Парогазовая установка Советский патент 1979 года по МПК F01K23/10 

1

Изобретение относится к парогазовым установкам (ПГУ) со сбросом выхлопных газов газовой турбины в паровой котел (сбросные ПГУ) и предназначено преимущественно для установок, создаваемых на базе типовых конструкций котлов, и обеспечивающих не только парогазовый режим, но также автономную работу паротурбинного блока, входящего в состав ПГУ.

Известные установки с дополнительными экономайзерами выполняют путем реконструкции типового котла паротурбинного блока. Для обеспечения совместной его работы с газовой турбиной в режиме сбросной ПГУ из состава котла исключают его обычный воздухонагреватель, а дымовые газы для утилизации их тепла направляют в дополнительные (вторичные) экономайзеры, включенные, по воде, параллельно регенеративным подогревателям питательной воды. Для подогрева воздуха при работе ПГУ в автономном паротурбинном режиме предусматривают специйльные воздухоподогревате ли, например калориферного типа 1.

Существенным недостатком такой установки является необходимость замены обычго воздухоподогревателя на воздухоподогреватели специальных конструкций, а также создание дорогостоящих и громоздких дополнительных экономайзеров, требующих защиты от низкотемпературной коррозии и заноса золой или сажей, что снижает надежность их работы. Кроме этого, известные технические решения не пригодны для парогенераторов, работающих на твердом топливе, требующем двухступенчатого высокотемпературного подогрева дутьевого воздуха (с экономайзером в рассечке между ступенями-воздухоподогревателями). Это ограничивает сферу применения схем сбросных ПГУ котлами с одноступенчатым подогревом дутьевого воздуха.

Известна также установка, содержащая замкнутый паровой контур с парогенератором и экономайзерами, включенными параллельно регенеративным подогревателям питательной воды, газотурбинный агрегат, выхлоп турбины которого сообщен с парогенератором, вентилятор наддува, подключенный к выхлопу турбины воздущной магистралью и установленный в последней теплообменник для подогрева воздуха дымовыми газами 21.

При автономной работе паротурбинной части вода, нагретая во вторичных экономайзерах, поступает в воздухоподогреватели и нагревает дутьевой воздух.

Существенным недостатком такой схемы является сложность технологических переключений при включении или отключении газовой турбины при работающей паротурбинной части установки, а также снижение надежности ПГУ при малых нагрузках из-за закипания воды в дополнительных экономайзерах, что снижает маневренность ПГУ.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности установки при включении и отключении газотурбинной части, и расщирение области применения сбросных ПГУ на базе действующих парогенераторов, в том числе и с двухступенчатым подогревом воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что экономайзеры по греющей среде подключены к входу нагнетателя.

Целесообразно для отключения вторичных экономайзеров по греющей среде при автономной работе паротурбинной части установки в контуре рециркуляции дутьевого воздуха перед первым по ходу воздуха вторичным экономайзером установить запорно-регулирующий щибер.

На чертеже приведен вариант схемы ПГУ.

Установка содержит газотурбинный агрегат 1 и паровой контур, содержащий котел 2 с водяным экономайзером 3 и теплообменником (воздухоподогревателем) 4, паровую турбину 5 с отборами пара для подогрева питательной воды в регенеративных подогревателях 6 и подключенные параллельно к ним дополнительные (вторичные) экономайзеры 7. Нагнетание воздуха в котел производится вентилятором наддува (дутьевым вентилятором) 8. Управление газовым и воздущными потоками осуществляется посредством щиберов; щибер 9 установлен на выхлопном газопроводе газотурбинного агрегата 1, щибер 10 - на воздухогазопроводе к горелкам котла, щибер 11 - на воздущной магистрали подачи горячего воздуха в котел, щибер 12 - на воздухопроводе, образующем контур рециркуляции дутьевого воздуха через вторичные экономайзеры 7, дутьевой вентилятор 8 и воздухоподогреватель 4, щиберы 13 и 14 установлены на воздухозаборах.

При работе установки в парогазовом режиме выхлопные газы газотурбинного агрегата 1 поступают к горелкам котла 2. Туда же поступает дополнительное топливо. Тепло уходящих дымовых газов утилизируется в водяном экономайзере 3 и воздухоподогревателе 4. Пар из котла 2 поступает в турбину 5. В этом режиме работы щиберы 9, 10 и 12 открыты, щиберы 11,13 закрыты, щибер 14 используется в качестве регулирующего органа.

Дутьевой вентилятор 8 находится в работе- и обеспечивает движение воздуха по контуру рециркуляции дутьевого воздуха через воздухоподогреватель 4 и вторичные экономайзеры 7. В этом случае воздух является промежуточным теплоносителем для передачи тепла уходящих дымовых газов, утилизированного в воздухоподогревателе 4, к питательной воде во вторичных экономайзерах 7, добавка наружного воздуха в контур рециркуляции осуществляется через щи0 бер 14. В случае нехватки окислителя в выхлопных газах добавку необходимого количества воздуха в топку котла 2 осуществляют регулированием положения щибера 11.

При пониженных нагрузках установки избыток выхлопных газов газотурбинного агрегата I может быть подмещан к воздуху в контуре рециркуляции через вторичные экономайзеры 7. Регулирование объема подмещиваемого газа осуществляется щи0 барами 11 и 14.

При автономной работе паротурбинной части установки (газотурбинный агрегат 1 отключен) щиберы 9 и 12 закрыты, щиберы 10, 11 и 14 открыты. Воздух к горелкам котла 2 подают по обычной для паровых котлов схеме: через работающий дутьевой вентилятор 8 и воздухонагреватель 4. Подогрев питательной воды в этом случае осуществляется в регенеративных подогревателях 6.

g Вторичные экономайзеры 7 в этом случае, как правило, по воздущному тракту отключены щибером 12.

В случае необходимости, наружный воздух, направляемый в котел, может быть предварительно подогрет во вторичном экономайзере 7, который в этом случае используется в качестве калориферной установки. Забор воздуха при этом осуществляется через щибер 13. Предварительный подогрев воздуха может быть осуществлен также рециркуляцией горячего дутьевого воздуха при отключенных (по воде) вторичных экономайзерах 7.

Использование изобретения дает возможность создавать сбросные ПГУ, используя типовое паротурбинное оборудование с минимальными переделками, а также при минимальных затратах средств на реконструкцию оснастить действующие паротурбинные блоки (в том числе и с двуступенчатым подогревом воздуха) дополнительными газотурбинными агрегатами.

Требуемый температурный режим дополнительных экономайзеров, в том числе и устранение закипания в них воды, обеспечивается регулированием расхода воздуха в контуре рециркуляции посредством вентиляJ тора 8 или щибера 12. ГреющеТ{ средой в дополнительных экономайзерах является воздух, что практически устраняет опасность их коррозии и заноса золой.

Формула изобретения

Парогазовая установка, содержащая замкнутый паровой контур с парогенератором и экономайзерами, включенными параллельно регенеративным подогревателям питательной воды, газотурбинный агрегат, выхлоп турбины которого сообщен с парогенератором, вентилятор наддува, подключенный к выхлопу турбины воздущной магистралью и установленный в последней теплообменник для подогрева воздуха дымовыми газами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, экономайзеры по греющей среде подключены к входу нагнетателя и через щибер - к воздущной магистрали за теплообменником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Канаев А. А. Парогазовые установки Л., «Машиностроение, 1974, с. 137-138.

2.Авторское свидетельство № 313989, кл. F 01 К 7/00, 1969.

ТаплиВо I Bo3di