Газотурбінна установка для збідненого палива

Реферат: Газотурбінна установка для збідненого палива містить: компресор 1 для стискання суміші G1, що отримана шляхом змішування палива з повітрям та має концентрацією, рівну або нижчу за межу займистості, для отримання стиснутого газу G2; першу каталітичну камеру згорання 2, призначену для спалювання стиснутого газу G2 шляхом каталітичного окислення; турбіну 3, яка приводиться в дію спаленим газом G3, що подається з першої каталітичної камери згорання 2; та рекуператор 6, призначений для нагрівання стиснутого газу G2 відпрацьованим газом G4, випущеним з турбіни 3, під час введення стиснутого газу G2 в першу каталітичну камеру згорання 2. Додатково, між турбіною 3 та рекуператором 6 встановлено канальний пальник 7, що призначений для спалювання відпрацьованого газу G4 полум'ям горіння першого допоміжного палива F1. За такої конфігурації газотурбінна установка має суттєво спрощену загальну структуру при одночасному забезпеченні високої ефективності роботи та запобіганні втраті суміші. UA 99022 C2 (12) UA 99022 C2 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до газотурбінних установок для збідненого палива, що пристосовані для утилізації горючих компонентів суміші, використаної як паливо для даної системи, шляхом подавання суміші у двигун системи, в яких суміш виробляється, наприклад, шляхом змішування повітря з низькокалорійним газом, таким, як газ з органічних відходів від звалища тощо, та/або так званого СММ-газу (шахтного метану - Coal Mine Methane), отриманого з вугільних шахт і т.п., з контролем концентрації цієї суміші таким чином, щоб ця концентрація була рівною або нижчою за межу займистості для запобігання запалення такої суміші під час стискання компресором газотурбінної установки. Газова турбіна, пристосована для використання в якості палива газоподібної суміші, що містить метан, шляхом подавання вказаної суміші у двигун з одночасним контролем концентрації метану в суміші таким чином, щоб ця концентрація була нижче межі займистості, загальновідома. У газовій турбіні цього типу концентрація метану контролюється таким чином, щоб її значення були рівними або нижчими за межу займистості, шляхом змішування газу з високою концентрацією метану, при необхідності, з повітрям, в якому концентрація метану є низькою. Потім ця суміш стискається компресором для одержання стисненого газу. Після цього стиснений газ спалюється шляхом каталітичного окислення в каталітичній камері згорання з метою отримання окисленого газу. В такий спосіб турбіна цієї системи може приводитися в дію вироблюваним окисленим газом. Тим часом, відпрацьований газ з турбіни подається до рекуператора, за допомогою якого стиснений газ, що вводиться в каталітичну камеру згорання від компресора, може нагріватися (патентний Документ 1: WO2004/029433A1). Така газова турбіна може використовувати як паливо низькокалорійний газ, такий, як газ з органічних відходів і/або СММ-газ, особливо так званий VAM-газ (шахтний метан вентиляційного повітря - Ventilation Air Methane), тобто, відпрацьований вентиляційний газ вугільної шахти. Як правило, цей VAM газ скидають або випускають в повітря, тому що концентрація метану в ньому дорівнює або нижче 1%, тобто є недостатньою для спалювання такого газу за нормальних умов горіння. При цьому зроблено спробу застосовувати вуглекислий газ (СО2), що утворювався, при виробництві електричної енергії в газовій турбіні, як і VAM-газ. Проте, в цій газотурбінній установці стиснений газ, що подається від компресора, спалюється шляхом каталітичного окислення в каталітичній камері згорання. Тому стиснений газ, що подається в каталітичну камеру згорання, має бути нагрітий до температури, як правило, 300°C, а інколи приблизно до 500°C, в залежності від складу використаного каталізатора. Зокрема, при запуску або під час низького навантаження газової турбіни, нагрівання стисненого газу лише в рекуператорі, як правило, недостатньо. В такому випадку необхідне подальше нагрівання стисненого газу за рахунок допоміжної системи нагрівання, наприклад, у попередній камері згорання тощо. Наприклад, у випадку вищевказаного патентного Документа 1, попередня камера згорання встановлюється між компресором і каталітичною камерою згорання. В цю попередню камеру згорання подається пропан або подібний газ, де він спалюється за умов підвищеного тиску, і таким чином нагріває стиснений газ, що подається в каталітичну камеру згорання. Проте, в разі