BG62982B1 - метод и инсталация с парогазова турбина за оползотворяване на топлината от изгарянето на газообразни и течни горива - Google Patents

Abstract

Методът и инсталацията намират приложение в енергетиката. С тях се повишава степента на използване топлината на изпарение на водната пара, като се получава механична работа и се нагрява вода, предимно топлофикационна. За осъществяване на метода турбината е разделена на степени, всяка със своя горивна камера, като водната пара се подава прегрята в първата степен на турбината. Парогазовата смес след всяка степен на турбината, с изключение на последната, постъпва в съответната горивна камера, където се нагрява допълнително преди постъпването й в следващата степен. След последната степен на турбината сместа постъпва в топлообменник за оползотворяване на топлината, където нагрява въздуха и водната пара, подавани в горивните камери. След това топлината й се използва за нагряване на топлофикационна вода в индиректен топлообменник и в система с контактни економайзери, като в последната кондензира водната пара. Инсталацията включва многостепенна парогазова турбина (9) с по една горивна камера (3) и по един въздушен компресор (2) към всяка степен. Тя включва още топлообменник (6) за нагряванена въздуха и прегряване на водната пара, топлообменник (10) за нагряване на топлофикационна вода и система с контактни економайзери. Последната включва един или повече контактни економайзери (13) и свързани с всеки от тях помпа (21) и топлообменен блок (18).

Description

Област на техниката

Методът за оползотворяване на топлината от изгарянето на газообразни и течни горива с оглед производството на топлинна и механична енергия и инсталацията за неговото осъществяване ще намерят приложение предимно в енергетиката. Инсталацията е особено подходяща при обвързването й с топлофикационни системи.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е метод [1] за оползотворяване на топлината, получена при изгаряне на газообразни и течни горива, при който горивата се изгарят под високо налягане в горивна камера, като в горивната камера се подава още въздух и прегрята водна пара. Получената парогазова смес се дроселира в парогазова турбина, след което се охлажда индиректно, при което топлината й се използва за получаване на прегрята водна пара. Водната пара след прегряване се подава в горивната камера на турбината, като последната задвижва механичен товар, предимно електрогенератор.

Известна е инсталация [1] за осъществяване на метода, която включва парогазова турбина, с компресор за въздух, механичен товар, за предпочитане електрогенератор и парен котел за получаване на прегрята водна пара, за утилизация на топлината на изгорелите газове от турбината. Парният котел е свързан с горивната камера на парогазова турбина за подаване в нея на получената в него прегрята водна пара.

Недостатък на този метод и на инсталацията за осъществяването му е, че коефициентите на полезно действие на превръщане на енергията на изгаряне на горивото в топлинна и в механична енергия не са достатъчно високи.

Техническа същност

Задачата на изобретението е да се създаде метод, който позволява по-пълното из ползване на подаваната с горивото топлина за получаване на механична енергия, при едновременно пълно използване на топлината на кондензация на подадената в горивната камера водна пара.

Изобретението се осъществява чрез метод за оползотворяване на топлината от изгарянето на газообразни и течни горива за получаването на механична и топлинна енергия, при който въздухът и горивото се подават за изгаряне под налягане в една или повече горивни камери на едно- или многостепенна парогазова турбина. Необходимата водна пара се подава за предпочитане прегрята, преимуществено само в първата горивна камера, която работи под най-високо налягане. В останалите горивни камери се подава за донагряване още парогазовата смес, обработена в предшестващата я степен на парогазовата турбина. Допълнително нагрятата в дадена горивна камера парогазова смес се подава в следващата степен на парогазовата турбина. След последната степен парогазовата смес се охлажда индиректно, за предпочитане в противоток, при което нагрява продукти, постъпващи в една или повече от горивните камери. Първоначално охладената парогазова смес се охлажда допълнително индиректно в противоток, преимуществено с предварително подгрята топлофикационна вода.След това тя се доохлажда последователно, директно, в противоток с не по-малко от един циркулационен воден поток, който се загрява от нея. При това от парогазовата смес кондензира подадената водна пара, както и част от водната пара, получена при изгарянето на горивото. След окончателното си охлаждане парогазовата смес се изхвърля в атмосферата, а полученият воден кондензат се отделя.

Съгласно един вариант на метода коефициентът на излишък на въздуха в горивните камери е от 1,005 до 1,5, преимуществено от 1,03 до 1,3.

