Спосіб утилізації теплоти і маси робочого тіла в контактній газопаровій турбінній установці на морському об’єкті

1. Спосіб утилізації теплоти і маси робочого тіла в контактній газопаровій турбінній установці, що включає стискання повітря, підготовку горючої суміші і спалювання вуглеводневого палива при змішуванні з водяною парою, охолодження газопарової суміші при здійсненні роботи за рахунок розширення, утилізації теплоти й маси газопарової суміші, що відпрацювала, парою при перегріві і водою, відповідно при її випаруванні, нагріванні і розприскуванні, з наступною деаерацією і очищенням частини цієї води, який відрізняється тим, що перед подачею вологого повітря в компресор його охолоджують і насичують парами знесоленої води, коли розприскують солону воду в кількості більшій, ніж може випаруватися, у вологому повітрі і потім очищують суміш від сольових включень; розприскують знесолену воду у вологе повітря, охолоджують вологе повітря при стискуванні і насичують парами знесоленої води при випарному охолодженні та сепарації крапель, до рівня стійкого горіння палива в обсязі вологого повітря; утворюють нагріту газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари; розширення газопарової суміші 2 (19) 1 3 93308 4 рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і периметру кожної жарової труби і після цього змішують з продуктами згоряння вологого повітря і паливного газу. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що масова витрата пари складає до 160 % від масової витрати паливного газу в залежності від максимальної температури згоряння. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед спалюванням підвищують тиск палива, його сепарують і підігрівають. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при нагріванні палива випаровують рідкі фракції газового конденсату. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що послідовні процеси розширення газопарової суміші здійснюють при різних кутових швидкостях її руху, які забезпечують відповідність зниження температури газопарової суміші. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сепарацію насиченої пари здійснюють окремо за рахунок сил інерції та турбофорезу. 15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що воду, нагріту до температури нижче температури насичення, розділяють на два потоки, один із яких направляють для подальшого утворення пароводяної суміші, сепарації насиченої пари і її перегріву, а інший направляють на потреби систем і пристроїв морського об'єкта. 16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при випаровуванні частина нагрітої до температури насичення води циркулює більше одного разу. 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що утилізацію теплоти виконують послідовно зі зниженням температури від перегрітої пари, пароводяної суміші, гарячої води середнього і низького потенціалів при рекуперативній теплопередачі і контактному тепломасообміні після утилізації рекуперативної теплопередачі. 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед нагріванням палива сепаруються та випаровують рідкі фракції газового конденсату. 19. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газопарову суміш із продуктів згоряння, нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею з наступною конденсацією доти, доки процес утворення газопарової суміші із продуктів згоряння і перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації частини пари. 20. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в початковий момент часу газопарову суміш із продуктів згоряння, нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею з наступною конденсацією доти, доки процес утворення газопарової суміші із продуктів згоряння і перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації частини пари. 21. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в початковий момент часу здійснюють примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари. 22. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари, частково здійснюють за рахунок теплоти стиснутого повітря. 23. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари, частково здійснюють за рахунок теплоти пари, стиснутого повітря і продуктів згоряння. 24. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при утилізації теплоти газопарової суміші, випаровують частину солоної води при змішуванні з газопаровою сумішшю і підвищують її вологовміст. 25. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при утилізації теплоти газопарової суміші теплопередачею, тепловіддача від газопарової суміші відбувається через більшу площину, ніж тепловіддача до води і пари. 26. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при деаерації води її додатково підігрівають теплотою води, яку використовують для утилізації теплоти газопарової суміші. 27. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після деаерації живильну воду охолоджують водою, яку подають на деаерацію, і з регульованою витратою подають в економайзер котлаутилізатора. 28. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що охолодження вузлів газопаротурбінного двигуна виконують повітрям, парою і їх сумішшю. 29. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що склад охолоджувача призначають з урахуванням температури і матеріалу вузла газопарового турбінного двигуна, а також способу охолодження. 30. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сепарацію пари від крапель забезпечують в наступній технологічній послідовності: відділяють від високоінерційних крапель силами інерції, від низькоінерційних крапель - силами інерції, турбофорезом та коагуляцією капілярними силами, після чого осаджують скоагульовані краплі силами інерції і відводять плівку рідини капілярними силами та силами тяжіння. Винахід відноситься до галузі газотурбобудування, зокрема, до контактних газопарових турбінних установок і може бути використаний при проектуванні нових і модернізації діючих стаціонарних і транспортних газотурбінних і газопарових турбінних установок, які експлуатуються на морських об'єктах і у континентальних умовах. 5 Відомі способи і пристрої утилізації теплоти і маси в газопарових турбінних установках, коли теплота газопарової суміші, після відпрацювання в газопаровій турбіні, передається в паровому котліутилізаторі воді та перетворює її в пару, що після змішування із продуктами згоряння вуглеводневого палива при розширенні виконує корисну роботу і після охолодження водою з частковою конденсацією пари з газопарової суміші викидається в навколишнє середовище, а втрати води компенсуються від зовнішніх джерел після попереднього очищення (див. авторське свідоцтво СРСР №1826614 А1 МКВ F02C6/18 за 1989, патенти України №№15127А МКВ F02C6/18 за 1997, 17390А МКВ F01K21/04 за 1997, 67878 С2 МКВ F01K21/04 3a2004). Недолік цих способів і пристроїв полягає в низькій ефективності утилізації теплоти і маси робочого тіла, яким є суміш продуктів згоряння вуглеводневого палива у вологому повітрі та водяної пари. У результаті знижуються потужність і ККД контактних газопарових турбінних установок і збільшуються витрати енергетичних і матеріальних ресурсів на поповнення і очищення води. Як аналоги прийняті спосіб і пристрої по авторському свідоцтву СРСР №1826614 А1 МКВ F02C6/18 за 1989, патентам України №№15127А МКВ F02C6/18 за 1997, 17390А МКВ F01K21/04 за 1997. Наведені аналоги, крім загальних недоліків, викладених вище, мають наступні індивідуальні недоліки при використанні на морських об'єктах. В авторському свідоцтві СРСР №1826614 А1 поповнення знесоленої води за рахунок часткового випару солоної (забортної) води і наступної конденсації пари охолодженою знесоленою водою знижується з підвищенням температури навколишнього середовища (повітря та забортної води). Використання потенціалу відпрацьованої газопарової суміші у турбіні тільки при контактних процесах випару неповне і частково втрачається при контактній конденсації пари знесоленою водою. Відсутність рекуперативної теплопередачі при випарі не дає можливість використання низькопотенційної теплоти відпрацьованої газопарової суміші. У патенті України №15127А відсутні процеси, що забезпечують одержання знесоленої води із солоної води за рахунок частини утилізованої теплоти відпрацьованої газопарової суміші. Усунення цього недоліку вимагає витрат додаткової енергії від інших джерел, що знижує ефективність газопарової турбінної установки в цілому. У патенті України №17390А використання випарного охолодження води в скруберіохолоджувачі вимагає підвищенних масогабаритних показників і не задовольняє вимогам до енергетичних установок морських об'єктів. Додатково такий спосіб охолодження приводить до додаткових втрат знесоленої води при насиченні повітря. Застосування контактного охолодження повітря між компресорами при тисках води відповідних тиску подачі пари в камеру згоряння неефективне через відносно підвищені розміри диспергованих краплин. 