Создание нового энергетического оборудования

Предлагаем разработку и изготовление  агрегата подогрева сжатого воздуха, работа которого возможна на различных видах топлива.

Агрегат подогрева сжатого воздуха (АПСВ) относится к теплоэнергетике и может быть использован для оборудования газотурбинных электростанций в цикле генерации электрической энергии.

Рабочим телом в газотурбинных электростанциях (ГТЭ) служит раскаленная газовоздушная смесь, образующаяся при горении топлива — природного газа, смешанного с предварительно сжатым в компрессоре атмосферным воздухом.

Поскольку природный газ является дорогостоящим топливом, к которому не всегда имеется неограниченный доступ и его активное использование может являться экономической и политической проблемой, актуальным является перевод установок, использующих природный газ на альтернативные виды энергии.

Альтернативным рабочим телом для существующих газотурбинных электростанций (без последующих капитальных изменений в конструкции последних) может послужить сжатый воздух, отведенный от компрессора ГТЭ, подогретый в теплообменных поверхностях АПСВ до параметров, аналогичных раскаленной газовоздушной смеси и возвращенный в рабочую зону ГТЭ для производства электрической энергии.

Подогрев сжатого воздуха может осуществляться с помощью любых видов топлива: низкокалорийных газов естественного или искусственного происхождения (сланцевый газ, синтез-газ, газ подземной газификации каменных углей, доменный газ и др.), твердого или жидкого топлива. Топливо сжигается в газогенераторе с необходимым количеством воздуха, отобранного из выхлопного сопла ГТЭ, работающего на сжатом воздухе. Образовавшиеся дымовые газы направляются в АПСВ для последующего использования тепла дымовых газов в теплообменных поверхностях.

Схема работы АПСВ следующая: сжатый воздух, отводимый от компрессора ГТЭ с температурой 300 оС и давлением 1 МПа, догревается в АПСВ до 900 оС и возвращается в ГТЭ для осуществления рабочего цикла. Параметры сжатого воздуха на выходе из агрегата-подогревателя (расход, температура, давление), а значит и тепловая мощность, соответствуют параметрам газо-воздушной среды, образующейся в камере сгорания ГТЭ, что позволяет минимизировать изменения в конструкции последней при переводе на альтернативный теплоноситель (в отличие от варианта сжигания нестандартного топлива в ГТЭ).

Собственно агрегат для подогрева сжатого воздуха представляет собой модульную установку, состоящую из газогенератора и блока трубчатых теплообменных поверхностей, в которых сжатый воздух протекая в трубках нагревается за счет охлаждения дымовых газов сгоревшего топлива, проходящих через межтрубное пространство.

Газогенератор является топочной камерой с обмуровкой из огнеупорного материала и служит для образования дымовых газов с требуемой температурой (для дальнейшего использования в теплообменных поверхностях для подогрева сжатого воздуха). В зависимости от типа сжигаемого топлива газогенераторы модифицируются и комплектуются различными горелочными устройствами. В качестве альтернативных топлив могут использоваться:

-низкокалорийные газы как искусственного (доменный, коксовый, газификации углей и др.) так и естественного происхождения;

-твердое топливо (угли, отходы деревообрабатывающего производства, опилки и др.)

Стадийная подача воздуха в газогенератор обеспечивает полное сгорание топлива, а также выдачу дымовых газов заданных температур для обеспечения безопасных условий эксплуатации металла теплообменных поверхностей.

Блоки теплообменных поверхностей состоят из труб, рассчитанных на эксплуатацию в газо-воздушной среде из материалов стойких к окалинообразованию. Блоки собраны в теплоизолированную конструкцию для обеспечения безопасной эксплуатации.

Создание нового энергетического оборудования как, например, агрегат подогрева сжатого воздуха, позволит эффективнее решать проблему энергетической безопасности и экономии дорогостоящих первичных ресурсов.