RU2617637C1 - System for natural gas preparation for combustion in boilers - Google Patents

System for natural gas preparation for combustion in boilers Download PDF

Info

Publication number
RU2617637C1
RU2617637C1 RU2015154525A RU2015154525A RU2617637C1 RU 2617637 C1 RU2617637 C1 RU 2617637C1 RU 2015154525 A RU2015154525 A RU 2015154525A RU 2015154525 A RU2015154525 A RU 2015154525A RU 2617637 C1 RU2617637 C1 RU 2617637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
separator
pressure gas
input
gas pipeline
Prior art date
Application number
RU2015154525A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Кривоконь
Екатерина Валериевна Жигулина
Валерий Георгиевич Хромченков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2015154525A priority Critical patent/RU2617637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617637C1 publication Critical patent/RU2617637C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention can be used in gas-using industrial enterprises, including thermal power plants (TPPs). The system for natural gas preparing for combustion in boilers contains a high pressure gas pipeline the first output of which is connected to the input of a throttle, which is connected to a low pressure gas pipeline connected to a natural gas consumer. The second output of the high pressure gas pipeline is connected to the first input of the regenerative heat exchanger, the first output of which is connected to the separator, and the second output is connected to the low pressure gas line. The first output of the separator is connected to an expander kinematically connected to an electric generator. The output of the expander is connected to the input of another separator, the first output of which is connected to the pump. The pump output is connected to the first input of the liquefied gas (LG) storage, the second input of which is connected to the second output of the separator. The LG storage output is connected to the second pump connected to a gasifier connected to a low pressure gas pipeline. The second output of the other separator is connected to the second input of the regenerative heat exchanger, which is connected to the low pressure gas pipeline by its second output.
EFFECT: expansion of the system application niche due to the possibility of using gases of any composition, regardless of the high-boiling fractions weight ratio.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на газоиспользующих промышленных предприятиях, в том числе тепловых электрических станциях (ТЭС).The invention relates to the field of power engineering and can be used at gas-using industrial enterprises, including thermal power plants (TPPs).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах (патент RU на полезную модель №152385, МПК F23K 5/00, опубл. 27.05.2015), содержащая последовательно соединенные газопровод высокого давления, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор газа, первый выход которого соединен с газопроводом низкого давления, соединенным с потребителем, а второй выход соединен с насосом, выход которого подключен к хранилищу сжиженного газа, другим насосом, вход которого соединен с выходом хранилища сжиженного газа, и газификатором, вход которого подключен к выходу другого насоса, а выход соединен с третьим входом газопровода низкого давления.Closest to the technical nature of the claimed invention is a system for preparing natural gas for combustion in boilers (RU patent for utility model No. 152385, IPC F23K 5/00, publ. 05.27.2015), containing a series-connected high-pressure gas pipeline, an expander, kinematically the associated electric generator and gas separator, the first outlet of which is connected to a low pressure gas pipeline connected to the consumer, and the second outlet is connected to a pump, the outlet of which is connected to a liquefied gas storage, by another pump ohm input of which is connected to the output of liquefied gas storage, and gasifier, the input of which is connected to the output of the other pump, and an output connected to a third input of the low-pressure gas pipeline.

Недостатком настоящего изобретения является узкая область применения из-за возможности использования только для газа с суммарным содержанием углеводородов алканового ряда выше метана (высококипящих фракций) более 5%.The disadvantage of the present invention is the narrow scope due to the possibility of using only for gas with a total alkane hydrocarbon content higher than methane (high boiling fractions) of more than 5%.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в возможности использования природного газа с низким содержанием высококипящих фракций.The technical problem of the invention is the possibility of using natural gas with a low content of high boiling fractions.

Технический результат заключается в расширении области применения системы.The technical result is to expand the scope of the system.