93308 6 Як прототип прийнятий спосіб, що реалізує парогазовий турбінний привід газоперекачувального агрегату компресорної станції по патенту України 67878 С2 F01K21/04 за 2004. Цей спосіб включає наступні процеси: атмосферне повітря через компресор газотурбінного двигуна подається в камеру згоряння, куди від магістрального газопроводу через регулятор витрати подається природний газ, а від котлаутилізатора по роздільних трубопроводах пара. При цьому по одному трубопроводу пара подається в первинну зону камери згоряння з масовою витратою 135-140% від масової витрати природного газу і змішується з повітрям і природним газом у просторі, утвореному внутрішньою поверхнею жарової труби та завихрювачем. Пара по другому трубопроводу подається у вторинну зону камери згоряння і змішується з повітрям у просторі, утвореному її корпусом і зовнішньою поверхнею жарової труби. Суміш, що утворилася в камері згоряння газопарова, направляється в газопарову турбіну, де розширюється, перетворюючи потенційну енергію в кінетичну, а потім у механічну роботу, що використовується для приводу компресора повітря і нагнітача природного газу. Газопарова суміш, що відпрацювала в турбіні, направляється в котелутилізатор, де утилізується її теплота з нагріванням води в економайзері до температури насичення, потім у випарнику та барабані-сепараторі з перетворенням в суху насичену пару, а після перегріву в пароперегрівнику в перегріту пару, яка подається в камеру згоряння. Частина води при температурі насичення з барабана-сепаратора відбирається для продувки в розширювачі постійної продувки, після чого ця вода з нижчими значеннями температури і тиску подається в систему очищення, а пара, що утворилася, подається в газовий простір деаератора. При цьому витрата води з температурою насичення з барабанасепаратора при постійній продувці становить 0,91,1% від її витрати в котлі-утилізаторі. Одночасно, частина води з барабана-сепаратора продувається періодично (при кожному запуску і зупинці котла-утилізатора, накопиченні шламу та хімічно активних речовин, значному зростанні солевмісту) у розширювачі періодичної продувки після якого вона збирається в баці продуктів регенерації і далі подається у систему очищення води. Газопарова суміш, що відпрацювала, охолоджується при змішуванні з охолоджуючою водою в контактному конденсаторі і частина пари при цьому конденсується. Після контактного конденсатора газопарова суміш викидається в атмосферу, а нагріта охолоджуюча вода та конденсат подаються для дегазації в декарбонізатор і далі в бак конденсату. З бака конденсату насосом вода розділяється на два потоки. Один потік води охолоджується в охолоджувачі, фільтрується у фільтрі, розприскується в зрошувачі і змішується з відпрацьованою газопаровою сумішшю в контактному конденсаторі. Другий потік спрямовується в бак живильної води, звідки він подається на деаерацію в деаератор, а після деаерації спрямовується для утилізації теплоти відпрацьованої газопарової суміші в економайзер котла-утилізатора циркуляційним насосом. 7 Експлуатація такого парогазотурбінного приводу газоперекачувального або іншого енергетичного агрегату при температурах навколишнього повітря на вході в компресор вище розрахункових, як правило вище 288К, приводить до значного зниження потужності приводу. Жорсткий механічний зв'язок газопарової турбіни з компресором і нагнітачем при різних режимах навантаження нагнітача приводить до зниження ефективності роботи агрегату в цілому через невідповідність їхніх характеристик або складності керування таким динамічним об'єктом. Подача пари двома потоками тільки в камеру згоряння, для зменшення емісії оксидів азоту і утворення робочого тіла із заданою температурою, не дозволяє збільшувати значення ККД установки при збільшенні температури газопарової суміші за камерою згоряння без зниження ресурсу роботи лопаток та інших деталей турбіни. Подача пари по одному трубопроводу в первинну зону камери згоряння не дає змогу равномірно розподілити пару по периметру жарової труби, внаслідок чого погіршуються умови для зниження шкідливих викидів. Масова витрата пари 135-140% від масової витрати природного газу в первинну зону камери згоряння при змішуванні з повітрям і природним газом у просторі, утвореному внутрішньою поверхнею жарової труби і завихрювачем не є оптимальною для різних навантажень установки і не дає змогу знизити шкідливі викиди до мінімально можливих значень. Подача пари двома потоками в камеру згоряння без попереднього очищення сприяє додатковому забрудненню поверхонь її вузлів і зниженню ресурсу їх роботи. Змішування пари з повітрям і природним газом у просторі, утвореному внутрішньою поверхнею жарової труби і завихрювачем не дає змоги досконало зробити горючу суміш, знижує повноту згоряння і стійкість горіння, підвищує витрату палива, шкідливі викиди, температурну і швидкісну нерівномірність газопарової суміші за камерою згоряння. Подача пари по другому трубопроводу у вторинну зону камери згоряння, її змішування з повітрям у просторі, утвореному корпусом і зовнішньою поверхнею жарової труби не дає змогу равномірно розподілити пару по периметру жарової труби, отримати однорідну газопарову суміш, забезпечити рівномірний розподіл газопарової суміші за камерою згоряння перед турбіною. Котел-утилізатор не може використовувати зм'якшену воду з вмістом розчинних солей через відсутність багаторазової циркуляції. Конструкція котла-утилізатора, що складається з економайзера, випарника, пароперегрівника і сепаратора має значні габарити, погано компонується в машино-котельних відділеннях і через це не використовується в морських енергетичних установках. Витрата води з температурою насичення з сепаратора при постійній продувці 0,91,1% від її витрати в котлі-утилізаторі не є оптимальною при різних сольових складах води і приводить до додаткових витрат. 