Способ работы парогазовой одномодульной минитэц на базе малогабаритного цилиндрического парогенератора

Авторы патента:

F01K13/02 - управление, например пуск или остановка

Владельцы патента RU 2399776:

Общество с ограниченной ответственностью "НПО ТЕПЛОЭНЕРГОМАШ" (RU)

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано на мобильных миниТЭЦ. Способ работы одномодульной миниТЭЦ на базе малогабаритного цилиндрического парогенератора с камерой сгорания (КС), турбокомпрессором (ТК) и электрогенератором заключается в том, что устанавливают пусковую КС и на режимах от 10 до 70% тепловой мощности миниТЭЦ одновременно задействуют две КС - основную, подающую продукты сгорания в парогенерирующие цилиндры, и пусковую, подающую продукты сгорания непосредственно на турбину турбокомпрессора. Изобретение позволяет повысить эффективность работы парогазовой одномодульной миниТЭЦ. 1 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано на мобильных миниТЭЦ.

Известен способ получения пара в котле с агрегатом наддува, заключающийся в получении продуктов сгорания путем сжигания топлива в горелочном устройстве с последующим их охлаждением в первой по ходу газа части газохода при передаче тепла через теплообменную поверхность нагреваемой среде, расширении продуктов сгорания в турбине привода компрессора, сжимающего воздух для подачи в горелочное устройство, и дополнительном охлаждении продуктов сгорания во второй по ходу газов части газохода при передаче их низкопотенциального тепла через теплообменную поверхность нагреваемой среде, причем продукты сгорания охлаждают в первой части газохода до 850-970 К, а перепады давлений между входом и выходом первой части газохода и входом и выходом его второй части в сумме поддерживают в диапазоне 0.01-0.06 МПа, а воздух сжимают до давления 0.16-0.35 МПа (см. патент RU № 2056584, кл. F22В 1/24, 20.03.1996).

Однако при реализации данного способа работы достигнуты сравнительно невысокие весогабаритные характеристики парового котла, что сужает его область использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ запуска и работы малогабаритного цилиндрического парогенератора, включающий подачу продуктов сгорания в газоход, охлаждение их в нем и последующую подачу в турбину, привод от последней компрессора, подачу из турбины продуктов сгорания в канал, образованный внешней поверхностью обечайки и внутренней поверхностью цилиндра парогенератора и последовательно во все остальные участки газохода для отдачи тепла стенкам парогенерирующих цилиндров второй части газохода с последующим выводом их из котла (см. патент RU № 2121622, кл. F22B 1/24, 10.11.1998).

Недостатком данного способа работы является то, что в начальный момент запуска установка (металл, теплоноситель) холодная и, если произвести каким-либо способом стартовую раскрутку турбокомпрессора, то при начальном расходе воздуха, поступающего в камеру сгорания, образующиеся продукты сгорания подходят к турбокомпрессору с низкой температурой из-за их малого количества и интенсивного теплообмена на пути движения продуктов сгорания. Тем самым оказывается, что турбине затруднительно раскрутить компрессор до номинальных оборотов, чтобы тот смог обеспечить необходимые для стабильной работы установки степень сжатия воздуха, расход и температуру продуктов сгорания за ограниченный период времени, в течение которого способен обычно действовать источник (например, баллонный) начальной раскрутки турбокомпрессора (как правило, максимум несколько минут). Следствием является прекращение работы установки до выхода на заданный режим.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение и технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключаются в повышении эффективности работы парогазовой одномодульной миниТЭЦ.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ работы одномодульной миниТЭЦ на базе малогабаритного цилиндрического парогенератора с камерой сгорания (КС), турбокомпрессором (ТК) и электрогенератором заключается в том, что устанавливают пусковую КС и на режимах от 10 до 70% тепловой мощности миниТЭЦ одновременно задействуют две КС - основную, подающую продукты сгорания в парогенерирующие цилиндры, и пусковую, подающую продукты сгорания непосредственно на турбину турбокомпрессора, причем выход на режим частичной нагрузки осуществляют как непосредственно при запуске установки путем остановки процесса перераспределения воздуха и топлива между камерами сгорания, так и переходом с номинального режима по следующему алгоритму: с помощью трехходового крана часть воздуха забирают из основной КС и подают в пусковую КС, затем в пусковую КС подают топливо, с возможностью смешения топлива с воздухом и образования горючей смеси, включают систему зажигания и производят поджиг топливной смеси, после чего с помощью трехходового крана производят дальнейшее перераспределение воздуха от компрессора ТК в сторону увеличения подачи воздуха в пусковую КС и уменьшения подачи воздуха в основную КС, при этом подачу топлива в пусковую КС увеличивают, а в основную КС - уменьшают, при достижении необходимой тепловой мощности установки процесс останавливают и продолжают устойчивую эксплуатацию в частичном режиме на двух камерах сгорания.

На чертеже схематически представлена одномодульная миниТЭЦ на базе малогабаритного цилиндрического парогенератора с КС, ТК и электрогенератором.