використання такої допоміжної системи нагрівання, все тіло газової турбіни повинно бути суттєво збільшене. Зокрема, у випадку вищевказаного патентного Документа 1, необхідно встановити паливний нагнітач, призначений для нагнітання палива, що подається в попередню камеру згорання, до певного тиску, необхідного на виході компресора, що призводить до суттєвого зменшення корисної потужності, фактично використаної для електрогенератора, погіршуючи таким чином ефективність використання енергії. Окрім того, в разі, коли частина суміші, отриманої з компресора, використовується для охолодження високотемпературних частин, наприклад, турбіни тощо, та/або використовується для ущільнення вала, непрореагувавший метан, що міститься в такій суміші, викидається довкола. Тобто, будуть відбуватись так звані втрати газу-палива. Крім того, такі втрати палива будуть відбуватись також при неповній каталітичній реакції або зниженому ефекті в каталітичній камері згорання. Тому, метою даного винаходу є створення такої газотурбінної установки для збідненого палива, яка може ефективно діяти, маючи значно спрощену систему, і в той же час, наскільки це можливо, успішно запобігати вищезазначеним втратам газу-палива. Для досягнення цього завдання, газотурбінна установка для збідненого палива, згідно даного винаходу містить: компресор, пристосований для стискання суміші, отриманої шляхом змішування палива (тобто, горючих компонентів) з повітрям, яка має паливну концентрацію, рівну або нижчу за межу займистості, з метою отримання стисненого газу; перша каталітична камера згорання, пристосована для спалювання стисненого газу шляхом каталітичного 1 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 окислення; турбіна, що приводиться в дію спалюваним газом, який подається із першої каталітичної камери згорання; рекуператор, пристосований для нагрівання стисненого газу відпрацьованим вихлопним газом від турбіни, під час подачі стисненого газу від компресора в першу каталітичну камеру згорання; і канальний пальник, встановлений між турбіною і рекуператором і налаштований для спалювання першого допоміжного палива полум'ям горіння у відпрацьованому газі. У відповідності до цієї газотурбінної установки, суміш з концентрацією, що дорівнює або є нижчою за межу займистості, стискається компресором, а потім отриманий стиснений газ спалюється шляхом каталітичного окислення в першій каталітичній камері згорання, внаслідок чого турбіна може обертатися газом високого тиску, отриманим при каталітичному окисленні, та управляти навантаженням, таким як компресор, електрогенератор тощо. В разі, коли температура на вході в першу каталітичну камеру згорання не досягає температури, необхідної для початку каталітичного окислення (наприклад, на початку роботи або при неповному навантаженні турбінної установки), із блоку подачі першого допоміжного палива до канального пальника, встановленого на виході турбіни, подають перше допоміжне паливо, таким чином температура відпрацьованого газу на виході з турбіни може збільшуватись за допомогою полум'я згорання першого допоміжного палива. В цьому разі, оскільки тиск відпрацьованого газу наближений до атмосферного тиску, потужність, необхідна для підвищення тиску першого допоміжного палива, досить низька. Потім відпрацьований газ, що піддавався підвищенню температури за рахунок полум'я згорання першого допоміжного палива, подається в рекуператор, де цей відпрацьований газ, у свою чергу, підлягає теплообміну із стисненим газом, що подається від компресора до першої каталітичної камери згорання. У результаті, вхідна температура в першій каталітичній камері згорання може бути збільшена стисненим газом, температура якого була підвищена за рахунок вказаного теплообміну, і тим самим забезпечене адекватне каталітичне окислення в першій каталітичній камері згорання. Таким чином, газова турбіна може приводитись в дію навіть при використанні суміші з низькою концентрацією горючих компонентів (тобто низькою концентрацією метана), такої як газу з органічних відходів від звалища, CMM або VAM-газів. Окрім того, застосування каталітичного окислення може позитивно запобігати утворенню NOx (окислу або двуокислу азоту). До того ж, на відміну від найближчого аналога, у газотурбінній установці за даним винаходом не використовують жодних додаткових нагрівальних систем, таких, як наприклад, попередня камера згорання тощо. Таким чином, вказана газотурбінна установка може працювати з високою ефективністю і при цьому мати значно спрощену повну структуру. До того ж, використання метанового палива, такого як CMM або VAM-гази, може позитивно зменшувати загальний викид метану в повітря, таким чином запобігаючи загальному потеплінню. