котельная установка и способ эксплуатации и дооборудования котельной установки

Формула изобретения

1. Котельная установка, содержащая парогенератор (1) с камерой сгорания (8), испарителем, перегревателем (9), промежуточным перегревателем (12), конденсатором (14) и регенеративно обогреваемыми паром подогревателями (16, 19, 19 ) питательной воды, паровой турбоагрегат (2) с частью (4) высокого давления, частью (5) среднего давления и частью (6) низкого давления, дымоход (22), сообщенный с камерой сгорания (8), подводящий воздухопровод (21) для подачи воздуха для горения в топку камеры (8) сгорания, воздухоподогреватель (3), через который протекают дымовые газы и воздух для горения, отличающаяся тем, что от подводящего воздухопровода (21) вниз по потоку от воздухоподогревателя (3) отводится отсекаемый воздухопровод (23) и подводится к установке (25) для разделения воздуха, в воздухопроводе (23) расположены воздухоохладители (34, 35), через которые протекает конденсат или питательная вода из контура «конденсат-питательная вода» парогенератора (1), и отверстие для выхода кислорода из установки (25) для разделения воздуха сообщено через кислородопровод (26) с топкой камеры (8) сгорания.

2. Котельная установка по п.1, отличающаяся тем, что в воздухопроводе (23) между воздухоохладителями (34, 35) и установкой (25) для разделения воздуха расположен воздушный компрессор (24).

3. Котельная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что воздухопровод (23), проходящий через воздушный компрессор (24) к установке (25) для разделения воздуха и содержащий воздухоохладители (34, 35) и выходящий из установки (25) для разделения воздуха кислородопровод (26) подключены параллельно к подводящему воздухопроводу (21), подведенному к камере сгорания (8).

4. Котельная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в подводящем воздухопроводе (21), воздухопроводе (23) и кислородопроводе (26) расположен соответственно запорно-регулирующий клапан (46).

5. Котельная установка по п.3, отличающаяся тем, что в подводящем воздухопроводе (21), воздухопроводе (23) и кислородопроводе (26) расположен соответственно запорно-регулирующий клапан (46).

6. Котельная установка по п.2, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24) приводится в действие приводной паровой турбиной (28), в которую пар подается из промежуточного перегревателя (12) парогенератора (1).

7. Котельная установка по п.2, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24) приводится в действие приводной паровой турбиной (28 ), в которую пар подается из ступени (а ) отбора парового турбоагрегата (2).

8. Котельная установка по п.2, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24) приводится в действие приводной паровой турбиной (28 ), в которую пар подается от наружного источника (48) пара.

9. Котельная установка по п.2, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24) приводится в действие электродвигателем (49).

10. Котельная установка по п.6 или 7, отличающаяся тем, что приводная паровая турбина (28, 28 ) соединена с конденсатором (31), конденсатный выход которого сообщен с конденсатным контуром парогенератора (1).

11. Котельная установка по любому из пп.1, 2, 5-9, отличающаяся тем, что от дымохода (22) ниже по потоку от воздухоподогревателя (3) отводится первый обводной дымоход (38), первый обводной дымоход (38) подведен к газовому смесителю (27), в газовый смеситель (27) заведены проложенный от установки (25) для разделения воздуха кислородопровод (26) и подводящий воздухопровод (21) и газовый смеситель (27) сообщен с топкой камеры (8) сгорания.

12. Котельная установка по любому из пп.1, 2, 5-9, отличающаяся тем, что от дымохода (22) ниже по потоку от воздухоподогревателя (3) отводится второй обводной дымоход (39) и второй обводной дымоход (39) проходит до компрессора (40) для СО₂.

13. Котельная установка по п.12, отличающаяся тем, что во втором обводном дымоходе (39) расположены теплообменники (43) для охлаждения дымовых газов, образующихся при работе камеры (8) сгорания в режиме сжигания кислорода из установки (25) для разделения воздуха, до температуры ниже их точки росы и теплообменники (43) сообщены с расширителем (42) соединительной линией (44 ) во время цикла Ренкина (44) с использованием хладагента с низкой температурой кипения.

14. Котельная установка по п.13, отличающаяся тем, что компрессор (40) для CO₂ приводится в действие расширителем (42).

