RU2734669C1 - Process gas heating unit - Google Patents

Process gas heating unit Download PDF

Info

Publication number
RU2734669C1
RU2734669C1 RU2020101572A RU2020101572A RU2734669C1 RU 2734669 C1 RU2734669 C1 RU 2734669C1 RU 2020101572 A RU2020101572 A RU 2020101572A RU 2020101572 A RU2020101572 A RU 2020101572A RU 2734669 C1 RU2734669 C1 RU 2734669C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat carrier
liquid heat
heat
process gas
heating unit
Prior art date
Application number
RU2020101572A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
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 (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 Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+"
Priority to RU2020101572A priority Critical patent/RU2734669C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2734669C1 publication Critical patent/RU2734669C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/46Water heaters having plural combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering. Process gas heating unit consists of heat exchanger for process gas heating with use of intermediate liquid heat carrier and two and more heat generators of pulsating combustion for heating of liquid heat carrier arranged in common reservoir of liquid heat carrier. Valve-mixing devices of heat generators are placed in adjoining to common reservoir of liquid heat carrier housing with single pipe for air supply to valve-mixing devices, and for emission of flue gases from combustion chamber of each heat generator through tubes-resonators and additional resonance circuit is a chimney with noise silencer, which is output part of additional resonance circuit, wherein inlet part of additional resonant circuit is arranged in common reservoir of liquid heat carrier.
EFFECT: invention allows increasing power of gas heating unit with reduced labor costs for manufacturing and providing explosion and fire protection.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области подогрева жидкостей и газообразных сред и касается, в первую очередь, устройств подогрева технологического газа в газораспределительных станциях.The invention relates to the field of heating liquids and gaseous media and concerns, first of all, devices for heating process gas in gas distribution stations.

Известно устройство для подогрева технологического газа в газораспределительной станции (ГРС), содержащее теплообменник с трубопроводами подвода и отвода технологического газа, и теплогенератор с камерой сгорания пульсирующего горения, снабженной клапанно-смесительным устройством, дополнительным резонирующим устройством, обеспечивающим требуемый диапазон режимов устойчивого горения с устранением или сокращением режимов «старт-стоп», (патент РФ на изобретение №2655426, МПК F23C 15/00, F23C 9/00, 28.05.2018 г.). Устройство обладает высокой пассивной взрывозащищенностью из-за малого объема камеры сгорания, кроме того конструкция клапанно-смесительного устройства в связи с отсутствием «открытого огня», а вместе с ним и теплогенератор в целом обладают полной взрыво- и пожарной безопасностью.A device for heating process gas in a gas distribution station (GDS) is known, containing a heat exchanger with pipelines for supplying and removing process gas, and a heat generator with a pulsating combustion chamber equipped with a valve-mixing device, an additional resonating device providing the required range of stable combustion modes with the elimination or reduction of start-stop modes, (RF patent for invention No. 2655426, IPC F23C 15/00, F23C 9/00, 28.05.2018). The device has a high passive explosion protection due to the small volume of the combustion chamber, in addition, the design of the valve-mixing device due to the absence of "open fire", and with it the heat generator as a whole, have complete explosion and fire safety.

Тем не менее к недостатку известного устройства следует отнести значительное повышение трудоемкости и металлоемкости, а, следовательно, и стоимости блока подогрева технологического газа в целом при необходимости повышения мощности устройства из-за разнесенности конструкции теплообменника с трубами подвода и отвода теплоносителя и теплогенератора.Nevertheless, the disadvantage of the known device should be attributed to a significant increase in labor intensity and metal consumption, and, consequently, in the cost of the process gas heating unit as a whole, if it is necessary to increase the power of the device due to the separation of the heat exchanger structure with pipes for supplying and removing the coolant and the heat generator.