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом містить другу каталітичну камеру згорання, встановлену між канальним пальником та рекуператором. За такої конфігурації, температура відпрацьованого газу підвищується за допомогою канального пальника тільки до температури, необхідної для каталітичного окислення в другій каталітичній камері згорання. Таким чином, кількість першого допоміжного палива відносно високої концентрації (або високої якості), що подається до канального пальника, може бути суттєво зменшена. В фазі, коли видобуте повітря або газ, що подається від компресора, використовують для охолодження високотемпературних частин, таких як турбіна тощо, та/або для ущільнення вала, застосована для цього суміш буде змішуватись з відпрацьованим газом, що виходить з нижнього боку турбіни. Крім того, навіть в разі, коли каталітична реакція або ефект в каталітичній камері згорання будуть значно погіршені, суміш, що містить деяку кількість непрореагувавшего палива, буде також змішуватись із відпрацьованим газом. Потім така видобута та непрореагувавша суміш, відповідно змішана з відпрацьованим газом, може бути додатково спалена в другій каталітичній камері згорання. Таким чином, втратам паливного газу, тобто явищу, коли суміш, яка не прореагувала або невикористана, випускається в довкілля, можна надійно запобігти. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом містить вузол подачі другого допоміжного палива, розташований між канальним пальником і другою каталітичною камерою згорання і призначений для подачі другого допоміжного палива у відпрацьований газ. З таким введенням другого допоміжного палива у відпрацьований газ, що подається від канального пальника до другої каталітичної камери згорання, кількість висококонцентрованого (або високоякісного) першого допоміжного палива, що подається для спалювання в канальному пальнику, може бути суттєво зменшене. В даному випадку, якщо друге допоміжне паливо спалюється шляхом каталітичного окислення в другій каталітичній 2 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 камері згорання, друге допоміжне паливо може мати відносно низьку паливну концентрацію та низьку вартість. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом також містить датчик температури, налаштований на вимірювання температури на вході в першу каталітичну камеру згорання, і блок контролю палива, який контролює принаймні кількість застосованого першого допоміжного палива таким чином, щоб впускна температура була в межах заданого діапазону. За цієї конфігурації, кількість застосованого першого допоміжного палива може бути регульована таким чином, щоб безпечно встановити впускну температуру в межах заданого діапазону, і тим самим суттєво заощадити кількість першого допоміжного палива. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом також містить вузол подачі третього допоміжного палива, розташований з вхідного боку компресора і призначений для підвищення концентрації горючих компонентів в суміші шляхом введення третього допоміжного палива в суміш. За цієї конфігурації, коли температура на вході в першу каталітичну камеру згорання досягає заданої температури протягом стартової дії, від вузла подачі третього допоміжного палива буде введено третє допоміжне паливо для підвищення температури горючого газу, що подається в турбіну з першої каталітичної камери згорання, що збільшує число обертів двигуна. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом також містить вузол подачі повітря, розташований з вхідного боку компресора і призначений для зниження концентрації горючих компонентів в суміші шляхом введення в суміш повітря. За такої конфігурації, при аварійній зупинці двигуна, повітря може бути прийнято в компресор з вузла подачі повітря, розташованого з вхідного боку компресора, тим самим знижуючи концентрацію горючих компонентів в суміші, що зі свого боку запобігає надмірному підвищенню температури в каталітичній камері згорання, що призводить до суттєвого скорочення часу, необхідного для зупинки двигуна. Переважно, в газотурбінній установці для збідненого палива за даним винаходом, каталізатор для окислення відпрацьованого газу розташований вздовж лицьової стінки кожного каналу для відпрацьованого газу, що веде в рекуператор.