Съгласно втори вариант на метода продуктите, нагрявани с парогазовата смес, напускаща парогазовата турбина, които постъпват в горивните камери, са компресиран въздух и наситена водна пара.

Съгласно трети вариант на метода всеки от водните потоци, които охлаждат последователно, директно, в противоток предварител но индиректно охладената парогазова смес, отдават топлината си индиректно на друг воден поток, преимуществено топлофикационна вода, при което се спазва принципът на противотока.

Съгласно четвърти вариант на метода водните потоци, без последния от тях, които охлаждат последователно, директно, в противоток, предварително индиректно охладената парогазова смес, отдават топлината си индиректно на друг воден поток, преимуществено топлофикационна вода, при което се спазва принципът на противотока. Последният воден поток отдава в директен противоток носената от него топлина на въздуха, постъпващ за компресиране в компресора, като при това го овлажнява. След това циркулационният воден поток отново се връща за отнемане на топлината на парогазовата смес.

Методът се реализира чрез инсталация, включваща парогазова турбина, валът на която е свързан с механичен товар, за предпочитане електрогенератор. Парогазовата турбина е разделена на N степени чрез междинни прегради, като към всяка степен има по една горивна камера. Пространството на изход от всяка степен, с изключение на последната, е свързано с газоход за парогазовата смес с горивната камера на следващата степен на парогазовата турбина, която камера от своя страна е свързана чрез втори газоход за донагрята парогазова смес с пространството на вход в следващата степен на парогазовата турбина. Всяка горивна камера е свързана още с тръбопровод за подаване на горивото и с въздухопровод за компресиран въздух. Парогазовата турбина е свързана още с комбиниран топлообменник за нагряване на продукти, постъпващи в горивните камери. Топлообменникът е свързан с първата горивна камера чрез тръбопровод за подаване на прегрята водна пара. След комбинирания топлообменник по хода на парогазовата смес е включен противоточен топлообменник, преимуществено с оребрени тръби. Последният е свързан с тръбопровод за предварително нагрята вода, преимуществено топлофикационна, който от своя страна е свързан със система за кондензация на водната пара.

Съгласно един вариант на инсталацията към всяка степен на парогазовата турбина има по един въздушен компресор, както за предпочитане и по един нагревател на компресирания въздух, включен към комбинирания топлообменник за нагряване на компресирания въздух.

Комбинираният топлообменник е свързан още с тръбопровод за подаване на наситена водна пара.

Съгласно втори вариант на инсталацията системата за кондензация на водната пара включва един или повече, последователно включени по пътя на парогазовата смес контактни економайзери. Всеки от тях, от своя страна, е противоточен и има пълнеж и оросително устройство и е свързан в долната си част, чрез тръбопровод за нагрята циркулационна вода, на който е монтирана помпа за циркулираща вода, с по един противоточен топлообменен блок. Топлообменният блок от своя страна е свързан чрез тръбопровод за циркулираща вода с оросителното устройство на контактния економайзер и с тръбопровод за подаване на нагрявана вода, преимуществено топлофикационна. Той е свързан още с тръбопровода за отвеждане на частично нагрятата в него вода. Тръбопроводът за предварително нагрята вода към първия по хода на парогазовата смес контактен економайзер е свързан с противоточния топлообменник, а тръбопроводът за циркулираща вода е свързан още с тръбопровода за отвеждане на воден кондензат от системата за кондензация на водната пара.

Съгласно трети вариант на инсталацията компресорите са свързани с атмосферата чрез въздухопроводи.

Съгласно четвърти вариант на инсталацията последният по пътя на парогазовата смес контактен економайзер е свързан още с атмосферата чрез газопровод.