Известно устройство для подогрева газа и нефти, содержащее корпус, заполненный жидким промежуточным теплоносителем, в котором размещен теплообменник и горизонтально ориентированный теплогенератор в состав которого входит горелка, жаровая труба, пучок дымогарных труб, причем устройство имеет, по крайней мере, второй горизонтально ориентированный генератор с возможностью подключение каждого теплогенератора как автономно, так и одновременно всех вместе. Заключение теплообменника и теплогенератора в единую общую емкость теплоносителя упрощает схему блока подогрева технологического газа, в первую очередь, за счет изъятия из схемы гидронасосов с трубами подвода и отвода теплоносителя от теплогенератора к теплообменнику (патент РФ на полезную модель №53410, МПК F22Б 7/00, 01.10.2006 г.).Known device for heating gas and oil, containing a housing filled with a liquid intermediate heat carrier, which houses a heat exchanger and a horizontally oriented heat generator, which includes a burner, a flame tube, a bundle of smoke tubes, and the device has at least a second horizontally oriented generator with the ability to connect each heat generator both autonomously and simultaneously all together. The conclusion of the heat exchanger and the heat generator in a single common coolant capacity simplifies the process gas heating block scheme, first of all, due to the removal from the circuit of hydraulic pumps with pipes for supplying and removing the coolant from the heat generator to the heat exchanger (RF patent for utility model No. 53410, IPC F22B 7/00 , 01.10.2006).

Недостатком данного устройства, принятого за прототип, является недостаточная взрывозащищенность и пожарозащищенность блока подогрева технологического газа с теплогенератором с газовыми горелками («открытое пламя»). Так, при проникновении в зону размещения газовых горелок газа из окружающей среды, например, при разрыве газопровода, с большой вероятностью возможен взрыв смеси воздуха и газа.The disadvantage of this device, taken as a prototype, is the lack of explosion and fire protection of the process gas heating unit with a heat generator with gas burners ("open flame"). So, when gas from the environment enters the area where gas burners are located, for example, when a gas pipeline breaks, an explosion of a mixture of air and gas is most likely possible.

Технический результат на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается обеспечение возможности увеличения мощности теплогенератора с обеспечением его взрыво- и пожаробезопасности при минимизации металлоемкости и трудоемкости.The technical result to which the present invention is directed is to provide the possibility of increasing the power of the heat generator while ensuring its explosion and fire safety while minimizing the metal consumption and labor intensity.

Технический результат достигается тем, что в блоке подогрева технологического газа, состоящего из теплообменника для нагрева технологического газа и нескольких теплогенераторов для подогрева жидкого теплоносителя, размещенных в общей емкости жидкого теплоносителя, новым является то, что в общей емкости жидкого теплоносителя размещены два и более теплогенератора пульсирующего горения, клапанно-смесительные устройства которых вынесены в примыкающий к общей емкости жидкого теплоносителя корпус с единой трубой подвода воздуха на клапанно-смесительные устройства, а для выброса дымовых газов из камеры сгорания каждого теплогенератора через трубы-резонаторы и дополнительное резонирующее устройство служит дымовая труба с шумоглушителем, являющаяся выходной частью дополнительного резонирующего устройства, причем входная часть дополнительного резонирующего устройства размещена в общей емкости жидкого теплоносителя,The technical result is achieved by the fact that in the process gas heating unit, consisting of a heat exchanger for heating the process gas and several heat generators for heating the liquid heat carrier, placed in the common tank of the heat carrier liquid, the new thing is that two or more pulsating heat generators are placed in the common container of the heat carrier fluid. combustion, the valve-mixing devices of which are placed in a housing adjacent to the common tank of the liquid heat carrier with a single pipe for supplying air to the valve-mixing devices, and a chimney with a silencer is used to eject flue gases from the combustion chamber of each heat generator through resonator pipes and an additional resonating device , which is the output part of the additional resonating device, and the input part of the additional resonating device is placed in the common tank of the heat carrier fluid,

также новым является то, что теплогенераторы и «U»-образный пучок труб теплообменника разделены продольной перегородкой.it is also new that the heat generators and the “U” -shaped bundle of heat exchanger tubes are separated by a longitudinal partition.

На фиг. 1 приведен продольный разрез блока подогрева технологического газа, на фиг. 2 - поперечный разрез.FIG. 1 shows a longitudinal section of the process gas heating unit, FIG. 2 - cross section.