93308 8 Теплопередача від газопарової суміші до води і водяної пари в котлі-утилізаторі низькоефективна через сукупність процесів тепловіддачі між газопаровою сумішшю, твердою поверхнею, рідиною і парою. Деаерація води тільки за рахунок теплоти пари, яку отримують при розширенні води, що відбирається, малоефективна і практично нездатна. Відсутність регулювання рівня води в сепараторі може привести до його переповнення або осушення і, як наслідок, зупинки установки. Утилізація високопотенційної частини теплоти тільки в котлі-утилізаторі без додаткової утилізації частини теплоти низького потенціалу перед контактним конденсатором знижує ефективність використання теплоти в установці, зменшує її ККД і збільшує теплові викиди в навколишнє середовище. Послідовне розташування уздовж руху відпрацьованої газопарової суміші котла, що включає економайзер, випарник, пароперегрівник і сепаратор, а також контактного конденсатора вимагає значних вертикальних розмірів, що ускладнює застосування такого компонування на морських об'єктах. Відсутність з'єднання котла-утилізатора з контактним конденсатором паропроводом приводить до значних втрат знесоленої води при запусках установки, її розігріві і зупинках. Система охолодження контактного конденсатора апаратами повітряного охолодження (АПО) вимагає додаткових значних витрат електроенергії на привід повітряних вентиляторів і значних площ для розміщення АПО. Взимку при низьких температурах навколишнього повітря охолодження води в АПО може привести до замерзання води в трубах з наступним порушенням їхньої щільності. Використання паливного газу від магістрального газопроводу без його сеперації і підігріву за рахунок використання частини утилізованої теплоти від газопарової суміші, що відпрацювала, вимагає додаткових витрат енергії, що знижує ефективність і надійність установки. У винаході вирішується завдання утилізації теплоти і маси відпрацьованої газопарової суміші та застосування солоної води для підвищення ККД і потужності при підвищених температурах навколишнього середовища і забезпечення знесоленою водою установки і морського об'єкта. Вирішення завдання досягається тим, що в способі утилізації теплоти і маси пристрою контактної газопарової турбінної установки, що включає стискання повітря, підготовку горючої суміші і спалювання вуглеводневого палива при змішуванні з водяною парою, охолодження газопарової суміші при здійсненні роботи за рахунок розширення, утилізацію теплоти і маси відпрацьованої газопарової суміші парою при перегріві і водою, відповідно при її, випарі, нагріванні і розпиленні, з наступною деаерацією і очищенням частини цієї води, але при цьому: перед подачею вологого повітря в компресор його охолоджують і насичують парами знесоленої води, коли розприскують солону воду в кількості більшій, ніж може випаруватися, у вологому повітрі іпотім очищують суміш від сольових включень; 9 розприскують знесолену воду у вологе повітря, охолоджують вологе повітря при стисканні і насичують парами знесоленої води при випарному охолодженні та сепарації, до рівня стійкого горіння палива в обсязі вологого повітря; утворюють нагріту газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі та перегрітої пари; розширення газопарової суміші здійснюють послідовно двома процесами в першому процесі енергію при розширенні витрачають на стискання вологого повітря, а в другому процесі енергію при розширенні витрачають на здійснення корисної роботи; утилізують теплоту газопарової суміші, що відпрацювала, з забезпеченням послідовності рекуперативної теплопередачі і контактного тепломасообміну, при цьому перегрівають сепаровану пару, випаровують воду і утворюють пароводяну суміш, нагрівають під тиском пом'якшену воду в кількості більшій, ніж випаровують, до температури насичення при відповідному тиску води, після газопарову суміш змішують із охолоджуючую водою, частково конденсують та сепарують пару, нагрівають охолоджуючу воду, сепарують додатково очищену воду, нагрітою водою підігрівають паливо і використають її як теплоносій. Вирішення завдання може досягатися тим, що розприскують солону воду при температурі більшій, ніж температура навколишнього вологого повітря. Вирішення завдання може досягатися тим, що розприскують знесолену воду в кількості не більшій, ніж може випаруватися у вологому повітрі, коли його стискають. Вирішення завдання може досягатися тим, що розприскують знесолену воду з температурою нижче, ніж температура її насичення при тиску розприскування. Вирішення завдання може досягатися тим, що стискають вологе повітря із краплями знесоленої води в компресорі послідовно в різних ступенях і регулюють положення направляючих лопаток деяких ступенів. Вирішення завдання може досягатися тим, що подають знесолену воду в первинну зону жарових труб камери згоряння. Вирішення завдання може досягатися тим, що перегріта пара одним потоком подається на очищення, після котрого розподіляється на два потоки. Вирішення завдання може досягатися тим, що до подачі пари в первинну зону камери згоряння її рівномірно розподіляють по периметру жарової труби і при завихрюванні змішують попередньо з повітрям, а потім з паливом. Вирішення завдання може досягатися тим, що масова витрата пари складатиме до 160% від масової витрати паливного газу в залежності від максимальної температури згоряння. Вирішення завдання може досягатися тим, що до подачі пари у вторинну зону камери згоряння, її рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і периметру кожної жарової труби і після 93308 10 цього змішують з продуктами згоряння вологого повітря і паливного газу. Вирішення завдання може досягатися тим, що перед спалюванням підвищують тиск палива, його сепарують і підігрівають. Вирішення завдання може досягатися тим, що при нагріванні палива випаровують рідкі фракції газового конденсату. Вирішення завдання може досягатися тим, що послідовні процеси розширення газопарової суміші здійснюють при різних кутових швидкостях її руху, які забезпечують відповідність зниження температури газопарової суміші. Вирішення завдання може досягатися тим, що сепарацію насиченої пари здійснюють окремо за рахунок сил інерції та турбофорезу. Вирішення завдання може досягатися тим, що воду, нагріту до температури нижче температури насичення, розділяють на два потоки, один із яких направляють для подальшого утворення пароводяної суміші, сепарації насиченої пари і її перегріву, а інший направляють на потреби систем і пристроїв морського об'єкта. Вирішення завдання може досягатися тим, що при випаровуванні частина нагрітої до температури насичення води циркулює більше одного разу. Вирішення завдання може досягатися тим, що утилізацію теплоти виконують послідовно зі зниженням температури від перегрітої пари, насиченої пари, гарячої води середнього і низького потенціалів при рекуперативній теплопередачі і контактному тепломасообміні після рекуперативної теплопередачі. Вирішення завдання може досягатися тим, що газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею з наступною конденсацією доти, доки процес утворення газопарової суміш із продуктів згоряння і перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації частини пари. Вирішення завдання може досягатися тим, що в початковий момент часу здійснюють примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари. Вирішення завдання може досягатися тим, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари частково здійснюють за рахунок теплоти стиснутого повітря. Вирішення завдання може досягатися тим, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари, частково здійснюють за рахунок теплоти пари, стиснутого повітря і продуктів згоряння. Вирішення завдання може досягатися тим, що при утилізації теплоти газопарової суміші, випаровують частину солоної води при змішуванні з газопаровою сумішшю і підвищують її вологовміст. Вирішення завдання може досягатися тим, що при утилізації теплоти газопарової суміші тепло 11 передачею, тепловіддача від газопарової суміші відбувається через більшу площину, ніж тепловіддача до води і її пари. Вирішення завдання може досягатися тим, що при деаерації води її додатково підігрівають теплотою води, яка використовується для утилізації теплоти газопарової суміші. Вирішення завдання може досягатися тим, що після деаерації живильну воду охолоджують водою, яка подається на деаерацію, і з регульованою витратою подають в економайзер котлаутилізатора. Вирішення завдання може досягатися тим, що охолодження вузлів газопаротурбінного двигуна виконують повітрям, парою і їх сумішшю. Вирішення завдання може досягатися тим, що склад охолоджувального середовища призначається з урахуванням температури і матеріалу вузла газопаротурбінного двигуна, а також способу охолодження. Вирішення завдання може досягатися тим, що сепарацію пари і газопарової суміші від крапель забезпечують в наступній технологічній