Съгласно пети вариант на инсталацията системата за кондензация на водната пара включва един или повече, последователно включени по пътя на парогазовата смес контактни економайзери. Всеки от тях, от своя страна, е противоточен и има пълнеж и оросително устройство и е свързан в долната си част, чрез тръбопровод за нагрята циркулационна вода, на който е монтирана помпа, за циркулираща вода, с по един противоточен топлообменен блок. Този топлообменен блок е свързан чрез тръбопровод за циркулираща вода с оросителя на контактния економайзер, като е свързан още с тръбопровод за подаване на нагрявана вода, преимуществено топлофикационна и с тръбопровода за отвеждане на частично нагрятата в него вода. Тръбопроводът за отвеждане на частично нагрятата вода от първия по хода на парогазовата смес контактен економайзер е свързан с противоточния топлообменник. Тръбопроводът за циркулираща вода е свързан още с тръбопровод за отвеждане на воден кондензат от системата за кондензация на водната пара. Последният по пътя за парогазовата смес контактен економайзер е свързан по парогазовата смес с директен нагревател, преимуществено противоточен, който има пълнеж и оросително устройство. От една страна последният е свързан с атмосферата, а от друга, посредством тръбопровод за нагрята течност - с оросителя на колона с пълнеж, за овлажняване на въздуха за изгаряне. Дъното на тази колона е свързано чрез тръбопровод за охладена вода към помпа за охладена вода, която от своя страна е свързана чрез тръбопровода към оросителното устройство на директния нагревател. Колоната с пълнеж е свързана още от една страна чрез въздухопровод с вентилатор, който от своя страна е свързан с атмосферата, а от друга, чрез въздухопровод - към компресорите. Колоната с пълнеж е свързана още с тръбопровод за отвеждане на водния кондензат.

Предимствата на изобретението са, че то позволява да се повиши енергийната ефективност на процеса, което е свързано с обстоятелството, че при многостепенно адиабатно разширение, последвано от ново загряване в горивна камера, топлината на изпарение на водната пара се използва значително по-пълно за получаване на механична работа. При това топлината на изпарение на подадената в горивната камера водна пара се утилизира изцяло за нагряване на вода, преимуществено топлофикационна. Последното е възможно благодарение на специалната система с контактни економайзери.

Допълнително предимство на изобретението е, че значителна част от водната пара, получена при изгаряне на горивото, се утилизира за загряване на вода, преимуществено топлофикационна. Последното е възможно благодарение на специалната система с контактни економайзери.

Второ допълнително предимство на изобретението е понижаването на концентрацията на азотните окиси при използването му, вследствие понижаването на концентрацията на кислорода в парогазовата смес.

Описание на приложените фигури

Изобретението се пояснява с приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява технологична схема на инсталация с парогазова турбина и система с контактни економайзери за кондензиране на водната пара;

фигура 2 - технологична схема на инсталация с парогазова турбина и система с контактни економайзери за кондензиране на водната пара, която има и колона с пълнеж, за предварително овлажняване на въздуха, постъпващ за изгаряне на горивото.

Примери за изпълнение

Пример 1. Един примерен вариант на инсталацията е представен на фиг.1. Инсталацията включва многостепенна парогазова турбина 9, (на фигурата е показана двустепенна) към вала на която е свързан електрогенератор 23. Парогазовата турбина 9 е свързана още с горивни камери 3, съответно 3’,3”..3^N, компресори за въздуха 2, съответно 2’,2”...2^N, необходим за горенето, както и топлообменник 6 за нагряване на въздуха и водната пара, постъпващи в горивните камери. Пространството на изхода от всяка степен на турбината 9, с изключение на последната, е свързано с газоход за парогазовата смес с горивната камера на следващата степен на парогазовата турбина 9.

Всяка горивна камера 3’,3”...3^N-‘ от своя страна е свързана чрез втори газоход за донагрята парогазова смес с пространството на входа в следващата степен на парогазовата турбина 9. Всяка горивна камера 3 е свързана още с тръбопровод 4, съответно 4’,4”...4^N за подаване на горивото и с въздухопровод за компенсиран въздух 5. Топлообменникът 6 за нагряване на продукти, постъпващи в горивната камера 3, е комбиниран и е свързан с първата горивна камера 3’ чрез тръбопровод за подаване на прегрята водна пара 7. Към всяка степен на парогазовата турбина 9 има по един въздушен компресор 2, както и по един нагревател на компресирания въздух, включен към комбинирания топлообменник 6 за нагряване на комрпесирания въздух. Комбинираният топлообменник 6 е свързан още с тръбопровода 8 за подаване на наситена водна пара. Компресорите 2 са свързани с атмосферата чрез въздухопроводите 1, съответно 1’, 1”..1^N. След комбинирания топлообменник 6 по хода на парогазовата смес е включен противоточен топлообменник 10 с оребрени тръби, свързан с тръбопровод 20 за предварително нагрята топлофикационна вода. Тръбопроводът 20 от своя страна е свързан със системата за кондензация на водната пара. Последната включва контактния економайзер 13, който има пълнеж 14 и оросително устройство 15. Контактният економайзер 13 е свързан в долната си част чрез тръбопровод за нагрята циркулационна вода 22, на който е монтирана помпа 21 за циркулираща вода, с противоточен топлообменен блок 18. Топлообменният блок 18 е свързан чрез тръбопровод за циркулираща вода 16 с оросителното устройство 15 на контактния економайзер 13. Той е свързан още с тръбопровод 19 за подаване на нагрявана топлофикационна вода и с тръбопровода 20 за отвеждане на частично нагрята в него вода. Чрез последния тръбопровод 20 той е свързан с противоточния топлообменник 10, от който излиза тръбопровод 12 за нагрята топлофикационна вода. Тръбопроводът за циркулираща вода 16 е свързан още с тръбопровод 17 за отвеждане на воден кондензат от системата за кондензация на водната пара. Чрез газопровод 11 контактният економайзер 13 е свързан с атмосферата.