Одномодульная миниТЭЦ содержит малогабаритный цилиндрический парогенератор 1 с камерой сгорания 2, турбокомпрессором 3 и электрогенератором 4, пусковую камеру сгорания 5 и подключенный к ТК 3 посредством воздуховода 6 баллон 7 со сжатым воздухом.

Изобретение функционирует следующим образом.

На режимах от 10 до 70% тепловой мощности миниТЭЦ одновременно задействуют две КС - основную 2, подающую продукты сгорания в парогенерирующие цилиндры (центральный газоход 10, коаксиальный газоход 11) и пусковую КС 5, подающую продукты сгорания непосредственно на турбину 9 ТК 3, причем выход на режим частичной нагрузки осуществляют как непосредственно при запуске установки (миниТЭЦ), путем остановки процесса перераспределения воздуха и топлива между камерами сгорания 2 и 5, так и переходом с номинального режима по следующему алгоритму: с помощью трехходового крана (не показан на чертеже) часть воздуха забирают из основной КС 2 и подают в пусковую КС 5. Затем в пусковую КС 5 подают топливо, с возможностью смешения топлива с воздухом и образования горючей смеси. Включают систему зажигания и производят поджиг топливной смеси. После этого с помощью трехходового крана производят дальнейшее перераспределение воздуха от компрессора 8 ТК 3 в сторону увеличения подачи воздуха в пусковую КС 5 и уменьшения подачи воздуха в основную КС 2. При этом подачу топлива в пусковую КС 5 увеличивают, а в основную КС 2 - уменьшают. При достижении необходимой тепловой мощности установки процесс останавливают и продолжают устойчивую эксплуатацию в частичном режиме на двух камерах сгорания 2 и 5.

Настоящее изобретение может найти применение в энергомашиностроении при создании одномодульных миниТЭЦ с единичной тепловой мощностью, предпочтительно, в интервале 0.5-5.0 МВт при давлении пара от 0.5 до 18 МПа и паропроизводительностью от 1.0 до 10 т/ч.

Способ работы одномодульной миниТЭЦ на базе малогабаритного цилиндрического парогенератора с камерой сгорания (КС), турбокомпрессором (ТК) и электрогенератором, отличающийся тем, что устанавливают пусковую КС и на режимах от 10 до 70% тепловой мощности миниТЭЦ одновременно задействуют две КС - основную, подающую продукты сгорания в парогенерирующие цилиндры, и пусковую, подающую продукты сгорания непосредственно на турбину турбокомпрессора, причем выход на режим частичной нагрузки осуществляют как непосредственно при запуске установки путем остановки процесса перераспределения воздуха и топлива между камерами сгорания, так и переходом с номинального режима по следующему алгоритму: с помощью трехходового крана часть воздуха забирают из основной КС и подают в пусковую КС, затем в пусковую КС подают топливо, с возможностью смешения топлива с воздухом и образования горючей смеси, включают систему зажигания и производят поджиг топливной смеси, после чего с помощью трехходового крана производят дальнейшее перераспределение воздуха от компрессора ТК в сторону увеличения подачи воздуха в пусковую КС и уменьшения подачи воздуха в основную КС, при этом подачу топлива в пусковую КС увеличивают, а в основную КС - уменьшают, при достижении необходимой тепловой мощности установки процесс останавливают и продолжают устойчивую эксплуатацию в частичном режиме на двух камерах сгорания.

Изобретение относится к способу запуска паротурбинной установки. .

Система автоматического регулирования мощности парогазовой установки с воздействием на регулирующие органы газотурбинной установки и паровой турбины // 2361092

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования мощности парогазовых установок (ПГУ). .

Гидравлическое устройство для охлаждения оборудования // 2347082

Изобретение относится к области энергетики, а именно к системам охлаждения теплоносителя, в частности к гидравлическим системам управления и регулирования температуры воды в контуре охлаждения оборудования.

Система автоматического регулирования мощности энергоблока паровой котел - турбина // 2315871

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании систем автоматического регулирования электрической мощности (САРМ) энергоблоков паровой котел - турбина как с барабанными, так и с прямоточными котлами.

Гибридная энергетическая система для непрерывной надежной подачи питания в удаленных местах // 2312229

Изобретение относится к гибридной сверхнадежной системе генерирования электроэнергии. .

Способ проведения анализа эффективности и затрат для энергоблока, система для его осуществления (варианты) и считываемая компьютером среда записи с записанной программой // 2299995

Способ и установка для бесперебойного энергоснабжения // 2296232

Изобретение относится к способу и установке бесперебойного энергоснабжения систем связи. .

Способ работы тепловой электрической станции // 2291968

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. .

Способ автоматизированного управления паротурбинным энергоблоком // 2269012

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях для экономичного автоматизированного управления паротурбинными энергоблоками в режимах номинального и скользящего давления.

Система автоматического регулирования мощности энергоблока // 2258146

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании мощности энергоблоков. .