15. Котельная установка по п.14, отличающаяся тем, что между компрессором (40) для СО₂ и расширителем (40) расположен двигатель-генератор (41).

16. Котельная установка по п.13, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24), расширитель (42), компрессор (40) для СО₂ и привод в виде паровой приводной турбины (28, 28 , 28 ) или электродвигателя (49) расположены на общей одновальной линии (50).

17. Котельная установка по п.14, отличающаяся тем, что воздушный компрессор (24), расширитель (42), компрессор (40) для СО₂ и привод в виде паровой приводной турбины (28, 28 , 28 ) или электродвигателя (49) расположены на общей одновальной линии (50).

18. Котельная установка по любому из пп.1, 2, 5-9, 13, 15, отличающаяся тем, что парогенератор (1) имеющейся или вновь создаваемой котельной установки выполнен с возможностью дооборудования воздухоохладителями (34, 35), воздушным компрессором (24), установкой (25) для разделения воздуха, контуром (44) Ренкина и компрессором (40) для СО₂.

19. Способ эксплуатации котельной установки, содержащей парогенератор (1) с камерой (8) сгорания, испарителем, перегревателем (9), промежуточным перегревателем (12), конденсатором (14), регенеративно обогреваемыми паром подогревателями питательной воды (16, 19, 19 ), паровой турбоагрегат (2) с частью (4) высокого давления, частью (5) среднего давления и частью (6) низкого давления, дымоход (22), сообщенный с камерой сгорания (8), подводящий воздухопровод (21), по которому воздух для горения поступает в топку камеры (8) сгорания, воздухоподогреватель (3), через который протекают дымовые газы и воздух для горения, отличающийся тем, что ниже по потоку воздухоподогревателя (3) отводят по воздухопроводу (23) воздушный поток и подают в установку (25) для разделения воздуха, воздушный поток охлаждают в воздухопроводе (23) конденсатом или питательной водой из контура «конденсат-питательная вода» парогенератора (1), охлажденный воздушный поток разделяют в установке (25) для разделения воздуха на компоненты О₂ и N₂, компонент О₂ по кислородопроводу (26) подают в топку камеры (8) сгорания.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дымовые газы, образующиеся при работе камеры (8) сгорания в режиме сжигания кислорода из установки (25) для разделения воздуха, отводят ниже по потоку от воздухоподогревателя (3) по второму обводному дымоходу 39, дымовые газы охлаждают до температуры ниже их точки росы в теплообменниках (43) посредством цикла Ренкина, протекающего в теплообменниках (43) и расширителе (42) с применением хладагента с низкой температурой кипения, и затем сжимают в компрессоре (40) для СО₂.

21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что при отключении или выходе из строя турбомашин, состоящих из воздушного компрессора (24), расширителя (42), компрессора (40) для СО₂, и после закрытия запорно-регулирующих клапанов (46) парогенератор (1) эксплуатируют с применением первичного воздуха, поступающего по подводящему воздухопроводу (21).

22. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что при ревизии котельной установки устройства, подключенные параллельно к парогенератору (1), байпасируют по завершении монтажа.

23. Способ по п.21, отличающийся тем, что при ревизии котельной установки устройства, подключенные параллельно к парогенератору (1), байпасируют по завершении монтажа.

24. Способ по п.20, отличающийся тем, что дымовые газы, состоящие в основном из СО₂ и незначительно из Н₂ О, сжимают в компрессоре (40) для СО₂ до величины давления на выходе, необходимой для последующего применения.

25. Способ по любому из пп.20, 23, 24, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения во время цикла Ренкина в воздушном компрессоре (24) направляют в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), при этом образуется дополнительная энергия для привода компрессора (40) для СО.

26. Способ по п.21, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения во время цикла Ренкина в воздушном компрессоре (24) направляют в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), при этом образуется дополнительная энергия для привода компрессора (40) для СО ₂.

27. Способ по п.22, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения во время цикла Ренкина в воздушном компрессоре (24) направляют в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), при этом образуется дополнительная энергия для привода компрессора (40) для СО ₂.

