JPS5870010A - ガスパイプラインの圧縮装置の廃熱利用プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスモータ又はガスタービンによって駆動され
る圧縮機を用いたガス圧縮設備の外部にある熱消費設備
にガスパイプラインの圧縮装置の廃熱金利用するグラン
ドに関する。圧縮装置は低圧及び高圧ガス７４１１９１
７間に設けられる。

天然ガス及びその他のガスは大きな直径のノｆイブライ
ンで高圧下で製造地ρ・ら消費地に送られる。

パイグラインの途中には、ガス圧力及び移送速度を維持
するためにｌＯＱｊｃｍから２００ｋｌｌ毎に圧動装置
が配置される。

このような圧縮装置において、単座損失に起因ｊ６ガス
圧力の低下がピストン圧縮機又はターメ圧縮機によって
補充される。従って、・ヤイ！ライン中を比較的小さい
比容積で移送することができる。圧縮装置の圧縮機は普
通／９イグラインから取シ出したガスによって作動され
るガスモータ又はガスタービンによって駆動される。

最近、ガス移送・譬イ／ラインは数千―の長さに及ぶよ
うになっている。従って、多くの圧縮装置が必要となシ
、かな）大きなエネルゼーが消費されている。このよう
にして浪＊されるガスの量は・ヤイ！ライン中を移送さ
れるガス量中に大きな割合を占めて匹る。

ガス移送効率ｔ−篩めるために、圧縮機を駆動するター
ビンから排出する高温ガスを熱利用スチームメイラ−用
のスチームを生ぜしめるために使用するシステムが発展
している。このようにして傅九スチームによって、スチ
ームタービンが駆動され、さらにそれによって圧縮機が
駆動される。このようなシステムによって、圧縮装置で
使用されるガス量ｔ−２（ｌから３０％低下させること
ができる。

圧縮装置の熱力学的効率は、タービンの高温排出ガスば
かシでなく、圧縮によって生じる熱を利用することがで
きれば、よシ改良されることができる。即ち、圧縮行程
においてガスの温度が上昇することはよく知られたこと
である。しかしながら、ツヤイブライン中の温度が尚い
ほど、ガス容積が大きくなってパイプロスが増大する。

この岬的のために、空気−ガスの熱交換装置が使用され
る。このような熱交換装置、・ヤイ！及び導管は冷却す
べきガスが高圧であるために手の込んだ高価なものであ
る。・譬イゾの価格を低下させるために、ガス冷却装置
は普通圧ｋｉ機近くに配置され、このために、ファンや
同等物を使用して送風する空気作動型冷却装置を使用す
ることが必要となっている。

圧縮ｆ１に’ｉ出たガスから引き出されたガスの熱量は
圧縮機によって消費された熱量に等しい。従来用いられ
るシステムにおいては、この熱エネルイーは小さい割合
でしか利用されていなかった。即ち、圧縮サイクルの効
率は圧縮機にスチームタービンを使用して、このスチー
ムタービンへの供給水を予熱するととＫよって高められ
ることである。

本発明の目的は従来技術の欠点を解決し、ガスノやイブ
ラインにおける圧縮装置の熱カ字的効率を改良する仁と
にある拳この目的の次めに、移送すべきガスを冷却する
ばかシでなく取９出された熱エネルギーを例えば圧縮機
サイクルの外部の熱消費設備に有効に利用するｆ５ント
が提供される。

本発明によるプラントは、圧＊＊によって圧動され且つ
圧縮によって昇温したガスを冷却するために液体、より
好ましくは水音用いた熱交換装置ｌｉを具備することｔ
−％像とする。この熱交換装ａ１は圧縮装置即ち圧縮サ
イクルの外部にある熱消費＃＆儂に独立な循環ポングを
有する液体＄ｆ′ｆｒ介して快“続される。

しかしながら、このシステムに紘２つの制限がある。ノ
譬イブライン中を移送されるガスは、熱消費設備が熱エ
ネルギーを不要とするときにも、圧＃後に常に冷却され
ねばならな鱒、一方、圧に徐から取シ出される熱量が十
分でないか又は圧縮後が作用していないときにも、熱消
費設備に熱を供給することができることが望ましい。