Оскільки ця конфігурація може усунути необхідність встановлення другої каталітичної камери згорання, повна конструкція системи може бути ще більш спрощена. Переважно, газотурбінна установка для збідненого палива за даним винаходом також містить канал для змішування газу, призначений для змішування палива та повітря з відпрацьованим газом, що виходить з рекуператора; каталітичний реактор, призначений для окислення горючих компонентів відпрацьованого газу, змішаного із сумішшю, шляхом каталітичного окислення; також теплообмінник, призначений для нагрівання суміші, яка проходить через канал для змішування газу із окисленим відпрацьованим газом від каталітичного реактора. За цієї конфігурації можна успішно запобігти утворенню NOx, а також можна обробляти значно більшу кількість суміші, із значним скороченням кількості метану, що викидається довкола, навіть у разі використання газу з низькою концентрацією метану, такого як CMM, VAM-газ тощо, в якості паливної суміші. Таким чином, відповідно до цього винаходу, газотурбінна установка для збідненого палива може ефективно працювати, при цьому маючи значно спрощену повну структуру, без застосування будь-яких додаткових систем нагрівання, таких як попередня камера згорання тощо, на відміну від аналога. Фіг.1 - схема, що ілюструє газотурбінну установку для збідненого палива за першим варіантом даного винаходу; Фіг.2 - перспективний вигляд рекуператора, використаного в другому варіанті виконання даного винаходу; Фіг.3 - схема, що ілюструє газотурбінну установку для збідненого палива за третім варіантом даного винаходу. Переважний варіант здійснення винаходу Далі наведено опис декількох кращих варіантів конструкції з посиланням на креслення. По-перше, як показано на кресленні фіг. 1, газотурбінна установка для збідненого палива, відповідно з першим варіантом цього винаходу, містить компресор 1, першу каталітичну камеру згорання 2, в якій використовується такий каталізатор, як наприклад, платина, паладій та/або подібні, і турбіну 3. У цій системі, суміш G1 повітря і палива (тобто, горючі компоненти), як наприклад газ з низькою концентрацією горючих компонентів, наприклад, газ органічних відходів від звалища тощо, CMM і/або VAM-газ, отримані від вугільної шахти тощо, стискується в компресорі 1. Потім 3 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отриманий стиснений газ G2 подається в першу каталітичну камеру згорання 2 та окислюється там в присутності каталізатора, такого як платина, паладій тощо. Після цього окислений газ високого тиску G3, отриманий в результаті вказаного окислення, подається на турбіну 3. Таким чином, турбіна приводиться в дію. В цьому разі, коли концентрація палива (тобто горючих компонентів) в суміші G1 нижча за межу займистості, такий газ G1 не буде займатися, навіть при стисканні в компресорі 1. Турбіна 3 з'єднана з компресором 1 валом 5, таким чином компресор 1 може в свою чергу приводитися турбіною 3. Потім, електричний генератор 4, тобто вид навантаження цієї системи, приводиться в дію виробленою потужністю газотурбінної установки GT. Таким чином, система по виробництву електричної енергії 50 містить в своїй конструкції газотурбінну установку GT. За необхідності, концентрація палива в суміші G1 може бути підвищена шляхом відповідного додавання горючих компонентів високої концентрації в газ G1. Крім того, газотурбінна установка GT містить рекуператор 6, призначений для нагрівання стисненого газу G2, що подається від компресора 1 в першу каталітичну камеру згорання 2, та канальний пальник 7, розташований між турбіною 3 та рекуператором 6 та налаштований для спалювання відпрацьованого газу G4. Зокрема, рекуператор 6 може служити для нагрівання стисненого газу G2 за допомогою відпрацьованого газу G4, випущеного з турбіни 3, у той час як канальний пальник 7 може служити для спалення відпрацьованого газу G4 полум'ям горіння першого допоміжного палива F1. У цьому випадку, перше допоміжне паливо F1, таке як природний газ тощо, може бути піддане полум'ю горіння (або може бути спалене в полум'ї), може подаватись у канальний пальник 7 з джерела подачі 11 першого допоміжного палива від вузла подачі першого допоміжного палива 8, що складається, наприклад, з клапана з регульованим потоком. Тим часом, відпрацьований газ G4 після рекуператора 6 буде випущений в повітря після того, як заглушено глушником вихлопу (не показаний). Крім того, у варіанті конструкції, показаному