Инсталацията от фиг.1 работи по следния начин. В първата горивна камера 3’ на двустепенната парогазова турбина 9 се подават 2157 Nm³/h природен газ и по тръбопровода за подаване на прегрята водна пара 7 100 t/h водна пара с налягане 9 МРа и температура 530°С. В компресора 1’ постъпват 22 597 Nm³/h въздух, който се компресира в него до налягане 9 МРа. От компресора Г по тръбопровода 5’ този въздух се подава в горивната камера 3’, като осигурява коефициент на излишък на въздух, равен на 1,1. В горивната камера горивото изгаря, като нагрява получената парогазова смес до температура 900°С. С тази температура парогазовата смес постъпва в първата степен на парогазовата турбина 9. От тази степен излизат 149 198 Nm³/h парогазова смес, с температура 440°С, които се подават в последната (втора) горивна камера 3”. Тук освен парогазовата смес, по тръбопровода 4’ се подават още 3608 Nm³/h природен таз, както и 37 798 Nm³/h въздух, компресиран до налягане 0,9 МРа в компресора 2” и предварително подгрят до температура 483°С в комбинирания топлообменник 6. При изгарянето на природния газ парогазовата смес се нагрява до температура 900°С, с която постъпва във втората степен на парогазовата турбина. Дебитът на парогазовата смес е 190 603 Nm³/h, а съдържанието на водна пара в него 109,26 t/h. Общо в парогазовата турбина, към вала й, парогазовата смес отдава мощност от 59 415 kW. 48 181 kW от тази мощност се предава към вала на електрическия генератор, а останалата отива за задвижване на компресорите Г и 1”. От парогазовата турбина парогазовата смес постъпва в комбинирания топлообменник 6, където се охлажда, като нагрява постъпващата в топлообменника 6 водна пара и компресиран въздух. От комбинирания топлообменник 6 парогазовата смес постъпва в топлообменника 10, където в противоток нагрява топлофикационна вода с дебит 1743 t/h, постъпваща по тръбопровода 20, до температура 91°С. Топлофикационната вода напуска топлообменника по тръбопровода 12. В топлообменника 10 парогазовата смес се охлажда допълнително, след което постъпва в контактния економайезр 13. Тук, в пълнежа 14 на економайзера парогазовата смес се промива с циркулационна вода, като същата се нагрява до температура 88°С. С тази температура циркулационната вода се подава в топлообменния блок 18, след което отново по тръбопровода 16 постъпва в оросителното устройство 15 на контактния економайзер 13.

В топлообменния блок 18, по тръбопровода 19, се подават 1743 t/h нагрявана топлофикационна вода с температура 45°С, която напуска инсталацията, както бе получено погоре, през тръбопровода 12 с температура 91°С.

Парогазовата смес под формата на димни газове напуска инсталацията по газохода

11c температура 50°C.

По тръбопровода 17 от инсталацията излизат 102,93 t/h воден кондензат.