послідовності: відділяють від високо інерційних крапель силами інерції, від низько інерційних крапель силами інерції, турбофорезом та коагуляцією капілярними силами, після чого осаджують скоагульовані краплі силами інерції, а відводять плівку рідини капілярними силами та силами тяжіння. Новизна запропонованого способу полягає в наявності наступних сукупностей нових відмінних ознак: перед подачею вологого повітря в компресор його охолоджують і насичують парами знесоленої води, коли розприскують солону воду в кількості більшій, ніж може випаруватися, у вологому повітрі і потім очищують суміш від сольових включень; розприскують знесолену воду у вологе повітря, охолоджують вологе повітря при стисканні і насичують парами знесоленої води при випарному охолодженні до рівня стійкого горіння палива в обсязі вологого повітря; утворюють нагріту газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари; розширення газопарової суміші здійснюють послідовно двома процесами: в першому процесі енергію при розширенні витрачають на стискання вологого повітря, а у другому процесі енергію при розширенні витрачають на здійснення корисної роботи; утилізують теплоту газопарової суміші, що відпрацювала, з забезпеченням послідовності рекуперативної теплопередачі і контактного тепломасообміну, при цьому перегрівають сепаровану пару, випаровують воду та утворюють вологу пару, нагрівають під тиском живильну пом'якшену воду в кількості більшій, ніж випаровують до температури насичення при відповідному тиску води, після газопарову суміш змішують із охолоджуючою водою, частково конденсують пару, нагрівають охолоджуючу воду, сепарують додатково очищену воду, нагрітою водою підігрівають паливо і використовують її як теплоносій. 93308 12 Крім цього новизна запропонованого способу полягає в наявності ще і додаткових наступних сукупностей нових відмінних ознак: що розприскують солону воду при температурі більшій, ніж температура навколишнього вологого повітря; що розприскують знесолену воду в кількості не більшій, ніж може випаруватися у вологому повітрі, коли його стискають; що розприскують знесолену воду з температурою нижче, ніж температура її насичення при тиску розприскування; що стискають вологе повітря із краплями знесоленої води в компресорі послідовно в різних ступенях і регулюють положення напрямних лопаток деяких ступенів; що подають знесолену воду в первинну зону жарових труб камери згоряння; що перегріта пара одним потоком подається на очищення після якого розподіляється на два потоки; що до подачі пари в первинну зону камери згоряння її рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і при завихрюванні змішують попередньо з повітрям, а потім з паливним газом; що масова витрата пари складає до 160% від масової витрати паливного газу в залежності від максимальної температури згоряння; що до подачі пари у вторинну зону камери згоряння, її рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і периметру кожної жарової труби і після цього змішують з продуктами згоряння вологого повітря і паливного газу; що перед спалюванням підвищують тиск палива і його підігрівають; що при нагріванні палива випаровують рідкі фракції газового конденсату; що послідовні процеси розширення газопарової суміші здійснюють при різних кутових швидкостях її руху, які забезпечують відповідність зниження температури газопарової суміші; що сепарацію насиченої пари здійснюють окремо; що воду, нагріту до температури нижче температури насичення, розділяють на два потоки, один із яких направляють для подальшого утворення пароводяної суміші, сепарації насиченої пари і її перегріву, а другий направляють на потреби систем і пристроїв морського об'єкта; що при випаровуванні частина нагрітої до температури насичення води циркулює більш одного разу; що утилізацію теплоти виконують послідовно зі зниженням температури від перегрітої пари, пароводяної суміші, гарячої води середнього і низького потенціалів при рекуперативній теплопередачі та контактному тепломасообміні після утилізації рекуперативної теплопередачі; що в початковий момент часу газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею з наступною конденсацією доти, доки процес утворення газопарової суміші із продуктів згоряння і 13 перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації частини пари; що в початковий момент часу здійснюють прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари; що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари, частково здійснюють за рахунок теплоти стиснутого повітря; що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари, частково здійснюють за рахунок теплоти пари, стиснутого повітря і продуктів згоряння; що при утилізації теплоти газопарової суміші, випаровують частину солоної води при змішуванні з газопаровою сумішшю і підвищують її вологовміст; що при утилізації теплоти газопарової суміші теплопередачею, тепловіддача від газопарової суміші відбувається через більшу площину, ніж тепловіддача до води і її пари; що при деаерації води її додатково підігрівають теплотою води, яка використовується для утилізації теплоти газопарової суміші; що після деаерації живильну воду охолоджують водою, яка подається на деаерацію, і з регульованою витратою подають в економайзер котлаутилізатора; що охолодження вузлів газопаротурбінного двигуна виконують повітрям, парою і їх сумішшю; що склад охолоджуючого середовища призначається з урахуванням температурних умов і матеріалу вузла газопаротурбінного двигуна, а також способу охолодження, що сепарацію пари і газопарової суміші від крапель забезпечують в наступній технологічній послідовності: відділяють від високо інерційних крапель силами інерції, від низько інерційних крапель - силами інерції, турбофорезом та коагуляцією капілярними силами, після чого осаджують скоагульовані краплі силами інерції, а відводять плівку рідини капілярними силами та силами тяжіння. Сукупність ознак: перед подачею вологого повітря в компресор його охолоджують і насичують парами знесоленої води, коли розприскують солону воду в кількості більшій, ніж може випаруватися, у вологому повітрі і потім очищують суміш від сольових включень; розприскують знесолену воду у вологе повітря, охолоджують вологе повітря при стисканні й насичують парами знесоленої води при випарному охолодженні, до рівня стійкого горіння палива в обсязі вологого повітря; утворюють нагріту газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари; розширення газопарової суміші здійснюють послідовно двома процесами: в першому процесі енергія при розширенні витрачається на стиснення вологого повітря, а в другому процесі енергія при розширенні витрачається на здійснення корисної роботи; 93308 14 утилізують теплоту газопарової суміші, що відпрацювала, з забезпеченням послідовності рекуперативної теплопередачі й контактного тепломасообміну, при цьому перегрівають сепаровану пару, випаровують воду і утворюють пароводяну суміш, нагрівають під тиском живильну пом'якшену воду в кількості більшій, ніж випаровують до температури насичення відповідному тиску води, після газопарову суміш змішують із охолоджувальною водою, частково конденсують пару, нагрівають охолоджувальну воду, сепарують додатково очищену воду, нагрітою водою підігрівають паливо й використовують її як теплоносій відсутні у технічних рішеннях прототипу і аналогів і дозволяють одержати наступні додаткові позитивні ефекти: надійну працездатність контактної газопарової турбінної установки в умовах особливостей складу морського повітря і води при його очищенні і випарному охолодженні; зменшення роботи стискання в компресорі при охолодженні вологого повітря випаром крапель знесоленої рідини з одночасним збільшенням його вологовмісту до рівня стійкого горіння палива; стійкість горіння за рахунок попереднього підігріву палива теплотою газопарової суміші, що відпрацювала; зниження витрати палива і підвищення