2.2.3, Утилізаційні підігрівачі води

Застосування систем утилізаційного теплопостачання, що працюють за рахунок вихлопної теплоти, — один з можливих напрямків підвищення ефективності експлуатації газотурбінних установок, причому без значних капітальних витрат і витрат на НИР і ДКР [45]. Утилізованна теплота може бути використана для опалення виробничих будівель, гарячого водопостачання проммайданчика, прилеглих житлових селищ, розвитку тепличних господарств і т.п.Дані по теплоспоживанюя проммайданчиків газокомпресорних станцій з різними типами газотурбінних газоперекачуючих агрегатів (розрахункова температура -30 ° С, третій кліматичний район).Технічні характеристики газотурбінних газоперекачуючих агрегатовів, за якими можна судити про тепловий потенціал вихлопних газів ГТУ, представлена ​​в табл. 6.7 [45].Проектні технічні характеристики теплоутилізаційних установок ряду приводних ГТУ наведені в табл. 6.8.

Табл. 1.7 Технічні характеристики газотурбінних газоперекачуючих агрегатів

	Тип газоперекачуючого агрегату
Параметри	ГТН-6	ГПА-Ц-6,3	ГПУ-10	ГТК-10-4	ГПА-Ц 16	ГТН-16	ГТН-25	ГТК10И
Потужність номінальна , кВт	6300	6300	10000	10000	16000	16000	25000	10000
КПД,%	24	22,5	26,5	29	27,5	29	28	25
Витрати топливного газу,млн м3/добу	0,066	0,075	0,1	0,087	0,15	0,14	0,21	0,1
Температура вихлопних газів, :при tн.возд=40,	326	218	222	352	270	338	251	513
при tн.возд=15,	430	321	324	510	370	430	383	513
Витрати вихлопних газів,кг/с:	55,5	72,5	101,5	87,8	127	108,8	187	43,47
при tн.возд=40,
при tн.возд=15,	45	63	88	81,1	103,1	89	172	43,47
Габарити вихлопного газохода,м	1,28* 1,81	2,4*3,0	3,05*2,03	1,88*4,88	2,4*3,0	1,50*3,54	2,38*3,18	1,84*2,80

Табл. 1.8 Технічні характеристики утилізаційних установок газотурбінних газоперекачуючих агрегатів при номинальній потужності і температурі зовнішнього повітря—40

	Тип газоперекачуючого агрегату
Параметри	ГТК-10	ГТН-6	ГТ-6-750	ГТ-750-6	ГПА-Ц- 6,3	ГПА-10	ГТН-16	ГТН-25 НЗЛ
Число теплообмінників на агрегаті	2	1	1	2	1	1	1	1
Число модулів в одному апараті	4	4	4	2	6	4	8	4
Теплова потужність одного апарату,ГДж/ч	8,4	20,0	16,3	3,7	13.6	7,3	39.6	16,75
Температура води,	150..170	150…170	150..170	150…70	150…70	150…70	150…70	95…70
Максимальний аеро-динамічний опір,Па	588	940	833	930	540	784	617	490
Діапазон регулювання,%	28	70	100	100	нема	нема	100	100
Економія топлива за опалювальний сезон,т у. т	820	2100	2140	342	1580	1027	4290	1710
Габарити,мм Довжина	2295	4230	9170	4728	4590	3870	4320	6040
Ширина	570	3608	4376	1660	3520	3340	570	4230
Висота	6000	2100	4108	1600	1920	1770	7615	1600
Маса,кг	3697	5850	9440	2265	6460	5860	8600	7300

