Енергетична установка

Винахід відноситься до теплоенергетики і може широко застосовуватися при роботі котлотурбінних агрегатів у випадку спалювання твердого палива низької якості. Відома енергетична установка, до складу якої входить паротурбінний блок, що включає котельний агрегат, з основною і додатковою, охопленою рубашкою охолодження, топками та парова турбіна, а також газотурбінна установка (ГТУ) з газовою турбіною, підключеною вихлопом до котла, компресором і генератором, причому вихід компресора підключений до газової турбіни через рубашку охолодження додаткової топки [1]. Однак відома енергетична установка характеризується низькою ефективністю використання твердого палива низької якості. В результаті цього утворюється великий об'єм шкідливих викидів в атмосферу, великий вміст в ньому окислів азоту, який утворюється як в основній, так і в додатковій топці. В основу винаходу поставлена задача створення енергоустановки, яка б при використанні твердого палива низької якості забезпечувала би утворення мінімальної кількості шкідливих речовин шляхом зменшення кількості атмосферного азоту в повітряній суміші, яка подається на згоряння твердого палива, що приводить до підвищення екологічності енергетичної установки. Поставлена задача вирішується тим, що енергетична установка, до складу якої входять паротурбінний блок, що включає котельний агрегат, з основною і додатковою, охопленою рубашкою охолодження, топками та парова турбіна, а також газотурбінна установка з газовою турбіною, підключеною вихлопом до котла, компресором і генератором, причому вихід компресора підключений до газової турбіни через рубашку о холодження додаткової топки, згідно винаходу, додатково обладнана мембранним розділювачем повітря з газгольдеромнакопичувачем азоту, а компресор виконаний, щонайменше з двома послідовними ступенями стиснення, а мембранний розділювач встановлений між ступенями, причому вихлоп газової турбіни під'єднаний до котла через додаткову топку. Додаткове обладнання енергетичної установки мембранним розділювачем повітря з газгольдером-накопичувачем азоту забезпечує подачу на горіння збагаченої киснем повітряної суміші, що значно зменшує об'єм утворених окислів азоту і підвищує е фективність процесу спалювання твердого палива. Суть винаходу пояснюється кресленням (фіг.), на якому зображена принципова схема енергетичної установки. На схемі енергетична установка складається з блоків, які показані: 1 - основна топка, на вході до неї розміщена додаткова топка 2 котельного агрегата. В газовому тракті виділені газова турбіна 3, на валу якої є компресор першої ступені 4 та компресор 5 другої ступені, між якими включений мембранний розділювач 6 повітря з газгольдеромнакопичувачем 7 азоту, на другому валу турбіни 3 посаджений генератор 8 ГТУ. Додаткова топка 2 виконана з охоплюючою повітряною рубашкою 9 охолодження та теплоізоляцією 10, а теплові трубки 11 пронизують внутрішню стінку 12. До рубашки охолодження 9 додаткової топки 2 підходить лінія 13 вприску пари. На схемі також виділені повітропровід 14 вихлопу газової турбіни, 15 - повітропровід робочого тіла на газову турбіну, 16 - лінія подачі палива в додаткову топку, 17 - лінія збагаченого киснем повітря від компресора в рубашку додаткової топки. Енергетична установка працює таким чином. В додаткову топку 2 подається вугілля низької якості, в ній починається процес горіння, а в топці 1 це вугілля догоряє, і газоподібні продукти горіння віддають тепло в пароперегрівачі води та пари. Атмосферне повітря в першій ступені 4 компресора стискається і направляється в мембранний розділювач 6 повітря, де проходить його розділення на кисень та азот. Суміш, збагачена киснем, компресором 5 другої ступені подається по лінії 17 в рубашку о холодження 9 додаткової топки. З допомогою теплових трубок 11 ця суміш нагрівається до температур, необхідних для ГТУ, 3 рубашки 9 нагріта повітряна суміш (робоче тіло ГТУ) по повітропроводу 15 подається на газову турбіну 3, і розширюючись, обертає генератор 8, виробляючи при цьому електроенергію. Робоче тіло ГТУ після турбіни по повітропроводу 14, будучи ще нагрітим до досить високих температур, поступає на вхід додаткової топки 2, сюди також по лінії 16 подається на горіння низькоякісне паливо. Завдяки тому, що в руба шці 9 додаткової топки 2 знаходиться повітряна суміш, збагачена киснем, яка після розширення в газовій турбіні 3 іде на горіння твердого палива низької якості, і поскільки в цій суміші вміст азоту досить низький, то в додатковійтопці 2, а також і в основній топці 1 котельного агрегату утворюються окисли азоту в значно меншій кількості. Тому, шкідливі викиди в атмосферу значно зменшуються, а також через високий вміст кисню в повітряній суміші, підвищується ефективність спалювання твердого палива. Таким чином, запропонована енергетична установка дозволяє завдяки відмінним ознакам значно знизити шкідливі викиди в атмосферу, а також значно підвищити ефективність спалювання твердого палива низької якості.