Блок подогрева газа содержит теплообменник 1 для нагрева технологического газа и два теплогенератора 2 для нагрева жидкого теплоносителя, размещенные в общей емкости 3 жидкого теплоносителя. Теплогенераторы 2 выполнены по схеме пульсирующего горения. При этом клапанно-смесительное устройство 4 каждого теплогенератора 2 вынесены в корпус 5, примыкающий к общей емкости 3 жидкого теплоносителя. Полость 6 корпуса 5 сообщена с трубой подвода 7 воздуха из атмосферы для всаса его в камеру сгорания 8 через обратный клапан 9 клапанно-смесительного устройства 4 каждого теплогенератора 2. Для подачи топливного газа в клапанно-смесительное устройство 4 служит обратный клапан 10. Трубы-резонаторы 11 камеры сгорания 8 сообщены с дополнительным резонирующим устройством 12, выходная часть 13 которого является дымовой трубой с шумоглушителем 14. Входная часть 15 дополнительного резонирующего устройства 12 размещена в общей емкости 3 жидкого теплоносителя для дополнительного теплосъема от дымовых газов.The gas heating unit contains a heat exchanger 1 for heating the process gas and two heat generators 2 for heating the liquid heat carrier, placed in a common tank 3 of the liquid heat carrier. Heat generators 2 are made according to the pulsating combustion scheme. In this case, the valve-mixing device 4 of each heat generator 2 is placed in the housing 5, adjacent to the common tank 3 of the liquid heat carrier. The cavity 6 of the housing 5 is in communication with the pipe for supplying air 7 from the atmosphere to suck it into the combustion chamber 8 through the check valve 9 of the valve-mixing device 4 of each heat generator 2. The check valve 10 serves to supply fuel gas to the valve-mixing device 4. 11 combustion chambers 8 are in communication with an additional resonating device 12, the outlet part 13 of which is a chimney with a silencer 14. The inlet part 15 of the additional resonating device 12 is placed in a common tank 3 of a liquid heat carrier for additional heat removal from flue gases.

Для оптимизации конвекции потоков жидкого теплоносителя теплогенераторы 2 и «U»-образный пучок 16 труб теплообменника 1 разделены продольной перегородкой 17.To optimize convection of liquid heat carrier flows, heat generators 2 and "U" -shaped bundle 16 of heat exchanger tubes 1 are separated by a longitudinal partition 17.

Малые размеры камеры сгорания увеличивают ее пассивную взрывозащиту, а закрытая конструкция клапанно-смесительного устройства (отсутствие «открытого огня») обеспечивает полную взрывопожарную защиту.The small size of the combustion chamber increases its passive explosion protection, and the closed design of the valve-mixing device (no "open fire") provides complete explosion and fire protection.

Блок подогрева технологического газа работает следующим образом. Топливный газ через обратный клапан 10 и воздух через обратный клапан 9 поступают в клапанно-смесительное устройство 4, где образуется топливо-воздушная смесь, которая сжигается в камере сгорания 8. Воздух на клапанно-смесительное устройство 4 каждого из двух теплогенераторов 2 забираются из общей полости 6, куда он попадает через единую трубу подвода 7 воздуха из атмосферы. Использование этой трубы обеспечивает непопадание в полость 6 природного газа из атмосферы в случае какой-либо аварии на газопроводе (плотность смеси природного газа и воздуха на входе в трубу 7 меньше плотности воздуха в полости 6). Продукты сгорания через трубы-резонаторы 11 и дополнительное резонирующее устройство 12 и далее выходную часть 13 этого устройства выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу с шумоглушителем 14. Нагрев жидкого теплоносителя происходит через стенки камеры сгорания 8, трубы-резонаторы 11 и выходную часть 15 дополнительного резонирующего устройства 12.The process gas heating unit works as follows. Fuel gas through the check valve 10 and air through the check valve 9 enter the valve-mixing device 4, where a fuel-air mixture is formed, which is burned in the combustion chamber 8. Air to the valve-mixing device 4 of each of the two heat generators 2 is taken from the common cavity 6, where it enters through a single pipe for supplying air 7 from the atmosphere. The use of this pipe ensures that natural gas does not enter the cavity 6 from the atmosphere in the event of any accident on the gas pipeline (the density of the mixture of natural gas and air at the entrance to the pipe 7 is less than the density of air in the cavity 6). Combustion products through pipes-resonators 11 and an additional resonating device 12 and then the outlet part 13 of this device are emitted into the atmosphere through a chimney with a silencer 14. Heating of the coolant occurs through the walls of the combustion chamber 8, pipes-resonators 11 and the outlet part 15 of the additional resonating device 12.

