RU20931U1 - Устройство для утилизации утечек природного газа из проточной части лопаточной машины - Google Patents

Description

/ .„„,„.,,ин11|Ий11Ш

Устройетво для утилизации утечек природного газа из проточной части

лопаточной машины

Предполагаемое устройство относится к энергетическому машиностроению и может быть использована при создании турбин и компрессоров для газовой промышленности.

Аналогом предлагаемой полезной модели является система эжекции для отвода газов из межлабиринтных полостей турбины Электростанция турбодетавдерная Мот«р с1ч ЭТД-1000. ОАО Мотор cin. 2000.. Система эжекции по аналогу состоит из узла двухступенчатого эжектора, в который по подводяпщм трубопроводам подаётся активный газ из входной магистрали Газораспределительной станции, газовоздушная смесь из межлабиринтных полостей турбины, а по отводящим трубопроводам газовоздупшая смесь поступает в магистраль потребителя природного газа. Такая система позволяет полностью исключить утечки природного газа в атмосферу.

Однако, техническое решение по аналогу допускает попадание воздуха в магистраль потребителя природного газа, что является недопустимым для потребителя.

По мнению авторов наиболее близким техническим решением заявляемому устройству является устройство по патенту РФ №2143575 кл. F02C 7/28 от 06.04.1998г.

Устройство содержит камеру высокого давления и камеру низкого давления, сообщаюшлеся через уплотнения с накопительной камерой.

Наше предложение отличается от известного тем, что устройство содержит эжекгорную трубу, в которой размещены вентилятор и форсунки, соединённые трубопроводом, имеюыщм запорный орган, с накопительной камерой.

Предложенное устройство с отмеченными отличиями обеспечивает эффективное использование неизбежных утечек природного газа из проточной части лопаточных машин посредством их сжигания с по-пучением полезной тепловой энергии, что позволяет расширить потребительские свойства установок, использующих предложенное устройство.

МКИР02С7/28

Устройство по утилизации утечек природного газа схематично представлено на фигуре. Устройство на фигуре включает камеру высокого давления 1, камеру низкого давления 2, безконтактное уплотнение 3, безконтактное уплотнение 4, накопительную камеру 5, магистраль отвода газовоздушной смеси 6, запорный орган 7, форсунки 8, эжекторную трубу 9, вентилятор 10, турбодетандер 11, проточную часть 12.

Работа устройства, представленного на фигуре, осуществляется следующим образом. При закрытом запорном органе 7 включается вентилятор 10. Поток воздуха от вентилятора 10 создаёт разряжение на форсунках 8, расположенных в эжекторной трубе 9. После не менее 3 сек. работы вентилятора 10 открывается запорный орган 7. Природный газ начинают подавать в проточную часть 12 турбодетандера 11 откуда его небольшая доля перетекает в камеру 1. Из камеры 1 через уплотнение 3 природный газ поступает в накопительную камеру 5, где смещивается с воздухом, поступившим в накопительную камеру 5 из камеры 2 через уплотнение 4. Давление газовоздушной смеси в накопительной камере 5 меньше атмосферного на величину не менее 3-4 кПа. Ш на:копительной камеры 5 газовоздупшая смесь по магистрали 6 поступает в форсунки 8. На выходе из форсунок 8 газовоздушная смесь воспламеняется и сгорает в потоке воздуха с выделением тепловой энергии.

Назначенный диапазон разряжения в 3 5 кПа обусловлен следующими соображениями. Для надёжной работы предлагаемого устройства необходимо поддерживать давление в накопительной камере 5 ниже атмосферного уровня. С учётом точности манометров общепромышленного назначения (2 кПа), используемых при эксплуатации газового оборудования, нижний предел разряжения (3 кПа) выбран с коэффициентом запаса 1,5. Верхний предел выбран из условия мощности используемого воздушного вентилятора 10, у которого степень сжатия составляет, как правило 1,06. С учётом потерь давления в магистрале 6, которые минимально могут составлять 1 кПа, и выбрана величина верхнего предела 5 кПа.

Преимуществом технического решения против прототипа является получение тепловой энергии, которая может полезно использоваться потребителем, в частности, для дополнительного подогрева природного газа перед турбодетандером на газораспределительных станциях и газорегуляторных пунктах, для подогрева воды в отопительных системах и т.п.

Возможность реализации устройства на фигуре подтверждена расчётным исследованием, при следующих исходных данных:

-давление природного газа в камере 1,кПа- 500

-давление воздуха в камере 2, кПа- 100

-расход воздуха через вентилятор 10, кг/с- 0,43

-полное давление воздуха за вентилятором 10, кПа - 106

При представленных данных вентилятор 10 создаёт на форсунках 8 разряжение рабочей среды, позволяющее отводить газовоздушную смесь расходом 0,068 кг/с (содержание природного газа 78%) из накопительной камеры 5 в форсунки 8 с поддерткание давления смеси в камере 5 не более 90 кПа. Сжигание отведённой газовоздушной смеси позволяет получить 890 кВт тепловой мощности.

Предлагаемую полезную модель предполагается использовать, в частности, на энергетической установке КУРС-1 в НИЦ ЦИАМ (г. Лыткарино, М.о.) в 2001 году.

Claims (1)

1. Устройство для утилизации утечек природного газа из проточной части лопаточной машины, например турбодетандера, содержащее камеру высокого давления и камеру низкого давления, сообщающиеся через уплотнения с накопительной камерой, отличающееся тем, что устройство содержит эжекторную трубу, в которой размещены вентилятор и форсунки, соединенные трубопроводом, имеющим запорный орган, с накопительной камерой.