Способ работы и устройство газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Для реализации указанного способа воздух очищают, подогревают или охлаждают в поверхностном водовоздушном теплообменнике, сжимают в компрессоре с впрыском воды и подают в камеру сгорания, куда также подают топливо и осуществляют впрыск воды. Продукты сгорания расширяют в турбине с выработкой электроэнергии и далее подают в камеру дожигания. Образующиеся при этом продукты сгорания последовательно направляют в водяной экономайзер или парогенератор, поверхностный или контактно-поверхностный конденсатор, поверхностный газоводяной теплообменник, глушитель шума и дымовую трубу. Отличием предложенной установки от известной является то, что она содержит аккумулятор теплоты, разделенный на горячую и холодную части, причем водяной экономайзер или парогенератор соединены с горячей частью аккумулятора теплоты, поверхностный или контактно-поверхностный конденсатор соединены как с горячей, так и с холодной частью аккумулятора теплоты, а осушитель соединен с холодной частью аккумулятора теплоты. Изобретение позволяет увеличить мощность в 2-2,5 раза, повысить кпд до 0,6-0,7, а коэффициент использования топлива до 0,85-0,90 и снизить количество вредных выбросов в атмосферу в 2-3 раза. 2 с. и 62 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в стационарных энергетических и приводных газотурбинных установках, сжигающих газовое и жидкое органическое топливо.

Известны аналогичные устройства и способы работы с регенерацией или утилизацией теплоты отработавших газов в цикле самой установки. К этим установкам относятся газотурбинные двигатели с энергетическим и экологическим впрыском пара или воды (Яскин Л.А. Газотурбинные установки с энергетическим впрыском пара //Энергетическое строительство. 1990. 2. С.67-73). В них пар или воду подают в камеру сгорания и в турбину низкого давления. Впрыском пара, произведенного в котле утилизацией теплоты отработавших газов, повышают мощность этих установок на 50÷90%, кпд на 20÷60%, существенно уменьшают температуру газов перед турбиной или турбинами, снижают объем выбросов оксидов азота в несколько раз.

Недостатками этих установок являются потребность в высококачественной воде, не содержащей минеральных соединений, и более низкий кпд по сравнению с кпд парогазовых установок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ работы газотурбинного двигателя (патент России 2097590, кл. F 02 С 3/14. Способ работы газотурбинного двигателя /М. А. Пикин, Л.К. Хохлов //Открытия. Изобретения. 1997. 3), который повышает его экономичность и экологичность. Он принят в качестве прототипа.

Этот двигатель включает компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, форсажную камеру (камеру дожигания), выходное сопло, воздуховоды и трубопроводы для впрыска воды.

Способ осуществляют следующим образом.

Воздух из атмосферы подают в компрессор, часть сжатого до максимального давления воздуха поступает в камеру сгорания, куда подают топливо. В камере сгорания топливо сжигают при коэффициенте избытка воздуха 0,4÷0,6 в зависимости от требуемой температуры получаемых продуктов сгорания на входе в газовую турбину. Далее продукты сгорания в газовой турбине дожигают с повышением коэффициента избытка воздуха до 0,8 за счет отбираемых порций воздуха из соответствующих ступеней компрессора по воздуховодам. Далее продукты неполного сгорания топлива вводят в форсажную камеру, где дожигают с коэффициентом избытка воздуха больше 1 путем подачи в нее воздуха из компрессора по соответствующему воздуховоду. Затем продукты полного сгорания топлива через выходное сопло выбрасывают в атмосферу. На форсированном режиме количество подаваемого топлива в камеру сгорания уменьшают, а температуру продуктов сгорания на выходе из нее регулируют впрыском воды в ступени компрессора и/или эту камеру.

Основными недостатками этого прототипа являются потребность в большом количестве воды, очищаемой от минеральных примесей, которая не регенерируется из уходящих газов, потери теплоты с водой, удаляемой в атмосферу вместе с продуктами сгорания, уменьшение скорости сгорания топлива в камере сгорания из-за снижения коэффициента избытка воздуха в зоне горения меньше единицы, снижение кпд двигателя из-за дожигания значительного количества топлива в турбине и форсажной камере, так как энергетически выгодно сжигать все топливо в камере сгорания, а также применение двух методов снижения температуры газов в камере сгорания - уменьшением коэффициента избытка воздуха ниже 1 и впрыскиванием воды, когда второй метод энергетически выгоднее первого.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является энергетическая установка с глубоким охлаждением продуктов сгорания, разработанная с целью повышения ее экономичности (А.с. России 1040192, кл. F 01 K 25/00. Энергоустановка с глубоким охлаждением продуктов сгорания /А.Н. Ложкин и В.Б. Грибов //Открытия. Изобретения. 1983. 33). Она принята в качестве прототипа.

Эта энергоустановка содержит компрессор, генератор продуктов сгорания (камеру сгорания), газовую турбину с электрогенератором, напорный (рекуперативный) экономайзер, турбодетандер продуктов сгорания с электрогенератором, поверхностный (рекуперативный) теплообменник и турбодетандер топливного газа с электрогенератором.

Энергоустановка работает следующим образом.

Сжатый воздух и топливный газ подают в генератор продуктов сгорания из компрессора и турбодетандера топливного газа соответственно, где происходит сжигание топлива. Образовавшиеся продукты сгорания подают в газовую турбину, где они срабатывают и приводят в движение эту турбину, а вместе с ней компрессор и электрогенератор. После газовой турбины, работающей с противодействием 0,2-0,35 МПа, газы проходят последовательно расположенные кипящую, сухую и мокрую ступени напорного экономайзера, где нагревают теплоноситель. Далее охлажденные продукты сгорания в этом экономайзере направляют в турбодетандер продуктов сгорания, где они совершают работу, которая используется для выработки электроэнергии в электрогенераторе. После турбодетандера охлажденные газы подают в холодильные установки потребителя. Нагретый теплоноситель в напорном экономайзере направляют в теплообменник, где он нагревает топливный газ. Нагретый газ подают в турбодетандер топливного газа, где он, расширяясь, совершает работу, которая затем превращается в электроэнергию в электрогенераторе.

Основными недостатками этого прототипа являются заметное снижение кпд энергоустановки из-за повышения давления газов за газовой турбиной до 0,2÷0,35 МПа в результате установки турбодетандера продуктов сгорания, зависимость эффективности работы энергоустановки от температуры наружного воздуха, а также температуры, давления и количества топливного газа, поступающего в теплообменник, и продуктов сгорания, покидающих газовую турбину, снижение топливной экономичности энергоустановки из-за снижения температуры топливного газа при его расширении в турбодетандере, поступающего в камеру сгорания, а также повышенная температура хладагента после турбодетандера продуктов сгорания, так как теплота, получаемая небольшим количеством топливного газа от большого объема продуктов сгорания через промежуточный теплоноситель, недостаточна для эффективного охлаждения этих продуктов сгорания в напорном экономайзере перед турбодетандером.

Целью изобретения является повышение мощности газотурбинных установок в 2÷2,5 раза, кпд до 0,6÷0,7 и коэффициента использования топлива до 0,85÷0,90, снижение количества вредных выбросов в атмосферу в 2÷3 раза без потребления реагентов и сорбентов, контроль и регулирование содержания этих выбросов в продуктах сгорания, увеличение кпд газотурбинных установок при работе на частичных нагрузках за счет согласования работы турбин, теплообменных и тепломассообменных аппаратов, разработка системы, способной работать на газовом и жидком топливе и приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды, получение синтетической воды из продуктов сгорания в необходимом количестве и нужного качества на технологические нужды и для сторонних потребителей, а также повышение надежности работы газотурбинных установок.

Цель изобретения в способе работы газотурбинной установки достигается снижением коэффициента избытка воздуха в зоне горения и его регулированием по содержанию оксида углерода или/и оксида азота в продуктах сгорания, понижением температуры газов в камере сгорания или камере сгорания высокого давления, турбине или турбине высокого давления впрыскиванием воды или пара и регулированием этой температуры, повышением мощности турбины низкого давления или силовой турбины впрыскиванием горячей воды или пара, охлаждением продуктов сгорания сначала в водяном экономайзере или парогенераторе, затем в поверхностном или контактно-поверхностном теплообменнике и, наконец, в турбодетандере и регулированием их температуры после этих аппаратов, конденсацией и регенерацией воды из продуктов сгорания, накапливанием ее в холодной и горячей частях аккумулятора теплоты, регулированием температуры конденсации водяных паров, температуры пара, горячей и холодной воды, подаваемых технологическим и сторонним потребителям, охлаждением воды в холодной части аккумулятора уходящими газами и воздухом, поступающим в двигатель, и регулированием ее температуры, увеличением показателя рН конденсата в циркуляционных контурах горячей и холодной воды добавлением водного раствора аммиака и его регулированием, а также превращением оксидов азота и серы в диоксиды, а сернистого ангидрида в серный, регулированием этого превращения и абсорбцией их конденсатом.

Цель изобретения в устройстве газотурбинной установки достигается применением поверхностного или контактно-поверхностного теплообменников для охлаждения воздуха на всасывании, между компрессорами и перед подачей в камеру сгорания, поверхностного или контактно-поверхностного теплообменников для охлаждения продуктов сгорания и конденсации водяных паров из продуктов сгорания; водяного экономайзера или парогенератора для утилизации тепла продуктов сгорания, аккумулятора теплоты для накапливания теплоты и конденсата, разделенного на холодную и горячую часть, турбодетандера для глубокого охлаждения продуктов сгорания, осушителя и поверхностного газоводяного теплообменника для предотвращения конденсации водяных паров на стенках газохода, газопровода для рециркуляции продуктов сгорания и воздухопровода для подогрева уходящих газов нагретым воздухом в компрессоре, а также регуляторов температуры теплоносителей и давления уходящих газов, содержания вредных веществ в продуктах сгорания, коэффициента избытка воздуха и показателя рН конденсата.

Газотурбинные двигатели выпускаются с различными схемами, системами и комплектацией. Для них разработана единая комплексная система глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу, которая может быть приемлемой для каждого из них с небольшими изменениями и доработками. Ниже описывается устройство и работа этой системы в составе газотурбинного двигателя.