28. Способ дооборудования котельной установки, содержащей парогенератор (1) с камерой сгорания (8), испарителем, перегревателем (9), промежуточным перегревателем (12), конденсатором (14) и обогреваемыми регенеративно паром подогревателями питательной воды (16, 19, 19 ), паровой турбоагрегат (2) с частью (4) высокого давления, частью (5) среднего давления и частью (6) низкого давления, дымоход (22), сообщенный с камерой (8) сгорания, подводящий воздухопровод (21), по которому воздух для горения подают в топку камеры (8) сгорания, воздухоподогреватель (3), через который протекают дымовые газы и воздух для горения, отличающийся тем, что вниз по потоку от воздухоподогревателя (3) воздушный поток отводят по воздухопроводу (23) и направляют в установку (25) для разделения воздуха, воздушный поток охлаждают в воздухопроводе (23) конденсатом или питательной водой из контура «конденсат-питательная вода» парогенератора (1), охлажденный воздушный поток разделяют в установке (25) для разделения воздуха на компоненты О₂ и N₂ , компонент О₂ подают по кислородопроводу (26) в топку камеры (8) сгорания.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что дымовые газы, образующиеся при работе камеры (8) сгорания в режиме сжигания кислорода из установки (25) для разделения воздуха, отводят вниз по потоку от воздухоподогревателя (3) по второму обводному дымоходу (39), дымовые газы охлаждают до температуры ниже их точки росы в теплообменниках (43) во время протекающего в этих теплообменниках (43) и расширителе (42) цикла Ренкина (44) с применением хладагента с низкой температурой кипения и затем сжимают в компрессоре (40) для СО₂.

30. Способ по п.28 или 29, отличающийся тем, что при отключении или выходе из строя турбомашин, состоящих из воздушного компрессора (24), расширителя (42), компрессора (40) для СО₂, и после закрытия запорно-регулирующих клапанов (46) парогенератор (1) эксплуатируют с применением первичного воздуха, поступающего по подводящему воздухопроводу (21).

31. Способ по п.28 или 29, отличающийся тем, что во время ревизии котельной установки устройства, параллельно подключенные к парогенератору (1), байпасируют по окончании монтажа.

32. Способ по п.30, отличающийся тем, что во время ревизии котельной установки устройства, параллельно подключенные к парогенератору (1), байпасируют по окончании монтажа.

33. Способ по п.29, отличающийся тем, что дымовые газы, состоящие преимущественно из СО₂ и незначительно из Н₂ О, сжимают в компрессоре (40) для

СО₂ до величины выходного давления, необходимой для последующего применения.

34. Способ по любому из пп.29, 32, 33, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения воздушного компрессора (24), поступающее во время цикла Ренкина (44) в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), образует дополнительную энергию привода для компрессора (40) для СО₂.

35. Способ по п.30, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения воздушного компрессора (24), поступающее во время цикла Ренкина (44) в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), образует дополнительную энергию привода для компрессора (40) для СО₂.

36. Способ по п.31, отличающийся тем, что тепло от промежуточного и дополнительного охлаждения воздушного компрессора (24), поступающее во время цикла Ренкина (44) в соединительную линию (44 ), теплообменники (43) и расширитель (42), образует дополнительную энергию привода для компрессора (40) для СО₂.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к котельной установке с признаками, приведенными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, и к способу эксплуатации и дооборудования котельной установки согласно пункту 17 или пункту 23 этой формулы изобретения.

При сжигании ископаемого топлива в таких котельных установках образуется СО₂, оказывающий существенное влияние на разрушение озонного слоя атмосферы. Поэтому промышленность и университеты, занятые в сфере электростанций, проводят совместные разработки по отделению СО₂ от дымовых газов.

К таким совместным разработкам относятся преобразование СО с помощью Н₂О в СО₂ и Н₂ с последующим отделением СО₂ (способ IGCC) и сжигание ископаемого топлива в среде чистого кислорода с последующим отделением СО ₂ (способ ««Oxy-Fuel»» (кислород - топливо)). Строительство новых котельных установок с применением способа ««Oxy-Fuel»», по современной оценке, возможно будет позднее, приблизительно через 10-20 лет, и будет сопряжено с значительными капитальными затратами.

В отношении дооборудования существующих обычных тепловых электростанций ситуация выглядит значительно благоприятнее, поскольку объем капиталовложений будет существенно меньше. В связи с мероприятиями, связанными с отделением СО₂ при сжигании в среде чистого кислорода, а также принимая во внимание затраты и размер используемых компрессоров, дооборудование с целью применения способа «Оху-Fuel» возможно будет только на тех блоках электростанций, которые имеют мощности от 100 до 300 МВт.

