RU2003115991A - Способ утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинного двигателя и теплоэнергетическая установка для его осуществления - Google Patents

Claims (10)

1. Способ утилизации теплоты горячих выхлопных газов газотурбинного двигателя (ГТД) для производства теплоты и электроэнергии, включающий сжигание газовоздушной смеси в камере сгорания ГТД; передачу теплоты выхлопных газов ГТД водяному котлу-утилизатору; передачу утилизированной теплоты от горячей воды рабочей среде утилизационной эгергопроизводящей системы в процессе испарения рабочей среды; расширение пара рабочей среды в паротурбинном приводе утилизационной электроэнергетической установки; конденсацию расширившегося пара и перекачку конденсата обратно в энергопроизводящую систему, отличающийся тем, что в качестве рабочей среды утилизационной энергопроизводящей системы используют низкокипящую углеводородную смесь, например, продукт переработки нефтяного конденсата или нефти; передачу утилизированной теплоты выхлопных газов от горячей воды в контуре котла-утилизатора рабочей среде утилизационной энергопроизводящей системы осуществляют одновременно с ее передачей в теплофикационную сеть; перед подачей конденсата обратно в утилизационную энергопроизводящую систему производят его накопление, разгазирование, а также управляемый отвод несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход и давление воды в контуре котла-утилизатора регулируют в зависимости от требований температурного режима и расхода рабочей среды в утилизационной энергопроизводящей системе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход и температуру воды в устройстве, обеспечивающем подогрев воды в теплофикационной сети, регулируют в зависимости от нужд потребителей вырабатываемой теплоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметры рабочей среды в утилизационной энергопроизводящей системе регулируют с учетом отвода части выработанной теплоты в теплофикационную сеть.

5. Теплоэнергетическая установка на основе газотурбинного двигателя (ГТД), предназначенного для привода основного генератора или турбокомпрессора и получения горячих выхлопных газов, содержащая теплопроизводящую систему, использующую теплоту выхлопных газов, включающую утилизационный контур, в состав которого входят водяной котел-утилизатор, насосная установка для циркуляции нагреваемой воды, трубная обвязка с арматурой; энергопроизводящую систему, состоящую из замкнутого контура, оснащенного теплообменным, насосным, емкостным оборудованием и оборудованием для конденсации паров рабочей среды, запорной и регулирующей арматуры, утилизационной электрогенераторной установки с паротурбинным приводом; систему автоматизированного управления и регулирования работы теплопроизводящей и энергопроизводящей систем, отличающаяся тем, что рабочей средой в энергопроизводящей системе является низкокипящая углеводородная смесь, например, продукт переработки нефтяного конденсата или нефти; теплопроизводящая система установки оснащена кожухотрубчатым теплообменником, обеспечивающим передачу вырабатываемой теплоты из утилизационного контура теплопроизводящей системы установки в теплофикационный контур теплопотребителя, а трубная обвязка оснащена приводной арматурой, обеспечивающей подачу горячей воды из котла-утилизатора как в теплофикационную сеть, так и в контур энергопроизводящей системы; замкнутый контур энергопроизводящей системы установки содержит многоступенчатую систему испарения низкокипящей углеводородной смеси горячей водой, устройство для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода перед подачей их в систему конденсации, систему конденсации паров рабочей среды, а также устройство для отвода из контура низкокипящей рабочей среды несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси; система управления и регулирования параметров теплоэнергетической установки содержит средства, обеспечивающие эксплуатацию утилизационного контура теплопроизводящей системы в двух режимах - теплофикационном и энергопроизводящем.

6. Теплоэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что замкнутый контур энергопроизводящей системы содержит теплообменник-рекуператор для предварительного подогрева конденсата горячими парами углеводородной смеси, выходящими из паротурбинного привода, причем данный теплообменник-рекуператор образует с водяным конденсатором системы конденсации паров рабочей среды единый модуль в составе энергопроизводящей системы.

7. Теплоэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что для регулирования давления воды котел-утилизатор оснащен регулятором давления с плавающим поршнем, газовая полость которого соединена с трубопроводом подачи газа высокого давления, отбираемого от топливного трубопровода, а жидкостная полость соединена с котлом-утилизатором, при этом регулятор оснащен указателем уровня, по сигналам которого привод регулятора обеспечивает требуемое давление в газовой полости регулятора давления и, соответственно, в водяном контуре котла-утилизатора.

8. Теплоэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что система испарения низкокипящей углеводородной смеси выполнена трехступенчатой, при этом первая ступень оснащена подогревателем рабочей среды, установленным после теплообменника-рекуператора, вторая ступень снабжена теплообменником - испарителем с указателем уровня жидкой фазы, а в составе третьей ступени имеется пароперегреватель, обеспечивающий рабочие параметры пара рабочей среды на входе в паротурбинный привод утилизационной электрогенераторной установки.

9. Теплоэнергетическая установка по п.8, отличающаяся тем, что на выходе из пароперегревателя установлены датчики давления и температуры пара, сигналы которых обеспечивают регулирование давления и расхода горячей воды в контуре котла-утилизатора.

10. Теплоэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что для обеспечения надежной работы насосная установки, перекачивающая конденсат из системы конденсации, снабжена устройствами для накопления и разгазирования конденсата перед подачей его в теплообменник, а также управляемого отвода несконденсировавшихся компонентов газообразной углеводородной смеси.