RU21446U1

RU21446U1 - NATURAL GAS BURNER INSTALLATION

Info

Publication number: RU21446U1
Application number: RU2001121016/20U
Authority: RU
Inventors: В.С. Агабабов; Е.В. Джураева; А.В. Корягин; В.А. Макеечев; В.Ф. Утенков
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2002-01-20

Abstract

Установка ожижения природного газа, содержащая холодильный контур, состоящий из последовательно соединенных детандера, компрессора, ожижителя, теплообменника, установленного на линии ожижения, отличающаяся тем, что холодильный контур подключен к теплообменнику, расположенному на магистральном трубопроводе природного газа, имеющем дроссель, расположенный между трубопроводами высокого и низкого давления, и снабжен тепловым насосом, конденсатор которого подсоединен также к магистральной линии, электрическим генератором, установленным на одном валу с детандером и электрически связанным с двигателями компрессоров теплового насоса и холодильного контура.A natural gas liquefaction installation comprising a refrigeration circuit, consisting of an expander, compressor, liquefier, and a heat exchanger installed in series on a liquefaction line, characterized in that the refrigeration circuit is connected to a heat exchanger located on a natural gas main pipe having a throttle located between high and low pressure, and is equipped with a heat pump, the condenser of which is also connected to the main line, an electric generator, installed m on the same shaft with the expander and electrically connected to the engines of the compressors of the heat pump and the refrigeration circuit.

Description

Установка ожижения природного газаNatural gas liquefaction plant

Полезная модель относится к детандер-генераторным агрегатам и ожижительным установкам, предназначенным для получения жидкого метана и может быть применена на газораспределительных станциях и газорегуляторньгх пунктах.The utility model relates to expander-generator units and liquefaction plants intended for the production of liquid methane and can be used at gas distribution stations and gas control points.

Известна теплоэнергетическая установка для получения ожиженного газа Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения, Е.Я. Соколов, В.М. Бродянский, М,Энергия, 1967 г., 243 с. Газ сжимается в трехступенчатом компрессоре и охлаждается в охладителе до первоначальной температуры, проходя через регенеративный подогреватель, отдает тепло обратному потоку газа, дросселируется и в отделителе жидкости насыщенный пар отделяется от ожиженного газа, который выводится как продукт.Known heat power plant for producing liquefied gas. Energy fundamentals of heat transformation and cooling processes, E.Ya. Sokolov, V.M. Brodyansky, Moscow, Energy, 1967, 243 p. The gas is compressed in a three-stage compressor and cooled in the cooler to the initial temperature, passing through the regenerative heater, gives off heat to the return gas flow, is throttled and in the liquid separator the saturated steam is separated from the liquefied gas, which is discharged as a product.

Недостатком такой установки является то, что для её работы требуется подводить высокопотенциальную энергию извне, например, электроэнергию к двигателю компрессора.The disadvantage of this installation is that for its operation it is necessary to supply high potential energy from the outside, for example, electricity to the compressor engine.

Известна установка ожижения природного газа (патент РФ №2137067, опубл. 10.09.1999 г.), состоящая из двух холодильных контуров, один контур замкнут и включает в себя компрессор, детандер и теплообменник, установленный на линии ожижения, второй контур выполнен разомкнутым, подключен к трубопроводу предварительноA known installation of liquefaction of natural gas (RF patent No. 2137067, publ. 09/10/1999), consisting of two refrigeration circuits, one circuit is closed and includes a compressor, an expander and a heat exchanger installed on the liquefaction line, the second circuit is open, connected to the pipeline previously

сжатого природного газа и имеет детандер, расположенный на одном валу с компрессором и детандером замкнутого контура, и, по крайней мере, один теплообменник, расположенный перед детандером замкнутого контура.compressed natural gas and has an expander located on one shaft with a compressor and a closed loop expander, and at least one heat exchanger located in front of the closed loop expander.

Недостатком такой установки является то, что для ее работы нужно предварительно сжимать газ, т.е. затратить дополнительную энергию.The disadvantage of such an installation is that for its operation it is necessary to precompress the gas, i.e. spend extra energy.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в повышении экономичности путем использования энергии транспортируемого газа и низкопотенциальной энергии окружающей среды.The technical problem solved by the utility model is to increase profitability by using the energy of the transported gas and low-potential environmental energy.

Поставленная техническая задача решается тем, что известное устройство, содержащее холодильный контур, состоящий из детандера, компрессора, ожижителя, теплообменника, установленного на линии ожижения, согласно полезной модели, дополнительно снабжено теплообменником, расположенным на магистральном трубопроводе, и подключенным к холодильному контуру, тепловым насосом, теплообменник которого подсоединен также к магистральной линии, электрическим генератором, установленным на одном валу с детандером и электрически связанным с двигателями компрессоров теплового насоса и холодильного контура.The stated technical problem is solved in that the known device containing a refrigeration circuit, consisting of an expander, compressor, liquefier, heat exchanger installed on the liquefaction line, according to a utility model, is additionally equipped with a heat exchanger located on the main pipeline and connected to the refrigeration circuit, a heat pump the heat exchanger of which is also connected to the main line, an electric generator mounted on the same shaft with the expander and electrically connected to the engine heat pump and refrigeration circuit compressors.

Принципиальная схема предлагаемого устройства представлена на рисунке.A schematic diagram of the proposed device is presented in the figure.