В основу изобретения положена задача дооборудовать аналогичную котельную установку топкой для использования чистого кислорода (способ «Оху-Fuel») таким образом, чтобы котельная установка могла эксплуатироваться как в режиме «Оху-Fuel», так и в обычном режиме.

Эта задача решается применительно к аналогичной котельной установке и способу эксплуатации или дооснащения такой котельной установки согласно изобретению посредством отличительных признаков пунктов 1, 17 и 23 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения.

При дооборудовании согласно изобретению для перехода на способ «Оху-Fuel» в котельной установке согласно изобретению применяется существующий регенеративный подогрев питательной воды и существующий подогрев воздуха на стороне дымовых газов парогенератора, кроме того, требуется промежуточный перегрев. Схема котельной установки на стороне подачи воздуха для горения выбрана такой, чтобы по-прежнему был возможен без ограничения режим работы с использованием воздуха в качестве единственного источника кислорода. Следовательно, дооборудование до установки «Оху-Fuel» происходит без ущерба для традиционной котельной установки при вероятном режиме работы с применением первичного воздуха. Возможно масштабирование до более значительных единиц.

На чертеже представлено несколько примеров осуществления изобретения, которые вместе с преимуществами изобретения подробнее поясняются ниже.

При этом изображено:

фиг.1 - блок-схема котельной установки после дооборудования для режима работы с использованием кислорода (способ «Оху-Fuel»),

фиг.2-4 - дополнительные варианты выполнения котельной установки на фиг.1.

Котельная установка содержит парогенератор 1 с пароводяным контуром, паровой турбоагрегат 2, а также подвод воздуха, отвод дымовых газов и обогреваемый дымовыми газами регенеративный воздухоподогреватель 3 (подогреватель воздуха для горения). Эта часть котельной установки имеет обычную конструкцию. Ниже она поясняется лишь настолько, насколько это необходимо для понимания изобретения.

Паровой турбоагрегат 2 состоит из части 4 высокого давления, части 5 среднего давления и части 6 низкого давления, расположенных на общем валу и приводящих во вращение генератор 7 для выработки электрической энергии.

Изображенный парогенератор 1 выполнен в виде прямоточного парогенератора. Приводимое ниже описание применимо также и к барабанному котлу. Парогенератор 1 содержит камеру 8 сгорания с топкой для сжигания газообразного топлива. В принципе возможна эксплуатация на угле при условии очистки дымовых газов. За нагревательными поверхностями испарителя камеры 8 сгорания расположен перегреватель 9. Подключенный к перегревателю 9 паропровод 10 высокого давления проходит до части 4 высокого давления парового турбоагрегата 2. Выход отработавшего пара части 4 высокого давления сообщен соединительной линией 11 с промежуточным перегревателем 12 парогенератора 1. Через паропровод 13 вторичного пара промежуточный перегреватель 12 сообщен на выходной стороне с частью 5 среднего давления парового турбоагрегата 2. За частью 5 среднего давления расположена на паровой стороне часть 6 низкого давления.

Выходное отверстие для отработавшего пара на стороне части 6 низкого давления сообщено с конденсатором 14. К конденсатору 14 подключен конденсатопровод 15 с расположенным в нем конденсатным насосом 15 . В конденсатопроводе 15 последовательно расположено несколько подогревателей 16 питательной воды низкого давления, термический дегазатор 17 питательной воды, насос 18 питательной воды высокого давления и несколько подогревателей 19, 19 питательной воды высокого давления. Последний подогреватель 19 питательной воды высокого давления соединен с дополнительным, обогреваемым дымовыми газами подогревателем питательной воды или с испарителем парогенератора 1. Подогреватели 16, 19 питательной воды обогреваются отобранным паром части 4 высокого давления, части 5 среднего давления и части 6 низкого давления парового турбоагрегата 2.