потужності приводу за рахунок індивідуального регулювання об'єктів турбіна компресора - компресор і турбіна приводу - споживач; надійну утилізацію теплоти при нагріванні, випаровуванні пом'якшеної води за рахунок багаторазової циркуляції і продувки розсолу; використання додаткової знесоленої води для потреб установки і морського об'єкту, його систем, устаткування й екіпажу; використання нагрітої води як теплоносія; підвищити ефективність утилізації за рахунок більш повного використання теплоти газопарової суміші, що відпрацювала, на приготування пари, підігрів і очищення додаткової води, підігрів палива і опалення приміщень морського об'єкту; підвищення концентрації пари води в газопарової суміші, що поліпшує процеси конденсації пари води і сепарації води, що сконденсувалася, при однакових параметрах охолоджувальної води; скорочення втрати дрібнодисперсних фракцій крапель і зниження насичення атмосферного повітря; зменшити кількість переданої теплоти охолоджуючій воді і знизити при цьому її витрату і теплові викиди від охолоджуючої води в навколишнє середовище; зробити знесолення солоної води шляхом випару з наступною конденсацією; дозволить забезпечувати ефективну експлуатацію установки в широкому діапазоні температур навколишнього повітря і морської води. Додаткова сукупність ознак, що розприскують солону воду при температурі більшій, ніж температура навколишнього вологого повітря відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: 15 підвищення початкової температури води сприяє інтенсифікації процесів тепломасообміну при знижених температурах навколишнього повітря, запобігає утворенню льоду і скорочує габарити пристроїв, що її реалізують. Додаткова сукупність ознак, що розприскують знесолену воду в кількості не більшій, ніж може випаруватися у вологому повітрі, коли його стискають, відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: виключається додатковий знос поверхні лопаток компресора краплями води й періодичне занесення води, що накопичилася, у камеру згоряння. Додаткова сукупність ознак, що розприскують знесолену воду з температурою нижче, ніж температура її насичення при тиску розприскування відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: вода не скипає при розприскуванні, що стабілізує процес утворення крапель; краплі нагрітої води швидше випаровуються; утворена пара запобігає забрудненню поверхонь лопаток. Додаткова сукупність ознак, що стискають вологе повітря із краплями знесоленої води в компресорі послідовно в різних ступенях і регулюють положення направляючих лопаток деяких ступенів відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: знизити втрати при обтіканні лопаток компресора при зміні зовнішніх факторів. Додаткова сукупність ознак, що подають знесолену воду в первинну зону жарових труб камери згоряння відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: знижує шкідливі викиди при роботі установки без подачі пари в камеру згоряння; дозволяє використовувати додаткову воду, яка отримана при згорянні вуглеводневого палива в вологому повітрі. Додаткова сукупність ознак, що перегріта пара одним потоком подається на очищення після якого розподіляється на два потоки відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: знижується кількість трубопроводів і запорної арматури; спрощуються способи підігріву і керування системою; знижується забруднення поверхонь камери згоряння, її вузлів і підвищується ресурс їх роботи. Додаткова сукупність ознак, що до подачі пари в первинну зону камери згоряння її рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і при локальному завихрюванні змішують попередньо з повітрям, а потім з паливом відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: поліпшуються умови для зниження шкідливих викидів; 93308 16 зростає стійкість згоряння палива в вологому повітрі; знижуються шкідливі викиди. Додаткова сукупність ознак, що масова витрата пари від масової витрати паливного газу складає до 160% відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: забезпечити задоволення екологічних показників у широкому діапазоні режимів роботи; при зниженні режимів навантаження зменшувати витрати пари до нуля. Додаткова сукупність ознак, що до подачі пари у вторинну зону камери згоряння, її рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння і периметру кожної жарової труби і після цього змішують з продуктами згоряння вологого повітря і паливного газу відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: отримати однорідну газопарову суміш; забезпечити рівномірний розподіл газопарової суміші за камерою згоряння перед турбіною; зменшити витрати повітря на охолодження продуктів згоряння; зменшити роботу на стискання повітря. Додаткова сукупність ознак, що перед спалюванням підвищують тиск палива і підігрівають його відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: попереднє підвищення тиску палива дозволяє забезпечити її автономну експлуатацію на попутних паливах, тиск яких незначний; покращується утворення горючої суміші та випаровування окремих рідких фракцій. Додаткова сукупність ознак, що послідовні процеси розширення газопарової суміші здійснюють із різними кутовими швидкостями їхнього руху відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: підвищення надійності, скорочення витрат на виробництво при використанні відпрацьованих раніше компресорів, камер згоряння та турбін у складі газогенератора і окремих силових турбін; забезпечити надійність експлуатації за рахунок цільового вибору запасу стійкості компресора, ККД компресора, турбіни і установки в цілому при призначених показниках - температури перед турбіною, ступеню підвищення тиску в компресорі, потужності установки. Додаткова сукупність ознак, що сепарацію насиченої пари здійснюють окремо відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: конструктивно виконати сепаратор пари окремо встановленим, що у свою чергу дозволить підвищити компактність розташування пристроїв утилізаційного контуру у машино-котельному відділенні морського об'єкта; розташувати в укритті тільки сепаратор пари, а інші пристрої утилізаційного контуру розмістити на палубі, платформі морського об'єкта. 17 Додаткова сукупність ознак, що воду нагріту до температури нижче температури насичення розділяють на два потоки, один із яких направляють для подальшого утворення пароводяної суміші, сепарації насиченої пари і її перегріву, а інший направляють на потреби систем і пристроїв морського об'єкта відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: більш повно утилізувати теплоту з високим потенціалом водою при підвищеному тиску; частину води при підвищеному тиску і відповідній температурі насичення використати для одержання насиченої пари низького тиску для технологічних потреб морського об'єкта; частину води використати для зниження утворення шкідливих речовин при горінні палива в камері згоряння. Додаткова сукупність ознак, що при випаровуванні частина нагрітої до температури насичення води циркулює більш одного разу відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: використовувати для утилізації теплоти воду з розчиненими солями; послідовно накопичувати в циркулюючій воді солі до відомого рівня; воду з рівнем солевмісту більш дозволенного продувати без зупинки котла-утилізатора і установки в цілому. Додаткова сукупність ознак, що утилізацію теплоти виконують послідовно зі зниженням температури від перегрітої пари, насиченої пари, гарячої води середнього і низького потенціалів при рекуперативній теплопередачі та контактному тепломасообміні після утилізації рекуперативної теплопередачі відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: підвищується рівень використання теплоти, що отримана при згорянні палива; знижуються кількісно теплові викиди в навколишнє повітря і море; знижується абсолютне значення температур газопарової суміші і використаної