・　第１の問題については、熱交換装置の液体導管に閉
鎖型空冷塔が接続され、空冷塔には空気ドラフトを調節
するためのルーバー型課形弁が設けられる。

Ｍ２の間噛点については、ガスモータ又はガスタービン
の排出ガスによって熱せられる第２熱交換装置が主熱交
換装置と直列に設けられる。他の実施例においては、ガ
スモータ又はガスタービンの排出ガス及び／又はガスパ
、イ２２インからのガスによって熱せられる一イラーが
設けられる。スチームによって、主熱交換装置の液体回
路に直列に接続された第３熱交換装置が熱せられる。

さらに、スチーＡ♂イシーで発生したスチームは主圧縮
機と１列に接続された第２ガス圧ｍａｔ駆動するスチー
ムタービンに使用される。

スチームタービンの排出スチームヲ凝縮するために１凌
＃機と第２の閉鎖型空冷塔が設けられる。　　−との！
Ｉ２空冷塔の冷却装置は主窒冷塔内に取シ付けられ、従
って１つの空冷塔があればよいことになる。システムの
全熱交換装置は主熱交換装置と直列に接続され、効率が
高められる。

以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

尚１、同一の要素は同一の記号を付して示す。

第１図は本発明によるガスノ臂イ！ラインの圧縮装置の
廃熱利用プラントのＭ１実施例を示し、記号ｌは圧ｍ装
置に入る低圧ガスノ臂イデラインを示し、９は圧縮装置
から出た高圧がスノ臂イ！ラインを示す、パイプライン
ｌと９との間にガスタービン３によって駆動される圧縮
機２が配置される。

ガスモータ又はガスタービン３を作動させるガスはパイ
プ４を経てガスノ９イグラインｌからもたらされる。ガ
スタービン３の排出ガスは排出パイプ５を通って排出さ
れる。

圧縮機２ｔ−通って高圧となったガスはａＫｌの又は主
の熱交換装置７を有する出ロノｆイア”６′ｔ−触１ガ
スノやイブライン９に導入される。熱交換装置１７は、
周知の空気によってではなく、液体、よプ好ましくは水
又は不凍液を用いて冷却される。熱交換装置の液体は導
’１８から入ってもう一方の導管１０から出る。これら
の導管８．１０に図中に矩形で示す熱消費設備１２が接
続される。熱交換装置７の液体循環路に循環Ｉング１１
が設けられる。

熱交換装置１７の冷却循環路に閉鎖型空冷塔１４が４ｕ
）付けられ、空冷塔１４は空気によって冷却される閉鎖
型熱交換装ｆｌｔｘｓ２有し、課形弁ルーダ−１７が取
如付けられる。冷却されるべき液体は導管１３ｔ−経て
空冷塔１４に入シ、導管１６を通ってそこから出る。

図に余す空冷塔は自然ドラフトで作動される。

ファンや同等物を用いて強制ドラフトする空冷塔が採用
できることは明らかである。

次に作動について説明する。ｉ４イグ２インｌからの低
圧ガスは／４’イブ４を通るガスを導入したガスタービ
ン３によって駆動される圧縮機２に供給される。圧ｌｌ
ｉＩ機２における圧縮ははｌよ断熱変化なので、ガスは
高温尚圧となって出口ＡＩイブ６に入りてくる。為温と
なっているために、ガスの答積も又増大する。ガス移送
の大きなエネルプーロスを防止するために、／？イグラ
イン９に入るまえに冷却されなければならない。ガスは
導管８から入ってきた水又は不凍液のような液体で冷却
された熱交換装置に通され、温められた水又り液体は導
管ｌＯから出てゆく。それから、温められた液体はポン
プｌｌに押されて圧動装置付近に限足されることのない
熱消費設備１２に送られ、公衆施設又は工業施設又は農
業施設等の地域加熱システムに適用されることができる
。熱交換装置７の寸法を適切に定めることによって９０
度Ｃから１００度ＣＯガスが４０度Ｃから５０度Ｃまで
冷却され、一方、熱交換装置７に用いられた液体は６０
度Ｃから８０度Ｃに昇温する。熱交換装置７において冷
却されたガスはノ４−（グライン９に流入する。熱交換
装置７の冷却用液体は循環ポンプ１１によって供給され
る。

諷められた冷却用液体が導管１３’を通って空冷塔１４
の熱交換装置ｄ１５に流入できることは明らかである。

このことは、熱消費設備１２が大きな熱量を必要として
いなくてガス金十分冷却できる温度まで下からないとき
に、必要となる。液体の流量は導管８，１３．１６に配
置した流量間節制に使用されな−ときくおいても作動し
得るものである。

