 воздух поступает на сжигание низкосортного твердого топлива в горелке, топливо при этом смешивается, поступая по линии 14, и смесь поступает на горение.

Оставшийся после разделения воздуха

в мембранном разделителе 9 азот охлажда-. ют в холодильнике 10 перед его сжатием во второй ступени компрессора 5. После этого сжатый азот по линии 15 подают в азотный отсек 7 дополнительной топки 2, где при

помощи тепловых трубок 18 теплоты из дополнительной топки 2 перекачивается в отсек 7 и подогревает поданный туда азот. Далее нагретый в азотном отсеке 7 азот через выходной патрубок 13 подают в газовую турбину 3 и после нее через теплообменник-регенератор 11 его сбрасывают по линии сброса 16 в основную топку котла 1. Для нормальной работы дополнительной топки 2 на внутренней стенке предусмотрена теплоизоляция со стороны прохождения азота и кислорода в отсеках 7 и 8, которые разделены между собой стенкой 20. Теплоизоляция 17также нанесена на внешнюю стенку рубашки 6.

Ввиду того, что при помощи мембранного разделителя 9 воздух разделяется на : компоненты (азот и кислород), которые затем после нагрева идут на расширение в газовую турбину (азот) и на горение твердого топлива (кислород), в топке котла, где высокая температура, нет атмосферного азота, что предотвращает образование его окислов, а нагретый кислород позволяет жечь топливо с высоким КПД. Поэтому вредные выбросы в атмосферу значительно снижаются, а из-за переизбытка кислорода интенсифицируется горение топлива и повышается эффективность его сжигания. Таким образом, предложенная энергетическая установка позволяет, благодаря отличительным признакам, значительно снизить вредные выбросы в атмосферу, а также значительно повысить зфф.ективность сжигания низкосортного твердого топлива.

При использовании энергетической установки затраты на разработку и исследования ее должны быстро окупиться в процессе эксплуатации. В случае тиражирования указанное предложение сулит большую экономическую выгоду.

Формула изобретения Энергетическая установка, содержащая паротурбинный блок, включающий котел с основной и дополнительной топками, причем последняя выполнена с охлаждающей рубашкой, а также паровую турбину с генератором, и газотурбинную установку, включающую газовую турбину с генератором, выхлоп которой подключен к котлу, а также подсоединенный к ней через рубашку дополнительной топки компрессор, отличающаяся тем. что, с целью повышения экологичности при применении низкосортного твердого топлива путем снижения вредных выбросов, она снабженй теплорбменником-регенератором и мембранным разделителем воздуха для разделения последнего на азот и кислород с холодильником на выходе азота, при этом рубашка дополнительной топки выполнена с разделением ее на азотный и кислородный отсеки, причем выходной патрубок последнего подключен к горелке, а компрессор выполнен двухступенчатым и подсоединен к газовой турбине через азотный отсек рубашки,

разделитель воздуха установлен между ступенями компрессора и его выход по кислороду подключен к кислородному отсеку через теплообменник-регенератор, установленный на выхлопе газовой турбины.

А-А