Установка для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії

Установка для комбінованого вироблення теплової та електричної енергії містить компресор, камеру спалення, газову турбіну з електрогенера 3 20793 4 ки на базі ГПД і для комунальних підприємств її зонністю роботи теплофікаційних котлів комунальнарощення принципово не обмежене. Установки ної котельні. Це негативно впливає на окупність на базі ГТУ мають відносно низькі шкідливі викиди когенераційної установки, основну вартість якої (викиди NOx й СО в найкращих зразках ГТУ на складає вартість ГТУ. рівні 50...100мг/м 3 продуктів спалення) і не становВ корисній моделі поставлено задачу удосколять серйозної екологічної проблеми. За цими налення когенераційної установки на базі ГТУ з установками майбутнє. Але сьогодні потреби натеплофікаційним котлом для комбінованого вироселення в тепловій енергії задовольняються актиблення теплової та електричної енергії в комунавними теплофікаційними котлами, котрі є основльних теплофікаційних підприємствах шляхом ним обладнанням діючих теплоенергетичних введення в схему установки додаткових устроїв з комунальних підприємств. З метою одержання метою підвищення ефективності когенераційної термодинамічно менш цінної енергії - теплової в установки, зв'язаною з проблемою допалення й топках котлів спалюють дефіцитне паливо, яке сезонністю теплопостачання. вже сьогодні може бути використано більш ефекПоставлена задача вирішується тим, що устативно з допомогою когенераційних установок на новка для комбінованого вироблення теплової та базі ГТУ зі скидом продуктів спалення ГТУ в топку електричної енергії, яка містить компресор, камеру теплофікаційних котлів і заощадженням палива на спалення, газову турбіну з електрогенератором, одержання цільової теплової енергії. активний теплофікаційний котел з штатним вентиВідома когенераційна установка на базі ГТУ зі лятором, систему трубопроводів і газоходів, тепскидом продуктів спалення з ГТУ в топки теплофілофікаційне обладнання, систему автоматики й каційних котлів зі спаленням в їх середовищі додарегулювання, згідно корисної моделі установка ткового палива для одержання цільової теплової додатково містить регенератор, з'єднаний з компенергії [7, 8], яка обрана за прототип. ресором, камерою спалення газової турбіни і паВ цій установці ГТУ працює по простому цикльниками теплофікаційного котла повітропроволу. Продукти спалення з ГТУ скидають в топку дами з шиберами, вентилятор для подачі повітря в теплофікаційних котлів і в їх середовищі для одерегенератор і систему регулювання розподілу поржання необхідної цільової теплової потужності вітря між елементами теплової схеми установки. спалюють додаткове паливо (допалення). Високий Регенератор необхідний для підвищення темтепловий потенціал продуктів спалення з ГТУ доператури повітря за рахунок використання теплозволяє заощадити паливо на одержання цільової вого потенціалу скидних продуктів спалення ГТУ. теплової енергії в котлі. Цій установці властиві всі Вентилятор необхідний для подачі повітря в перелічені вище переваги когенераційних устанорегенератор в опалювальний сезон. вок з ГТУ. Заощадження палива в котлі і одержанДодаткові повітропроводи з шиберами необня в когенераційній установці додатково дешевої хідні для з'єднання елементів теплової схеми електроенергії обумовлюють ефективність протоустановки. типу. Система регулювання розподілу повітря необНедоліком цих установок є недостатня вивчехідна для розподілу повітря між елементами тепність паливних процесів при використанні продуклової схеми установки. тів спалення з ГТУ як окислювача, що призводить Суть корисної моделі пояснюється креслендо зниження ефективності і надійності роботи котням, на якому зображена принципова схема зала. Вже доказана практично складність спалення пропонованої установки для комбінованого виробпалива безпосередньо в продуктах спалення ГТУ, лення теплової та електричної енергії. які містять приблизно 15% кисню. Для надійного Установка містить ГТУ, яка складається з комспалення палива в їх середовищі доводиться збіпресора 1, камери спалення 2, газової турбіни 3 з льшувати концентрацію кисню на декілька відсотелектрогенератором 4, регенератор 5, додатковий ків шляхом додавання в продукти спалення ГТУ вентилятор 6, активний теплофікаційний котел 7, перед подачею їх в пальники котла додаткового повітропроводи із шиберами 8-15. повітря, що знижує тепловий потенціал продуктів Працює установка, в залежності від сезону, спалення і ефективність їх використання як теплонаступним чином. В опалювальний сезон, коли носія. Це обумовлює збільшення витрати палива і працює активний теплофікаційний котел, на повітдодаткового повітря для одержання в топці котла ропроводах закривають шибери 8, 10, 12, 15. Відпроектної температури для забезпечення його критими залишаються шибери 9, 11, 13, 14. Стисефективної роботи. Цей фактор не дозволяє поле повітря з компресора 1 через відкритий шибер вністю використати тепловий потенціал продуктів 9 на повітропроводі подають в камеру спалення 2, спалення з ГТУ і обмежує економію палива на викуди подають і паливо. Продукти спалення з камеробництво теплової енергії 13%. Крім того, додари спалення