本発明の熱利用プラントの他の特徴は圧縮がスによって
取シ出きれる熱量以上の熱を供給することができること
である。このための構成が第２図に示され、第２熱交換
装置２０が熱交換装置７と直列に接続され、その人口２
１は熱交換装置７の出口に、出口２２が導管１０にそれ
ぞれ接続されて昇温した液体を熱消費設備１２に供給す
る。この第２熱交換装置２０によって、ガスタービン３
の？ａＪｍ排出ガスが冷却される。

作動について説明する。主熱交換装置７の冷却用液体は
人口２１と出口２２に設けた制御弁でその流ｔｔ−調節
されながら第２熱交換装［２０に供給される。これによ
って、熱消費設備１２の所望熱量の不足分が補われる。

１ｇ３図に熱発生のための他の実施例が示されており、
主熱交換装置７と直列に接続された液体回路を有するざ
イラー３０が設けられて−る０Ｍイラー３０は／中イ！
ラインｌから／青イノ譬ス３１に通るガスで作動される
。Ｉイラー３０の排出ガスは排出導管３２１通って排出
される。

作動について説明する。ガス′ｆｒ−イラー３０で燃焼
させることによって発生した熱は主熱交換装置７のガス
から得た熱と共に熱情ｇｉＣ設備１２に供給される。熱
交換装置７の熱供給が安定したものであれば、熱消費設
備の要求熱量は燃焼するガス量を変化させることによっ
て？イラー３０の出力ｔ−−節しながら充足することが
できる。従って、ガスタービン３が停止した場合にも熱
消費設備へは熱供給することができる・ 第４図において、ガスタービン３の排出／臂イグに接続
された熱利用スチームタービン４０が示されていて、こ
れはパイノ譬ス４９１に経て）譬イグラインｌにも接続
されている。このスチーム−イン−において、ガスター
ビン３の排出ガスがオリ用され、ガスは補助的に燃焼さ
れる。一方では、スチームは主熱交換装置７の液体回路
に直列に接続された＃Ｉ３熱交換装置４４に送られ、他
方、スチームはガスタービン４２に送られて圧縮機２と
並列に設けた第２圧縮機４３を駆動する。スチームター
ビン４２の排出スチームは＃縮機４７において凝縮され
、凝Ｍａｍの冷媒は第２空冷塔４８において冷却される
。＃Ｉ３熱交換装置４４の復水はａｌＪｉｉｉ機４７に
送られ、仁こから、熱交換装置７において予熱されてス
チームゴイ２−４０の供給水として送られる。

作動について説明する。ノ母イｆ″ｙインｌのガスはガ
スタービン３によって駆動される圧縮機２とスチームタ
ービン４２によって駆動される圧縮機４３との両者の並
列運転によって圧縮される。圧ｍ機４３ｉ出た圧縮ガス
によって補助熱が回復され、主熱交換装置ｔ７と熱消費
設備１２との間の液体回路中にある第３熱交換装Ｗ４４
から取ル出される。必要スチーム量はガス１よる補助燃
焼システムを有するスチームＩイラー４０によって与え
られる。圧縮機２及び４３の停止時には、熱消費設備１
２に対する熱は熱交換装＊４４によってのみ与えられる
。

凝＠５４７用の第２空冷塔４８は第４ａ図及び第４ｂ図
に示されるように主空冷塔１４の一部として形成するこ
とができる。＃！４ａ図においては、両空冷塔１４と４
８の熱交換装置は同じマントルの下にある。第４ｂ図に
おいては両空冷塔１４と４８が同一のマントル下にあシ
、共通の冷却回路１ｒ有している。