На фиг.1, 2, 3 и 4 показаны две типовые схемы газотурбинных двигателей, с которыми реализованы варианты комплексной системы глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу. На фиг.1 и 2 изображена типовая схема газотурбинного двигателя одновальная без регенерации и с регенерацией теплоты уходящих газов соответственно, а на фиг.3 и 4 - двухвальная с блокированной силовой турбиной и свободным турбокомпрессорным валом. На фиг.5 дана схема регулирования показателя рН конденсата в циркуляционных контурах системы.

Устройство газотурбинной установки с комплексной системой содержит компрессор 1 (фиг.1) и газовую турбину 2, между которыми располагается камера сгорания 3. Газовая турбина 2 соединена с нагрузкой 4 механической связью. После турбины в газовом тракте установлены последовательно камера дожигания 5, водяной экономайзер 6, поверхностный конденсатор 7, поверхностный газоводяной теплообменник 8, глушитель шума 9 и дымовая труба 10, которые соединены газопроводами 11, 12, 13, 14, 15 и 16. На впуске воздуха в компрессор расположен глушитель шума 17, перед ним установлен поверхностный водовоздушный теплообменник 18, далее между этим теплообменником и воздухозаборным устройством 19 подключен воздушный фильтр 20. Они соединены между собой воздухопроводами 21, 22, и 23, а с компрессором - всасывающим воздухопроводом 24. Для очистки топлива и его подогрева установлены фильтр тонкой очистки топлива 25 и рекуперативный топливоподогреватель 26, которые соединены между собой и с камерой сгорания топливопроводом 27. На этом топливопроводе установлено устройство для регулирования расхода топлива 28. Для накапливания теплоты и конденсата установка оснащена аккумулятором теплоты, которая разделена на горячую 29 и холодную 30 части. Для подачи теплоносителя из этих частей установлены насосы 31 и 32. Насос 31 соединен всасывающим водопроводом 33 с горячей частью аккумулятора теплоты 29, а подводящими водопроводами 34 и 35 с водяным экономайзером 6 и технологическим или сторонним потребителем теплоты 36. Водяной экономайзер 6 соединен с рекуперативным топливоподогревателем 26 водопроводом 37, с камерой сгорания 3 и с газовой турбиной 1 водопроводами 38, 39 и 38, 40 соответственно, а также с поверхностным газоводяным теплообменником 8 водопроводом 41. На водопроводе 37 установлен регулятор температуры топлива 42 за рекуперативным топливоподогревателем 26. Насос 32 соединен всасывающим водопроводом 43 с холодной частью аккумулятора теплоты 30, а подводящими водопроводами 44, 45 и 46 с поверхностным конденсатором 7, компрессором 1 и с поверхностным водовоздушным теплообменником 18. Горячая часть аккумулятора теплоты 29 соединена подводящими водопроводами 47, 48, 49, 50 и 51 с технологическим или сторонним потребителем теплоты 36, рекуперативным топливоподогревателем 26, поверхностным газоводяным теплообменником 8 и поверхностным конденсатором 7. Холодная часть аккумулятора 30 соединена подводящим водопроводом 52 с водовоздушным поверхностным теплообменником 18. Всасывающий воздухопровод 24 соединен с газоходом 16 газопроводом 53, на котором установлен регулятор температуры наружного воздуха 54, поступающего в компрессор. Топливопровод 27 соединен с камерой дожигания 5 топливопроводом 55, на котором установлен регулятор температуры газов 56 в этой камере. Камера дожигания 5 соединена с компрессором 1 воздухопроводом 57, на котором установлен регулятор содержания оксида углерода 58 в продуктах сгорания за этой камерой. На всасывающем воздухопроводе 24 установлено устройство для регулирования расхода воздуха 59, который вместе с регулирующим устройством расхода топлива 28, соединен с регулятором коэффициента избытка воздуха 60. Регуляторы температуры газов в камере сгорания 61, газовой турбине 62, в устье дымовой трубы 63 и за поверхностным конденсатором 64 установлены на подающих водопроводах 39, 40, 41 и 44. Регулятор температуры воды после поверхностного водовоздушного теплообменника 65 установлен на подводящем водопроводе 46 поверхностного водовоздушного теплообменника 18. Регулятор температуры воздуха после компрессора 66 установлен на водопроводе 45, подающем холодную воду из аккумулятора в компрессор. Задвижки 67 и 68 служат для слива отстоя из холодной или горячей части аккумулятора.

На фиг.2 вместо поверхностного водовоздушного теплообменника установлен контактно-поверхностный 69, конструктивно совмещенный с воздухоочистителем и глушителем шума. Он служит для подогрева, увлажнения и очистки воздуха, а также снижения его шума. Вместо поверхностного конденсатора применен контактно-поверхностный 70. Он предназначен для более эффективного охлаждения продуктов сгорания и конденсации водяных паров при сжигании газового топлива. За конденсатором установлен турбодетандер 71, соединенный механической связью с электрогенератором 72. Он служит для повышения давления газов перед конденсатором и глубокого охлаждения продуктов сгорания перед осушителем 73. Регулятор давления газов 74 соединен с устройством, изменяющим нагрузку электрогенератора 72. Регенеративный воздухоподогреватель 74 подключен по воздуху подводящим воздухопроводом 75 к компрессору 1, а отводящим 76 - к камере сгорания, по газу - подводящим газопроводом 77 к газовой турбине 2, а отводящим 78 - к парогенератору 79. После регенеративного воздухоподогревателя 74 установлены последовательно парогенератор 79, контактно-поверхностный конденсатор 70, далее турбодетандер 71, осушитель 73, поверхностный газоводяной теплообменник 8, шумоглушитель 9 и дымовая труба 10, которые соединены между собой газопроводами 13, 14, 15, 16, 80 и 81. Теплообменник комплексного устройства топливоподготовки (КУТП) 82 соединен с напорным паропроводом 83 парогенератора 79, на котором установлен регулятор температуры топлива 42. Комплексное устройство топливоподготовки соединено с турбиной 1 отводящим паропроводом 84, а с камерой сгорания 3 - подводящим топливопроводом 85, на котором установлено устройство для регулирования расхода топлива 28. Парогенератор 79 подключен к горячей части аккумулятора 29 водопроводом 33 через насос 31 и водопровод 34, на котором установлен регулятор температуры пара 86. Отводящий паропровод 83 парогенератора 79 соединен с камерой сгорания 3 паропроводом 87, на котором установлен регулятор температуры газов в камере сгорания 61, и с турбиной 2 - паропроводом 88, на котором расположен регулятор давления пара 89. Распыливающее устройство и водяной тракт поверхностного водовоздушного теплообменника 69 соединены с горячей или холодной частью аккумулятора теплоты в зависимости от температуры теплоносителя в холодной части водопроводами 89, 91, 92 и 93 - распределительными или 90, 91, 92 и 93 соответственно. Сливной водопровод 94 и отводящий 95 этого теплообменника подключены к холодной части аккумулятора 30. На общем подающем водопроводе 91 установлен регулятор температуры воздуха 54, подаваемого в компрессор. На водопроводах 89 и 90 расположены управляемые запорные устройства 95-а и 96. Распыливающее устройство и водяной тракт контактно-поверхностного конденсатора 70 подключены к холодной части аккумулятора подводящими водопроводами 43, 98 и 99 через водяной насос 32. На водопроводе 98 установлен регулятор температуры газов 100 за этим конденсатором и турбодетандером 71. Водопроводы сливной 101 и отводящий 102 конденсатора подключены к горячей части аккумулятора 29. На подводящем водопроводе 39 поверхностного газоводяного теплообменника 8 установлен регулятор температуры воды 103 в холодной части аккумулятора 30 взамен регулятора температуры газов в устье дымовой трубы. Осушитель 73 отводящим водопроводом 104 подключен к холодной части аккумулятора 30.

На фиг. 3 представлены варианты устройства комплексной системы глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов с более сложной типовой двухвальной схемой, которая включает компрессоры низкого 105 и высокого 106 давления, турбины низкого 107 и высокого 108 давления, камеру сгорания 3, регенеративный воздухоподогреватель 74 и нагрузку 4. Компрессор и турбина низкого и компрессор и турбина высокого давления установлены на двух валах. Компрессор низкого давления 105 связан с компрессором высокого давления 106 воздухопроводом 109, а турбина низкого давления 107 - с турбиной высокого давления 108 газопроводом 110. Компрессор высокого давления 106 соединен с камерой сгорания 3 воздухопроводом 111, через регенеративный воздухоподогреватель 74. Камера сгорания 3 и турбина высокого давления 108 соединены газопроводом 112. В состав газотурбинной установки входят комплексное устройство топливоподготовки (КУТП) 82, служащее для подогрева и очистки топлива, комплексное устройство воздухоподготовки (КУВП) 113, необходимое для очистки, увлажнения, подогрева или охлаждения воздуха, а также снижения его шума, комплексное устройство газоподготовки (КУГП) 114, служащее для отделения влаги от продуктов сгорания, подогрева уходящих газов выше температуры точки росы и снижения их шума, комплексное устройство утилизации конденсата (КУУК) 115, необходимое для получения полуфабрикатов или товарных продуктов и восстановления реагентов. После турбины низкого давления вдоль газового тракта последовательно расположены регенеративный воздухоподогреватель 74, водяной экономайзер 6, поверхностный конденсатор 7, турбодетандер 71, комплексное устройство газоподготовки 114 и дымовая труба 10, которые соединены газопроводами 116, 117, 118, 119, 120 и 121. Турбодетандер 71 соединен механической связью с валом компрессора и турбины низкого давления. Аккумулятор теплоты с горячей 29 и с холодной 30 частями, также как и в предыдущей типовой схеме, включен в состав системы и остается объединяющим и связывающим звеном всей комплексной системы. Всасывающий и напорный водопроводы 33 и 122 водяного насоса 31 соединяют горячую часть аккумулятора теплоты с водяным экономайзером б, который служит для нагрева горячей воды и ее подачи в комплексное устройство топливоподготовки 82, распыливающие устройства перед камерой сгорания 3 и газовой турбиной высокого давления 108 по водопроводам 123, 124, 125 и 126. На водопроводах 124, 125 и 126 установлены регуляторы температуры топлива 42, газов в камере сгорания 61 и турбине 62 соответственно. Комплексное устройство воздухоподготовки 113 подключено к горячей и холодной частям аккумулятора всасывающими 33 и 43 и напорными 127 и 128 водопроводами насосов 31 и 32. Напорные водопроводы 128 и 127 соединены, на последнем установлен регулятор температуры воды 129, подаваемой из холодной части аккумулятора 30. Комплексное устройство газоподготовки 114 тоже подключено к холодной части аккумулятора всасывающим 43 и напорным 131 водопроводами насоса 32 и отводящим водопроводом 132. На напорном водопроводе 131 установлен регулятор температуры холодной воды 133 в аккумуляторе. Комплексное устройство утилизации конденсата 115 подключено к холодной части аккумулятора сливным водопроводом 134. Распыливающее устройство 135, расположенное на газопроводе 110 возле турбины высокого давления в зоне дожигания, подключено к комплексному устройству топливоподготовки 82 топливопроводом 136, на котором установлен регулятор температуры газов 137 в этой зоне. Зона дожигания соединена также с компрессором высокого давления 106 воздухопроводом 138, на котором расположен регулятор содержания оксида углерода 139 за турбиной низкого давления 107. Распыливающие устройства 140 и 141, расположенные на напорных воздухопроводах 109 и 111 компрессоров низкого и высокого давления, подключены к холодной части аккумулятора через общий водопровод 43, водяной насос 32 и распределительные водопроводы 142 и 143 и служат для охлаждения и увлажнения воздуха, подаваемого в камеру сгорания. На водопроводе 142 установлен регулятор температуры воздуха 144 перед компрессором высокого давления, а на водопроводе 143 - регулятор температуры воздуха 145 перед регенеративным воздухоподогревателем 74. Напорный воздухопровод 109 компрессора низкого давления 105 соединен с выпускным газопроводом 16 подводящим воздухопроводом 146, на котором установлен регулятор температуры газов 147 в устье дымовой трубы 10. Рециркуляционный газопровод 148 подключен одним концом к отводящему газопроводу 16, а другим - к всасывающему воздухопроводу 149 компрессора низкого давления. На газопроводе 148 установлен регулятор коэффициента избытка воздуха 150 по содержанию оксида азота за турбодетандером 71.