Воздуходувка 20 расположена в подводящем воздухопроводе 21, подключенном на входной стороне к воздушной части регенеративного воздухоподогревателя 3 и проходящим вниз от воздухоподогревателя 3 к топке камеры 8 сгорания для снабжения этой камеры воздухом для горения. С отверстием парогенератора 1 для выхода дымовых газов сообщен дымоход 22, проходящий к газовой части регенеративного воздухоподогревателя 3 на входной стороне. По графическим причинам дымоход 22 показан на чертеже прерванным на участках "b". От места присоединения к воздухоподогревателю 3 дымоход 22 проходит до дымовой трубы 36.

Приведенные сведения касаются традиционной котельной установки. Далее описывается дооборудование котельной установки для применения способа «Оху-Fuel». Такое дооборудование может производиться дополнительно на существующей котельной установке или в самом начале на новой котельной установке.

От подводящего воздухопровода 21 выполнено ответвление воздухопровода 23 вниз от воздухоподогревателя 3 до воздушного компрессора 24. Выходное отверстие воздушного компрессора 24 сообщено с установкой 25 для разделения воздуха. Отверстие для выхода кислорода из установки 25 для разделения воздуха сообщено через кислородопровод 26 с газовым смесителем 27, расположенным в подводящем воздухопроводе 21 между воздухоподогревателем 3 и топкой камеры 8 сгорания парогенератора 1.

Воздушный компрессор 24 приводится в действие приводной паровой турбиной 28. Приводная паровая турбина 28 на фиг.1 снабжается паром, отбираемым от паропровода 13 вторичного пара между промежуточным перегревателем 12 парогенератора 1 и частью 5 среднего давления парового турбоагрегата 2 через паропровод 29. По графическим причинам на чертеже паропровод 29 показан прерванным на участках «а». Перед входом в приводную паровую турбину 28 на паропроводе 29 установлен регулирующий клапан 30. Выходное отверстие отработавшего пара в приводной паровой турбине 28 сообщено с конденсатором 31, который через конденсатопровод 32 с расположенным в нем насосом 33 сообщен с конденсатопроводом 15 парогенератора 1 в направлении вверх от первого подогревателя питательной воды низкого давления из группы 16 подогревателей питательной воды низкого давления.

При соответствующей конструкции конденсатора 14 отработавший пар приводной паровой турбины 28 может подаваться в главный конденсатор 14 парогенератора 1. В результате отпадает необходимость в конденсаторе 31 приводной паровой турбины 28 и его конденсатном насосе 33.

На фиг.2 показана приводная паровая турбина 28 , в которую вместо вторичного пара подается отобранный пар. Этот пар отбирается в соответствующем месте 47 от парового турбоагрегата 2 и по паропроводу 29 подается в приводную паровую турбину 28 .

Как показано на фиг.3, может также применяться и приводная паровая турбина 28 , питаемая по паропроводу 29 паром от наружного источника 48 пара. Таким наружным источником пара может служить парогенератор с непосредственным сжиганием.

Вместо приводной паровой турбины 28, 28 , 28 может также применяться, как показано на фиг.4, электродвигатель 49 для приведения в действие воздушного компрессора 24.

В воздухопроводе, на участке между воздухоподогревателем 3 и воздушным компрессором 24, расположены два воздухоохладителя 34, 35. Воздухоохладители 34, 35, аналогично паровой турбине 28, приводящей в действие воздушный компрессор 24, соединены с пароводным контуром парогенератора 1. Через расположенный выше воздухоподогревателя 3 воздухоохладитель 34 протекает питательная вода высокого давления, отбираемая из конденсатопровода 15, расположенного ниже подогревателя 19 питательной воды высокого давления, и отводимая назад в конденсатопровод 15, расположенный выше указанного подогревателя 19 питательной воды высокого давления. Если температура пара в промежуточном перегревателе 12 парогенератора 1 регулируется за счет внутренней циркуляции дымовых газов, то в этом случае последний подогреватель 19 питательной воды высокого давления может быть дополнительно соединен с воздухоохладителем 34. Через расположенный ниже воздухоподогревателя 3 воздухоохладитель 35 протекает питательная вода низкого давления, отбираемая из конденсатопровода 15 ниже группы подогревателей 16 питательной воды низкого давления и отводимая обратно в конденсатопровод 15 выше группы подогревателей 16 питательной воды низкого давления.