本発明は上述した実施例に限足されるものでないことは
、当業者に容易に理解されることであろう。

図面に示した解決策は保−の範囲にある態様に容易に結
合され得るものである。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は本発明によるガスノ々イデラインの圧縮装置の
廃熱利用プラントの第ｌ実施例のシステム図、第２図は
ＩＷＪじく第２夾施例のシステム図、第３図は同じくｍ
３実施例のシステム図、第４図は同じく第４実施例のシ
ステム図、第４ａ図及び第４ｂ図は第４実施例の変化例
を示すシステム図である。 ｌ・・・低圧ガスノｆイグライン、２ｍ４３・・・圧細
債、３．４２・・・タービン、７，１５，２０．４４・
・・熱交換装置、８．１０・・・導管、９・・・高圧ガ
スノ豐イ！ライン、ｌｌ・・・循環ポンプ、１２・・・
熱消費設備、１４．４８・・・空冷塔、１７・・・織形
弁ルーパー、３０．４０・・・メイラ−１４７・・・凝
縮機。 特許用願人 工ネルノヤガデールコターシ インテーゼ、ト 特許出願代理人 弁理士青水　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理土中山恭介 弁理士山口昭之 ソ ｓ３■ 第４５ ｓ４０図 ｌｌＡｂ図 第１頁の続き ＠Ｉｎｔ、　Ｃ１，３識別記号　　　庁内整理番号／／
Ｆ　１７　Ｃ１３１００７６１７−３ＥＯ発　明　者　
イストバーン・パップ ハンガリー国バー−１０２４ブダペ スト・アデイ・イー・ウッツア ０発　明　者　ジエルジ・パルファルビハンガリー国バ
ーー１１５５ブダペ スト・モズドニフユテ・ウッツ ア４ ０発　明　者　ゾルターン・バダス ハンガリー国バーー１０９２ブダペ スト・バカーツ・テール８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　を圧ガスパイグライン（１）と＆圧ガスノヤイ
   ！ライン（９）との間にガスモータ又はガスタービン（
   ３）によって駆動される圧縮機（２）ｔ”有するガス圧
   縮サイクルの外部にある熱消費設備にガスパイグライン
   の圧ｍｉｆ＆置の廃熱を利用するｌラントであって、圧
   １ｍ機（２）によって圧動され且つ圧縮によって昇温し
   たガスを冷却するために液体で冷却される熱交換装置（
   ７）を具備し、該熱交換装置（７）は循環ポン７’（ｌ
   　ｌ　）を有する導管（８）を介して前記熱消費設備（
   １２）に接続されることｔ−特徴とするガスパイグライ
   ンの圧縮装置の廃熱利用グランド。 ２、　　閉鎖Ｗ空冷４（１４）　カ熱交！Ｉ［１１（７
   ）の前記導管（８）に接続され、前記空冷塔（１４）は
   空気ドラフトを調節するための糠形弁ルー・臂−（１７
   ）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のガス・９イグラインの圧縮装置の廃熱利用プラント。 ２、　　前ｆｆｉガスモータ又はガスタービン（３）か
   ら出る排出ガスによって熱せられる第２熱交換装置（２
   ０）が前記熱交換装置（７）と直列に接続されること七
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のガスノぐイノラ
   インの圧縮装置の廃熱利用グランド。 ４、　　Ｍ体回路を具備し且つ低圧ガス・ナイズライン
   （１）のガスによって熱せられるボイラー（３０）を具
   備し、前記液体回路は熱交換装置（７）と直列に接続さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のガス
   ・９イブラインの圧縮装置の廃熱利用プラント。 ５、ガスモータ又はガスタービン（３）の排出ガス及び
   ／又は低圧ノ９イグライン（１）のガスによって熱せら
   れる熱オリ用スチームボイラー（４ｏ）をスチーム発生
   のために具備し、さらに、スチームタービン（４２）と
   これに接続された第２圧縮、［１（４３）とを具備し、
   該スチームタービン（４２）は前記スチームボイラー（
   ４０）のスチームで駆動され且つｊｉＩ２圧縮機（４３
   ）は前記圧縮機（２）と並列に接続されることｔ−特徴
   とする％ＩＩ！ＦＩ１１求の範囲ＪＩＩ２項記載のガス
   パイプラインの圧縮装置の廃熱利用プラント。 ６、閉鎖型空冷塔（４８）で冷却される冷却用液体を有
   する凝縮機（４７）が前記スチームタービン（４２）の
   排出スチームを凝縮する九めに前記スチームタービン（
   ４２）に接続されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載のガスパイプラインの圧縮装置の廃熱利用ブラ
   ンド。 ７、スチームボイラー（４０）のスチームは前記熱交換
   装置（７）と直列に１ｉＩＣ続された第３熱交換装置（
   ４４）に導入されること￥Ｃ％黴とする特許請求の範囲
   ！５項記載のガスパイプラインの圧縮装置の廃熱利用プ
   ラント。 ８、前記空冷塔（１４）と前記第２ｇ！冷塔（４８）と
   は熱交換装置（７）と直列に接続された共通の空冷塔（
   １４）として単一のマントルに一体化されることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載のガスパイプラインの
   圧縮装置の廃熱利用プラント・ ９、プラントの全ての熱交換装ｋ（２０，４４゜１５．
   ４８）は熱交換装置（７）と直列に接続されることｔ−
   ％像とする特許請求の範囲第８項記載のガスパイプライ
   ンの圧縮装置の廃熱利用プラント。