морської води, які викидаються в навколишнє середовище. Додаткова сукупність ознак, що при нагріванні палива випаровують рідкі фракцій газового конденсату відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: при видобутку і транспортуванні газоподібного палива спалювання фракцій конденсату, що випарувалися, заощаджує природний газ, який може використовуватись більш раціонально в інших галузях промисловості. Додаткова сукупність ознак, що в початковий момент часу газопарову суміш із продуктів згоряння нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею з наступною конденсацією доти, доки процес утворення газопарової суміші з продуктів згоряння і перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації 93308 18 частини пари відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: при пусках установки пару не викидають у навколишнє середовище і зменшують втрати води в циклі; зменшуються об'єми цистерн запасу води; поліпшуються умови компоновки систем на морському об'єкті. Додаткова сукупність ознак, що в початковий момент часу здійснюють прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: запобігають аварійній ситуації, що може трапитися при подачі з парою значної кількості його конденсату в камеру згоряння. Додаткова сукупність ознак, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари частково здійснюють за рахунок теплоти стиснутого повітря відсутня у технічних рішеннях прототипу й аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: зменшує витрати пари при прогріві паропроводу; скорочує термін прогріву паропроводу; скорочує термін підвищення потужності установки. Додаткова сукупність ознак, що в початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари частково здійснюють за рахунок теплоти пари, стиснутого повітря і продуктів згоряння відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: поліпшити умови роботи компресора; скоротити шляхи теплоносіїв при прогріві різних частин паропроводів; підігрівати різні паропроводи різними теплоносіями. Додаткова сукупність ознак, що при утилізації теплоти газопарової суміші випаровують частину солоної води при змішуванні з газопаровою сумішшю і підвищують її вологовміст відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: одержати додаткову знесолену воду; знизити витрати на прокачування морської води через охолоджувач води; забезпечити знесоленою водою екіпаж морського об'єкта. Додаткова сукупність ознак, що при утилізації теплоти газопарової суміші теплопередачею, тепловіддача від газопарової суміші відбувається через більшу площину ніж тепловіддача до води і її пари відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: розвинена поверхня, наприклад, оребрення, зі сторони газопарової суміші, де умови тепловіддачі низькі дає змогу за рахунок підвищеної площі по 19 верхні підвищити інтенсивність тепловіддачі і разом сумарну ефективність теплопередачі; за рахунок підвищеної ефективності теплопередачі зменшити масогабаритні показники котлаутилізатора; за рахунок зменшених масогабаритних показників котла-утилізатора підвищити компактність його розташування в машино-котельному відділенні морського об'єкта. Додаткова сукупність ознак, що при деаерації води її додатково підігрівають теплотою води, яка використовується для утилізації теплоти газопарової суміші відсутня у технічних рішеннях прототипу й аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: підвищити рівень утилізації теплоти і маси газопарової суміші завдяки зниженню температури газопарової суміші при її охолодженні водою температура котрої нижче; зменшити витрати теплоти пари при деаерації, завдяки зменшенню її втрат. Додаткова сукупність ознак: що після деаерації живильну воду охолоджують водою, яка подається на деаерацію, і з регульованою витратою подають в економайзер котла-утилізатора відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: зменшити витрати теплоти на деаерацію води; підвищити рівень використання утилізації теплоти в котлі-утилізаторі за рахунок зниження температури живильної води на вході в економайзер; підтримувати рівень води в сепараторі в заданих межах, контролювати витрати пари до газопарового турбінного двигуна і забезпечити його надійну роботу з заданими техніко-економічними показниками, насамперед ККД і потужністю; регулювати витрати живильної води до котлаутилізатора і забезпечити його надійну роботу без аварійних зупинок. Додаткова сукупність ознак, що охолодження вузлів газопарового турбінного двигуна виконують повітрям, парою і їх сумішшю відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: за рахунок підвищення теплоємності охолоджувача поліпшити температурні умови вузлів газопарового турбінного двигуна; підвищити строк експлуатації контактної газопарової турбінної установки; знизити витрати стиснутого повітря для охолодження і підвищити потужність установки; скласти умови для підвищення ККД і надійної роботи установки при підвищенні температури газопарової суміші за камерою згоряння. Додаткова сукупність ознак, що склад охолоджувача призначається з умов і матеріалу вузла газопарового турбінного двигуна, а також способу охолодження відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: використання охолоджувачів з різними показниками теплоємності дає змогу оптимізувати цей процес і досягнути поліпшених показників контактної газопарової турбінної установки. 93308 20 Додаткова сукупність ознак, що сепарацію пари від крапель забезпечують в наступній технологічній послідовності: відділяють від високо інерційних крапель силами інерції, від низько інерційних крапель - силами інерції, турбофорезом та коагуляцією капілярними силами, після чого осаджують скоагульовані краплі силами інерції, а відводять плівку рідини капілярними силами та силами тяжіння відсутня у технічних рішеннях прототипу та аналогів і дозволяє одержати наступні додаткові позитивні ефекти: підвищити ефективність сеперації краплин води різних розмірів; зменшити викиди знесоленої води і її втрати. На Фіг.1 зображена можлива теплова схема контактної газопарової турбінної установки, що реалізує запропонований спосіб. Установка містить у собі комплексний зрошуваний повітроочисний пристрій 1 і систему впорскування знесоленої води 2, розташовані послідовно на вході в газопаровий турбінний двигун 3, утилізаційні контури теплоти і маси робочого тіла 4 і підігрівачі палива 5, розташовані за газопаровим турбінним двигуном 3. Комплексний зрошуваний повітроочисний пристрій 1 містить у собі форсункову камеру 6 і зрошуваний багатошаровий волокнистий фільтр 7, що розташовані по ходу руху повітря. Форсункова камера 6 водопроводами через водяний фільтр 8 і підігрівач 9 з'єднана з насосом 10 і з приймачем забортної води 11. Шари фільтра 12 установлені похило до потоку повітря, між шарами фільтра є повітряний зазор 13 і нижні кінці шарів вільно випущені в збірник води 14, що через гідравлічний затвор 15 з'єднується із забортним простором. Система упорскування знесоленої води 2 включає насос 16, трубопроводи подачі знесоленої води 17 і форсунки 18. Форсунки 18 розташовані таким чином, щоб забезпечити рівномірне зрошування в окружному напрямку і неравномірне в радіальному напрямку (чим більше радіус, тим менша витрата). Газопаровий турбінний двигун 3 включає компресор 19, камеру згоряння 20, газопарову турбіну 21. Компресор 19 багатоступінчастий з регульованими напрямними апаратами. Камера згоряння 20 включає 22 - жарові труби, 23 - паливні форсунки, 24 - вводи пари енергетичної, 25 - вводи пари екологічної, 26 вводи знесоленої води. Кожна з жарових труб 22 через розподільчі пристрої з'єднана з паропроводами енергетичної і екологічної пари. Паливні форсунки 23 через індивідуальні клапани з'єднуються з трубопроводами паливного газу, знесоленої води і пари. Вводи пари енергетичної 24 розташовуються по периметру жарової труби 22. Через вторинні отвори жарової труби 22 одна