Инсталацията от фиг.1 може да работи и по следния начин. В първата горивна камера 3’ на двустепенната парогазова турбина 9 се подават 2157 Nm³/h природен газ и по тръбопровода за подаване на нагрята водна пара 100 t/h водна пара с налягане 9 МРа и температура 530°С. В компресора 1 ’ постъпват 21157 Nm³/h въздух, който се компресира в него до налягане 9 МРа. От компресора Г, по тръбопровода 5’, този въздух се подава в горивната камера 3’, като осигурява коефициент на излишък на въздух, равен на 1,03. В горивната камера горивото изгаря, като нагрява получената парогазова смес до температура 900°С. С тази температура парогазовата смес постъпва в първата степен на парогазовата турбина 9. От тази степен излизат 147 760 Nm³/h парогазова смес с температура 440°С, които се подават в последната (втора) горивна камера 3”. Тук освен парогазовата смес по тръбопровода 4’ се подават още 3557 Nm³/h природен газ, както и 34 889 Nm³/h въздух, компресиран до налягане 0,9 МРа в компресора 2” и предварително подгрят до температура 483°С, в комбинирания топлообменник 6. При изгарянето на природния газ парогазовата смес се нагрява до темпераутра 900°С, с която постъпва във втората степен на газовата турбина. Дебитът на парогазовата смес е 186 208 Nm³/ h, а съдържанието на водна пара в него 109,183 t/h. Общо в парогазовата турбина, към вала й, парогазовата смес отдава мощност от 58 409 kW. 47 941 kW от тази мощност се предава към вала на електрическия генератор 23, а останалата отива за задвижване на компресорите Г и 1”. От парогазовата турбина парогазовата смес постъпва в комбинирания топлообменник 6, където се охлажда, като нагрява постъпващата в топлообменника 6 водна пара и компресиран въздух. От комбинирания топлообменник 6 парогазовата смес постъпва в топлообменника 10, където в противоток нагрява топлофикационна вода с дебит 1708 t/h, постъпваща по тръбопровода 20, до температура 92°С.

Топлофикационната вода напуска топлообменника 10 по тръбопровода 12. В топлообменника 10 парогазовата смес се охлажда допълнително, след което постъпва в контактния економайзер 13. Тук, в пълнежа му 14, парогазовата смес се промива с циркулационна вода, която се нагрява до температура 89°С. С тази температура циркулационната вода се подава в топлообменния блок 18, след което отново по тръбопровода 16 постъпва в оросителя 15 на контактния економайзер 13. В топлообменния блок 18, по тръбопровода 19, се подават 1708 t/h нагрявана топлофикационна вода с температура 45°С, която напуска инсталацията през тръбопорвода 12 с температура 92°С.

Парогазовата смес под формата на димни газове напуска инсталацията по газохода 11 с температура 50°С.

По тръбопровода 17 от инсталацията излизат 103,4 t/h воден кондензат

Пример 2. Втори примерен вариант на инсталацията е едностепенна парогазова турбина е представен на фиг.2.

Инсталацията включва парогазовата турбина 9, към вала на която е свързан електрогенератор 23. Парогазовата турбина е свързана още с горивна камера 3, компресор 2 за въздуха, необходим за горенето, както и с топлообменник 6 за нагряване на въздуха и водната пара, постъпващи в горивната камера 3. Горивната камера 3 е свързана още с тръбопровод 4 за подаване на горивото и с въздухопровод за компресиран въздух 5.

Топлообменникът 6 за нагряване на продукти, постъпващи в горивната камера 3, е комбиниран и е свързан с горивната камера 3 чрез тръбопровод за подаване на прегрята водна пара 7. Въздушният компресор 2 е свързан с въздухопровод 5 към комбинирания топлообемнник 6, който от своя страна е свързан чрез продължение на въздухопровода 5 към горивната камера 3. Комбинираният топлообменник 6 е свързан още с тръбопровод 8 за подаване на наситена водна пара. След комбинирания топлообменник 6, по хода на парогазовата смес, е включен противоточен топлообменник 10 с оребрени тръби, свързан с тръбопровод 20 за предварително нагрята топлофикационна вода. Тръбопроводът 20 от своя страна е свързан със системата за кондензация на водната пара. Последната включва контактен економайзер 13, който има пълнеж 14 и оросително устройство 15. Контактният економайзер 13 е свързан в долната си част чрез тьрбопорвод за нагрята циркулационна вода 22, на който е монтирана помпа 21 за циркулираща вода, с противоточен топлообменен блок 18. Топлообменният блок 18 е свързан чрез тръбопровод за циркулираща вода 16 с оросителя 15 на контактния економайзер 13. Той е свързан още с тръбопровод 19 за подаване на нагрявана топлофикационна вода и с тръбопровода 20 за отвеждане на частично нагрятата в него вода. Чрез този тръбопровод той е свързан и с противоточния топлообменник 10, от който излиза тръбопровод 12 за нагрята топлофикационна вода. Системата за кондензация на водната пара включва още: директен нагревател 24, който има пълнеж 34 и оросително устройство 25, колона с пълнеж 29, която има пълнеж 30 и оросително устройство 33 и помпа за студена вода 28. Директният нагревател 24 е свързан чрез тръбопровод 27 към оросителното устройство 33 на колоната с пълнеж 29. Последната от своя страна е свързана чрез тръбопровод за охладена вода, помпа за охладена вода 28 и тръбопровод 26 към оросителното устройство 25 на директния нагревател 24. Чрез въздухопровода 31 колоната с пълнеж 29 е свързана още към вентилатор 32 за подаване на въздух и с тръбопровод 17 за отвеждане от инсталацията на водния кондензат, получен в нея. Колоната с пълнеж е свързана още чрез въздухопровод 1 към компресора 2 за въздух.