Приведенная на фиг.4 схема вариантов устройства газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации и снижения вредных выбросов в отличие от схемы на фиг.3 оснащена контактно-поверхностными воздухоохладителями 151 и 152 низкого и высокого давления, установленными после компрессоров низкого 105 и высокого 106 давления соответственно, контактно-поверхностным теплообменником водовоздушным 69, установленным на всасывании перед компрессором низкого давления, парогенератором 79, расположенным после газовой турбины низкого давления, контактно-поверхностным конденсатором 70, установленным между парогенератором 79 и турбодетандером 71, соединенным с электрогенератором 72 механической связью. Распыливающее устройство и водяной тракт контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника 69 соединены водопроводами 92 и 93 с подающим водопроводом 91, который посредством водопровода 127 подключен к подающему насосу 31 горячей воды, а с помощью водопровода 128 - к подающему насосу 32 холодной воды. На водопроводе 127 установлен регулятор температуры воды 129, сливаемой по водопроводу 94 в холодную часть. Контактно-поверхностные воздухоохладители 151 и 152 совместно с контактно-поверхностным конденсатором 70 служат для нагрева водопроводной воды до требуемой температуры. Они соединены водяными трактами между собой водопроводами 153 и 154, подключены к потребителю горячей воды 36 водопроводом 155 и к подающему насосу 156 водопроводной воды водопроводом 157. Регулятор температуры горячей воды 158 установлен на водопроводе 157. Распыливающее устройство контактно-поверхностного конденсатора 70 соединено с подающим насосом 32 холодной воды водопроводами 128 и 159, на последнем из них установлен регулятор температуры газов 160 за этим конденсатором. Поддон этого конденсатора подключен сливным водопроводом 161 с горячей частью аккумулятора 29. Распыливающие устройства воздухоохладителей 151 и 152 подключены водопроводами 162 и 163 к подающему насосу 31 горячей воды, а их поддоны соединены сливными водопроводами 164 и 165 с баком-смесителем 166, который водопроводом 167 подключен к горячей части аккумулятора 29, а водопроводом 168 - к потребителю теплоты 169 через насос 170. На водопроводе 168 установлен регулятор количества потребляемой теплоты 171, а водопроводах 162 и 163 - регуляторы температуры воздуха 173 и 172. Парогенератор 79 подключен к горячей части аккумулятора аналогично, как и на фиг.2. При этом регулятор температуры пара 86 остается прежним, паропроводы подвода пара 87 и 83 в камеру сгорания 3 и комплексное устройство топливоподготовки 82 сохранились вместе с установленными на них регуляторами 61 и 42. Газовая турбина высокого давления 108 подключена паропроводами 83 и 174 к парогенератору 79. На паропроводе 174 установлен регулятор температуры газов в этой турбине 175. Комплексное устройство топливоподготовки 82 соединено с газовой турбиной низкого давления 107 и с газопроводом 78 за этой турбиной, отводящими пар паропроводами 84 и 176, на которых установлены управляемые запорные устройства 177 и 178, действующие в зависимости от температуры отводимого пара. Воздухопровод 179 подключен одним концом к воздухопроводу 180 возле воздухоохладителя 151, а другим - к газопроводу 13 возле парогенератора. На воздухопроводе 179 установлен регулятор содержания оксида азота 181 за контактно-поверхностным конденсатором 70. Подающий насос нитрозной воды 182 установлен на водопроводе 183, его всасывающий конец подключен к сливному водопроводу 161 этого конденсатора, а напорный - к распыливающему устройству газопровода 13 возле парогенератора 79, при этом на водопроводе 183 расположен еще регулятор содержания сернистого ангидрида 184 за контактно-поверхностным конденсатором 70.

В циркуляционных контурах горячей и холодной воды установлены смесители 185 и 186 (фиг.5), которые подключены к баку с водным раствором аммиака 187 водопроводами 188 и 189. На этих водопроводах расположены регуляторы показателя рН воды 190 и 191 за этими смесителями. На сливном водопроводе 192 установлен смеситель 193, который подключен к баку с водным раствором аммиака 187 водопроводом 194, на котором расположен регулятор показателя рН воды 195 за этим смесителем. Сливной водопровод 196 в горячей или холодной части аккумулятора соединен с комплексным устройством утилизации конденсата 197.

Способ работы газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу осуществляются следующим образом.

Атмосферный воздух забирают через воздухозаборное устройство 19 (фиг.1) и подают по воздухопроводу 23 в воздушный фильтр 20, где очищают от пыли и твердых частиц, далее по воздухопроводу 22 его направляют в поверхностный водовоздушный теплообменник 18, в котором этот воздух подогревают или охлаждают в зависимости от его температуры, после чего по воздухопроводу 21 подают в глушитель шума 17, а из него по воздухопроводу 24 - в компрессор 1. В глушителе снижается шум воздуха, возникающий на впуске в компрессор. Воздух подогревают перед поступлением его в компрессор подмешиванием уходящих газов, поступающих во впускной воздухопровод 24 по газопроводу 53 из газопровода 16. Температуру этого воздуха регулируют регулятором 54 выше температуры точки росы, изменением количества подмешиваемых продуктов сгорания. Воду из холодной части аккумулятора 30 движут по подводящим 43 и 46 и отводящему 52 водопроводам через поверхностный водовоздушный теплообменник 18 под действием насоса 32. Температуру циркулирующего теплоносителя регулируют регулятором 65 выше температуры его замерзания. Воздух в компрессоре 1 сжимается, при этом его температура повышается. Охлаждение воздуха производят в компрессоре впрыскиванием воды, которую подают из холодной части аккумулятора насосом 32 по водопроводу 45. Температуру воздуха на выходе из компрессора регулируют выше температуры точки росы регулятором 66. Охлажденный и увлажненный воздух подают в камеру сгорания 3. В эту камеру поступает еще топливо по топливопроводу 27, которое перед подачей подогревают в топливоподогревателе 26 и фильтруют в фильтре 25. Температуру этого топлива регулируют регулятором 42 изменением количества горячей воды, проходящей из водяного экономайзера 6 по водопроводу 37 через этот топливоподогреватель в горячую часть аккумулятора 29 по водопроводу 48. Количество поступающего топлива и воздуха в камеру сгорания регулируют устройствами изменения расхода топлива 28 и воздуха 59 по команде с регулятора коэффициента избытка воздуха 60. При сжигании газового и жидкого топлива поддерживают регулятором значение коэффициента избытка воздуха равным 1,02÷1,05 и 1,05÷1,10 соответственно. Для снижения температуры газов в камере сгорания до определяющей в нее подают воду из водяного экономайзера 6 по водопроводам 38 и 39. Количество поступающей воды регулируют регулятором 61 по определяющей температуре газов в этой камере. Под определяющей температурой понимается такая температура, при которой камера сгорания работает надежно, не происходит диссоциации продуктов сгорания, содержание оксидов азота и углерода образуется в допустимых пределах. Эта температура устанавливается по результатам испытания газотурбинной установки. Из камеры сгорания 3 газы поступают в турбину 2, где они срабатывают и приводят в движение газовую турбину, которая передает свою мощность компрессору 1 и нагрузке 4. В эту турбину подают еще воду из водяного экономайзера 6 по водопроводам 38 и 40 для снижения температуры газов в ней до допустимого по техническим требованиям. Эту температуру регулируют регулятором 62. После газовой турбины газы направляют в камеру дожигания 5. Сюда поступают еще воздух после компрессора низкого давления 1 во воздухопроводу 57 и подогретое и очищенное топливо по топливопроводу 55. Количество подаваемого воздуха регулируют регулятором 58 по содержанию или уменьшению содержания оксида углерода за этой камерой, а количество поступающего топлива изменяют регулятором 56 в зависимости от температуры газов в зоне дожигания, превышающей 700^oС. Из камеры дожигания продукты сгорания направляют в водяной экономайзер 6, где греют воду, которую подают в камеру сгорания 3, газовую турбину 2, рекуперативный топливоподогреватель 26 и поверхностный газоводяной теплообменник 8, а оставшееся ее количество сливают в горячую часть аккумулятора 29 по водопроводу 48. Воду в этот экономайзер подводят подающим насосом 31 из горячей части аккумулятора по водопроводам 33 и 34. Из водяного экономайзера газы направляют по трубопроводу 13 в поверхностный конденсатор 7, где они охлаждаются до температуры ниже температуры точки росы. При этом воду в водяной тракт этого конденсатора подают по водопроводу 44 насосом 32 из холодной части аккумулятора 30, а отводят ее и конденсат по водопроводам 50 и 51 в горячую часть аккумулятора. Далее из конденсатора 7 по газопроводу 14 уходящие газы подводят в поверхностный газоводяной теплообменник 8, куда воду для подогрева газов подают из водяного экономайзера 6 по водопроводу 41, а отводят из него в горячую часть аккумулятора 29 по водопроводу 49. Количество циркулирующего теплоносителя через этот теплообменник регулируют регулятором 63 по температуре газов в устье дымовой трубы, превышающей температуру точки росы. Подогретые газы поступают по газопроводу 15 в глушитель шума 9, а затем через газопровод 16 и дымовую трубу 10 их удаляют в атмосферу. Горячую воду потребителю теплоты 36 подают насосом 31 из горячей части аккумулятора по водопроводам 33 и 35, а отводят по водопроводу 47 опять в горячую часть. Осадок из горячей и холодной частей аккумулятора сливают открытием задвижек 67 и 68.