сторона вводу пари енергетичної 24 з'єднується з її внутрішнім простором, а друга сторона вводу з'єднується через фільтр з паропроводом. Вводи пари екологічної 25 розташовуються по периметру камери згоряння. Одна сторона вводу пари екологічної 25 через клапан-регулятор з'єднується через фільтр з паропроводом, а друга сторона вводу з форсункою. Вводи знесоленої води 26 розташовуються також по периметру камери згоряння. Одна сторона вводу знесоленої води 26 через клапан 21 регулятор з'єднується через фільтр з водопроводом, а друга сторона вводу з форсункою. Газопарова турбіна 21 включає один або кілька каскадів тиску, кількість яких визначається особливостями приводного об'єкта і конструктивної схеми газопарового турбінного двигуна 3. Каскади тиску газопарової турбіни 21 можуть мати механічний і газодинамічний зв'язок або тільки газодинамічний зв'язок. Утилізаційні контури теплоти й маси робочого тіла 4 включають котел-утилізатор паровий 27, окремо розташований сепаратор насиченої пари 28, систему конденсатно-живильну 29, підігрівачі солоної і знесоленої води 30, 31, багатоступінчастий конденсатор 32, систему охолодження конденсату 33, систему підживлення конденсату 34. Котел-утилізатор паровий 27 включає пароперегрівач 35, випарник 36 і економайзер 37, які виконані з пакетів теплопередаючих труб на зовнішній поверхні котрих є спіральне оребрення. Виходом пароперегрівач 35 паралельно з'єднується через паропроводи з фільтром пари і багатоступінчастим конденсатором 32, а входом - з паровою порожниною окремо розташованого сепаратора насиченої пари 28. Вхід випарника 36 через циркуляційний насос 38 з'єднується з водяною порожниною окремо розташованого сепаратора насиченої пари 28, а виходом - з його паровою порожниною. Вхід економайзера 37 з'єднується з системою конденсатно-живильною 29, а вихід з окремо розташованим сепаратором насиченої пари 28 і водопроводом гарячої води морського об'єкта. Система конденсатно-живильна 29 включає фільтр-освітлювач 39, підігрівач живильної води 40, деаератор 41, живильний насос 42, регулятор живильної води 43, розширювач безперервної продувки 44, розширювач періодичної продувки 45 і збірник продуктів регенерації 46. Система конденсатно-живильна 29 через фільтр-освітлювач 39 з'єднується з насосом живлення деаератора 47 і системою охолодження конденсату 33, через регулятор живильної води 43 - з входом економайзера 37 котла- утилізатора парового 27, а через, розширювачі безперервної і періодичної продувки 44, 45 - з окремо розташованим сепаратором насиченої пари 28. Фільтр-освітлювач 39, підігрівач живильної води 40, деаератор 41, живильний насос 42, регулятор живильної води 43 розташовані послідовно за рухом живильної води. Підігрівачі солоної і знесоленої води 30, 31 розташовані за котлом-утилізатором паровим 27 і водопроводами відповідно з'єднуються з комплексним зрошуваним повітроочисним пристроєм 1 і системою впорскування знесоленої води 2. Багатоступінчастий конденсатор 32 включає розприскувачі 48 і 49, відповідно приєднані до трубопроводів солоної й знесоленої води комплексного зрошуваного повітроочисного пристрою 1 і системи впорскування знесоленої води 2; насадки 50; сепаратори 51, 52; збірники води 53 і 54 відповідно через гідравлічні затвори 55 і 56 з'єднані з підігрівником палива 5. Система охолодження конденсату 33 включає декарбонізатор 57, збірник конденсату 58, цирку 93308 22 ляційний насос 59, охолоджувач води 60, які послідовно з'єднані водопроводом з розприскувач 49 знесоленої води багатоступінчастого конденсатора 32. Система підживлення конденсату 34 включає вакуумний випарник 61, пристрої знесолення 62 і очищення води 63. Вакуумний випарник 61 з'єднується з підігрівачами солоної води 30 і через багатоходовий клапан 64 з 9, збірником конденсату 58 і з забортним простором. Пристрій знесолення 62 приєднаний до трубопроводів солоної води комплексного зрошуваного повітроочисного пристрою 1 і збірника продуктів регенерації 46. Пристрій очищення води 63 приєднаний до трубопроводів знесоленої води системи впорскування знесоленої води 2 і системи охолодження конденсату 33. Обидва пристрої з'єднані з збірником конденсату 58. Підігрівачі палива 5 включають першу 65 і другу 66 ступені нагріву і відповідно з'єднані крім багатоступінчастого конденсатора 32 з підігрівачами солоної і знесоленої води 30, 31, а також із забортним простором і збірником конденсату 58. Перед першим ступенем нагріву палива 65 розташований сепаратор 67, через який паливна система газопарового турбінного двигуна 3 з'єднана з паливним газопроводом. Робота контактної газопарової турбінної установки здійснюється в такий спосіб. Атмосферне повітря із частками солі і краплями солоної води потрапляє у форсуночну камеру 6 комплексного зрошуваного повітроочисного пристрою 1. В форсуночній камері 6 частково сухі частки солі і дрібні краплі з'єднують із краплями солоної води від форсунок камери 6 і утворюють краплі великих розмірів. Одночасно при контакті вологого повітря із краплями здійснюють процес насичення повітря парою води, яка по хімічному складу близька до пари знесоленої води. У результаті підвищують вологовміст вологого повітря, а його температуру, залежно від співвідношення початкових температур повітря і води, підвищують або знижують. Підвищують температуру вологого повітря, коли температура води більше, ніж температура повітря, а знижують, коли менша. У цих випадках воду у форсуночну камеру 6 подають після того, як її підігрівають відповідно в підігрівачах солоної води 30 або 9, або системах морського об'єкту, або без підігріву від приймача забортної води 11. Краплі солоної води великих розмірів направляють на зрошувані волокнисті шари фільтра 12, які відокремлюють краплі води з вологого повітря і відводять солону воду в збірник води 14, звідки ця вода через гідравлічний затвор 15 зливається за борт морського об'єкта. У зрошуваному волокнистому фільтрі 7 по можливості додатково насичують вологе повітря знесоленими парами води. В очищене від сольових часток і насичене парами знесоленої води вологе повітря розприскують дрібнодисперсну знесолену воду від системи впорскування знесоленої води 2. Розприскують знесолену воду в кількості не більшій, ніж може випаруватися у вологому повітрі, коли його стискають і з температурою нижче, ніж температура її насичення при тиску розприскування. 23 Суміш вологого повітря і краплин знесоленої води подають на вхід у газопаровий турбінний двигун 3. Стискають вологе повітря із краплями знесоленої води в компресорі 19 послідовно в різних ступенях і регулюють положення напрямних лопаток деяких ступенів. При стисканні в компресорі 19 температуру вологого повітря підвищують, краплі знесоленої води випаровують і вологовміст повітря збільшують. При цьому процес стискування в компресорі 19 наближають до ізотермічного і зменшують роботу стискування. Вологе стиснене повітря направляють у камеру згоряння 20, де його частково змішують із водяною парою, або краплями знесоленої води і підігрітим вуглеводневим паливом до рівня стійкого горіння палива в обсязі вологого повітря. Перед спалюванням тиск палива підвищують, його сепарують і підігрівають в підігрівачі палива 5. При нагріванні палива випаровують рідкі фракції газового конденсату. Утворену суміш спалюють і охолоджують продукти згоряння парою. При спалюванні підвищують вологовміст газопарової суміші (суміші продуктів згоряння і водяної пари) при хімічній реакції взаємодії водню палива з киснем повітря і змішуванні з парою. Газопарову суміш за камерою згоряння 20 спрямовують у газопарову турбіну 21, де її розширюють послідовно двома процесами: в першому процесі енергія при розширенні витрачається на стискання вологого повітря, а в другому процесі енергія при розширенні витрачається на здійснення корисної роботи. Послідовні процеси розширення газопарової суміші здійснюють із-за експлуатаційної доцільності з