В дымоходе 22 расположена ниже регенеративного воздухоподогревателя 37 и ответвления в сторону дымовой трубы 36 рециркуляционная воздуходувка 37. Ниже рециркуляционной воздуходувки 37 дымоход 22 разветвляется на два обводных дымохода 38, 39. Первый обводной дымоход 38 заведен в газовый смеситель 27.

Второй обводной дымоход 39 подведен к компрессору 40 для СО₂ . Этот компрессор 40 приводится в действие расширителем 42 и двигателем-генератором 41. Компрессор 40 для СО₂ и расширитель 42 расположены вместе с двигателем-генератором 41 на общем валу.

Как показано в качестве примера на фиг.3 и 4, двигатель-генератор 41 может и не применяться. Вместо него на одновальном валопроводе 50 расположены воздушный компрессор 24, расширитель 42 и компрессор 40 для CO₂ вместе с приводной паровой турбиной 28" или электродвигателем 49 в качестве привода. Следует подчеркнуть, что показанная на фиг.3 и 4 трансмиссия может быть также применена и в котельной установке согласно фиг.1 и 2, равно как и трансмиссия согласно фиг.1 и 2 может применяться в котельной установке согласно фиг.3 и 4.

Во втором обводном дымоходе 39 перед его входом в компрессор 40 для СО₂ расположены теплообменники 43 для охлаждения дымовых газов до температуры ниже их точки росы, что обеспечивает отделение воды от дымовых газов. Теплообменники 43 соединены с расширителем 42 с помощью соединительной линии 44 благодаря циклу Ренкина 44, в котором в качестве рабочей среды применяется хладагент с низкой температурой кипения, например NH₃. Насос 45, подключенный к выходу расширителя 42, обеспечивает циркуляцию рабочей среды через теплообменники 43 и расширитель 42.

Как изображено на чертеже и описано выше, воздухопровод 23, проходящий через воздушный компрессор 24 к установке 25 для разделения воздуха и содержащий воздухоохладители 34, 35, и кислородопровод 26, выходящий из установки 25 для разделения воздуха, параллельно подключены к подводящему воздухопроводу 21, ведущему к камере сгорания 8. Запорно-регулирующие клапаны 46 подводящего воздухопровода 21, воздухопровода 23, кислородопровода 26, первого обводного дымохода 38 и второго обводного дымохода 39 обеспечивают запирание соответствующей магистрали или регулирование протекающей через соответствующую магистраль среды.

Описанная выше котельная установка эксплуатируется следующим образом.

Воздух, необходимый для процесса «Оху-Fuel», т.е. для режима с использованием кислорода, охлаждается до максимально низкой температуры за регенеративным воздухоподогревателем 3 с помощью конденсата паровой турбины и сжимается в воздушном компрессоре 24 до величины давления, требуемой для установки разложения воздуха.

Привод воздушного компрессора 24 осуществляется от приводной паровой турбины 28, 28 , питаемой вторичным паром из промежуточного перегревателя 12 или отобранным на ступени 47 отбора паром части 5 среднего давления паровой турбины 2. Недостающая мощность парового турбоагрегата 2 остается при этом незначительной, так как отбор вторичного или отобранного пара количественно частично компенсируется тепловым смещением воздуха для горения в конденсатный контур парогенератора 1, при этом места отбора в паропроводах на стороне среднего и низкого давления закрыты или открыты лишь частично. Образующийся конденсат в приводной паровой турбине 28, 28 подается в конденсатный контур парогенератора 1. В результате отпадает необходимость в дополнительных дегазаторе и пароконденсатной системе. Благодаря смещению тепла воздуха для горения из воздухоподогревателя 3 в контур для конденсата и питательной воды парогенератора 1 происходит существенная компенсация недостающей мощности отбором вторичного пара или отобранного пара для привода приводной паровой турбины 28, 28 ,

Если пропускная способность парового турбоагрегата 2 является достаточной, а генератор 7 обладает дополнительными резервами, то можно отсоединять привод воздушного компрессора 24 от шины вторичного пара, состоящей из паропровода 13 вторичного пара, ступени отбора 47 и часта 5 среднего давления парового турбоагрегата 2. При этом в качестве привода может использоваться либо электродвигатель, либо непосредственно паротурбинный процесс с парогенератором непосредственного сжигания. Преимущество такой концепции с использованием последнего заключается как в свободном выборе параметров пара, так и в улучшенной динамике процесса перехода котельной установки на чисто воздушный режим в случае применения дополнительных турбомашин для процесса «Оху-Fuel». Для повышения эффективности применения привода тепло промежуточного и дополнительного охладителей воздушного компрессора 24 может полезно использоваться в рамках концепции дооборудования установки.