на кресленні (фіг. 1), є друга каталітична камера згорання 9, в якій застосовують такий каталізатор, як наприклад платина, паладій тощо, встановлена між канальним пальником 7 і рекуператором 6, і вузол подачі 13 другого допоміжного палива, як наприклад впорскуюче сопло тощо, призначений для введення другого допоміжного палива F2 у відпрацьований газ G4 і встановлений в канал для проходження відпрацьованого газу між другою каталітичною камерою згорання 9 та канальним пальником 7. В даному випадку, друге допоміжне паливо F2, що є подібним до суміші G1, може подаватися у вузол введення другого допоміжного палива 13 із впорскуючого пристрою для другого допоміжного палива 15 через вузол подачі другого допоміжного палива 14, такий як клапан з регульованим потоком. Далі, на впускній стороні першої каталітичної камери згорання 2 встановлений перший температурний датчик 71, призначений для визначення температури на вході в першу каталітичну камеру згорання. Крім того, засіб контролю палива 22 встановлений в контролер 21, призначений для управління всією системою. Цей засіб контролю палива 22 може служити для отримання сигналу визначення вхідної температури з першого температурного датчика 71, а потім подавати вихідні сигнали для керування вузлами подачі першого та другого допоміжного палива 8 та 14 відповідно. Більш конкретно, вихідні керуючі сигнали засобу контролю палива 22 для управління відповідно вузлами подачі першого та другого допоміжного палива 8 та 14, базуються на температурі, яку визначає перший температурний датчик 71. Таким чином, засіб контролю палива 22 керує кількістю подачі першого та другого допоміжного палива F1 та F2 відповідно. Таким чином, температура на вході в першу каталітичну камеру згоряння 2 може підтримуватись постійною (або в межах заданого діапазону) відповідно до збільшення числа обертів газотурбінної установки GT. У цьому випадку, проте, температура на вході в першу камеру каталітичного згорання 2 може контролюватися, щоб бути в межах заданого діапазону тільки за рахунок контролю кількості палива, що поставляється з блоку подачі 8 першого допоміжного палива. Крім того, блок введення третього допоміжного палива 17, такий як впорскуючі сопла тощо, розміщений на всмоктувальному каналі, що розташований вище компресора 1. Цей блок введення третього допоміжного палива 17 призначений для підвищення концентрації палива в суміші G1 шляхом змішування третього допоміжного палива F3 із сумішшю G1. А саме, в цьому випадку, третє допоміжне паливо F3, як наприклад природний газ, з концентрацією палива (тобто концентрацією метану) вищою, ніж в суміші G1, може подаватись на блок введення третього допоміжного палива 17 від джерела подачі третього допоміжного палива 19 через пристрій подачі третього допоміжного палива 18, такий як наприклад клапан з регульованим потоком. Знову ж таки, пристрій подачі третього допоміжного палива 18 управляється засобом 4 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контролю палива 22 контролера 21. За цієї конфігурації, коли температура на вході в першу каталітичну камеру згорання 2 досягає заданого значення, третє допоміжне паливо F3 може подаватись через пристрій подачі третього допоміжного палива 18 для змішування з сумішшю G1, керуючись вихідним сигналом засобу контролю палива 22, тим самим збільшуючи число обертів газотурбінної установки GT. Оскільки вищезгадані перше та друге допоміжне паливо F1 та F2 вводяться у канал для відпрацьованого газу від турбіни 3 та зберігають приблизно атмосферний тиск, потужність, необхідна для стискання кожного такого палива, із використанням будь-якого власного паливного компресора, зовсім мала. Крім того, відтоді як третє допоміжне паливо F3 стискується компресором 1 газотурбінної установки GT, немає потреби для встановлення будьякого паливного компресора, призначеного для подальшого стискання такого палива F3. Крім того, блок введення повітря 23, такий як регульований клапан тощо, призначений для введення повітря А в суміш G1, встановлений на вхідному каналі вище за компресор 1. А саме, в газотурбінній установці, яка має вищеописану конструкцію, суміш G1 повітря і палива, з низькою концентрацією горючих компонентів, таке як газ з органічних відходів, СММгаз тощо, спочатку стискається у компресорі 1, а потім отриманий стиснутий газ G2 спалюється шляхом каталітичного окислення в першій каталітичній камері згорання 2. Тобто, турбіна 3 може обертатися окисленим газом високого