CS225796B1 - Paralelní zapojení dvou expanzních turbín - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení dvou expanzních turbín, které jsou brzděny dotlačujícími kompresory v procesu zkapalnování a nízkoteplotního dělení plynů.

V zařízení na nízkoteplotní dělení plynů ae jako zdroj ohledu používají expanzní turbíny, které jsou brzděny dotlačujícími kompresory na společném hřídeli. U jednoho zařízení se používají většinou dvě tato soustrojí, z nichž jedno slouží jako rezerva, zatímco druhá expanzní turbína s dotlačujícím kompresorem pracuje. Podle dosavadních známých zapojení těchto soustrojí v procesu jsou potrubí za výtlakem kompresorů spojena. V příslušném výměníku tepla je jediná společná teplosměnná sekoe a před vstupem do expanzních turbín je potrubí opět rozděleno na vstupní hrdla obou turbín.

Toto zapojení má však vážnou nevýhodu. Neumožňuje totiž současný běh obou soustrojí, neboť z hlediska jejich ochran a regulace je nutné před spuštěním jedné turbíny druhou odstavit. Jsou též možná řešení, při kterých je na cestě každého toku z kompresoru do expanzní turbíny samostatný teplosměnný aparát, tj. výtržník tepla. Tato zapojení jsou však velmi náročná na instalaci teplosmšnné výměnné plochy.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny paralelním zapojením dvou expanzních turbín brzděných dotlačujícími kompresory v zařízení na nízkoteplotní dělení plynů, které je charakterizováno tím, že výstupní hrdla obou kompresorů jsou propojena se vstupními hrdly příslušnýoh expanzních turbín samostatnými potrubími přes samostatné sekce výměníku tepla a

225 796

225 796 před tímto výměníkem i za ním jsou tato potrubí vzájemně propojena a uzavřena a oddělena armaturami.

Hlavní výhoda zapojení expanzníoh turbín podle vynálezu spočívá v tom, že je možné pro obě turbíny oddělit od sebe prostory mezi výstupními hrdly kompresoru a vstupními hrdly do expanzních turbín. To umožňuje jejioh paralelní ohod bez nutnosti instalace dalšího výměníku tepla.

Příkladné řešení zapojení expanzníoh turbín je zřejmé z výkresu, kde je zjednodušená část technologického schéma zařízení na dělení vzduchu.

Zařízení je vybaveno dvěma expanzními turbínami X, £, které jsou brzděny kompresory X, 2. Vzduch o tlaku 1,0 MPa zbavený vody a C0₂ vstupuje do zařízení potrubím 13. Potrubí 13 se větví na dvě větve 17. 16 do každého z kompresorů 1_, 2* V těohto dotlačujících kompresorech χ, 2 se vzduch dále komprimuje na tlak 1,3 MPa· Výstup kompresoru χ je propojen potrubím 19 přes armaturu 31 a vodním doohlazovačem χ, se vodou přiváděnou potrubím 22 a vystupující potrubím 22 ochlazuje na teplotu 30 °C. Dále je potrubím 20 spojen přes první samostatnou sekci 32 výměníku 2 ^spla a potrubí 25 se vstupním hrdlem expanzní turbíny !♦ Ve výměníku 2 ³⁰ vzduch ochlazuje protiproudně vystupujícím dusíkem, který je do výměníku 2 přiváděn potrubím 6 a z něj odváděn potrubím χ, na teplotu potřebnou pro optimální práci turbíny 2* ^Na potrubí 22 je uzavírací ventil 28. Kompresor 2 je propojen se vstupem do expanzní turbíny £, která je s ním na společném hřídeli, potrubími 18. 21. 2£ přes vodní doohlazovač 10 a druhou samostatnou sekci 33 výměníku 2· potrubí 18 je armatura 30 a na potrubí 24 armatura 29. V expanzních turbínách χ, £ vzduch expanduje na tlak 0,14 MPa a získaná práce je přímo využívána dotlačujícími kompresory χ, 2,. Výstupy 14. 15 vzduehu jsou vedeny dále do zařízení 8 na dělení vzduchu ke zkapalňování a dělení. Jednotlivé potrubní prostory mezi kompresory χ, 2 a expanzními turbínami χ, £ jsou vzájemně propojeny před výměníkem 2 potrubím 11 s armaturou 12 a za výměníkem 2 potrubím 26 s armaturou 27. Je-li v provozu příkladně expanzní turbína χ s kompresorem X, jsou uzavřeny armatury 30 a 29. zatímco armatury 12. χχ, 28, 27 jsou otevřené. Je tak využito plně teplosměnné ploohy obou sekcí výměníku 2 i vodních podchlazovačů χ, 10. Při uvádění do provozu expanzní turbíny £ brzděné kompresorem 2 se nejprve uzavřou armatury 27 a 12. načež jsou otevřeny armatury 19 a 29. Obě expanzní turbíny χ, 2 tak mohou pracovat nezávisle. Podle jiného příkladného provedení je možné potrubí 11 provést až za vodními podchlazovači 10. χ.

Propojeni expanzníoh turbín podle vynálezu umožňuje v zařízení na nízkoteplotní dělení vzduchu optimálním způsobem provozovat dvě expanzní turbíny a přitom odpadá nutnost instalace nákladného výměníku tepla.

Claims (1)

1. Paralelní zapojení dvou expanzníoh turbín brzděných dotlačovaoími kompresory v zařízení na nízkoteplotní dělení plynů, vyznačující se tím, že výtlačná hrdla obou kompresorů (1, 2) jsou propojena se vstupními hrdly příslušnýoh expanzníoh turbín (3, 4) samostatnými potrubími přes samostatná sekce výměníku (5) tepla, přičemž před i za výměníkem (5)

   225 796 tepla jsou potrubí propojena vzájemně potrubími (26, 11) s armaturami (27, 12),

   1 výkres

   22S 796

   Vytiskly Moravské tiskařské závody provoz 12, Leninova 21, Olomouc