Воздух для установки 25 для его разделения сжимается до требуемого давления воздушным компрессором 24. Для повышения производительности котельной установки может применяться комбинация из осевых и радиальных компрессоров с промежуточными и дополнительными охладителями. В принципе может также применяться чисто моторный привод.

Пуск котельной установки проводится при 100% загруженности воздуходувки, причем около 60% количества воздуха подается на установку 25 для разделения воздуха, т.е. для минимальной загрузки этой установки 25, и около 40% - на парогенератор 1, т.е. для минимальной загрузки прямоточного парогенератора или котла с естественной циркуляцией. Приведенные показатели могут варьироваться в зависимости от процесса. Парогенератор 1 работает в режиме частичной нагрузки свежим воздухом до тех пор, пока не будет достигнуто соответствующее качество СО ₂ в установке 25 для разделения воздуха. После этого следует переход на режим «Оху-Fuel», т.е. с воздушного режима с частичной нагрузкой на соответствующий кислородный режим с частичной нагрузкой. Последующее увеличение нагрузки происходит с учетом допустимых показателей установки 25 для разделения воздуха. Переход с кислородного режима на воздушный проводится в обратной последовательности.

Благодаря отсутствию азота при сжигании кислорода соответственно снижаются по сравнению с режимом, при котором применяется первичный воздух, массовые потоки дымовых газов в тракте дымовых газов парогенератора 1 и одновременно существенно возрастает температура сжигания. Повышение температуры сжигания может привести к значительным тепловым нагрузкам на трубы в камере 8 сгорания парогенератора 1. Однако в результате обратной подачи заданного большого количества дымовых газов в топочную систему парогенератора 1 через газовый смеситель 27 массовые потоки и температура сжигания доводятся до показателей, аналогичных показателям при режиме с использованием первичного воздуха. В результате объединения кислорода и рециркулированных дымовых газов в газовом смесителе 27 достигаются показатели содержания С₂, аналогичные показателям режима с использованием первичного воздуха. По термодинамическим причинам рециркулированные дымовые газы отводятся за воздухоподогревателем 3.

Как уже упоминалось, все элементы установки, относящиеся к процессу «Оху-Fuel», параллельно подключены к котельной установке. Кроме того, в подводящем воздухопроводе 21, воздухопроводе 23, кислородопроводе 26, первом обводном дымоходе 38 и во втором обводном дымоходе 39 установлены запорно-регулирующие клапаны 46. Процесс «Оху-Fuel» применяется в котельной установке 1 таким образом, что в любое время возможна эксплуатация только в режиме с использованием первичного воздуха без подачи кислорода. Для этого перекрываются соответствующие запорно-регулирующие клапаны 46. Работа котельной установки 1 только в режиме первичного воздуха возможна также и в случае выхода из строя или отключения турбомашин, таких как воздушный компрессор 24, расширитель 42 и компрессор 40 для СО₂. Байпасирование после завершения монтажа параллельно подключенных элементов установки, относящихся к процессу «Оху-Fuel», проводится во время ревизии котельной установки.

Остаточные дымовые газы, состоящие главным образом из СО₂ и Н₂О, охлаждаются с целью удаления из них воды с помощью цикла Ренкина 44 на основе

NH₃ до температуры значительно ниже точки росы дымовых газов. Благодаря выделяющемуся при этом теплу испарения водяного пара и скрытому теплу дымовых газов можно дополнительно генерировать электроэнергию с помощью расширителя 42.

Расширитель 42 приводит в действие через двигатель-генератор 41 компрессор 40 для СО₂, который в зависимости от назначения сжимает СО₂ до необходимого заданного конечного значения. При этом сжатие может происходить до 200 бар, которое необходимо для процесса EOR (Enhanced Oil-Recovering-Process: усовершенствованный процесс регенерации топлива). В зависимости от требуемой мощности привода компрессора 40 применяется либо двигатель, либо генератор.