Установка содержит трубопровод высокого давления 1, установленные по ходу газа и последовательно соединенные теплообменники 2 и 3, детандер 4, кинематически соединенный с электрогенератором 5. Электрический генератор 5 электрически соединен с двигателем 6, приводящим в движение компрессор 7 теплового насоса, и с двигателем 8, приводящим в движение компрессор 9 ожижительного контура. Вход компрессора 7 соединен с выходом испарителя 10, вход которого через дросселирующее устройство 11 соединен с выходом теплообменника 3, образуя тепловой насос. Выход компрессора 9 соединен с теплообменником 2, выход которого соединен со входом регенеративный теплообменником 12, выход которого соединен с дросселирующим устройством 13, выход которого соединен с отделителем жидкости 14. Выход турбодетандера 4 соединен трубопроводом 15 со входом компрессора 9. На магистральном трубопроводе расположен дроссель 16, вход которого подключен ко входу детандера 4, а выход - к выходу детандера.The installation comprises a high pressure pipeline 1, installed along the gas and connected in series to heat exchangers 2 and 3, an expander 4, kinematically connected to the electric generator 5. The electric generator 5 is electrically connected to the engine 6, which drives the compressor 7 of the heat pump, and to the engine 8, driving the compressor 9 of the fluidization circuit. The input of the compressor 7 is connected to the output of the evaporator 10, the input of which through the throttling device 11 is connected to the output of the heat exchanger 3, forming a heat pump. The output of the compressor 9 is connected to a heat exchanger 2, the output of which is connected to a regenerative heat exchanger 12, the output of which is connected to a throttling device 13, the output of which is connected to a liquid separator 14. The output of the turboexpander 4 is connected by a pipe 15 to the input of the compressor 9. A throttle 16 is located on the main pipeline whose input is connected to the input of the expander 4, and the output to the output of the expander.

Схема работает следующим образом. Газ высокого давления поступает по трубопроводу 1 в теплообменник 2, греющей средой в котором служит сжатый газ ожижительного контура, направляемый в теплообменник компрессором 9, вращаемым электродвигателем 8. Сжатый газ, отдав тепло в теплообменнике 2, охлаждается в регенеративном теплообменнике 12, затем расширяется в дросселирующем устройстве 9,The scheme works as follows. The high-pressure gas enters through heat exchanger 2 through a pipe 1, the heating medium in which is compressed gas from a fluidizing circuit, which is sent to the heat exchanger by a compressor 9 rotated by an electric motor 8. The compressed gas, having lost heat in heat exchanger 2, is cooled in a regenerative heat exchanger 12, and then expanded in a throttling device 9,

после чего поступает в отделитель жидкости 10, где ожиженный газ выводится как продукт, а насыщенный1 пар подогревается в регенеративном теплообменнике 12 и подается во входной патрубок компрессора 9. Нагретый в теплообменнике 2 магистральный газ высокого давления поступает в теплообменник 3, греющей средой в котором служит низкокипящая жидкость контура теплового насоса, направляемая в теплообменник компрессором 7, вращаемым электродвигателем 6. Низкокипящая жидкость, отдав тепло в теплообменнике 3, расширяется в дроссельном устройстве 11, после чего поступает в испаритель 10, где нагревается за счет низкопотенциального тепла окружающей среды и подается во входной патрубок компрессора 7. Нагретый в теплообменнике 3 газ высокого давления поступает в детандер 4. После совершения механической работы и расширения в детандере 4 газ поступает в трубопровод низкого давления, а механическая работа газа, полученная в детандере 4, преобразуется в электрическую энергию в электрическом генераторе 5. Часть полученной в нем электрической энергии используется для приведения в действие электродвигателя 6 компрессора 7 теплового насоса, а другая часть используется для приведения в действие электродвигателя 8 компрессора 9 ожижительного контура.then it enters the liquid separator 10, where the liquefied gas is discharged as a product, and saturated 1 steam is heated in the regenerative heat exchanger 12 and is supplied to the inlet pipe of the compressor 9. The high-pressure main gas heated in the heat exchanger 2 enters the heat exchanger 3, the heating medium in which is low-boiling the heat pump circuit liquid directed to the heat exchanger by a compressor 7 rotated by an electric motor 6. The low-boiling liquid, having lost heat in the heat exchanger 3, expands in the throttle device 11, After which it enters the evaporator 10, where it is heated due to low-potential heat of the environment and is supplied to the inlet pipe of the compressor 7. The high-pressure gas heated in the heat exchanger 3 enters the expander 4. After mechanical work and expansion in the expander 4, the gas enters the low pressure pipeline , and the mechanical work of the gas obtained in the expander 4 is converted into electrical energy in the electric generator 5. A part of the electric energy received in it is used to drive the electric the motor 6 of the compressor 7 of the heat pump, and the other part is used to drive the electric motor 8 of the compressor 9 of the fluidization circuit.

Таким образом, преимущества предлагаемой установки заключаются в том, что не требуется затрачивать энергию на предварительное сжатиеThus, the advantages of the proposed installation are that it is not necessary to expend energy on pre-compression

газа, а также не нужна высокопотенциальная энергия стороннего источника на привод компрессора.gas, and also does not need high-potential energy from a third-party source to drive the compressor.

Формула полезной моделиUtility Model Formula

Claims

A natural gas liquefaction installation, comprising a refrigeration circuit, consisting of an expander, compressor, liquefier, and a heat exchanger installed in series on a liquefaction line, characterized in that the refrigeration circuit is connected to a heat exchanger located on a natural gas main pipe having a throttle located between high and low pressure, and is equipped with a heat pump, the condenser of which is also connected to the main line, an electric generator, installed m on the same shaft with the expander and electrically connected to the engines of the compressors of the heat pump and the refrigeration circuit.