подають в газову турбіну 3, механічно вання додаткового повітря в продукти спалення з'єднану з електрогенератором 4. Вироблену елеГТУ значно підвищує масу продуктів спалення, ктроенергію використовують для власних потреб приріст якої може дорівнювати масі продуктів спакомунального підприємства, а її надлишок подалення з ГТУ. Цей фактор ставить обмеження на ють в електричну мережу. Високотемпературні мінімальну потужність котла, який може працювапродукти спалення з газової турбіни подають в ти в парі з ГТУ, що знижує можливості викорисрегенератор 5, після якого вони йдуть в ви хлоп. тання в комунальних підприємствах когенераційВентилятором 6 через відкритий шибер 13 в регених установок на базі ГТУ. нератор подають повітря, температура якого при Недоліком є і складність вирішення проблеми проходженні через регенератор підвищується за цілорічної роботи установки, що пов'язано із серахунок теплового потенціалу продуктів спалення 5 20793 6 до рівня близького до температури продуктів спаномію палива на виробництво теплової енергії до лення на вході в регенератор. Нагріте повітря з 20%, в той час як при використанні відомої технорегенератора по повітропроводу 16 через відкриті логії дожигу в забаластованому окислювачі еконошибери 11 і 14 подають в пальники активного тепмія палива на виробництво теплоти не перевищує лофікаційного котла 7, куди подають і паливо для 13%, знижуючись з ростом потужності ГТУ. роботи котла. Таким чином, взимку регенератор Крім цього, використання запропонованої ковиконує роль повітропідігрівника для теплофікарисної моделі майже вдвічі розширює потужнісну ційного котла. базу теплофікаційних котлів, які можуть бути викоВ загальному випадку для повітропостачання ристані в когенераційних установках в парі з ГТУ. котла через регенератор потужності штатного венНаприклад, мінімальна потужність теплофікаційнотилятора котла може невистачити. Тому потрібен го котла, який може бути використаний в парі з додатковий, більш потужний вентилятор для робоГТУ потужністю 2,5МВт в режимі дожигу, як покати установки взимку. Штатний вентилятор котла зали розрахунки, становить 50МВт, в той час як може використовуватись в разі роботи котла в при використанні корисної моделі мінімальна тепавтономному режимі при відключенні ГТУ. лова потужність котла при тієї ж потужності ГТУ В неопалювальний сезон відключають додатстановить 26МВт. ковий вентилятор 6 і на повітропроводах закриваТехнологія виробництва енергії, на якій засноють шибери 9, 11, 13 і 14, оставляючи відкритими вана корисна модель, не містить невивчених прошибери 8, 10, 12 і 15. При цьому стисле повітря з цесів, пов'язаних з використанням забаластованокомпресора по повітропроводу 16 через відкрити го окислювача, і гарантує надійну роботу шибери 8 та 12 поступає в регенератор 5, де підустановки. Використання запропонованої корисної вищує свою температуру, після чого по повітромоделі буде сприяти поширенню когенераційних проводу 17 поступає в камеру спалення 2, куди технологій, які сьогодні є найбільш прогресивними подають і паливо. Таким чином, в неопалювальтехнологіями в теплоенергетиці. ний сезон ГТУ працює по регенеративному циклу. Джерела інформації: Когенераційні установки найбільш ефективні 1. Рыжкин В.Я.. Тепловые электрические стаузимку, коли значна кількість палива в теплоенернции. М.: «Энергия», 1967. гетиці витрачається на одержання теплової енер2. Канаев А.А., Корнеев М.И.. Парогазовые гії. Влітку, згідно запропонованої корисної моделі, установки. Л.: «Машиностроение», 1974. ГТУ працює по регенеративному циклу і викорис3. Каталог ООО "Налим", Г.Севастополь, товується як базова електрогенеруюча установка з Украина. постачанням електроенергії в електричну мережу. 4. Когенерационные установки (для комбиниВикористання влітку регенераційного циклу дозворованного производства электрической энергии и ляє підвищити електричний ккд ГТУ до 38-42%, що тепла). Каталог АООТ "Первомайскдизельмаш", г. робить її конкурентоспроможною як базову електПервомайск, Украина. рогенеруючу машину в порівнянні з існуючими 5. Мини-теплоэлектростанции DEUTZ. «Автобазовими ТЕЦ і конденсаційними електростанціямоторс», Генеральное представительство АО ми (ккд 32-35%). Цілорічна робота ГТУ позитивно «DЕUТZ»(Германия) в Украине, г. Киев. впливає на строки окупності когенераційної уста6. ГТЭС когенерационного цикла (теплофикановки. ционные). Каталог газотурбинного оборудования. Запропонована корисна модель в опалюваль«Газотурбинные технологии», 2005 г., Россия. ний сезон легко може бути використана для зняття 7. Степанов Р.И.. Котлы с предвключенными енергетичних добових піків. В часи "пік" ГТУ перегазовыми турбинами. - "Теплоэнергетика", 1995, водять в регенеративний режим роботи базової №4, с.41-43. електрогенеруючої установки, а теплофікаційний 8. Арсеньев Л.В., Тырышкин П.Г.. Комбинирокотел працює автономно. ванные установки с газовыми турбинами. Л.: Запропонована корисна модель значно по«Машиностроение», Ленинградское отделение, кращує економічну ефективність когенераційної 1982. установки на базі ГТУ, дозволяючи довести еко 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 20793 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601