Для дополнительного теплосъема с элементов теплогенераторов 2 служит продольная перегородка 17 (фиг. 2) между ними, которая оптимизирует конвекцию потоков жидкости с целью увеличения теплосъема «и»-образными пучками труб 16 теплообменника 1, по которым проходит технологический газ.For additional heat removal from the elements of heat generators 2 is a longitudinal partition 17 (Fig. 2) between them, which optimizes the convection of fluid flows in order to increase heat removal "and" -shaped bundles of tubes 16 of the heat exchanger 1, through which the process gas passes.

Размещение теплогенераторов 2 в общей емкости жидкого теплоносителя 13 с теплообменником 2 позволяет с меньшими затратами решать вопрос повышения мощности блока подогрева газа за счет снижения металлоемкости и трудоемкости изготовления. Использование теплогенератора 2 пульсирующего горения в блоке подогрева газа обеспечивает взрыво- и пожарную защиту не только за счет введения трубы забора 7 воздуха, но, главным образом, за счет отсутствия открытого пламени в клапанно-смесительном устройстве 4 и теплогенераторе 2 в целом. Принцип работы теплогенератора пульсирующего горения обеспечивает высокую полноту сгорания газо-воздушной смеси. Вместе с этим, размещение части трубы 15 дополнительного резонирующего устройства 4 в общей емкости 3 жидкого теплоносителя обеспечивают высокий КПД блока подогрева газа (~95%).The placement of heat generators 2 in a common tank of a liquid heat carrier 13 with a heat exchanger 2 makes it possible to solve the issue of increasing the power of the gas heating unit at a lower cost by reducing the metal consumption and labor intensity of manufacturing. The use of a pulsating combustion heat generator 2 in a gas heating unit provides explosion and fire protection not only by introducing an air intake pipe 7, but mainly due to the absence of an open flame in the valve mixing device 4 and heat generator 2 as a whole. The principle of operation of the pulsating combustion heat generator provides high completeness of combustion of the gas-air mixture. At the same time, the placement of a part of the pipe 15 of the additional resonating device 4 in the common tank 3 of the liquid heat carrier ensures a high efficiency of the gas heating unit (~ 95%).

Claims (2)

1. Блок подогрева технологического газа, состоящий из теплообменника для нагрева технологического газа с использованием промежуточного жидкого теплоносителя и нескольких теплогенераторов для подогрева жидкого теплоносителя, размещенных в общей емкости жидкого теплоносителя, отличающийся тем, что в общей емкости жидкого теплоносителя размещены два и более теплогенератора пульсирующего горения, клапанно-смесительные устройства которых вынесены в примыкающий к общей емкости жидкого теплоносителя корпус с единой трубой подвода воздуха на клапанно-смесительные устройства, а для выброса дымовых газов из камеры сгорания каждого теплогенератора через трубы-резонаторы и дополнительный контур резонирования служит дымовая труба с шумоглушителем, являющаяся выходной частью дополнительного контура резонирования, причем входная часть дополнительного контура резонирования размещена в общей емкости жидкого теплоносителя.1. A process gas heating unit, consisting of a heat exchanger for heating a process gas using an intermediate liquid heat carrier and several heat generators for heating a liquid heat carrier, placed in a common tank of a liquid heat carrier, characterized in that two or more heat generators of pulsating combustion are placed in a common tank of a liquid heat carrier , the valve-mixing devices of which are placed in a housing adjacent to the common tank of the liquid heat carrier with a single pipe for supplying air to the valve-mixing devices, and a chimney with a silencer serves to eject flue gases from the combustion chamber of each heat generator through resonator pipes and an additional resonance circuit, which is the output part of the additional resonance circuit, and the input part of the additional resonance circuit is located in the common tank of the coolant. 2. Блок подогрева технологического газа по п. 1, отличающийся тем, что теплогенераторы и «U»-образный пучок труб теплообменника разделены продольной перегородкой.2. The process gas heating unit according to claim 1, characterized in that the heat generators and the "U" -shaped bundle of heat exchanger tubes are separated by a longitudinal partition.
RU2020101572A 2020-01-14 2020-01-14 Process gas heating unit RU2734669C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101572A RU2734669C1 (en) 2020-01-14 2020-01-14 Process gas heating unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101572A RU2734669C1 (en) 2020-01-14 2020-01-14 Process gas heating unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734669C1 true RU2734669C1 (en) 2020-10-21