тиску G3, отриманим в результаті вищевказаного окислення, таким чином, щоб управляти навантаженням, таким як компресор 1, електричний генератор 4 тощо. У цьому випадку при запуску газотурбінної установки GT, електричний генератор 4 використовується як стартер, і служить для підтримання числа обертів газотурбінної установки GT на малих числах. Коли число обертів газотурбінної установки GT є відносно невеликим (наприклад, при запуску системи GT і/або під час періоду експлуатації з частковим навантаженням), та якщо температура, виявлена першим датчиком температури 71 на вході в першу каталітичну камеру згорання 2, не досягає заданого значення (наприклад, температури, яка дорівнює або вище 300°C), за якої може бути запущений процес каталітичного окислення в першій каталітичній камері згорання 2, з блоку 8 подачі першого допоміжного палива в канальний пальник 7, розташований з боку випуску турбіни 3, подається перше допоміжне паливо F1, базуючись на вихідному сигналі або команді, що видається із засобу 22 контролю палива контролера 21. Потім, з цією подачею першого допоміжного паливного F1, відпрацьований газ G4, випущений з турбіни 3 буде спалений, проте не за рахунок каталітичного окислення (або спалення в присутності каталізатора), а полум'ям горіння. Після цього, відпрацьований газ G4 подається в рекуператор 6, де відбувається процес теплообміну цього газу та стиснутого газу G2, що подається з компресора 1 до першої камери каталітичного згорання 2. Таким чином, може бути підвищена температура стисненого газу G2, тобто підвищена температура на вході в першу каталітичну камеру згорання 2 для активації процесу каталітичного окислення в цій камері. У канальному пальнику 7, температура вихлопного газу G4 має бути підвищена лише до тієї температури, яка б забезпечувала каталітичне окислення в другій каталітичній камері згорання 9. Таким чином, кількість першого допоміжного палива F1, що подається в канальний пальник 7, може бути істотно зменшена. За необхідності, низькоконцентроване друге допоміжне паливо F2, яке подібне до суміші G1, може подаватись в канал проходження відпрацьованого газу із вузла подачі другого допоміжного палива 14. За рахунок цього, перше допоміжне паливо F1 з відносно високою концентрацією горючих компонентів може бути надалі збережене. Як тільки температура на вході в першу каталітичну камеру згорання 2, що визначається першим температурним датчиком 71, досягає та перевищує задану температуру на початку роботи газотурбінної установки GT, з вузла подачі третього допоміжного палива 13 до суміші G1 буде подаватись та відповідно змішуватись з нею третє допоміжне паливо F3, яке має концентрацію горючих компонентів, що перевищує їх концентрацію в суміші G1, відповідно до вихідного сигналу засобу контролю палива 22. У результаті, може бути підвищена температура згорання газу G3, що подається з першої каталітичної камери згорання 2, за рахунок чого збільшується число обертів газотурбінної установки GT. Між тим, за умов нормальної роботи газотурбінної установки GT, за допомогою першого температурного датчика 71 визначається температура на вході в першу каталітичну камеру згорання 2, а потім на основі виявленого результату засобом контролю палива 22 регулюється кількість подачі кожного допоміжного палива F1-F3, що подається відповідно з вузлів подачі 8, 14, 18 першого/другого/третього допоміжного палива. Крім того, в залежності від потужності газотурбінної установки GT, температура на вході в першу каталітичну камеру згорання 2 контролюється, щоб бути в межах заданого температурного діапазону (наприклад, 300°C і 5 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вище). За цих умов каталітичне окислення в першій каталітичній камері згорання 2 проходить з високою ефективністю. Крім того, для подальшого контролю температури на вході в першу каталітичну камеру згорання 2, у канал для відпрацьованого газу, за необхідності, може подаватись перше або друге допоміжне паливо F1 або F2, з вузла подачі першого 8 або другого 14 допоміжного палива відповідно. Крім того, при аварійній зупинці газотурбінної установки GT, буде відкритий отвір для введення повітря 23, розташований на всмоктувальному боці компресора 1, щоб зменшити температуру суміші G1 за рахунок введення у суміш повітря через зазначений отвір. У результаті, температура в першій каталітичній камері згорання 2, що підвищувалась завдяки реакції окислення, може бути швидко зменшена, тобто час, необхідний