202958. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kapcsolt villamosenergia- és hőtermelésre hőhasznosító kazánokkal üzemelő erőműveknél
1 HU 202958 B 2 A találmány tárgya eljárás kapcsolt villamosenergia- és hőtermelésre hóhasznosító kazánokkal üzemelő erőműveknél. A találmány előnyösen alkalmazható minden olyan hőhasznosító kazánok bekapcsolásával üzemelő erőműben, amely villamosenergia-termeléssel kapcsolt hőszolgáltatást végezi A villamosenergia-termeléssel kapcsolt hőszolgáltatást végző úgynevezett ko-generációs erőmüveknek különböző kapcsolású és kialakítású változatai ismeretesek. Az ilyen típusú erőmüvek különböző tüzelőanyagú kazánokból és ellennyomású vagy elvételes gőzturbinákból állnak. Az ipari erőművek nagy csoportjánál a gőzt részben vagy egészben hóhasznosító kazánok szolgáltatják. Ismeretesek továbbá az úgynevezett gáz-gőz körfolyamul (kombinált ciklusú) erőművek, amelyek gázturbinákból, ezek hóhasznosító kazánjaiból és ez utóbbiak gőzével hajtott gőzturbinákból állnak. Mind a gázturbina, mind pedig a gőzturbina villamos generátort hajt, mintegy 35-40%-os hatásfokkal. Az ilyen erőművek hőszolgáltatást általában nem végeznek. Ismeretes továbbá, hogy ezeknél az erőmüveknél gyakran a gázturbina kipufogó gázát a hóhasznosító kazán előtt póttüzeléssel felmelegítik, annak érdekében, hogy a hóhasznosító kazán illetve a gőzturbina teljesítményét az üzemeltető által megkívánt értékűre méretezhessék. A póttüzelés alkalmazása jól ismert a különböző ipari technológiákhoz illesztett kombinált ciklusú hajtásoknál is. Erre példaként említhetjük a 182 479 sz. magyar szabadalmi leírás szerinti megoldást szénhidrogén csőtávvezetéki nyomásfokozó állomásoknál alkalmazott kombinált ciklusú hajtásokhoz, ahol a póttüzeléssel lehet úgy beállítani a hőhasznosító kazán(ok) illetve a csatlakozó gőzturbina teljesítményét, hogy az a gázturbinákkal hajtott kompresszorral azonos teljesítményű kompresszor hajtására legyen képes. Az említett megoldások közös jellemzője, hogy a körfolyamat gözparamétereit az üzemeltetés során nem változtatják a villamosenergia-termelés vagy a hőszolgáltatás teljesítményétől függően, hanem azokat állandó értéken tartják. Ezen megoldások közös jellemzője továbbá az is, hogy a villamosenergia-termelés a hőszolgátatás mértékének függvénye, azaz növekvő hóelvétel esetén a termelt villamosenergia mennyisége csökken (természetesen teljesen kihasznált kazánkapacitást feltételezve). A találmány által megoldandó feladat olyan eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi hóhasznosító kazánokkal (is) üzemeltetett, villamosenergia-termeléssel kombinált hőszolgáltatást végző erőmüveknél a villamosenergia-termelés kívánt szinten tartását a hőszolgáltatás mértékétől függetlenül. A kitüzöLt feladatot kapcsolt villamosenergia- és hőtermelést végző, hőhasznosító kazánokkal üzemelő erőműveknél, ahol az energiatermelő rendszerhez gázturbina által hajtott villamos generátor, a gázturbinához csatlakozó hóhasznosító kazán és/vagy ipari kemencéhez csatlakozó hóhasznosító kazán, valamint gőzturbina által hajtott villamos generátor tartozik, amely rendszerben a gőzturbinát hőigény nélküli időszakokban kondenzátorának hűtőtorony általi hűtésével meghatározott N teljesítménnyel üzemeltetjük, a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy hőigényes időszakokban a hűtőtornyot a hűtővíznek egy a hűtőtoronnyal párhuzamos ágba és/vagy sorosan kapcsolt hőfogyasztókon való áteresztésével részben vagy teljesen megkerüljük, a kondenzátort 40- -100 °C között üzemeltetjük, míg a gőzturbina teljesítményét a hőszolgáltatás mértékétől függetlenül az igényelt értéken tartjuk oly módon, hogy a gőz paramétereit, vagyis nyomását, hőmérsékletét és mennyiségét szükség szerinti mértékben és arányban a hőhasznosító kazánban alkalmazott, önmagában ismert póttüzeléssel megnöveljük. A találmány szerinti eljárás lényege tehát az, hogy a gázturbinához és/vagy ipari kemencéhez csatlakozó hóhasznosító kazánból, valamint kondenzációs gózturbinahajtású generátorból álló villamosenergia-termelő telepből olyan hőszolgáltatással kapcsolt rendszert alakítunk ki, amelynél a hőigényes időszakban a kondenzátor felmelegedett hűtővizét részben vagy egészben a hőfogyasztóhoz vezetjük. A megemelt, célszerűen 40-100 “C-os hőmérsékleten üzemeltetett kondenzátor miatt a turbina teljesítményében bekövetkező csökkenést a hőhasznosító kazán(ok) gözparamétereinek (gőzjellemzőinek), vagy a gőz nyomásának, hőmérsékletének és mennyiségének szükséges mértékű és arányú megnövelésével kompenzáljuk, amit a póttüzelés teljesítményének megfelelő beállításával érünk el, ha a kazánt egyébként önmagukban ismert intézkedésekkel gőzparamétereknek a bevitt hőmennyiséggel arányos megváltoztatására alkalmassá tesszük. A találmány részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra egy találmány szerinti kapcsolt villamosenergia- és hőtermelésre szolgáló rendszer elvi kapcsolási vázlatát tünteti fel, gázturbinához csatlakoztatott hóhasznosító kazánnal, a 2. ábra egy találmány szerinti kapcsolt villamosenergia- és hőtermelésre szolgáló rendszer elvi kapcsolási vázlatát mutatja, gázturbinához és ipari kemencéhez csatlakoztatott hőhasznositó kazánnal, míg a 3. ábra egy találmány szerinti kapcsolt villamosenergia- és hőtermelésre szolgáló rendszer elvi kapcsolási 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
