RU2744529C1

RU2744529C1 - Transported gasification plant and method of heating the product to a temperature of 150℃

Info

Publication number: RU2744529C1
Application number: RU2020120036A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Королев; Александр Петрович Куленко; Василий Васильевич Трепов; Василий Григорьевич Капинос; Алексей Владимирович Колбасов; Сергей Николаевич Голышев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМГАЗ-ТЕХНОЛОГИЙ"
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2021-03-11

Abstract

FIELD: cryogenic technology.

SUBSTANCE: group of inventions relates to the gasification plant and method of gasification of cryogenic liquids and can be used in cryogenic technology. The plant comprises a tank, diesel machine, cryogenic pump, regasification unit containing the first liquid vaporizing unit with a heat exchanger, the second liquid vaporizing unit with a heat exchanger and circulation system of heat exchanger with circulation pump, the mixing line with locking valve. The diesel machine of the plant is a diesel electric generator (DEG). The plant has a low-pressure manifold and a high-pressure manifold, a second cryogenic pump, and both cryogenic pumps are equipped with electric engines. The regasification unit has an atmospheric vaporizing unit located in front of the first liquid vaporizing unit and containing fans. The first liquid vaporizing unit has a heat exchanger circulation system with a circulation pump, the second liquid vaporizing unit has the second heat exchanger connected in series with the first heat exchanger, and the first and second liquid vaporizing units have electric engines of circulation pumps and heat exchanger tanks equipped with tubular electric heaters (TEH). In addition, the plant has an accounting and supplying unit, a control unit, temperature and pressure sensors, gauges, and a flow meter. Besides, the electric engines of two cryogenic and two circulation pumps, fans, tubular electric heaters and a control unit are connected to a diesel electric generator.

EFFECT: technical result of the claimed group of inventions is the creation of an installation for the gasification of cryogenic liquid and increased productivity.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам газификации криогенных жидкостей и может быть использовано в криогенной технике.The invention relates to methods for gasification of cryogenic liquids and can be used in cryogenic technology.

Известно модульное насосное устройство [US 2015240995], содержащее модульный насос, который представляет собой насос высокого давления, бустерный насос, подающие криогенную жидкость из резервуара в испаритель, где она становится газом. Испаритель направляет газ в теплообменник с теплоносителем, откуда газ высокого давления подается потребителю (например, при добыче нефти). Теплообменник с теплоносителем соединен гидравлически с двигателем внутреннего сгорания (например, дизельным). Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает подогрев охлаждающей жидкости, являющейся теплоносителем, а теплообменник обеспечивает охлаждение охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, что позволяет ему эффективно работать. Двигатель внутреннего сгорания используется для подачи энергии на гидронасос, который нагнетает жидкость из резервуара и направляет ее в гидродвигатели, которые преобразуют энергию давления криогенной жидкости в механическую. Эта механическая энергия передается на бустерный насос, модульный насос и испарительный вентилятор. Следует отметить, что конечная температура выходящего потока испаренного продукта различна только для различных сред (например, азот, двуокись углерода и т.д.).Known modular pumping device [US 2015240995], containing a modular pump, which is a high pressure pump, a booster pump, supplying cryogenic liquid from the reservoir to the evaporator, where it becomes a gas. The evaporator directs the gas to a heat exchanger with a heat carrier, from where the high pressure gas is supplied to the consumer (for example, during oil production). The heat exchanger with the coolant is hydraulically connected to an internal combustion engine (eg diesel). The internal combustion engine provides heating of the coolant, which is the heat transfer medium, and the heat exchanger provides cooling of the coolant of the internal combustion engine, allowing it to operate efficiently. The internal combustion engine is used to supply energy to the hydraulic pump, which pumps fluid from the reservoir and directs it to the hydraulic motors, which convert the pressure energy of the cryogenic fluid into mechanical energy. This mechanical energy is transferred to the booster pump, modular pump and evaporative fan. It should be noted that the final outlet temperature of the vaporized product is only different for different media (eg nitrogen, carbon dioxide, etc.).

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности регулировки температуры выдаваемого продукта.The disadvantage of such a device is the inability to adjust the temperature of the dispensed product.

Наиболее близким к предлагаемому является беспламенное устройство испарения азота [US 5551242], которое включает в себя первый дизельный агрегат (двигатель внутреннего сгорания), соединенный с криогенным азотным насосом через коробку передач, второй дизельный агрегат (двигатель внутреннего сгорания), управляющий тремя циркуляционными гидравлическими масляными насосами, блок регазификации, содержащий первый жидкостный испарительный блок, второй жидкостный испарительный блок, систему циркуляции теплоносителя, содержащую смешивающую камеру, байпасную линию обхода первого теплообменника, линию подмеса с запорным клапаном, выпускной коллектор.The closest to the proposed one is a flameless nitrogen evaporation device [US 5551242], which includes a first diesel unit (internal combustion engine) connected to a cryogenic nitrogen pump through a gearbox, a second diesel unit (internal combustion engine) that controls three circulating hydraulic oil pumps, a regasification unit containing a first liquid evaporating unit, a second liquid evaporating unit, a coolant circulation system containing a mixing chamber, a bypass line to bypass the first heat exchanger, a mixing line with a shut-off valve, and an exhaust manifold.