для повної зупинки газотурбінної установки GT, також може бути істотно зменшений. Як правило, в газотурбінних установках, повітря з компресора використовується для охолодження високотемпературних частини, наприклад, турбіни тощо, та/або для ущільнення валу, а потім таке повітря змішується із відпрацьованим газом з турбіни. Відповідно, у цьому варіанті, суміш G1 буде використана для охолодження високотемпературних частин та/або ущільнення валу, а потім змішана з відпрацьованим газом G4. Далі, після змішування з відпрацьованим газом G4, суміш G1 буде спалена в другій каталітичній камері згорання 9. Тому, можна успішно запобігти явищу так званих втрат газоподібного палива або газу метану (тобто явищу, коли метан, який не прореагував або невикористаний, що міститься в суміші G1, вивільняється в довкілля). Крім того, навіть при неповній каталітичній реакції або зниженому ефекті в першій каталітичній камері згорання 2, вказане паливо, що не прореагувало, в першій каталітичній камері згоряння 2, можна надалі спалити в другій каталітичній камері згорання 9, тим самим ще більше запобігаючи втратам газоподібного палива. Як зазначено вище, при такому виконанні установки не використано жодних нагрівальних систем, таких як попередня камера згорання тощо; газотурбінна установка GT може працювати з високою ефективністю, при цьому маючи суттєво спрощену загальну структуру, а втратам суміші можна успішно запобігти. На кресленні фіг.2 показано рекуператор 6, використаний в другому варіанті виконання цього винаходу, в якому цей рекуператор 6 може бути також застосований в якості другої каталітичної камери згорання 9. Як показано на малюнку, цей рекуператор 6 виконаний у вигляді пластинчатого теплообмінника, який складається з декількох пластин 31 та ребер 32, відповідно по черзі встановлених одна на одну. Лицьовий бік рекуператора служить входом 34 для відпрацьованого газу G4, тоді як його задня поверхня служить для виходом 35 для відпрацьованого газу G4. В цьому випадку утворюється велика кількість каналів 36 для відпрацьованого газу G4, що відповідно проходять через рекуператор 6 від передньої до задньої його стінки. Крім того, правий бік рекуператора 6 може служити як вхід 38 для стисненого газу G2, тоді як лівий його бік буде виходом 39 для стисненого газу G2. Тобто, через рекуператор з правого боку на лівий його бік проходить велика кількість каналів для стисненого газу G2. Кожна пластина 32 виконана з хвилястого листового металу таким чином, що при розташуванні її між двома сусідніми пласкими пластинами 31 утворюється велика кількість каналів 36 та 40. Зокрема, канали 36 для відпрацьованого газу G4 та канали 40 для стисненого газу відповідно розташовані по черзі у вертикальному напрямку, а відповідно один до одного розташовані ортогонально. Крім того, на лицьовому боці кожного каналу 36 для відпрацьованого газу G4 розміщений каталізатор, такий як платина, паладій тощо, застосований для каталітичного окислення при спалюванні чи окисленні відпрацьованого газу G4. Оскільки за даної конфігурації можна уникнути необхідності встановлення другої каталітичної камери згорання 9, як показано на кресленні фіг. 1, повна структура газотурбінної установки може бути ще більш спрощена. Фіг.3 ілюструє третій варіант цього винаходу, в якому блок окислення 60, пристосований для окислення суміші G1 за рахунок тепла відпрацьованого газу G4 з рекуператора 6, доданий до системи вироблення електричної енергії 50, яка показана на кресленні фіг. 1. Цей варіант призначений для подальшого скорочення кількості метану, що міститься в CMM або VAM-газах, що випускають в повітря. Блок окислення 60 містить канал 61 для змішування газу, призначений для змішування метановмісної суміші G1, такої як CMM або VAM-газ, з відпрацьованим газом G4 після рекуператора 6, каталітичний реактор 62, пристосований для каталітичного окислення паливних компонентів, що містяться в суміші відпрацьованого газу G5, отриманого шляхом змішування суміші G1 з відпрацьованим газом G4, тобто палива, що міститься в суміші G1, та теплообмінник 63, пристосований для нагрівання суміші G1, що протікає каналу 61 для змішування газу за рахунок використання окисленого відпрацьованого газу G6 після каталітичного реактора 62. На вхідному боці каталітичного реактора 62 встановлений другий 6 UA 99022 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 температурний датчик 72. пристосований для вимірювання температури на вході в каталітичний