На фиг.2 воздух из заборного устройства 19 по воздухопроводу 23 подводят в контактно-поверхностный теплообменник 69, где его очищают от пыли и твердых частиц, увлажняют и подогревают или охлаждают, а также снижают его шум. Воду в распыливающее устройство и водяной тракт этого теплообменника подают насосом 32 из холодной части аккумулятора по водопроводам 43, 90, 91, 92 и 93, когда ее температура превышает значительно температуру замерзания, при этом запорное устройство 95 закрыто, а 96 - открыто. Температуру наружного воздуха перед компрессором регулируют регулятором 54 выше температуры точки росы изменением количества циркулирующего теплоносителя через этот теплообменник. При отрицательных температурах наружного воздуха, когда температура холодной воды приближается к температуре замерзания, затворное устройство 96 закрывают, а 95 - открывают и воду из горячей части аккумулятора под действием насоса 31 подают по водопроводам 33, 89, 91, 92 и 93 в контактно-поверхностный теплообменник 69, где подогревают поступающий воздух, температуру которого поддерживают выше температуры точки росы регулятором 54 изменением количества циркулирующего теплоносителя через этот теплообменник. В обоих случаях воду из теплообменника отводят по водопроводам 94 и 95 в холодную часть аккумулятора 30. Подготовленный воздух по воздухопроводу 24 подают компрессором 1, где повышается его температура и давление в результате сжатия. В этом компрессоре воздух охлаждают и увлажняют распыливанием воды аналогично, как это было описано при рассмотрении схемы на фиг.1, затем направляют по воздухопроводу 75 в регенеративный воздухоподогреватель 74, где повышают его температуру передачей тепла от отработавших газов. Подогретый воздух подают в камеру сгорания 3. Сюда подводят еще топливо, подготовленное в комплексном устройстве топливоподготовки 82 для сгорания. В топливоподогревателе этого устройства топливо подогревают паром, подводимым из парогенератора 79 по паропроводу 83. Количество подаваемого пара регулируют регулятором 42 по температуре топлива, поступающего в камеру сгорания. Использованный пар сбрасывают из этого комплексного устройства в турбину по паропроводу 84. Кроме воздуха и топлива в камеру сгорания подают еще пар по паропроводам 83 и 87 из парогенератора 79 для снижения температуры газов до определяющей. Количество подаваемого пара регулируют регулятором 61 по температуре газов в камере сгорания. При сжигании топлива коэффициент избытка воздуха регулируют регулятором 60 по содержанию или изменению содержания оксида углерода в продуктах сгорания за этой камерой. При этом изменяют расходы топлива и воздуха регулирующими устройствами 28 и 59 соответственно. Из камеры сгорания 3 газы подают в газовую турбину 2, куда подводят еще пар из парогенератора 79 и комплексного устройства топливоподготовки 82. Количество поступающего пара регулируют регулятором 89 по давлению пара в напорном паропроводе 83. Образующаяся парогазовая смесь срабатывает в газовой турбине 2 и приводит ее в движение, а вместе с ней компрессор 1 и нагрузку 4. Отработавшие газы в турбине направляют по газопроводу 77 в регенеративный воздухоподогреватель 74, где они подогревают воздух, а из него по газопроводу 78 их подводят в парогенератор 79. Воду в этот парогенератор подают насосом 31 из горячей части аккумулятора по водопроводам 33 и 34. Регулируют температуру пара изменением количества подаваемой в него воды регулятором 86. Охлажденные газы в парогенераторе еще больше охлаждают в контактно-поверхностном конденсаторе 70, куда они поступают по газопроводу 13. Воду в его распыливающее устройство и водяной тракт подают насосом 32 из холодной части аккумулятора 30 по водопроводам 43, 98 и 99. При этом регулятор 100 поддерживает температуру газов за этим конденсатором ниже температуры точки росы, а за турбодетандером - выше температуры замерзания конденсата изменением количества проходящего через него теплоносителя. Использованную воду и конденсат отводят из теплообменника 70 по водопроводам 101 и 102 в горячую часть аккумулятора 29. Уходящие газы более глубокому охлаждению подвергают в турбодетандере 71, куда их подают по газопроводу 14 из контактно-поверхностного конденсатора 70. При этом влага из этих газов еще больше конденсируется, которая затем отделяется в осушителе 73. Конденсат из этого осушителя сливают в холодную часть аккумулятора 30 по водопроводу 104. Установка турбодетандера увеличивает давление газов за газовой турбиной 2 и тем самым снижает его мощность, но при этом возрастает работа турбодетандера, которая передается электрогенератору. Это увеличение давления благоприятно сказывается на возрастании температуры конденсации водяных паров и тепломассоотдаче при сохранении скоростей движения теплоносителей. Давление продуктов сгорания за газовой турбиной регулируют изменением нагрузки генератора 72 регулятором 74 по требуемой температуре конденсации водяных паров. При высокой температуре наружного воздуха, когда температура уходящих газов после осушителя становится ниже температуры воды в холодной части аккумулятора, их используют для охлаждения этой воды в поверхностном газоводяном теплообменнике 8, через который она циркулирует из холодной части аккумулятора по водопроводам 43, 39, 49. При этом температуру холодной воды в аккумуляторе регулируют регулятором 103 выше ее температуры замерзания. При низкой температуре наружного воздуха поверхностный газоводяной теплообменник подключают к горячей части аккумулятора и подогревают уходящие газы выше их температуры точки росы для предотвращения конденсации водяных паров в газопроводах, глушителе и дымовой трубе. Давление газов за турбодетандером рассчитывают из условия достижения факелом необходимой высоты подъема над дымовой трубой для рассеивания вредных выбросов.

Ниже излагается способ работы типовой двухвальной схемы газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу и варианты этого способа в соответствии с фиг. 3. Воздух в комплексном устройстве воздухоподготовки 113 очищают от пыли и твердых частиц, охлаждают или подогревают в зависимости от его температуры, снижают его шум на всасывании, как и в изложенных выше способах, а затем подают в компрессор низкого давления 105. Здесь при сжатии воздух нагревается, а охлаждают и увлажняют его распыливанием воды в воздухопроводе 109 после компрессора низкого давления, подаваемым насосом 32 из холодной части аккумулятора по водопроводам 43, 128 и 142. При этом температура воздуха перед компрессором высокого давления 106 регулируется регулятором 144 выше температуры точки росы изменением количества распыливаемой воды. Из компрессора низкого давления воздух по воздухопроводу 109 подают в компрессор высокого давления, где он при сжатии опять нагревается. Этот воздух снова увлажняют, а температуру его снижают распыливанием воды в воздухопроводе 138 после компрессора высокого давления, подаваемым насосом 32 из холодной части аккумулятора 30 по водопроводам 43, 128, 142 и 143. При этом температуру воздуха перед регенеративным воздухоподогревателем 74 регулируют регулятором 145 выше температуры точки росы изменением количества распыливаемой воды. Увлажненный и охлажденный воздух нагревают в регенеративном воздухоподогревателе 74 теплотой отработавших газов и подают в камеру сгорания 3. В эту камеру подают еще топливо, подготовленное для сжигания в комплексном устройстве топливоподготовки82. Горячую воду, нагретую в водяном экономайзере теплотой отработавших газов, распыливают в газопроводе 111 за регенеративным воздухоподогревателем 74 для снижения температуры газов в камере сгорания до определяющей. Эту температуру регулируют регулятором 61, изменением количества распыливаемой воды. Коэффициент избытка воздуха в камере сгорания снижают при сжигании газового топлива до 1,02÷1,05, а при горении жидкого топлива до 1,05÷1,10 рециркуляцией отработавших газов. Для этого уходящие газы после комплексного устройства газоподготовки 114 подают из напорного газопровода 16 во всасывающий воздухопровод 149 перед компрессором низкого давления 105 по рециркуляционному газопроводу 148. При этом коэффициент избытка воздуха в камере сгорания регулируют регулятором 150 по содержанию или изменению содержания оксида азота за турбодетандером в зависимости от количества подаваемых уходящих газов во всасывающий воздухопровод. После камеры сгорания газы направляют в газовую турбину высокого давления 108 по газопроводу 112, в этой турбине они срабатывают и приводят ее в движение, а вместе с ней и компрессор высокого давления 106. Если температура этих газов превышает допускаемую по условиям надежной работы газовой турбины высокого давления, то эту температуру регулируют регулятором 62 путем распыления воды в газопроводе 112 перед этой турбиной. Воду в распыливающее устройство этого газопровода подают из водяного экономайзера 6 по водопроводам 123 и 126. Отработавшие газы в турбине высокого давления 108 направляют в турбину низкого давления 107 по газопроводу 110. В начале этого газопровода продукты неполного сгорания дожигают при подаче воздуха и топлива. Топливо подают по топливопроводу 136 из комплексного устройства топливоподготовки 82 в количестве, необходимом для повышения температуры газов выше 700^oС. При этом температуру газов в зоне дожигания регулируют регулятором 137, изменением количества подаваемого топлива. Воздух подводят из компрессора высокого давления 106 по воздухопроводу 138 в количестве, необходимом для дожигания продуктов неполного сгорания. При этом количество подаваемого воздуха регулируют регулятором 139 по содержанию или уменьшению содержания оксида углерода в газопроводе 116 за газовой турбиной низкого давления. После дожигания продукты сгорания подают в газовую турбину низкого давления 107, где они срабатывают и приводят в движение эту газовую турбину, а вместе с ней компрессор низкого давления 105 и нагрузку 4. Из турбины низкого давления 107 газы направляют по газопроводу 116 в регенеративный воздухоподогреватель 74, где они охлаждаются и движутся далее по газопроводу 117 в водяной экономайзер 6. В этом экономайзере уходящие газы охлаждают, а воду нагревают, которая поступает в его водяной тракт по водопроводу 122 из горячей части аккумулятора теплоты 29 под действием водяного насоса 31. Охлажденные в водяном экономайзере газы еще охлаждают в поверхностном конденсаторе 7 ниже температуры точки росы, куда поступают по газопроводу 118. Работа этого конденсатора и регулирование температуры газов за ним описано выше в соответствии с фиг.1. Далее уходящие газы направляют в турбодетандер 71 по газопроводам 14 и 119, где они расширяются и производят работу. При этом эти газы могут охлаждаться до температуры замерзания конденсата, а работу передавать компрессору низкого давления 105 и нагрузке 4. Перед выпуском продуктов сгорания в дымовую трубу 10 они проходят через комплексное устройство газоподготовки 114, где их подогревают, очищают и снижают их шум. Температуру уходящих газов в устье дымовой трубы повышают выше температуры точки росы подачей нагретого воздуха по воздухопроводу 146 в газопровод 16 возле комплексного устройства газоподготовки 114. При этом температуру газов в устье дымовой трубы регулируют регулятором 147, изменением количества подаваемого горячего воздуха. Температуру воды в холодной части аккумулятора снижают ее охлаждением холодными уходящими газами и воздухом. При охлаждении газами воду забирают насосом 32 из холодной части аккумулятора 30, подают по водопроводам 43, 128 и 131 в теплообменник комплексного устройства газоподготовки 114 и отводят из него по обратному водопроводу 49 опять в холодную часть аккумулятора. При этом регулируют температуру воды в этой части аккумулятора регулятором 133 выше температуры ее замерзания изменением количества циркулирующего теплоносителя. При охлаждении воздухом воду подают из холодной части аккумулятора 30 по подающим водопроводам 43 и 128 через поверхностный теплообменник комплексного устройства воздухоподготовки 113 и возвращают по обратному водопроводу 130. Если температура охлаждаемой воды снижается ниже допускаемого, то включают регулятор 129, который пропускает горячую воду из напорного трубопровода 122 по водопроводу 127 во всасывающий водопровод 43, по которому течет холодная вода, в количестве, необходимом для восстановления температуры этой воды. Переработку конденсата производят в комплексном устройстве утилизации конденсата, куда его излишки стекают по водопроводу 134. При этом восстанавливают реагенты и получают полуфабрикаты или товарные продукты.