Инсталацията от фиг. 2 работи по следния начин, В горивната камера 3 на едностепенната парогазова турбина 9 се подава 3000 Nm’/h природен газ. В комбинирания топлообменник 6, по тръбопровода за наситена водна пара 8, постъпват 100,07 t/h наситена водна пара с налягане 0,8 МРа. Нагрята в него до температура 483°С, по тръбопровода за подаване на прегрята водна пара 7, водната пара също постъпва в горивната камера 3. В компресора 2 постъпват 34 921 Nm³/h влажен въздух с температура 46°С, съдържащ 31 492 Nm³/ h сух въздух и 3 492 Nm³/h водна пара, който се компресира в него до налягане 0,8 МРа. От компресора 2 по тръбопровода за компресиран въздух 5 този въздух постъпва в комбинирания топлообменник 8, където се загрява до температура 483°С.Оттам по продължението на същия тръбопровод 5 въздухът се подава в горивната камера 3, като осигурява коефициент на излишък на въздуха, равен на 1,1. В горивната камера 3 горивото изгаря, като нагрява получената парогазова смес до температура 900°С. От парогазовата турбина 9 излизат 172 450 Nm³/h парогазова смес, съдържаща 107,69 t/h водна пара. В парогазовата турбина 9, към вала й, парогазовата смес отдава мощност от 25 877 kW. 21641 kWoT тази мощност се предава към вала на електрическия генератор 23, а останалата отива за задвижване на компресора 1. От парогазовата турбина 9 парогазовата смес постъпва в комбинирания топлообменник 6, където се охлажда, като нагрява постъпващата в топлообменника водна пара и компресиран въздух и наситената водна пара. От комбинирания топлообменник 6 парогазовата смес постъпва в топлообменника 10, където в противоток нагрява топлофикационна вода, с дебит 1354 t/h, постъпваща по тръбопровода 20, от температура 45°С до 96°С. Топлофикационната вода напуска топлообменника 10 по тръбопровода 12. В топлообменника 10 парогазовата смес се охлажда допълнително, след което постъпва в контактния економайзер 13. Тук, в пълнежа му 4, парогазовата смес се промива с циркулационна вода, която се нагрява при това до температура 93°С. С тази температура по тръбопровода 24 тя се подава в топлообменния блок 18, след което отново по тръбопровода 16 постъпва в оросителното устройство 15 на контактния економайзер 13. В топлообменния блок 18, по тръбопровода 19, се подават 1354 t/h нагрявана топлофикационна вода с температура 45°С, която напуска инсталацията през тръбопровода 12 с температура 96°С.

Парогазовата смес, охладена в контактния економайзер 13, постъпва в директния нагревател 24, където се охлажда допълнително с охладена вода, подавана с помпата 28 по тръбопровода 26, през оросителното устройство 25. В пълнежа 34 на директния нагревателя 24 охладената вода се нагрява, след което по тръбопровода 27 се подава в оросителното устройство 33 на колоната 29. Тук, в пълнежа 30, водата се охлажда, като нагрява въздуха, подаван в апарата през въздухопровода 31, чрез вентилатора 32. Дебитът на въздуха на вход в апарата е 31429 Nm³/h, а температурата му е 15°С. В апарата въздухът се нагрява до 46°С, като влагосъдържанието му става 10% обемни. С тази температура по въздухопровода 1 въздухът постъпва в компресора 2.

