Способ экономии топлива в газотурбинной установке

 

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к газотурбинным установкам со смешением рабочих тел. Сущность изобретения заключается в том, что сжигают топливо в камере сгорания, впрыскивают жидкость в тракт высокого давления газотурбинной установки, продукты сгорания топлива смешивают с жидкостью и расширяют в турбине. В качестве жидкости используют жидкие отходы производств, содержащих горючие компоненты. 1 ил.

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике, в частности к газотурбинным установкам (ГТУ) со смешением рабочих тел.

Известен способ экономии топлива в ГТУ, в котором теплоту сгорания горючих газообразных отходов производств утилизируют в газотурбинной установке. Но при этом значительная часть вырабатываемой энергии тратится на сжатие газообразных отходов до давления в камере сгорания ГТУ [1] Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ экономии топлива в газотурбинной установке, в котором сжигают топливо в камере сгорания, впрыскивают воду в тракт высокого давления ГТУ, продукты сгорания топлива смешивают с водой и расширяют в турбине [2] Однако известный способ имеет недостаток: вода должна быть специально подготовленной, что предполагает затраты топлива.

Технической задачей предложенного способа является снижение расхода топлива.

Техническая задача изобретения решается за счет того, что в способе экономии топлива в газотурбинной установке, в котором сжигают топливо в камере сгорания, впрыскивают жидкость в тракт высокого давления ГТУ, продукты сгорания топлива смешивают с жидкостью и расширяют в турбине. Согласно изобретению, в тракт высокого давления ГТУ впрыскивают жидкие отходы производств, содержащие горючие компоненты.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что использование в схеме ГТУ теплоты сгорания жидких отходов производств, содержащих горючие компоненты, ведет к экономии дорогого, природного топлива. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Известно техническое решение, в котором используют теплоту сгорания газообразных горючих отходов производств [1] При этом, как в заявляемом способе, так и в аналогичном, требуется сжатие отходов и подача их в тракт высокого давления ГТУ. Однако жидкие отходы характеризуются относительно малой работой сжатия по сравнению с газообразными и, следовательно, невысокими энергозатратами на их ввод в тракт высокого давления газотурбинной установки. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит последовательно расположенные по газовому тракту воздушный компрессор 1, камеру 2 сгорания, соединенную трубопроводом с топливным насосом 3 и насосом 4 жидких отходов, газовую турбину 5. Компрессор 1 и турбина 5 имеют общий вал, на котором расположен генератор 6.

Воздух и топливо подают на горение в камеру 2 соответственно компрессором 1 и насосом 3. Высокотемпературные продукты сгорания, содержащие избыток воздуха, смешивают с жидкими отходами производств, которые впрыскивают в камеру 2 насосом 4. При этом происходит выгорание содержащихся в отходах горючих компонентов. Из камеры 2 газовую смесь подают на расширение в турбину 5 и сбрасывают в атмосферу. Полезную работу турбины 5 расходуют на привод компрессора 1 и на выработку электроэнергии в генераторе 6.

В качестве жидких отходов производств, содержащих горючие компоненты, в заявляемом способе можно использовать обессоленные подсмольные воды пиролизного производства, представляющие собой паровой конденсат с растворенными в нем углеводородами. Согласно технологическому регламенту на пиролизное производство, теплотворная способность таких вод составляет 1000.4000 кДж/кг.

Использование предлагаемого способа обеспечивает экономию топлива 5% по сравнению с прототипом при температурной способности и удельном расходе жидких отходов соответственно 1460 кДж/кг и 1 кг/кг у.т. улучшение экологического состояния атмосферы вследствие полезного использования отходов, которые, как правило, сбрасываются в окружающую среду.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА В ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКЕ, при котором сжигают топливо в камере сгорания, впрыскивают жидкость в тракт высокого давления газотурбинной установки, продукты сгорания топлива смешивают с жидкостью и расширяют в турбине, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют жидкие отходы производств, содержащие горючие компоненты.

РИСУНКИ

Рисунок 1