Ниже на фиг. 4 рассматривается способ работы газотурбинной установки с двухвальной схемой и комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу и его варианты при применении контактно-поверхностных теплообменных аппаратов и парогенератора. Воздух через заборное устройство 19 подводят в контактно-поверхностный теплообменник 69, где его очищают от пыли, подогревают или охлаждают, увлажняют и снижают его шум. Затем его направляют в компрессор низкого давления 105. Воду в распыливающее устройство этого теплообменника и его водяной тракт подают насосом 32 из холодной части аккумулятора 30 по воздухопроводам 43, 128, 91 и 93 и 43, 128, 91 и 92 соответственно. Отводят эту воду и сливают по водопроводам 94 и 95 соответственно в холодную часть аккумулятора. Если ее температура опускается ниже допускаемого, то регулятор 129 пропускает горячую воду по водопроводу 127 в водопровод 91, по которому циркулирует холодная вода, в результате перемешивания теплоносителей температура этой воды повышается. В компрессоре низкого давления 105 воздух сжимают, при этом его температура повышается. Этот воздух охлаждают в контактно-поверхностном воздухоохладителе 151, куда он подводится по воздухопроводу 109. Воду в водяной тракт этого воздухоохладителя подают насосом 156 из водопроводной сети по водопроводам 153 и 157 через контактно-поверхностный конденсатор 70, где она нагревается теплотой уходящих газов. Воду на распыливание в контактно-поверхностный воздухоохладитель 151 подводят из горячей части аккумулятора по водопроводам 33, 162 и 163 под действием насоса 31, а отводят ее из него по водопроводу 165 в бак-смеситель 166. При этом температуру воздуха за этим воздухоподогревателем регулируют регулятором 172 выше температуры точки росы изменением количества подаваемой воды на распыливание по водопроводу 163. Охлажденный воздух подводят в компрессор высокого давления 106, где он снова сжимается и нагревается, поэтому этот воздух опять охлаждают в контактно-поверхностном воздухоохладителе 152, куда его подводят по воздухопроводу 75. Воду в водяной тракт этого воздухоохладителя подают из водяного тракта предыдущего воздухоохладителя 151 по водопроводу 154. Здесь ее повторно нагревают горячим воздухом и направляют потребителю горячей воды 36. Температуру потребляемой воды регулируют регулятором 158. В распыливающее устройство воздухоохладителя 152 воду подают насосом 31 из горячей части аккумулятора по водопроводам 33 и 162, а отводят из поддона по водопроводу 164 в бак-смеситель 166. При этом регулируют температуру воздуха после этого воздухоохладителя регулятором 173 выше температуры точки росы изменением количества распыливаемой воды. Горячую воду из бака-смесителя 166 насосом 170 подают по водопроводу 168 потребителю теплоты 169. Количество потребляемой теплоты регулируют регулятором 171. Излишки горячей воды сливают из бака 66 по водопроводу 167 в горячую часть аккумулятора 29. Охлажденный и увлажненный воздух в воздухоохладителях 151 и 152 подают в камеру сгорания 3 по воздухопроводу 111. В эту камеру подводят еще топливо из комплексного устройства топливоподготовки 82 по топливопроводу 85 и пар из парогенератора 79 по паропроводам 83 и 87. Топливо в этой камере сжигают газовое при коэффициенте избытка воздуха 1,02÷1,05, а жидкое при 1,05÷1,10. При этом определяющую температуру газов в камере сгорания регулируют регулятором 61 путем изменения количества подаваемого пара по паропроводу 87. Продукты сгорания подают из камеры сгорания 3 по газопроводу 112 в газовую турбину высокого давления 108, где они срабатывают и приводят ее в движение вместе с компрессором высокого давления 106. Температуру газов в этой турбине снижают до допускаемого значения путем подачи в нее пара из парогенератора по паропроводу 174. При этом температуру газов в ней регулируют регулятором 175, изменением количества подаваемого пара по этому паропроводу. Пар из парогенератора 79 подводят еще в теплообменник комплексного устройства топливоподготовки 82, где подогревают жидкое топливо ниже температуры его парообразования в этом теплообменнике, и отводят этот пар в газовую турбину низкого давления 107 или газопровод 78 за этой турбиной в зависимости от его температуры. При насыщенном паре запорное устройство 177 закрывают, а 178 открывают, при этом он движется по паропроводу 176 в газопровод 78. Если пар сухой, запорное устройство 178 закрывают, а 177 - открывают, при этом он поступает в газовую турбину низкого давления по паропроводу 84. Парогазовая смесь срабатывает в этой турбине и приводит ее в движение, а вместе с ней компрессор низкого давления 105 и нагрузку 4, затем она направляется в парогенератор 79, где отдает свое тепло на нагрев воды и получение пара. Воду в парогенератор подают насосом 31 из горячей части аккумулятора 29 по водопроводам 33 и 38. При этом температуру пара регулируют регулятором 86, изменением количества подаваемой питательной воды в этот парогенератор. Охлажденные газы в парогенераторе еще больше охлаждают в контактно-поверхностном конденсаторе 70 ниже температуры точки росы, куда их подводят по газопроводу 13. Воду в водяной тракт этого конденсатора подают из водопроводной сети насосом 156 по водопроводу 157 и отводят ее по водопроводу 153 в контактно-поверхностный воздухоподогреватель 151. В распыливающее устройство этого конденсатора воду подают насосом 32 из холодной части аккумулятора по водопроводам 43 и 159 и отводят по водопроводу 161 в горячую часть аккумулятора 29. При этом температуру газов за этим конденсатором регулируют регулятором 160 ниже температуры точки росы изменением количества подаваемой воды на распыливание по водопроводу 159. После конденсации водяных паров газы направляют по газопроводу 14 в турбодетандер 71, где они совершают работу, которая затем превращается в электроэнергию в электрогенераторе 72. Температура газов в турбодетандере еще больше понижается благодаря их расширению. В результате в уходящих газах появляются капли конденсата из оставшихся паров, которые затем отделяют в осушителе комплексного устройства газоподготовки 114. После него эти газы удаляют в атмосферу через газопровод 16 и дымовую трубу 10. При этом давление газов за турбодетандером устанавливают таким, чтобы обеспечить достаточный подъем факела над дымовой трубой для рассеивания вредных выбросов. Для превращения оксида азота в диоксид перед контактно-поверхностным конденсатором 70 охлажденный воздух в воздухоподогревателе 151 подают по воздухопроводу 179 в газопровод 13 возле парогенератора 79. Оксид азота, поступая вместе с уходящими газами и воздухом в контактно-поверхностный конденсатор, превращается в диоксид при температуре смеси газов меньше 140^oС и абсорбируется в этом конденсаторе. При этом количество подаваемого воздуха регулируют регулятором 181 по содержанию или уменьшению содержания оксида азота за этим конденсатором. Для более эффективной очистки продуктов сгорания от оксидов серы сернистый ангидрид окисляют до серного при температуре, меньшей 450^oС, нитрозной водой, которую подают из поддона контактно-поверхностного конденсатора 70 насосом 182 по водопроводу 183 в распыливающее устройство газопровода 13 возле парогенератора 79. Серный ангидрид поступает вместе с продуктами сгорания в этот конденсатор, лучше абсорбируется, чем сернистый, и тем самым больше снижается содержание этих окислов в уходящих газах. При этом количество подаваемой нитрозной воды регулируют регулятором 184 по содержанию или уменьшению содержания сернистого ангидрида в газопроводе за контактно-поверхностным конденсатором 70.