Family

ID=72948917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020101572A RU2734669C1 (en) 2020-01-14 2020-01-14 Process gas heating unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734669C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207998U1 (en) * 2021-01-27 2021-11-29 Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" PULSED COMBUSTION HEAT GENERATOR EXHAUST PIPE
WO2023277724A1 (en) * 2021-07-02 2023-01-05 Ильгиз Амирович Ямилев Pulsating combustion apparatus with increased efficiency

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6152510A (en) * 1984-08-21 1986-03-15 Toshiba Corp Pulsating combustion apparatus
US4759312A (en) * 1985-06-12 1988-07-26 Georg Pletzer Furnace system
RU2175422C1 (en) * 2001-02-02 2001-10-27 Бондаренко Михаил Иванович Intermittent burning system
RU53410U1 (en) * 2006-01-10 2006-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Газпроммаш" DEVICE FOR GAS AND OIL HEATING
RU2655426C1 (en) * 2017-06-30 2018-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие" Авиагаз-Союз+" Device for heating process gas in a gas distribution station
RU2702059C1 (en) * 2018-11-09 2019-10-03 Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" Pulsating combustion heat generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6152510A (en) * 1984-08-21 1986-03-15 Toshiba Corp Pulsating combustion apparatus
US4759312A (en) * 1985-06-12 1988-07-26 Georg Pletzer Furnace system
RU2175422C1 (en) * 2001-02-02 2001-10-27 Бондаренко Михаил Иванович Intermittent burning system
RU53410U1 (en) * 2006-01-10 2006-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Газпроммаш" DEVICE FOR GAS AND OIL HEATING
RU2655426C1 (en) * 2017-06-30 2018-05-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие" Авиагаз-Союз+" Device for heating process gas in a gas distribution station
RU2702059C1 (en) * 2018-11-09 2019-10-03 Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" Pulsating combustion heat generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207998U1 (en) * 2021-01-27 2021-11-29 Общество с Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Авиагаз-Союз+" PULSED COMBUSTION HEAT GENERATOR EXHAUST PIPE
WO2023277724A1 (en) * 2021-07-02 2023-01-05 Ильгиз Амирович Ямилев Pulsating combustion apparatus with increased efficiency

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734669C1 (en) Process gas heating unit
CN106401716A (en) Tail gas denitration device of natural gas internal combustion engine generator
RU2293253C1 (en) Pulse burning boiler
RU73447U1 (en) PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR (OPTIONS)
RU177320U1 (en) Multi-pass fire-tube boiler
EP0354188A2 (en) Pulse combuster and process
CN101571289A (en) Fuel gas intermittent combustion heating furnace
RU2640307C1 (en) Heater of liquid and gaseous media
CN211119458U (en) Combustion equipment with separated heat production system and heat exchange system
RU2158394C1 (en) Heating boiler
KR200265150Y1 (en) a steam boiler
RU2296921C2 (en) Liquid or gas heater
CN205448309U (en) Gaseous heat conduction oil furnace of burning VOC
RU2808323C1 (en) Method and device for heating pipeline with associated petroleum gas
CN214147991U (en) Condensing volumetric gas boiler
RU2697209C1 (en) Steam generator
CN211819714U (en) Stirling engine ring heater
RU172358U1 (en) Process gas heating device in a gas distribution station
CN213577523U (en) Waste gas degradation equipment
EP1936287A2 (en) Combustion unit for heat generator to which an additional heat generator is connected
RU179513U1 (en) STEAM GAS GENERATOR
CN216281576U (en) Combustion furnace circulating type heat insulation structure
CN218178873U (en) Porous medium gas fuel combustion device
CN210107371U (en) Steam boiler with FGR flue gas return pipeline
CN219415255U (en) Miniaturized hydrogen energy wall-mounted furnace