По тръбопровода 17 инсталацията напускат и 104, 3 t/h воден кондензат.

Claims (11)

1. Патентни претенции

   1. Метод за оползотворяване на топлината от изгарянето на газообразни и течни горива, при който горивото изгаря под налягане в горивната камера на парогазова турбина, като в горивната камера се подава гориво, въздух под налягане и водна пара, преимуществено прегрята, а преминалата през парогазовата турбина парогазова смес се охлажда индиректно, при спазване на принципа на противотока, при което топлината й се използва за нагряване на продукти, постъпващи в горивната камера, характеризиращ се с това, че въздухът и горивото се подават за изгаряне под налягане в една или повече горивни камери на едно -или многостепенна парогазова турбина, като водната пара се подава преимуществено само в първата горивна камера, която работи под най-високо налягане, а в останалите горивни камери се подава за донагряване още парогазовата смес, обработена в предшестващата я степен на парогазовата турбина, като при това допълнително нагрятата в дадена горивна камера парогазова смес се подава в следващата степен на парогазовата турбина, като след последната степен на турбината парогазовата смес се охлажда индиректно, преимуществено в противоток, при което нагрява продукти, постъпващи в една или повече от горивните камери, първоначално охладената парогазова смес се охлажда допълнително индиректно в противоток, преимуществено с предварително подгрята топлофикационна вода, а след това тя се доохлажда последователно, директно, в противоток с не помалко от един циркулационен воден поток, който се загрява от нея, като при това от парогазовата смес кондензира подадената водна пара, както и част от водната пара, получена при изгарянето на горивото, и след окончателното си охлаждане парогазовата смес се изхвърля в атмосферата, а полученият воден кондензат се отделя.
2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че коефициентът на излишък на въздуха в горивните камери е от 1,005 до 1,5, за предпочитане от 1,03 до 1,3.
3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че продуктите, нагрявани с парогазовата смес, напускаща парогазовата турбина, които постъпват в горивните камери, са компресиран въздух и наситена водна пара.
4. 4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че всеки от водните потоци, които охлаждат последователно, директно, в противоток предварително индиректно охладената парогазова смес, отдават топлината си индиректно на друг воден поток, преимуществено топлофикационна вода, при което се спазва принципът на противотока.
5. 5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че водните потоци, без последния от тях, които охлаждат последователно, директно, в противоток, предварително индиректно охладената парогазова смес, отдават топлината си индиректно на друг воден поток, преимуществено топлофикационна вода, при което се спазва принципът на противотока, като последният воден поток отдава в директен противоток носената от него топлина на въздуха, постъпващ за компресиране в компресора, като при това го овлажнява, след което циркулационният воден поток отново се връща за отнемане на топлината на парогазовата смес.
6. 6. Инсталация с парогазова турбина за оползотворяване на топлината от изгарянето на газообразни и течни горива, включваща парогазова турбина и свързан към вала й механичен товар, преимуществено електрогенератор, като парогазовата турбина е свързана още с горивна камера и компресор за въздуха, необходим за горенето, както и с топлообменник за нагряване на продукти, постъпващи в горивната камера, разположен след парогазовата турбина и оползотворяващ топлината на обработената парогазова смес и със система за кондензация на водната пара, характеризираща се с това, че парогазовата турбина (9), свързана с електрогенератора (23), е разделена на N степени чрез междинни прегради, като към всяка степен има по една горивна камера (3), съответно (3’,3”...3^N), при това пространството на изхода от всяка степен, с изключение на последната, е свързано с газоход за парогазовата смес с горивната камера на следващата степен на парогазовата турбина (9), която камера от своя страна е свързана чрез втори газоход за донагрята парогазова смес с пространството на входа в следващата степен на парогазовата турбина (9), а всяка горивна камера (3), съответно (3, 3”...3^N) е свързана още с тръбопровод (4), съответно (4’, 4”....4^N) за подаване на горивото и с въздухопровод за компресиран въздух (5), съответно (5*, 5”...5^N), като топлообменникът (6) за нагряване на продукти, постъпващи в горивната камера (3), е комбиниран и е свързан с първата горивна камера (3’) чрез тръбопровод за подаване на прегрята водна пара (7), а след комбинирания топлообменник (6) по хода на парогазовата смес е включен противоточен топлообменник (10), преимуществено с оребрени тръби, свързан с тръбопровод (20) за предварително нагрята вода, преимуществено топлофикационна, а тръбопроводът (20) от своя страна е свързан със системата за кондензация на водната пара.
7. 7. Инсталация съгласно претенция 6, характеризираща се с това, че към всяка степен на парогазовата турбина (9) има по един въздушен компресор (2), съответно (2’,2’,....2^N), както и преимуществено по един нагревател на компресирания въздух, включен към комбинирания топлообменник (6), за нагряване на компресирания въздух, като комбинираният топлообменник (6) е свързан още с тръбопровода (8) за подаване на наситена водна пара.
8. 8. Инсталация съгласно претенции 6 и 7, характеризираща се с това, че системата за кондензация на водната пара включва един или повече, последователно включени по пътя на парогазовата смес контактни економайзери (13), като всеки от тях, от своя страна, е противоточен и има пълнеж (14) и оросително устройство (15) и е свързан в долната си част, чрез тръбопровод за нагрята циркулационна вода (22), на който е монтирана помпа (21) за циркулираща вода, с по един противоточен топлообменен блок (18), като топлообменният блок (18) е свързан чрез тръбопровод за циркулираща вода (16) с оросителното устройство (15), на контактния економайзер (13), свързан е още с тръбопровод (19) за подаване на нагрявана вода, преимуществено топлофи кационна, и с тръбопровода (20) за отвеждане на частично нагрятата в него вода, като тръбопроводът (20) към първия по хода на парогазовата смес контактен економайзер е свързан и с противоточния топлообменник (10), а тръбопроводът за циркулираща вода (16) е свързан още с тръбопровода (17) за отвеждане на воден кондензат от системата за кондензация на водната пара.
9. 9. Инсталация съгласно претенция 6 и