С целью повышения показателя рН конденсата в циркуляционных контурах системы воду, поступающую из горячей 30 и холодной 29 частей аккумулятора, смешивают в смесителях 185 и 186 (фиг.5) водным раствором аммиака, поступающим по трубопроводам 188 и 189. При этом показатель рН воды за смесителями регулируют регуляторами 190 и 191 изменением количества пропускаемого раствора по трубопроводам 188 и 189 в эти смесители. Избыток конденсата в холодной части аккумулятора сливают по трубопроводу 192 в канализацию, при этом ее нейтрализуют в смесителе 193 добавлением водного раствора аммиака из бака 187 по трубопроводу 194. Показатель рН конденсата за этим смесителем регулируют регулятором 195 выше или равным 7. Показатель рН конденсата для циркуляционных контуров горячей и холодной воды определяют в зависимости от коррозионной стойкости трубопроводов и оборудования, а также по результатам химического анализа состава конденсата. Конденсат по сливному трубопроводу 196 подают в комплексное устройство утилизации конденсата 197 для ее переработки. В этой установке восстанавливают аммиак из раствора и получают полуфабрикаты или товарные продукты.

Преимущества разработанного способа и устройства газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу по сравнению с аналогами и прототипами заключаются в следующем: мощность и кпд разработанной установки будет выше, чем у аналогов с одинаковым базовым газотурбинным двигателем благодаря сжиганию всего количества топлива в одной камере сгорания при коэффициенте избытка воздуха, близком к единице, и дожиганию продуктов неполного сгорания за этой камерой; глубокому охлаждению продуктов сгорания и превращению низкопотенциального тепла в работу; значительно меньше изменение кпд установки по сравнению с кпд аналогов и прототипов в зависимости от нагрузки и условий окружающей среды, так как температура газов в камере сгорания и газовой турбине или турбинах регулируется и поддерживается постоянной, близкой к максимальной, при этом согласовывается работа нагнетательных и расширительных машин с работой теплообменных и тепломассообменных аппаратов в результате регулирования параметров теплоносителей; повышается надежность работы газотурбинной установки благодаря регулированию температуры рабочего тела в камере сгорания и газовой турбине или турбинах, предотвращению конденсации водных паров в машинах и трубопроводах, исключению замерзания теплоносителей в трубопроводах и аппаратах и регулированию показателя рН в циркуляционных контурах этой установки; более значительное снижение вредных выбросов в атмосферу благодаря дожиганию продуктов неполного сгорания за камерой сгорания при повышенном коэффициенте избытка воздуха, превращению оксида азота в диоксид и сернистого ангидрида в серный и их абсорбции конденсатом при более высоком давлении уходящих газов и регулированию содержания оксида углерода, диоксида азота и серы в продуктах сгорания; получение синтетической воды из продуктов сгорания в необходимом количестве и нужного качества на технологические нужды и для сторонних потребителей в результате разделения теплоносителей на горячий и холодный и применения аккумулятора теплоты с двумя разделенными емкостями.

Формула изобретения

1. Способ работы газотурбинной установки с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу, включающий сжатие воздуха и впрыск воды в компрессоре, подачу воздуха, топлива и впрыск воды в камеру сгорания для сжигания, расширение продуктов сгорания в турбине, дожигание несгоревшего топлива за турбиной, отличающийся тем, что воздух, поступающий в компрессор, очищают, подогревают или охлаждают в поверхностном водовоздушном теплообменнике, топливо подогревают, очищают и сжигают при коэффициенте избытка воздуха в зоне горения равным 1,02÷1,05 для газового топлива или равным 1,05÷1,10 для жидкого топлива, а образующиеся при этом продукты сгорания после камеры дожигания последовательно направляют в водяной экономайзер, поверхностный конденсатор, поверхностный газоводяной теплообменник, глушитель шума и дымовую трубу, причем снабжение поверхностного водовоздушного теплообменника, компрессора и поверхностного конденсатора водой осуществляется из холодной части аккумулятора, а снабжение водяного экономайзера водой осуществляется из горячей части аккумулятора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дожигают продукты неполного сгорания за турбиной в камере дожигания при подаче топлива и воздуха, при этом количество подаваемого топлива и воздуха регулируют по температуре газов в этой камере и содержанию или/и изменению содержания оксида углерода в продуктах сгорания за камерой дожигания соответственно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулируют коэффициент избытка воздуха в зоне горения камеры сгорания по содержанию или/и изменению содержания оксида углерода в продуктах сгорания за этой камерой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продукты сгорания после камеры дожигания отводят через водяной экономайзер, поверхностный конденсатор, поверхностный газоводяной теплообменник, глушитель шума и дымовую трубу в атмосферу, при этом подводят воду из горячей части аккумулятора теплоты в водяной экономайзер и поверхностный газоводяной теплообменник, а из холодной части в поверхностный конденсатор, отводят воду и конденсат из этих теплообменников в горячую часть.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что температуру продуктов сгорания в устье дымовой трубы регулируют выше температуры точки росы путем изменения количества холодной или горячей воды, проходящей через поверхностный газоводяной теплообменник, а температуру газов за поверхностным конденсатором поддерживают регулятором ниже температуры точки росы уменьшением или увеличением количества протекающей холодной воды через этот конденсатор.

6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что воду подводят из водяного экономайзера в распыливающие устройства камеры сгорания и турбины, рекуперативный топливоподогреватель и поверхностный газоводяной теплообменник, а из холодной части аккумулятора в распыливающее устройство компрессора, отводят воду из топливоподогревателя и этого теплообменника в горячую часть аккумулятора, при этом регулируют температуру газов в камере сгорания и турбине ниже определяющей по условиям надежной, экономичной и безопасной работы двигателя, жидкого топлива в рекуперативном топливоподогревателе ниже температуры парообразования, продуктов сгорания в устье дымовой трубы и воздуха после компрессора выше температуры точки росы путем изменения количества подводимой воды в эти устройства.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что воздух, поступающий в компрессор, подогревают или охлаждают в поверхностном водовоздушном теплообменнике водой, подаваемой из холодной части аккумулятора теплоты, при этом регулируют температуру воды в этой части аккумулятора выше температуры замерзания изменением количества циркулирующей воды через этот теплообменник.

8. Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что температуру воздуха перед входом в компрессор регулируют выше температуры точки росы путем подачи продуктов сгорания из газопровода, расположенного за поверхностным газоводяным теплообменником, во всасывающий воздухопровод компрессора и перемешивания их с воздухом.

9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что воздух перед поступлением в компрессор очищают, увлажняют, подогревают или охлаждают в контактно-поверхностном водовоздушном теплообменнике комплексного устройства воздухоподготовки, сжимают и охлаждают его впрыскиванием воды в компрессоре, подогревают в регенеративном воздухоподогревателе и подают в камеру сгорания, куда еще подводят водяной пар, газовое или жидкое топливо, которое сжигают при коэффициентах избытка воздуха 1,02÷1,05 или 1,05÷1,10 соответственно, при этом продукты сгорания направляют последовательно вдоль газового тракта в газовую турбину, регенеративный воздухоподогреватель, парогенератор, контактно-поверхностный конденсатор, турбодетандер, осушитель, поверхностный газоводяной теплообменник, глушитель шума и дымовую трубу, а газовое и жидкое топливо подогревают в рекуперативном топливоподогревателе, жидкое еще очищают в фильтре тонкой очистки комплексного устройства топливоподготовки.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что воду подают в распыливающее устройство и водяной тракт контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника насосом из холодной части аккумулятора при температуре, исключающей ее замерзание, а в противном случае, эту воду подводят из горячей части, при этом отводят ее из водяного тракта и поддона в холодную часть аккумулятора, а также регулируют температуру воздуха перед компрессором выше температуры точки росы путем изменения количества циркулирующей воды через этот теплообменник.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что воду подают в распыливающее устройство и водяной тракт контактно-поверхностного конденсатора насосом из холодной части аккумулятора, а отводят в горячую часть, при этом регулируют температуру газов за этим конденсатором ниже температуры точки росы, а за турбодетандером - выше температуры замерзания конденсата.

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что воду подают в парогенератор из горячей части аккумулятора, а пар отводят в камеру сгорания, газовую турбину и в рекуперативный топливоподогреватель, а из него в газовую турбину, при этом регулируют температуру пара в зависимости от температуры газов изменением количества подводимой воды в парогенератор, температуру газов в камере сгорания ниже определяющей по условиям надежной, экономичной и безопасной работы двигателя уменьшением или увеличением количества подводимого пара, давление пара после парогенератора выше определяющей по условиям наиболее экономичной работы двигателя изменением количества подаваемого пара в газовую турбину и температуру жидкого топлива - ниже ее температуры парообразования в топливоподогревателе путем изменения количества поступающего в него пара.

13. Способ по п. 9, отличающийся тем, что уходящие газы после контактно-поверхностного конденсатора охлаждают в турбодетандере, затем из них отделяют капли воды в осушителе, после этого холодными и сухими газами охлаждают воду в поверхностном газоводяном теплообменнике, которая поступает из холодной части аккумулятора, при этом работу, совершаемую турбодетандером, передают электрогенератору, конденсат из осушителя сливают в холодную часть аккумулятора, воду из газоводяного теплообменника отводят в холодную часть аккумулятора, давление газов регулируют перед контактно-поверхностным конденсатором по требуемой температуре конденсата изменением нагрузки электрогенератора, поддерживают температуру воды в холодной части аккумулятора выше температуры замерзания изменением количества циркулирующей воды через газоводяной теплообменник.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздух сжимают в компрессоре низкого давления, затем в компрессоре высокого давления, подогревают его в регенеративном воздухоподогревателе и подают в камеру сгорания, где сжигают газовое топливо при коэффициенте избытка воздуха 1,02÷1,05, а жидкое топливо при 1,05÷1,10, продукты сгорания направляют в турбину высокого давления, где они приводят ее в движение, а вместе с ней компрессор высокого давления, после этой турбины их подают в турбину низкого давления, где они ее вращают и связанные с ней компрессор низкого давления и нагрузку, при этом охлаждают воздух в воздухопроводах после компрессоров низкого и высокого давления подачей и впрыскиванием воды из холодной части аккумулятора, охлаждают воздух в воздухопроводе перед камерой сгорания, а продукты сгорания в газопроводе перед турбиной высокого давления подачей и распыливанием воды из водяного экономайзера.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дожигают продукты неполного сгорания за турбиной высокого давления в газопроводе при подаче топлива и воздуха, при этом количество подаваемого топлива и воздуха регулируют по температуре газов в зоне дожигания и содержанию или/и изменению содержания оксида углерода в продуктах сгорания за турбиной низкого давления.

