RU172358U1

RU172358U1 - Process gas heating device in a gas distribution station

Info

Publication number: RU172358U1
Application number: RU2016144574U
Authority: RU
Inventors: Искандер Мидхатович Хабибуллин; Мидхат Губайдуллович Хабибуллин; Геннадий Александрович Глебов; Михаил Юрьевич Коротков; Мансур Закариевич Садыков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие" Авиагаз-Союз+"
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-07-05

Abstract

Полезная модель относится к системам подогрева технологического газа. Устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции содержит теплогенератор с камерой сгорания пульсирующего горения и теплообменник с трубопроводами подвода и отвода теплоносителя из теплогенератора и с трубопроводами подвода и отвода технологического газа, размещенные в блок-боксе, а также регулятор температуры газа на выходе из теплообменника. Теплогенератор вынесен в отдельный отсек блок-бокса, а узел подачи газа в теплогенератор размещен в отсеке теплообменника в линии подачи газа в камеру сгорания теплогенератора и включает в себя три электромагнитных клапана, управляемых регулятором температуры газа на выходе из теплообменника. Теплогенератор с пульсирующим горением обладает низким выбросом вредных веществ, имеет высокий уровень взрывобезопасности и КПД. 1 ил.The utility model relates to heating systems for process gas. A process gas heating device in a gas distribution station comprises a heat generator with a pulsating combustion combustion chamber and a heat exchanger with heat carrier inlet and outlet pipes and a process gas inlet and outlet pipes located in the block box, and a gas temperature regulator at the outlet of the heat exchanger. The heat generator is placed in a separate compartment of the block box, and the gas supply to the heat generator is located in the heat exchanger compartment in the gas supply line to the combustion chamber of the heat generator and includes three solenoid valves controlled by the gas temperature regulator at the outlet of the heat exchanger. The heat generator with pulsating combustion has a low emission of harmful substances, has a high level of explosion safety and efficiency. 1 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к системам подогрева технологического газа.The inventive utility model relates to heating systems for process gas.

Известен блок подогрева технологического газа, содержащий теплообменник и водогрейный котел с газовыми горелками и трубопроводами подвода и отвода теплоносителя от теплообменника к водогрейному котлу, причем блок подогрева разделен на два отсека: технологический и подготовки теплоносителя и снабжен шкафом управления (Вестник Газпроммаша, выпуск №6 2013 г. Р.Е. Агабабян, А.Г. Маслин «Блоки подогрева газа на базе теплообменных устройств и компактных котельных установок»).A known unit for heating a process gas comprising a heat exchanger and a hot water boiler with gas burners and pipelines for supplying and discharging a heat carrier from a heat exchanger to a hot water boiler, the heating unit is divided into two compartments: a technological one and a heat carrier preparation, and is equipped with a control cabinet (Vestnik Gazprommasha, Issue No. 6 2013 2013 G.E. Agababyan, A.G. Maslin "Gas heating blocks based on heat exchangers and compact boiler plants").

Недостатком известного устройства является недостаточный уровень пассивной взрывозащищенности, вызванный увеличенными объемами камеры сгорания, а также наличием газовых горелок.A disadvantage of the known device is the insufficient level of passive explosion protection caused by increased volumes of the combustion chamber, as well as the presence of gas burners.

Известна также система технологического подогрева газа, содержащая источник греющей среды (котельная установка), расположенный на взрывобезопасном расстоянии от газопровода и сообщенный с теплообменником через трубопроводы с рециркуляцией теплоносителя посредством насоса, связанные с системой стабилизации температуры подогрева газа, причем газовая горелка котельной установки соединена с подачей газа через регулирующий кран (заявка №2015144242(068126) от 14.10.2015 «Система технологического подогрева, например, природного газа»). Недостатком этого аналога, взятого за прототип, является наличие достаточно высокого уровня выброса вредных веществ (NO_x, CO), характерное для водогрейных котлов с газовыми горелками.There is also known a system for technological heating of gas, containing a source of heating medium (boiler plant) located at an explosion-proof distance from the gas pipeline and communicated with the heat exchanger through pipelines with recirculation of the coolant by means of a pump, connected to a system for stabilizing the temperature of the gas heating, and the gas burner of the boiler plant is connected to the supply gas through a control valve (application No. 2015144242 (068126) dated 10/14/2015 "Technological heating system, for example, natural gas"). The disadvantage of this analogue, taken as a prototype, is the presence of a sufficiently high level of emission of harmful substances (NO _x , CO), characteristic of hot water boilers with gas burners.

Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является существенное снижение выброса вредных веществ (NO_x, CO) с одновременным повышением уровня взрывозащиты.The main task to be solved by the claimed utility model is a significant reduction in the emission of harmful substances (NO _x , CO) with a simultaneous increase in the level of explosion protection.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве подогрева технологического газа в газораспределительной станции, содержащем теплогенератор и теплообменник с трубопроводами подвода и отвода теплоносителя из теплогенератора и с трубопроводами подвода и отвода технологического газа, размещенные в блок-боксе, а также регулятор температуры газа на выходе из теплообменника, согласно предложенному техническому решению в качестве теплогенератора использован теплогенератор с камерой сгорания пульсирующего горения, вынесенный в отдельный отсек блок-бокса, а узел подачи газа в теплогенератор размещен в отсеке теплообменника в линии подачи газа в камеру сгорания теплогенератора и включает в себя три электромагнитных клапана, управляемых регулятором температуры газа на выходе из теплообменника.The task is achieved by the fact that in the known device for heating process gas in a gas distribution station containing a heat generator and a heat exchanger with pipelines for supplying and discharging a heat carrier from a heat generator and with pipelines for supplying and discharging a process gas located in a block box, as well as a gas temperature regulator at the outlet from the heat exchanger, according to the proposed technical solution, a heat generator with a pulsating combustion chamber is used as a heat generator, ny in a separate compartment a flow box, and the gas supply unit is placed in a heat source heat exchanger compartment in the gas supply line to the combustion chamber and the heat source includes three solenoid valves controlled by a gas temperature controller at the outlet of the heat exchanger.

Техническим результатом является снижение уровня выброса вредных веществ из теплогенератора, повышение уровня взрывозащиты, вызванные известными особенностями работы котлов пульсирующего горения, отсутствие зон горения с переобогащенной смесью и размывание фронта пламени, отсутствие газовых горелок, а также размещения узла подачи газа в камеру сгорания в отсеке теплообменника.The technical result is to reduce the level of emission of harmful substances from the heat generator, increase the level of explosion protection caused by the known features of the operation of pulsating combustion boilers, the absence of combustion zones with a re-enriched mixture and the erosion of the flame front, the absence of gas burners, as well as the location of the gas supply unit in the combustion chamber in the heat exchanger compartment .

На рисунке показано устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции.The figure shows a device for heating process gas in a gas distribution station.

Теплогенератор 1 и теплообменник 2 сообщены между собой трубопроводом 3 подвода теплоносителя через насос 4 и трубопроводом 5 отвода теплоносителя из теплообменника 2. Трубопроводы 6 и 7 с кранами 8 и 9 служат для подвода технологического газа к теплообменнику 2 и, соответственно, отвода подогретого технологического газа в газораспределительную станцию (ГРС) и далее в сеть. Теплообменник 2 размещен в секции 10 блок-бокса 11, а теплогенератор 1 размещен в секции 12 через газонепроницаемую перегородку 13. В секции 10 размещен регулятор температуры газа 14 на выходе из теплообменника 2 с датчиком температуры 15. Регулятор температуры газа 14 управляет расходом газа в теплогенератор 1 через узел подачи газа 16, состоящий из трех электромагнитных клапанов 17,18 и 19. Отбор газа на узел подачи газа 16 от трубопровода 7 осуществляется через кран 20 и регулятор давления газа 21. Узел подачи газа 16 размещен в секции 10. Подвод отдозированного газа на узле подачи газа 16 в камеру сгорания 22 теплогенератора 1 осуществлен через электромагнитный клапан 23, а подвод воздуха - через воздушные обратные клапаны 24. Для первичного воспламенения топливо-воздушной смеси в камере сгорания 22 служит свеча зажигания 25. Как известно, теплогенераторы с камерой пульсирующего горения просты в конструкции, поскольку в них отсутствуют горелки и дымовые трубы, а камера сгорания имеет малый объем, но при этом за счет интенсивного смешения газов и отсутствия зон горения с переобогащенной смесью значительно уменьшен выброс вредных веществ NO_x и CO. Малый объем камеры сгорания обеспечивает высокий уровень пассивной взрывобезопасности. Перенос узла подачи газа 16 из секции 12 теплогенератора 1 в секцию 10 теплообменника 2 наряду с отсутствием открытого пламени из-за отсутствия горелок также увеличивает взрывобезопасность теплогенератора 1 в секции 12. Устройство работает следующим образом.The heat generator 1 and the heat exchanger 2 are interconnected by a coolant supply pipe 3 through the pump 4 and a heat transfer pipe 5 from the heat exchanger 2. Pipelines 6 and 7 with valves 8 and 9 serve to supply the process gas to the heat exchanger 2 and, accordingly, to remove the heated process gas to gas distribution station (GDS) and further to the network. The heat exchanger 2 is placed in section 10 of the block box 11, and the heat generator 1 is placed in section 12 through a gas-tight partition 13. In section 10 there is a gas temperature regulator 14 at the outlet of the heat exchanger 2 with a temperature sensor 15. The gas temperature regulator 14 controls the gas flow to the heat generator 1 through a gas supply unit 16, consisting of three solenoid valves 17,18 and 19. The gas is taken to the gas supply unit 16 from the pipeline 7 through a valve 20 and a gas pressure regulator 21. The gas supply unit 16 is located in section 10. The supply is dosed gas at the site of gas supply 16 to the combustion chamber 22 of the heat generator 1 is carried out through an electromagnetic valve 23, and air is supplied through the air check valves 24. For primary ignition of the fuel-air mixture in the combustion chamber 22, an spark plug 25 is used. As is known, heat generators with The pulsating combustion chamber is simple in design, since there are no burners and chimneys in them, and the combustion chamber has a small volume, but due to the intense mixing of gases and the absence of combustion zones with a re-enriched mixture, Reduced emissions of harmful substances NO _x and CO. The small volume of the combustion chamber provides a high level of passive explosion safety. The transfer of the gas supply unit 16 from section 12 of the heat generator 1 to section 10 of the heat exchanger 2, along with the absence of an open flame due to the absence of burners, also increases the explosion safety of the heat generator 1 in section 12. The device operates as follows.