Это достигается тем, что известная система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, подключенного к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор, первый выход которого подключен к насосу, выход которого соединен с первым входом хранилища сжиженного газа, который подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления, снабжена регенеративным теплообменником и вторым сепаратором, причем первый вход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму выходу газопровода высокого давления, второй вход соединен со вторым выходом сепаратора, первый выход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму сепаратору, соединенному первым выходом с детандером, а вторым выходом со вторым входом хранилища сжиженного газа.This is achieved by the fact that the known system for preparing natural gas for combustion in boilers, comprising a high pressure gas pipeline, the first outlet of which is connected to an inlet of a throttle connected to a low pressure gas pipeline connected to a natural gas consumer, an expander, a kinematically connected electric generator and a separator the first output of which is connected to a pump, the output of which is connected to the first input of the liquefied gas storage, which is connected to the second pump connected to the gasifier, to the low pressure gas pipeline is equipped with a regenerative heat exchanger and a second separator, the first input of the regenerative heat exchanger connected to the second output of the high pressure gas pipeline, the second input connected to the second output of the separator, the first output of the regenerative heat exchanger connected to the second separator connected to the expander by the first output, and the second exit with the second entrance of the liquefied gas storage.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид системы для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах.The invention is illustrated by the drawing, which shows a General view of the system for preparing natural gas for combustion in boilers.

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах содержит газопровод высокого давления 1, первый выход которого соединен с входом дросселя 2, который подключен к газопроводу низкого давления 3, подсоединенному к потребителю природного газа. Второй выход газопровода высокого давления 1 соединен с первым входом регенеративного теплообменника 4, первый выход которого соединен с сепаратором 5, а второй выход - с газопроводом низкого давления 3. Первый выход сепаратора 5 подсоединен к детандеру 6, кинематически соединенному с электрогенератором 7. Выход детандера 6 соединен с входом другого сепаратора 8, первый выход которого подключен к насосу 9. Выход насоса 9 соединен с первым входом хранилища сжиженного газа (СГ) 10, второй вход которого подсоединен ко второму выходу сепаратора 5. Выход хранилища СГ 10 подключен ко второму насосу 11, соединенному с газификатором 12, подключенным к газопроводу низкого давления 3. Второй выход другого сепаратора 8 соединен со вторым входом регенеративного теплообменника 4, который вторым своим выходом подключен к газопроводу низкого давления 3.The system for preparing natural gas for burning in boiler units contains a high pressure gas pipeline 1, the first outlet of which is connected to the inlet of the throttle 2, which is connected to a low pressure gas pipeline 3, connected to a natural gas consumer. The second outlet of the high pressure gas pipeline 1 is connected to the first inlet of the regenerative heat exchanger 4, the first outlet of which is connected to the separator 5, and the second outlet to the low pressure gas pipeline 3. The first outlet of the separator 5 is connected to the expander 6, kinematically connected to the generator 7. The output of the expander 6 connected to the input of another separator 8, the first output of which is connected to the pump 9. The output of the pump 9 is connected to the first input of the liquefied gas (SG) storage 10, the second input of which is connected to the second output of the separator 5. You od storage SG 10 is connected to the second pump 11 connected to the gasifier 12 connected to the low-pressure gas line 3. The second output of the other separator 8 is connected to the second input of the regenerative heat exchanger 4, which is its second output connected to the low-pressure gas line 3.

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах работает следующим образом.A system for preparing natural gas for combustion in boiler units operates as follows.

Поступающий на ТЭС природный газ из газопровода высокого давления 1 охлаждается в регенеративном теплообменнике 4 потоком расширенного в детандере 6 холодного газа. При охлаждении газ частично конденсируется, конденсат отделяется сепаратором 5 от основного потока и направляется в хранилище СГ 10 для аккумулирования. Это позволяет более эффективно осуществлять накопление необходимого запаса резервного топлива за счет возможности сжижения большего количества газа.Natural gas arriving at the TPP from the high pressure gas pipeline 1 is cooled in the regenerative heat exchanger 4 by the flow of cold gas expanded in the expander 6. During cooling, the gas partially condenses, the condensate is separated by a separator 5 from the main stream and sent to the SG 10 storage for storage. This allows more efficient accumulation of the necessary reserve fuel reserve due to the possibility of liquefying more gas.