Способ управления турбинами с противодавлением и привключенной при сбросе нагрузки // 2422645

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), где установлены турбины с противодавлением (типов «Р», «ПР», «ТР», «ПТР») и привключенные к ним турбины (турбины мятого пара), работающие с прямой связью по пару

Способ прогрева паротурбинной установки при ее пуске // 2430241

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно к паротурбинным установкам (ПТУ) судов и электростанций

Турбоустановка для низкопотенциальных источников пара // 2449132

Изобретение относится к области энергетики, в частности к паровым турбинам, использующим пар низких параметров

Способ и устройство для регулирования паротурбинной электростанции // 2472006

Изобретение относится к способу и устройству для регулирования паротурбинной электростанции

Способ функционирования термодинамического контура и термодинамический контур // 2480591

Изобретение относится к способу функционирования термодинамического контура согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, а также к термодинамическому контуру согласно родовому понятию пункта 7 формулы изобретения, подобный контур описан, например, в ЕР 1 613 841 В1

Способ запуска водородной паротурбинной энергоустановки и устройство для его осуществления (варианты) // 2499896

Изобретение относится к энергетике. Способ запуска водородной паротурбинной энергоустановки основан на продувке полостей и магистралей нейтральным газом, поэтапной подаче компонентов топлива и воды в энергоустановку, согласно первому варианту изобретения запуск осуществляют при сниженном расходе компонентов топлива, не более 80% от номинального, в процессе запуска регулируют расход пара через турбину, изменяя мощность на выходном валу, а при выходе на номинальный режим подают дополнительные компоненты топлива и воды. Кроме того, подача дополнительных компонентов топлива и воды, в отличие от первого варианта, может быть выполнена регулируемой. Также представлены устройства для реализации способов согласно первому и второму вариантам. Изобретение позволяет повысить долговечность за счет снижения термических напряжений в конструкции при запуске с малым временем выхода на режим. 4 н.п. ф-лы, 2 ил.

Электростанция с улавливанием и сжатием co2 // 2502876

Изобретение относится к энергетике. Способ эксплуатации электростанции с системой управления и системой улавливания СО2 характеризуется тем, что систему управления используют для управления электрической мощностью, передаваемой из электростанции в систему улавливания СО2, причем мощность, потребляемую системой улавливания СО2, используют в качестве параметра управления для полезной выходной мощности электростанции, при этом полезную выходную мощность увеличивают путем управляемого уменьшения электрической мощности, потребляемой системой улавливания СО2. Изобретение позволяет минимизировать влияние улавливания и сжатия СО2 на производительность электростанции и улучшить эксплуатационные характеристики электростанции. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ стабилизации сетевой частоты электрической сети электропитания // 2517000

Изобретение относится к способу стабилизации сетевой частоты электрической сети электропитания. Двухвальная газовая турбина содержит мощную турбину и газогенератор, причем мощная турбина посредством первого вала соединена с первым генератором с возможностью передачи крутящего момента. Также изобретение относится к устройству для осуществления способа. Обычные методы для стабилизации частоты сопряжены с высокими инвестиционными затратами и потерями КПД. Для решения этих проблем изобретение предусматривает, что первый вал мощной турбины и первого генератора постоянно вращается синхронизированным образом с сетью электропитания, и первый генератор приводит во вращение в качестве двигателя, а второй вал газогенератора постоянно вращается с числом оборотов запуска, причем при запросе мощности газогенератор запускается, и мощная турбина приводится в действие выработанным горячим газом газогенератора, так что первый генератор вырабатывает ток. Изобретение позволяет повысить эффективность и экономичность стабилизации сетевой частоты. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ регулирования тепловой нагрузки теплофикационной турбоустановки // 2518784

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации теплофикационных турбоустановок на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Технический результат изобретения - повышение надежности эксплуатации теплофикационных турбоустановок на переменных режимах. Он достигается тем, что уменьшают подвод пара в регенеративные подогреватели в зависимости от изменения температуры питательной воды, которую измеряют, сравнивают с минимально допустимой величиной и при достижении минимально допустимой температуры питательной воды приостанавливают изменение величины подачи пара в регенеративные подогреватели и осуществляют эксплуатацию теплофикационной турбоустановки при минимально допустимой температуре питательной воды котельной установки. 1 ил.

Регулирование теплового циклического процесса // 2545255

Изобретение относится к способу регулирования теплового циклического процесса, в частности органического цикла Ренкина (ОЦР), который эксплуатируют с применением рабочей среды, в сочетании с динамическим источником тепла, при этом способ включает в себя следующие этапы: а) определение номинального значения технологического параметра теплового циклического процесса на основании значения входного параметра или соответствующих значений нескольких входных параметров теплового циклического процесса; б) регулирование теплового циклического процесса при помощи определенного номинального значения технологического параметра в качестве целевого параметра регулирования; в) повторное проведение этапов а) и б) при изменении по меньшей мере одного значения входных параметров. Обеспечивается возможность оптимизации в отношении коэффициента полезного действия системы регулирования, что дает возможность увеличить примерно на 10% выход энергии. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.