Зіставлення даних табл. 6.7 — 6.8 показує, що теплота вихлопних газів ГТУ дуже значна і може задовольнити не тільки теплофікаційні потреби проммайданчиків, але і практично будь-які інші. Обмеженням тут стає віддаленість газотранспортних об'єктів від великих споживачів теплоти.У системах утилізаційного теплопостачання в якості основного теплоносія використовується вода. У північних районах для підвищення надійності можуть застосовуватися антифризи. Живильна вода, використовувана для заповнення систем, повинна задовольняти вимогам СН—350—66 і наступним нормам якості [46]: жорсткість загальна —0,03 мг—екв / л; розчинений кисень—0,03 ... 0,1 мг / л; вміст заліза —0,2 мг / л; вміст масла — 3 ... 5 мг / л.До складу теплоутилізаційних установки окрім власне утилізатора (модуля) —зазвичай трубчастого теплообмінника з гладкими або оребреними трубками — може входити комплекс додаткового обладнання: шибери по продуктам згоряння до і після утилізаторів; арматура по воді - відключаюча, дренажна , запірна; запобіжно—скидний клапан; контрольно—вимірювальні прилади для визначення тиску і температури води на вході і виході утилізатора; патрубки відведення і підведення продуктів згоряння; обвідний (байпасний) газохід; опорна конструкція. Зовнішні трубопроводи і арматура повинні бути теплоізольовані.Для підвищення надійності експлуатації (зокрема для зв'язку з системою управління ГТУ і погодженого з нею управління) теплоутилізаційна установка може оснащуватися системою автоматичного управління.. Така схема забезпечує раціональне протікання процесів в утилізаторі при особливих режимах роботи ГТУ

Мал. 6.13Компоновка теплоутилізаційних установок газоперекачуючих аг­регатів з газотурбінним приводом.

а — ГТК-10, б — ГТН-6, в — ГТ-6-750, г — ГТ-750-6, д — ГПА-4-6,3, е — ГПА-10, ж — ГТН-16,з — ГТН-25, і — ГТК-10І

Варіанти компоновок теплоутилізаційних установок газоперекачувальних агрегатів з газотурбінним приводом показані на рис. 6.34 (стрілками показано напрямок руху гріючих продуктів згорання). Відзначимо характерні особливості цих варіантів. Ряд установок (ГТК-10, ГТ-6-750, ГТН-16, ГТН-25, ГТК-10И) виконаний

у вигляді блоків, що спираються на власні опори (див. ріс.6.13, а, в, ж, з, і). Інші спираються на газоходи — продовження вихлопних патрубків ГТУ (див. мал.6.13 б, г, д, е). Є приклади з явно вираженими обвідними (байпасні) газоходами (у ГТ-6-750 і ГТК-10І, див. рис. 6.34, в, і). У решті байпаси вбудовані.Модулі встановлюються або вертикально (по фронту набігаючого потоку продуктів згоряння), як у ГТК-10, ГТ-6-750, ГТН-16, ГТН-25 (див. ріс.6.13, а, в, ж, з), або горизонтально (інші варіанти). Останні використовують самотягу, що зменшує аеродинамічний опір газового тракту. Модулі запитані по потоку продуктів згоряння як послідовно, так і паралельно.У всіх варіантах модулі виконані у вигляді блоків, вставлених по напрямних в осередку теплоутилізаційних установок. Типова конструкція модуля має зварний листової корпус з фланцем для кріплення в комірці і перегородками для підтримки трубного пучка; вхідну і вихідну водяні камери з фланцями для приєднання та вкінці водяних трубопроводів; патрубок дренажу по воді; патрубок для випуску повітря при заповненні водою; систему роликів для полегшення вставки модуля в клітинку і виймання з неї. Трубні пучки, як правило, багатоходові по воді, виконуються у вигляді змієвиків (зокрема, з U-подібними трубками) або мають плаваючі поворотні камери; такі рішення знімають проблему термічних переміщень трубного пучка відносно корпуса.

Мал. 1.14. Секція теплоутилізаційн­ого модуля для ГПА-Ц-16. 1 вхідна водяна камера, 2 — вихідна водяна камера, 3 — кор­пус, 4 — трубний пучок із змієвикових труб