Давление основного потока газа в детандере 6 снижается до требуемого потребителю значения, произведенная при этом электроэнергия от электрогенератора 7 подается в электросеть. Расширяясь в детандере 6, газ охлаждается еще сильнее и частично конденсируется. Получившийся конденсат отделяется от основного потока газа в другом сепараторе 8 и насосом 9 перекачивается в хранилище СГ 10. Основной поток газа при этом направляется в регенеративный теплообменник 4, где подогревается вновь поступающим газом из газопровода высокого давления 1 и затем подается по газопроводу низкого давления 3 потребителю.The pressure of the main gas stream in the expander 6 is reduced to the value required by the consumer, while the electricity generated from the generator 7 is supplied to the electricity network. Expanding in expander 6, the gas cools even more and partially condenses. The resulting condensate is separated from the main gas stream in another separator 8 and pumped 9 to the SG 10 storage. The main gas stream is then sent to a regenerative heat exchanger 4, where it is heated by the incoming gas from the high pressure gas pipeline 1 and then fed through the low pressure gas pipeline 3 to the consumer .

При переходе потребителя природного газа в режим потребления резервного топлива, сжиженный газ из хранилища СГ 10 вторым насосом 11 перекачивается в газификатор 12, где подогревается, переходит в газообразное состояние и по газопроводу низкого давления 3 подается потребителю. В случае неисправности оборудования в основном контуре системы, содержащем детандер, байпас в виде дросселя 2 обеспечивает подачу газа необходимого давления к потребителю.When the consumer of natural gas enters the standby fuel consumption mode, liquefied gas from the SG 10 storage is pumped by the second pump 11 to the gasifier 12, where it is heated, goes into the gaseous state and is supplied to the consumer through the low pressure gas pipeline 3. In the event of equipment malfunction in the main circuit of the system containing the expander, a bypass in the form of a throttle 2 provides gas supply of the necessary pressure to the consumer.

Использование изобретения обеспечивает расширение области применения системы за счет возможности использования газов любого состава независимо от массовой доли высококипящих фракций, путем охлаждения газа перед расширением в детандере за счет регенерации тепла.The use of the invention provides the expansion of the scope of the system due to the possibility of using gases of any composition, regardless of the mass fraction of high boiling fractions, by cooling the gas before expansion in the expander due to heat recovery.

Claims (1)

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, подключенного к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор, первый выход которого подключен к насосу, выход которого соединен с первым входом хранилища сжиженного газа, который подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления, отличающаяся тем, что она снабжена регенеративным теплообменником и вторым сепаратором, причем первый вход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму выходу газопровода высокого давления, второй вход соединен со вторым выходом сепаратора, первый выход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму сепаратору, соединенному первым выходом с детандером, а вторым выходом со вторым входом хранилища сжиженного газа.A system for preparing natural gas for combustion in boilers, comprising a high pressure gas pipeline, the first outlet of which is connected to an inlet of a throttle connected to a low pressure gas pipeline connected to a natural gas consumer, an expander, a kinematically connected electric generator and a separator, the first outlet of which is connected to a pump whose output is connected to the first inlet of the liquefied gas storage, which is connected to a second pump connected to a gasifier connected to a low pressure gas pipeline characterized in that it is equipped with a regenerative heat exchanger and a second separator, the first input of the regenerative heat exchanger connected to the second output of the high pressure gas pipeline, the second input connected to the second output of the separator, the first output of the regenerative heat exchanger connected to the second separator connected by the first output to the expander, and a second outlet with a second inlet of the liquefied gas storage.
RU2015154525A 2015-12-18 2015-12-18 System for natural gas preparation for combustion in boilers RU2617637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154525A RU2617637C1 (en) 2015-12-18 2015-12-18 System for natural gas preparation for combustion in boilers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154525A RU2617637C1 (en) 2015-12-18 2015-12-18 System for natural gas preparation for combustion in boilers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2617637C1 true RU2617637C1 (en) 2017-04-25