реактор 62, тобто температури змішаного відпрацьованого газу G5, отриманого шляхом змішування суміші G1 з відпрацьованим газом G4. В цьому випадку, сигнал визначення температури подається з другого температурного датчика 72 на контролер 21 системи вироблення електроенергії 50, а потім контролер 21 керує кількістю повітря, що подається з повітродувки 64 в залежності від температури змішаного відпрацьованого газу G5, визначеної температурним датчиком 72. Таким чином, кількість суміші G1, що змішується з відпрацьованим газом G4, можна контролювати, і тим самим контролювати температуру на вході в каталітичний реактор 62 в рамках діапазону, що задовольняє процесу каталітичного окислення (наприклад, від 250 до 300°С). Хоча в цьому варіанті блок окислення 60 управляється контролером 21 системи електропостачання 50, він може також управлятись іншим особливим контролером, встановленим окремо від контролера 21. Замість використання CMM або VAM-газу, в даному винаході може бути застосований будьякий інший відповідний газ, за умови, що цей газ містить еквівалентну кількість горючих компонентів. Як зазначалося вище, як приклад, були показані і описані переважні варіанти виконання винаходу, проте необхідно зазначити, що в рамках даного винаходу в конструкцію можуть бути внесені різні модифікації і / або зміни. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Газотурбінна установка для збідненого палива, яка містить: компресор, призначений для стискання суміші, яка отримана шляхом змішування палива з повітрям та має концентрацію, що дорівнює або є меншою за межу займистості, для отримання стиснутого газу; першу каталітичну камеру згорання, призначену для спалювання стиснутого газу шляхом каталітичного окислення; турбіну, яка приводиться в дію спаленим газом, що подається з першої каталітичної камери згорання; рекуператор, призначений для нагрівання стиснутого газу відпрацьованим газом з турбіни, в той час як стиснутий газ подають з компресора в першу каталітичну камеру згорання; канальний пальник, встановлений між турбіною та рекуператором і призначений для спалювання першого допоміжного палива полум'ям горіння у відпрацьованому газі; та вузол подання додаткового допоміжного палива, розташований із вхідного боку компресора і призначений для підвищення концентрації горючих компонентів у суміші шляхом введення додаткового допоміжного палива в суміш. 2. Газотурбінна установка для збідненого палива за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить другу каталітичну камеру згорання, розташовану між канальним пальником та рекуператором. 3. Газотурбінна установка для збідненого палива за п. 2, яка відрізняється тим, що додатково містить вузол введення ще одного допоміжного палива, розташований між канальним пальником і другою каталітичною камерою згорання та призначений для введення ще одного допоміжного палива у відпрацьований газ. 4. Газотурбінна установка для збідненого палива за будь-яким із пп. 1-3, яка відрізняється тим, що додатково містить температурний датчик, призначений для визначення температури на вході в першу каталітичну камеру згорання, та блок контролю палива, призначений для контролю принаймні кількості введеного першого допоміжного палива таким чином, щоб вхідна температура була в межах заданого діапазону. 5. Газотурбінна установка для збідненого палива за будь-яким із пп. 1-4, яка відрізняється тим, що додатково містить вузол введення повітря, розташований на всмоктувальному боці компресора та призначений для зменшення паливної концентрації суміші шляхом домішування повітря до суміші. 6. Газотурбінна установка для збідненого палива за будь-яким із пп. 1-5, яка відрізняється тим, що каталізатор для окислення відпрацьованого газу розміщений вздовж фасадної стінки каналу для відпрацьованого газу в рекуператорі. 7. Газотурбінна установка для збідненого палива за будь-яким із пп. 1-6, яка відрізняється тим, що додатково містить канал для змішування газу, призначений для домішування суміші палива та повітря до відпрацьованого газу, випущеного з рекуператора; каталітичний реактор, призначений для окислення горючого компонента, що міститься у відпрацьованому газі, змішаному із сумішшю шляхом каталітичного окислення; і теплообмінник, призначений для 7 UA 99022 C2 нагрівання суміші, яка протікає по каналу для змішування газу, окисленим відпрацьованим газом, випущеним з каталітичного реактора. 8 UA 99022 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9