   7, характеризираща се с това, че компресорите (2), съответно (2’,2”....2^N) са свързани с атмосферата чрез въздухопроводите (1), съответно (1’1”.....,1^N).
10. 10. Инсталация съгласно претенция 8, характеризираща се с това, че последният по пътя на парогазовата смес контактен економайзер (13) е свързан още с атмосферата чрез газопровода (11).
11. 11. Инсталация съгласно претенции 6 и 7, характеризираща се с това, че системата за кондензация на водната пара включва един или повече, последователно включени по пътя на парогазовата смес контактни економайзери (13), като всеки от тях, от своя страна, е противоточен и има пълнеж (14) и оросително устройство (15) и е свързан в долната си част, чрез тръбопровод за нагрята циркулационна вода (22), на който е монтирана помпа (21), за циркулираща вода, с по един противоточен топлообменен блок (18), като топлообменният блок (18) е свързан чрез тръбовод за циркулираща вода (16) с оросителното устройството (15) на контактния економайзер (13), като е свързан още с тръбопровод (19) за подаване на нагрявана вода, преимуществено топлофикационна, и с тръбопровода (20), за отвеждане на частично нагрятата в него вода, като тръбопроводът (20) към първия по хода на парогазовата смес контактен економайзер е свързан с противоточния топлообменник (10), а тръбопроводът за циркулираща вода (16) е свързан още с тръбопровода (17) за отвеждане на воден кондензат от системата за кондензация на водната пара, като последният по пътя на парогазовата смес контактен економайзер (13) е свързан с директен нагревател (24), преимуществено противоточен, който има пълнеж (34), оросително устройство (25) и е свързан с атмосферата чрез газоход (11), а чрез тръбопровод (27) за нагрята течност е свързан с оросителя (33) на колона с пълнеж (29), с оглед овлажняване на въздуха за изгаряне като дъното на колоната (29) е свързано чрез тръбопровод за охладена вода с помпа за охладена вода (28) и тръбопровод (26) към оросителното устройство (25) на директния нагревател (24), а при това колоната с пълнеж (29) е свързана чрез въздухопровод (31) с вентилатор (32), който от своя страна е свързан с атмосферата, а чрез въздухопровод (Г) към компресора (2’), като колоната с пълнеж (29) е свързана още с тръбопровода (17) за отвеждане на водния кондензат.