різними або однаковими кутовими швидкостями їхнього руху, знижують її температуру, а з суміші, що відпрацювала, утилізують теплоту і масу чергуванням рекуперативної теплопередачі та контактного тепломасообміну. Охолодження вузлів газопаротурбінного двигуна виконують повітрям, парою і їх сумішшю. Склад охолоджуваючого середовища призначається з урахуванням температурних умов і матеріалу вузла газопаровий турбінний двигуна, а також способу охолодження. При утилізації теплоти газопарової суміші теплопередачею, тепловіддача від газопарової суміші відбувається через більшу площину, ніж тепловіддача до води і її пари. Утилізацію теплоти виконують послідовно зі зниженням температури від перегрітої пари, пароводяної суміші, гарячої води середнього й низького потенціалів при рекуперативній теплопередачі в котлі-утилізаторі 27, підігрівачах солоної і знесоленої води 31, 30 й контактному тепломасообміні в контактному конденсаторі 32 після утилізації рекуперативної теплопередачі. Для цього її направляють у котел-утилізатор 27. В котлі-утилізаторі 27 перегрівають сепаровану пару, випаровують воду й утворюють вологу пару, нагрівають під тиском живильну зм'якшену воду в кількості більшій, ніж випаровують до температури насичення при відповідному тиску води. Сепарацію пароводяної суміші здійснюють окремо за рахунок сил інерції та турбофорезу в окремо розташованому сепараторі насиченої пари 28. Воду нагріту в економайзері 37 до температури нижче 93308 24 температури насичення розділяють на два потоки, один із яких направляють для подальшого утворення пароводяної суміші, сепарації насиченої пари і її перегріву, а інший направляють на потреби систем і пристроїв морського об'єкта. При випаровуванні в випарнику 36 частина нагрітої до температури насичення води циркулює більш одного разу. В початковий момент часу газопарову суміш із продуктів згоряння, нагрітого палива у вологому повітрі і перегрітої водяної пари утворюють після розширення продуктів згоряння у газопаровій турбіні 21 і утилізації їхньої теплоти рекуперативною теплопередачею в котлі-утилізаторі 27, підігрівачах знесоленої і солоної води 31, 30 з наступною конденсацією в контактному конденсаторі 32 доти, доки процес утворення газопарової суміш із продуктів згоряння і перегрітої водяної пари здійснюється без самовільної конденсації частини пари за пароперегрівачем 35. Для цього в початковий момент часу здійснюють прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари. В початковий момент часу примусовий прогрів паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої водяної пари частково здійснюють за рахунок теплоти стиснутого повітря. Для скорочення часу примусового прогріву паропроводів до температури, яка запобігає самовільній конденсації частини перегрітої пари, прогрівання частково здійснюють за рахунок теплоти пари, стиснутого повітря і продуктів згоряння. Перегріту пару одним потоком подають на очищення після якого розподіляють на два потоки і подають через вводи екологічної пари 25 і енергетичної пари 24 до камери згоряння 20. Перший потік екологічної пари, до подачі в первинну зону камери згоряння 20, равномірно розподіляють по периметру камери згоряння 20 і через вводи пари екологічної 25 форсунки 23 при локальному завихрюванні змішують попередньо з повітрям, а потім з паливом. Другий потік енергетичної пари, до подачі у вторинну зону камери згоряння 20 через вводи пари енергетичної 24, рівномірно розподіляють по периметру камери згоряння 20 і кожної жарової труби 22 і після цього змішують з продуктами згоряння вологого повітря і паливного газу. Масова витрата пари від масової витрати паливного газу складає до 160%. З котла-утилізатора 27 газопарову суміш спрямовують до підігрівачів солоної і знесоленої води 30, 31. В цих підігрівачах, як у рекуперативних теплообмінниках, за рахунок теплоти газопарової суміші за її ходом нагрівають воду для внутрішніх потреб морського об'єкта, а потім - забортну воду для опріснювальної вакуумної установки 61. Після рекуперативного теплообмінника газопарову суміш направляють у перший ступінь контактного конденсатора 32. У першому ступені газопарову суміш охолоджують морською водою, яку розприскують розприскувачем 48 на насадку 50, до стану близького до насичення. Теплоту газопарової суміші використовують для неповного випару солоної води й насичують цю суміш парами води без утримання солей. При цьому частина оксидів хімі 25 чно активних речовин взаємодіє з розсолом й утворює у ньому водяні розчини, які видаляють через збірник води 53 і гідравлічний затвор 55, другий ступінь підігрівача палива 66 й далі за борт. Газопарову суміш після сепарації крапель в сепараторі 51 першого ступеня контактного конденсатора 32 направляють у другий ступінь контактного конденсатора 32. У другому степені контактного конденсатора 32 газопарову суміш змішують із попередньо охолодженою знесоленою водою, яку розприскують розприскувачем 49 на тепломасообміну насадку 50 і здійснюють конденсацію частини пари. Насичену газопарову суміш після сепарації крапель в сепараторі 52 другого ступеня контактного конденсатора 32 направляють в навколишнє середовище. Охолоджують знесолену воду в рекуперативному охолоджувачі 60 забортною водою. Нагріту воду і конденсат із збірника води 54 крізь гідравлічний затвор 56, перший ступінь підігрівача палива 65 по трубопроводах подачі знесоленої води 17 направляють у систему впорскування знесоленої води 2, компресор 19, камеру згоряння 20, газопарову турбіну 21, котелутилізатор 27, а через декарбонізатор 57 в збірник конденсату 58. Охолоджують знесолену воду, що подають в охолоджувач води 60 насосом 59 зі збірника конденсату 58, забортною водою. Зі збірника конденсату 58 знесолену воду насосом 47 подають в систему конденсатноживильну 29 для живлення водою котлаутилізатора 27. Воду очищують в фільтріосвітлювачі 39, підігрівають в підігрівачі живильної води 40, позбавляють розчинених газів в деаераторі 41. При деаерації води її додатково підігрівають теплотою води, яка використовується для утилізації теплоти газопарової суміші. Після деаерації живильну воду живильним насосом 42 пода 93308 26 ють в підігрівач живильної води 40, де охолоджують водою, яка подається на деаерацію, і з регульованою витратою регулятором живильної води 43 подають в економайзер котла-утилізатора 27. Запропонований спосіб утилізації теплоти в газопаровій турбінній установці моделювався фізично і чисельно, а окремі послідовності робочих процесів як натурні. Результати моделювання при випробуваннях і розрахунках показників газопарових турбінних установок з утилізацією теплоти і маси робочого тіла та аналогічні показники установки КГПТУ-16, що є приводом газоперекачувальної установки ГПУ-16К і експлуатується на газокомпресорній станції «Ставищенська», наведені на Фіг.2, 3, 4, 5. ККД установки ГПУ-16К при температурі газопарової суміші за камерою згоряння 1358К дорівнює 42%. Порівняння представлених даних показує, що використання способу, що заявляється, дозволить отримати ККД КГПТУ близький до 50%. Освоєння КГПТУ з ККД 50% потребує додержання наступних процесів: згоряння при температурі газопарової суміші на рівні 1673К, ступеню підвищення тиску в компресорі 25-35 з вприскуванням води на вході і забезпеченням пароповітряного охолодження гарячих частин установки. Влітку, коли температура навколишнього повітря збільшується до 30°С і вище, завдяки попередньому охолодженню повітря і розприскуванню знесоленої води перед компресором потужність установки не зменшується, а температура газопарової суміші на виході установки не перевищує 45°С при температурі морської води не більш 25°С. Наведені результати свідчать, що запропоноване технічне рішення ефективніше ніж у прототипі і аналогах. 27 93308 28 29 93308 30 31 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 93308 Підписне 32 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601