Парогазовая установка с газификацией твердого топлива

 

Использование: в энергоустановках с газификацией твердого топлива. Сущность изобретения: парогазовая установка с газовой турбиной 1, воздушным компрессором 3, камерой 4 сгорания, воздухоразделителем 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 барабанусепаратору 13 котла-утилизатора 12. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ сОЦиАлистйческих

РЕ СГГУБЛИ К (st) s F 01 К 23/06

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И(-:АН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824359/06 (22) 08.05.90 (46) 07.07.92. Бюл. M 25 (71) Саратовский политехнический институт (72) А.И.Щупарский (53) 621.165 (088.8) (56) Европейский патент М 0209044, кл. F 01 К 23/06. 1988. (54),.ПАРОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА С ГАЗИФИКАЦИЕЙ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА (57) Использование: в энергоустановках с газификацией твердого топлива. Сущность

„„Jib „„1745990 А1 изобретения: парогазовая установка с газовой турбиной 1, воздушным компрессором

3, камерой 4 сгорания, воздухоразделителем 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 эа устройством 11 очистки, а теплообменник 10.выходом пе нагреваемой среде подключен к барабанусепаратору 13 котла-утилизатора 12. 1 ил.

1745990

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 котлуутилизатору с барабаном-сепаратором парогенерирующих поверхностей замкнутого паросилавого контура, содержащего паровую турбину с отбором пара и электрогенератором, а также трубопровод питательной воды, соединенный с парогенерирующими 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

50 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, На чертеже представлена схема парогазовой установки с газификацией твердого топлива.

Установка включает, газовую турбину 1 с электрогенератора 2 и воздушным компрессором 3, выход которого соединен с камерой 4 сгорания и воздухоразделителем 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 установлен- ными на нем теплообменником 10 и устройством 11 очистки соединен с камерой 4 сгорания. При этом выхлоп газовой турбины

1 подключен к котлу-утилизатору 12 с барабаном-сепаратором 13 парогенерирующих 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 трубопровод 21 питательной воды, соединенный с парогенерирующими поверхностями котла-утилизатора 12 и входом теплообменника 10 по нагреваемой среде.

На одном валу с компрессором 6 расположен электродвигатель 22.

На одном валу с компрессором 7 расположен электродвигатель 23.

К газификатору 8 подсоединена линия

24 подачи твердого топлива, 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 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.

Парогазовая установка с газификацией твердого топлива работает следующим образом.

В газификатор 8 подают твердое топливо.по линии 24, водяной пар из отбора 15 паровой турбины 14 и кислород из воздухоразделителя 5 при помощи кислородного компрессора 7. Происходит парокислородная газификация твердого топлива под давлением. Полученные газообразные продукты газификации в устройство 11 очи1745990 стки 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

CO+ НгО СО2+ Н2

Составитель А, Щупарский

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор Е. Савина

Заказ 2376 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Так как данная реакция является экзотермической, то происходит повышение температуры газа, В теплообменнике 10 газ охлаждают с помощью питательной воды, которую забирают иэ трубопровода 21 посредством питательного насоса 20.

Нагретую питательную воду после теплообменника 10 направляют в барабансепаратор 13 котла-утилизатора 12.

Охлажденный газ после теплообменника IQ подают на сжигание в камеру 4 сгорания. Воздух для сжигания газа подают воздушным компрессором 3. В,камеру 4 сгорания с помощью компрессора 6 подают также азот иэ воздухоразделителя 5, Продукт сгорания расширяют в газовой турбине 1 ° охлаждают в котле-утилизаторе

12 и выбрасывают в атмосферу.

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

Формула изобретения

Парогаэовая установка с газификацией твердого топлива, включающая газовую турбину с электрогенератором и воздушным

5 компрессором, выход которого соединен с камерой сгорания и воздуха-разделителем, подключенным своими выходами по азоту и кислороду через, соответствующие компрессоры к камере сгорания и гаэификатору

10 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 котлу15 утилизатору с барабаном-сепаратором парогенерирующих поверхностей замкну.того паросилового контура, содержащего паровую турбину с отбором пара и электрогенератором, а также трубопровод пита20 тельной воды.. соединенный с парогенерирующими поверхностями и входом теплообменника по нагреваемой среде, отличающаяся тем, что, с целью повышения экологической чистоты, она до25 полнительно содержит аппарат конверсии оксида углерода, подсоединенный к отбору паровой турбины, причем аппарат конверсии и теплообменник размещены последо: вательно на газопроводе за устройством

30 очистки, а теплообменник выходом по нагреваемой среде подключен к барабану-сепаратору.