Для запуска теплогенератора 1 открывают кран 20, включают электромагнитный клапан 17 по сигналу от регулятора температуры 14 и подают электропитание на свечу зажигания 25. Затем открывают электромагнитный клапан 23. В результате отредуцированный на регуляторе давления 21 газ через электромагнитные клапаны 17 и 23 поступает в камеру сгорания 22, где смешиваясь с воздухом, поступающим через воздушные обратные клапаны 24, воспламеняется свечой зажигания 25. Теплогенератор 1 запускается и переходит на автоколебательный режим горения, определяемый конструкцией резонаторной системы: камера сгорания - трубы резонаторы.To start the heat generator 1, open the valve 20, turn on the electromagnetic valve 17 at the signal from the temperature controller 14 and supply power to the spark plug 25. Then open the electromagnetic valve 23. As a result, the gas reduced on the pressure controller 21 through the electromagnetic valves 17 and 23 enters the combustion chamber 22, where, mixing with the air entering through the air check valves 24, it is ignited by the spark plug 25. The heat generator 1 starts up and switches to a self-oscillating combustion mode, determined by structure of the resonator system: combustion chamber - pipes resonators.

При изменении температуры технологического газа за теплообменником 2 от заданного уровня регулятор температуры 14 включением-выключением электромагнитных клапанов 18 и 19 меняет расход газа через узел подачи газа 16, поддерживая заданный уровень температуры технологического газа после теплообменника 2. Подогрев технологического газа в теплообменнике 2 происходит нагреваемым в теплогенераторе 1 теплоносителем, который подается на теплообменник 2 насосом 4 через трубопровод 3. Возврат теплоносителя из теплообменника 2 в теплогенератор 1 производится через трубопровод 5.When the temperature of the process gas behind the heat exchanger 2 changes from a predetermined level, the temperature controller 14 by turning on and off the solenoid valves 18 and 19 changes the gas flow rate through the gas supply unit 16, maintaining the set temperature of the process gas after the heat exchanger 2. The process gas is heated in the heat exchanger 2 heat generator 1 with heat carrier, which is supplied to heat exchanger 2 by pump 4 through pipeline 3. Return of heat carrier from heat exchanger 2 to heat generator 1 zvoditsya through conduit 5.

Применение в блоке подогревателя газа ГРС теплогенератора пульсирующего горения вместо традиционного водогрейного котла с горелками уменьшает выброс вредных веществ из теплогенератора, повышает уровень взрывобезопасности. Простой в конструкции узел подачи газа 16, состоящий из трех электромагнитный клапанов, вынесенный из отсека теплогенератора 1 в отсек теплообменника 2, дополнительно повысил уровень взрывобезопасности в отсеке теплогенератора.The use of pulsed combustion heat generator instead of a traditional hot-water boiler with burners in the gas heater block of the GDS gas heater reduces the emission of harmful substances from the heat generator and increases the level of explosion safety. A simple gas supply unit 16, consisting of three solenoid valves, removed from the heat generator compartment 1 to the heat exchanger compartment 2, further increased the level of explosion safety in the heat generator compartment.

Claims

A device for heating a process gas in a gas distribution station, comprising a heat generator and a heat exchanger with supply and removal pipelines of a heat carrier and pipelines for supplying and discharging a process gas located in a block box, as well as a gas temperature regulator at the outlet of the heat exchanger, characterized in that as a heat generator, a heat generator with a pulsating combustion chamber, used in a separate compartment of the block box, is used, and the gas supply unit to the heat generator is n in the compartment of the heat exchanger in the gas supply line to the combustion chamber of the heat generator and includes three solenoid valves controlled by a gas temperature controller at the outlet of the heat exchanger.