16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что продукты сгорания после турбины низкого давления отводят последовательно через регенеративный воздухоподогреватель, водяной экономайзер, поверхностный конденсатор, турбодетандер, комплексное устройство газоподготовки и дымовую трубу в атмосферу, при этом подводят воду из горячей части аккумулятора теплоты в водяной экономайзер, а из холодной части подают в поверхностный конденсатор, теплообменники комплексных устройств воздухоподготовки и газоподготовки, отводят воду и конденсат из поверхностного конденсатора в горячую часть аккумулятора, а из теплообменников комплексных устройств воздухоподготовки и газоподготовки - в холодную часть.

17. Способ по одному из пп. 14-16, отличающийся тем, что регулируют коэффициент избытка воздуха в зоне горения камеры сгорания по содержанию или изменению содержания оксида азота за турбодетандером путем подачи уходящих газов из газопровода после комплексного устройства газоподготовки во всасывающий воздухопровод перед компрессором низкого давления и перемешивания их с воздухом.

18. Способ по одному из пп. 14-17, отличающийся тем, что продукты сгорания после поверхностного конденсатора охлаждают в турбодетандере, осушают, подогревают и снижают их шум в комплексном устройстве газоподготовки, при этом охлаждают в нем воду, поступающую из холодной части аккумулятора, отводят из нее воду и конденсат в эту же часть аккумулятора, передают работу, совершаемую в турбодетандере, компрессору низкого давления и нагрузке, регулируют температуру в циркуляционном контуре холодной воды выше температуры замерзания подмешиванием горячей воды в холодную.

19. Способ по одному из пп. 14-18, отличающийся тем, что регулируют температуру уходящих газов в устье дымовой трубы выше температуры точки росы подачей горячего воздуха из воздухопровода после компрессора низкого давления в газопровод после комплексного устройства газоподготовки и перемешиванием этого воздуха с этими газами.

20. Способ по одному из пп. 14-19, отличающийся тем, что воздух перед подачей в компрессор низкого давления очищают, подогревают или охлаждают, гасят его шум в комплексном устройстве воздухоподготовки, при этом производят циркуляцию воды через поверхностный водовоздушный теплообменник этого устройства из холодной части аккумулятора.

21. Способ по одному из пп. 14-20, отличающийся тем, что в камеру сгорания и зону дожигания подают очищенное и подогретое топливо в комплексном устройстве топливоподготовки, при этом регулируют температуру жидкого топлива в рекуперативном топливоподогревателе этого устройства ниже температуры парообразования.

22. Способ по п. 14, отличающийся тем, что температуру воздуха после компрессоров низкого и высокого давления регулируют выше температуры точки росы путем изменения количества подаваемой воды из холодной части аккумулятора в распыливающие устройства, расположенные в воздухопроводах после компрессоров.

23. Способ по п. 14, отличающийся тем, что температуру газов в камере сгорания и турбине высокого давления регулируют ниже определяющих по условиям надежной, экономичной и безопасной работы двигателя изменением количества подаваемой воды из водяного экономайзера в распыливающие устройства, расположенные в воздухопроводе и газопроводе перед камерой сгорания и газовой турбиной соответственно.

24. Способ по п. 16, отличающийся тем, что температуру газов за поверхностным конденсатором поддерживают регулятором ниже температуры точки росы изменением количества протекающей холодной воды через этот конденсатор.

25. Способ по п. 14, отличающийся тем, что воздух после компрессоров низкого и высокого давления охлаждают в контактно-поверхностных воздухоохладителях низкого и высокого давления последовательной подачей воды из водопровода через водяной тракт контактно-поверхностного конденсатора в проточные части этих воздухоохладителей, а также распыливанием в этих воздухоохладителях воды, поступающей из горячей части аккумулятора, охлаждают продукты сгорания в камере сгорания и турбине высокого давления подачей пара, подогревают топливо паром в топливоподогревателе комплексного устройства топливоподготовки паром, который подают из парогенератора, а отводят его в турбину низкого давления или в газопровод за этой турбиной, при этом регулируют температуру воздуха после компрессоров низкого и высокого давления изменением количества распыливаемой воды в контактно-поверхностных воздухоохладителях, температуру газов в камере сгорания и в турбине высокого давления ниже определяющей по условиям надежной, экономичной и безопасной работы двигателя уменьшением или увеличением количества подаваемого пара, температуру жидкого топлива в рекуперативном топливоподогревателе ниже ее температуры парообразования изменением количества подаваемого пара.

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что воду, поступающую из водяного тракта воздухоохладителя высокого давления, направляют потребителю горячей воды, а сливаемую из поддонов воздухоохладителей низкого и высокого давления, подают потребителю теплоты, при этом регулируют температуру подаваемой горячей воды изменением количества подогреваемой воды в этих воздухоохладителях, а количество подаваемой теплоты изменением количества подаваемой подогретой воды из поддонов потребителю.

27. Способ по п. 16, отличающийся тем, что продукты сгорания после турбины низкого давления отводят последовательно через парогенератор, контактно-поверхностный конденсатор, турбодетандер, комплексное устройство газоподготовки и дымовую трубу в атмосферу, при этом подводят воду из горячей части аккумулятора в парогенератор и распыливающие устройства воздухоохладителей, а из холодной части в распыливающие устройства контактно-поверхностного конденсатора и контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника устройства воздухоподготовки, поверхностный газоводяной теплообменник устройства газоподготовки, отводят воду и конденсат из поддона контактно-поверхностного конденсатора в горячую часть аккумулятора, а из теплообменников комплексных устройств воздухоподготовки и газоподготовки в холодную часть, передают работу, совершаемую газами в турбодетандере, электрогенератору, где ее превращают в электроэнергию.

28. Способ по п. 20, отличающийся тем, что воздух перед подачей в компрессор низкого давления очищают, подогревают или охлаждают, гасят его шум в контактно-поверхностном водовоздушном теплообменнике, совмещенном с фильтром и глушителем шума, при этом производят циркуляцию воды через этот теплообменник из холодной части аккумулятора, а ее температуру регулируют выше температуры замерзания подмешиванием горячей воды в холодную.

29. Способ по одному из пп. 1-28, отличающийся тем, что воздух после контактно-поверхностного воздухоохладителя низкого давления подают в воздухопровод между парогенератором и контактно-поверхностным конденсатором и перемешивают с газами, при этом количество подаваемого воздуха регулируют по содержанию или изменению содержания оксида азота за этим конденсатором.

30. Способ по одному из пп. 1-29, отличающийся тем, что нитрозную воду из поддона контактно-поверхностного конденсатора подают насосом в распыливающее устройство газопровода после парогенератора, при этом количество подаваемой воды регулируют по содержанию или изменению содержания сернистого ангидрида за этим конденсатором.

31. Способ по одному из пп. 1-30, отличающийся тем, что воду, подаваемую из холодной и горячей частей аккумулятора теплоты, разбавляют водным раствором аммиака в смесителях, при этом значения показателя рН воды за смесителями регулируют путем изменения количества добавляемого раствора, величину показателя рН поддерживают в таких пределах, при которых осаждаются оксиды тяжелых металлов из воды, а коррозия трубопроводов и оборудования не происходит.

32. Способ по одному из пп. 1-31, отличающийся тем, что избыток конденсата из холодной части аккумулятора теплоты подают в комплексное устройство утилизации конденсата, при этом его перерабатывают в этом устройстве с целью восстановления аммиака и получения полуфабрикатов или готовой товарной продукции.

33. Газотурбинная установка с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу, содержащая в газовоздушном тракте установленные последовательно компрессор, камеру сгорания с трубопроводом подвода газового топлива, соединенную механической связью с компрессором и электрогенератором газовую турбину, связанную с экономайзером, имеющим трубопроводы подвода и отвода теплоносителя, турбодетандер продуктов сгорания, соединенный механической связью с электрогенератором, и газовой связью с потребителем холода, а также рекуперативный топливоподогреватель с подводящим и отводящим топливопроводами и теплопроводами, отличающаяся тем, что установка оснащена аккумулятором теплоты, разделенным на горячую и холодную части, экономайзер за газовой турбиной выполнен водяным или в виде парогенератора, и установка содержит последовательно установленные в газовом тракте, после водяного экономайзера или парогенератора, поверхностный или контактно-поверхностный конденсатор, расположенные за турбодетандером осушитель, поверхностный газоводяной теплообменник, связанный с аккумулятором теплоты, глушитель шума и дымовую трубу, при этом компрессор подключен к воздухозаборнику через расположенные последовательно вдоль впускного воздушного тракта фильтр, поверхностный или контактно-поверхностный водовоздушный теплообменник и глушитель шума, а водяной экономайзер или парогенератор соединены с горячей частью аккумулятора теплоты, поверхностный или контактно-поверхностный конденсатор соединены как с горячей, так и с холодной частью аккумулятора теплоты, и осушитель соединен с холодной частью аккумулятора теплоты.

34. Газотурбинная установка по п. 33, отличающаяся тем, что содержит в газовом тракте за газовой турбиной установленные последовательно регенеративный воздухоподогреватель, водяной экономайзер или парогенератор, поверхностный конденсатор, осушитель, поверхностный газоводяной теплообменник, глушитель шума и дымовую трубу, а в воздушном тракте между компрессором и камерой сгорания регенеративный воздухоподогреватель.

35. Газотурбинная установка по п. 33, отличающаяся тем, что содержит аккумулятор теплоты, разделенный на горячий и холодный части для содержания горячей и холодной воды соответственно, а также насосы для подачи горячей и холодной воды в циркуляционные контуры.

36. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-35, отличающаяся тем, что поверхностный конденсатор подключен водяным трактом подводящим водопроводом к холодной части аккумулятора теплоты, а отводящим воду и конденсат трубопроводами к горячей части, при этом регулятор температуры газов за этим конденсатором установлен на подводящем водопроводе.

37. Газотурбинная установка по п. 36, отличающаяся тем, что контактно-поверхностный конденсатор подключен водяным трактом и распыливающим устройством посредством подводящего водопровода к холодной части аккумулятора, а отводящими воду и конденсат трубопроводами к горячей части, при этом регулятор температуры газов за этим конденсатором или турбодетандером установлен на подводящем водопроводе.

38. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-37, отличающаяся тем, что водяной экономайзер подключен водяным трактом к горячей части аккумулятора теплоты посредством подводящего водопровода, а отводящими воду от экономайзера водопроводами к камере сгорания, газовой турбине и рекуперативному топливоподогревателю, при этом регуляторы температуры газов в камере сгорания и в турбине, топлива за рекуперативным топливоподогревателем установлены на отводящих водопроводах соответственно.

39. Газотурбинная установка по п. 38, отличающаяся тем, что парогенератор подключен к горячей части аккумулятора посредством подводящего водопровода, а отводящими пар от этого парогенератора паропроводами к камере сгорания, газовой турбине и рекуперативному топливоподогревателю, при этом установлены регуляторы температуры пара на подводящем водопроводе, температуры продуктов сгорания в камере сгорания, давления пара после парогенератора, температуры топлива после рекуперативного топливоподогревателя на отводящих паропроводах.

40. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-39, отличающаяся тем, что осушитель подключен отводящим конденсат трубопроводом к холодной части аккумулятора, а поверхностный газоводяной теплообменник подсоединен подводящим и отводящим водопроводами к холодной части аккумулятора, при этом регулятор температуры газов в устье дымовой трубы установлен на подводящем водопроводе.

41. Газотурбинная установка по п. 40, отличающаяся тем, что поверхностный газоводяной теплообменник подключен подводящим и отводящим водопроводами к холодной части аккумулятора, при этом на подводящем водопроводе установлен регулятор температуры воды в холодной части аккумулятора.

42. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-41, отличающаяся тем, что поверхностный водовоздушный теплообменник подключен к холодной части аккумулятора подводящим и отводящим водопроводами, при этом регулятор температуры отводимой воды от этого теплообменника установлен на подводящем водопроводе.

43. Газотурбинная установка по п. 42, отличающаяся тем, что водяной тракт и распыливающее устройство контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника подключены к холодной и горячей частям аккумулятора через отводящие воду от этого аккумулятора водопроводы, общий подающий и распределительные, подводящие воду к этому теплообменнику водопроводы, при этом установлены запорные устройства на отводящих воду водопроводах, а регулятор температуры воздуха перед компрессором установлен на общем подающем воду водопроводе.

44. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-43, отличающаяся тем, что устройство, распыливающее воду в компрессоре, подключено водопроводом к холодной части аккумулятора, при этом регулятор температуры воздуха за компрессором установлен на этом водопроводе.

45. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-44, отличающаяся тем, что потребитель теплоты подключен к горячей части аккумулятора подводящим и отводящим водопроводами.

46. Газотурбинная установка по п. 33, отличающаяся тем, что содержит регулятор давления газов перед контактно-поверхностным конденсатором и регулятор коэффициента избытка воздуха в зоне горения.

47. Газотурбинная установка по п. 33, отличающаяся тем, что содержит расположенные последовательно вдоль газовоздушного тракта заборное устройство, комплексное устройство воздухоподготовки с поверхностным водовоздушным теплообменником подводящими и отводящими водопроводами и воздухопроводами, компрессоры низкого и высокого давления с распыливающими устройствами в воздухопроводах для охлаждения воздуха, регенеративный воздухоподогреватель, камеру сгорания с подводящими воздухопроводом, топливопроводом, водопроводом и распыливающим устройством для охлаждения газов, турбину высокого давления с подводящим водопроводом и распыливающим устройством для охлаждения газов, соединенную механической связью с компрессором высокого давления, турбину низкого давления, соединенную механическими связями с компрессором низкого давления и нагрузкой, регенеративный воздухоподогреватель, водяной экономайзер, поверхностный конденсатор, турбодетандер, соединенный механической связью с компрессором низкого давления, комплексное устройство газоподготовки с поверхностным газоводяным теплообменником, подводящими и отводящими газопроводами и водопроводами, служащими для отведения влаги от продуктов сгорания, их подогрева и снижения шума, а также дымовую трубу.

48. Газотурбинная установка по п. 47, отличающаяся тем, что содержит аккумулятор теплоты, горячая часть которого соединена отводящими водопроводами с водяным экономайзером и циркуляционным контуром холодной воды, а подводящими водопроводами с поверхностным конденсатором и рекуперативным топливоподогревателем комплексного устройства топливоподготовки, холодная часть подключена отводящими водопроводами к поверхностному конденсатору, теплообменникам комплексных устройств газоподготовки и воздухоподготовки, распыливающим устройством воздухопроводов компрессоров низкого и высокого давления, а подводящими - к теплообменникам комплексных устройств газоподготовки и воздухоподготовки, при этом установлены на отводящем водопроводе из горячей части аккумулятора регулятор температуры воды в циркуляционном контуре холодной воды, на отводящих водопроводах из холодной части аккумулятора - регуляторы температуры газов после поверхностного конденсатора, воды в холодной части аккумулятора и воздуха после компрессоров низкого и высокого давления.

49. Газотурбинная установка по п. 48, отличающаяся тем, что водяной экономайзер соединен отводящим водопроводом с рекуперативным топливоподогревателем комплексного устройства топливоподготовки, распыливающими устройствами воздухопровода перед камерой сгорания и газопровода перед турбиной высокого давления, при этом установлены на этих водопроводах регуляторы температуры топлива после этого топливоподогревателя, газов в камере сгорания и в турбине высокого давления соответственно.

50. Газотурбинная установка по п. 47, отличающаяся тем, что газопровод после комплексного устройства газоподготовки связан с воздухопроводом перед компрессором низкого давления воздухопроводом, на котором установлен регулятор коэффициента избытка воздуха в зоне горения по содержанию или изменению содержания оксида азота за турбодетандером.

51. Газотурбинная установка по п. 47, отличающаяся тем, что зона дожигания в газопроводе за турбиной высокого давления связана топливопроводом с комплексным устройством топливоподготовки, а воздухопроводом с компрессором высокого давления, при этом регулятор температуры газов в зоне дожигания установлен на этом топливопроводе, регулятор содержания оксида углерода расположен за турбиной низкого давления на этом воздухопроводе.

52. Газотурбинная установка по п. 47, отличающаяся тем, что воздухопровод после компрессора низкого давления соединен с газопроводом за комплексным устройством газоподготовки воздухопроводом, на котором установлен регулятор температуры газов в устье дымовой трубы.

53. Газотурбинная установка по п. 47, отличающаяся тем, что перед компрессором низкого давления в комплексном устройстве воздухоподготовки применен контактно-поверхностный водовоздушный теплообменник, а после него и за компрессором высокого давления расположены контактно-поверхностные воздухоохладители низкого и высокого давления, за турбиной низкого давления установлен парогенератор, за ним - контактно-поверхностной конденсатор и, далее, турбодетандер, соединенный механической связью с электрогенератором.

54. Газотурбинная установка по п. 49, отличающаяся тем, что горячая часть аккумулятора теплоты соединена с распыливающими устройствами контактно-поверхностных воздухоохладителей низкого и высокого давления, парогенератором и циркуляционным контуром холодной воды, отводящими водопроводами, а подводящими - с поддонами контактно-поверхностных конденсатора и воздухоохладителей, холодная часть подключена отводящими водопроводами к распыливающему устройству контактно-поверхностного конденсатора и распыливающему устройству и водяному тракту контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника, а подводящими к водяному тракту и поддону контактно-поверхностного водовоздушного теплообменника и поверхностному газоводяному теплообменнику, при этом установлены на отводящих водопроводах из горячей части аккумулятора регуляторы температуры воздуха за этими воздухоохладителями и пара за парогенератором.

55. Газотурбинная установка по п. 49, отличающаяся тем, что парогенератор соединен отводящими паропроводами с рекуперативным топливоподогревателем комплексного устройства топливоподготовки, камерой сгорания и турбиной высокого давления, при этом установлены на этих паропроводах регуляторы температуры топлива после этого топливоподогревателя, газов в камере сгорания и в турбине высокого давления.

56. Газотурбинная установка по п. 55, отличающаяся тем, что рекуперативный топливоподогреватель соединен отводящими пар от него паропроводами с турбиной низкого давления и газопроводом за этой турбиной, при этом на этих паропроводах установлены запорные управляемые устройства.

57. Газотурбинная установка по п. 54, отличающаяся тем, что водяные тракты контактно-поверхностного конденсатора и воздухоохладителей низкого и высокого давления соединены последовательно водопроводами так, что температура воды в них по мере ее движения возрастает, при этом они соединены с водопроводной сетью и потребителем горячей воды подводящим и отводящим водопроводами, на подводящем установлен водяной насос и регулятор температуры горячей воды.

58. Газотурбинная установка по п. 54, отличающаяся тем, что поддоны контактно-поверхностных воздухоохладителей связаны отводящими водопроводами с баком-смесителем, а он - отводящим водопроводом с потребителем теплоты, на котором установлены подающий водяной насос и регулятор расхода теплоты, причем бак-смеситель подключен еще сливным водопроводом к горячей части аккумулятора.

59. Газотурбинная установка по одному из пп. 53-58, отличающаяся тем, что воздухопровод после компрессора низкого давления соединен с газопроводом за парогенератором воздухопроводом, на котором установлен регулятор содержания оксида азота за контактно-поверхностным конденсатором.

60. Газотурбинная установка по одному из пп. 53-59, отличающаяся тем, что поддон контактно-поверхностного конденсатора соединен с распыливающим устройством в газопроводе за парогенератором водопроводом, на котором установлен водяной насос и регулятор содержания сернистого ангидрида за контактно-поверхностным конденсатором.

61. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-60, отличающаяся тем, что на отводящих водопроводах холодной и горячей воды из аккумулятора теплоты расположены смесители, которые подключены к баку с водяным раствором аммиака трубопроводами, причем на этих трубопроводах установлены регуляторы показателя рН конденсата за этими смесителями.

62. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-61, отличающаяся тем, что на водопроводе, отводящем холодную воду из аккумулятора теплоты в канализацию, размещен смеситель, который подключен к баку с водяным раствором аммиака трубопроводом, причем на этом трубопроводе установлен регулятор показателя рН конденсата за этим смесителем.

63. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-62, отличающаяся тем, что для работы на жидком топливе контактно-поверхностный конденсатор, поверхностный конденсатор, парогенератор, водяной экономайзер, регенеративный воздухоподогреватель и поверхностный газоводяной теплообменник оснащены трубками с продольным наружным оребрением.

64. Газотурбинная установка по одному из пп. 33-63, отличающаяся тем, что комплексное устройство утилизации конденсата соединено со сливным водопроводом избытка конденсата в аккумуляторе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5