Family

ID=58643260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154525A RU2617637C1 (en) 2015-12-18 2015-12-18 System for natural gas preparation for combustion in boilers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617637C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103354A (en) * 1981-08-03 1983-02-16 Olajipari Foevallal Tervezoe Gas transfer station
RU67236U1 (en) * 2007-05-10 2007-10-10 Дмитрий Тимофеевич Аксенов SYSTEM FOR PREPARING NATURAL GAS FOR COMBUSTION IN BOILER UNITS WITH COMPLEX USE OF OVER PRESSURE GAS PRESSURE FOR ELECTRICITY AND COOLING, GAS DIVERSION
RU2340841C1 (en) * 2007-06-14 2008-12-10 Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" Method of processing of associated oil gas and facility for implementation of this method
RU105293U1 (en) * 2010-12-23 2011-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") SYSTEM OF PREPARATION OF NATURAL-DOMAIN MIXTURE AT THE METALLURGICAL PLANT
RU152385U1 (en) * 2014-07-08 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" SYSTEM FOR PREPARING NATURAL GAS FOR BURNING IN BOILER UNITS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2103354A (en) * 1981-08-03 1983-02-16 Olajipari Foevallal Tervezoe Gas transfer station
RU67236U1 (en) * 2007-05-10 2007-10-10 Дмитрий Тимофеевич Аксенов SYSTEM FOR PREPARING NATURAL GAS FOR COMBUSTION IN BOILER UNITS WITH COMPLEX USE OF OVER PRESSURE GAS PRESSURE FOR ELECTRICITY AND COOLING, GAS DIVERSION
RU2340841C1 (en) * 2007-06-14 2008-12-10 Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" Method of processing of associated oil gas and facility for implementation of this method
RU105293U1 (en) * 2010-12-23 2011-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") SYSTEM OF PREPARATION OF NATURAL-DOMAIN MIXTURE AT THE METALLURGICAL PLANT
RU152385U1 (en) * 2014-07-08 2015-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" SYSTEM FOR PREPARING NATURAL GAS FOR BURNING IN BOILER UNITS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2953554C (en) Method and system for power production with improved efficiency
Li et al. An integrated system for thermal power generation, electrical energy storage and CO2 capture
CA2801476C (en) Low emission triple-cycle power generation systems and methods
JP6923629B2 (en) Generation of low-pressure liquid carbon dioxide from power generation systems and methods
Kanbur et al. Thermoeconomic assessment of a micro cogeneration system with LNG cold utilization
MX2013014870A (en) Process for liquefaction of natural gas.
NO20121098A1 (en) Flexible condensed natural gas plant
FI127597B (en) Method and apparatus for achieving a high efficiency in an open gas-turbine (combi) process
Kim et al. Exergy analysis of gas-turbine systems with high fogging compression
Shu et al. Analysis of an electricity-cooling cogeneration system for waste heat recovery of gaseous fuel engines
CN104031707A (en) Method for tempering natural gas quality for industrial combustion
RU133204U1 (en) COMBINED GAS TURBINE INSTALLATION OF GAS DISTRIBUTION SYSTEM
Ancona et al. Performance increase of a small-scale liquefied natural gas production process by means of turbo-expander
Shi et al. Analysis of a combined cycle power plant integrated with a liquid natural gas gasification and power generation system
Siddiqi et al. Investigation of the criteria for fluid selection in Rankine cycles for waste heat recovery
Wen et al. Simulation and analysis of a peak regulation gas power plant with advanced energy storage and cryogenic CO2 capture
RU2617637C1 (en) System for natural gas preparation for combustion in boilers
RU152385U1 (en) SYSTEM FOR PREPARING NATURAL GAS FOR BURNING IN BOILER UNITS
RU2012131788A (en) METHOD FOR SEPARATION AND LIQUIDATION OF ASSOCIATED OIL GAS WITH ITS ISothermal Storage
Yamamoto et al. Challenges of advanced utilization of LNG cold in osaka gas senboku LNG terminals
Umyshev et al. Analysis of Liquid Air Energy Storage System with Organic Rankine Cycle and Heat Regeneration System
Shu et al. Simulation of CO2 Brayton cycle for engine exhaust heat recovery under various operating loads
RU141127U1 (en) STEAM GAS INSTALLATION
Salman et al. Ali REHMAN, Bo ZHANG*, Xiangji GUO, Muhammad Abdul QYYUM 3, Fatima ZAKIR 4
Kilani et al. Parameters influences on two combined cycle power plants

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201219