Способ испарения азота, согласно этому же патенту, заключается в следующем. Жидкий азот нагнетается криогенным насосом, приводимым в движение первым двигателем, в первый жидкостный испарительный блок, где тепло передается от выхлопных газов от первого и второго двигателей внутреннего сгорания к жидкому азоту, чтобы превратить его в газообразное состояние. Затем газообразный азот поступает во второй жидкостный испарительный блок, где он забирает тепло от теплоносителя, который его получает от двигателя для нагрева газообразного азота до температуры окружающей среды. Затем азот подается потребителю. Охлаждающая жидкость двигателя поступает в систему циркуляции теплоносителя. Тепло передается теплоносителю непосредственно от двигателя внутреннего сгорания. Тепло также передается теплоносителю от масла, перекачиваемого тремя насосами, приводимыми в действие вторым двигателем внутреннего сгорания, и входящими в систему циркуляции теплоносителя, включающей так же в себя смешивающую камеру для выпуска тепла более теплого теплоносителя, поступающего из двигателей внутреннего сгорания во второй жидкостный испарительный блок с более холодным теплоносителем, текущим от второго жидкостного испарительного блока к двигателям внутреннего сгорания.The method for evaporating nitrogen, according to the same patent, is as follows. Liquid nitrogen is pumped by a cryogenic pump driven by the first engine into the first liquid evaporation unit, where heat is transferred from the exhaust gases from the first and second internal combustion engines to liquid nitrogen to be converted into a gaseous state. The nitrogen gas then enters the second liquid evaporation unit, where it takes heat from the coolant that it receives from the engine to heat the nitrogen gas to ambient temperature. Then nitrogen is supplied to the consumer. The engine coolant enters the coolant circulation system. Heat is transferred to the coolant directly from the internal combustion engine. Heat is also transferred to the coolant from the oil pumped by three pumps driven by the second internal combustion engine and entering the coolant circulation system, which also includes a mixing chamber to release heat from the warmer coolant coming from the internal combustion engines to the second liquid evaporation unit with a colder coolant flowing from the second liquid evaporation unit to the internal combustion engines.

Недостатками известного устройства и способа являются низкая производительность, отсутствие точной регулировки температуры и расхода выдаваемого продукта, отсутствие возможности нагрева выдаваемого продукта до высоких температур, наличие двух дизельных агрегатов (двигателей).The disadvantages of the known device and method are low productivity, lack of accurate temperature control and flow rate of the dispensed product, the inability to heat the dispensed product to high temperatures, the presence of two diesel units (engines).

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением является повышение производительности, точности регулировки температуры и расхода выдаваемого продукта, нагрев выдаваемого продукта до высоких температур, снижение топливных затрат при работе установки, снижение временных затрат на плановый ремонт.The technical problem solved by the claimed invention is to increase productivity, accuracy of temperature control and flow rate of the dispensed product, heating the dispensed product to high temperatures, reduce fuel costs during the operation of the installation, and reduce the time spent on scheduled repairs.

Техническая задача достигается тем, что установка содержит резервуар, дизельный агрегат, криогенный насос, блок регазификации, содержащий первый жидкостный испарительный блок с теплообменником, второй жидкостный испарительный блок с теплообменником и системой циркуляции теплоносителя с циркуляционным насосом, линию подмеса с запорным клапаном, причем дизельный агрегат установки газификационной представляет из себя дизельный электрогенератор (ДЭС), имеется манифольд низкого давления и манифольд высокого давления, имеется второй криогенный насос, причем оба криогенных насоса оснащены электродвигателями. Блок регазификации имеет атмосферный испарительный блок, расположенный перед первым жидкостным испарительным блоком и содержащий вентиляторы, первый жидкостный испарительный блок имеет систему циркуляции теплоносителя с циркуляционным насосом, второй жидкостный испарительный блок имеет второй теплообменник, последовательно соединенный с первым теплообменником, а первый и второй жидкостные испарительные блоки имеют электродвигатели циркуляционных насосов и баки для теплоносителей, оснащенные трубчатыми электронагревателями (ТЭН). Помимо этого установка имеет блок учета и выдачи, блок управления, датчики температуры, давления, манометры, расходомер. Кроме того электродвигатели двух криогенных и двух циркуляционных насосов, вентиляторы, трубчатые электронагреватели и блок управления подключены к дизельному электрогенератору. Электродвигатели двух криогенных насосов оснащены частотными преобразователями и имеют возможность вращения с различной частотой. Датчики давления, температуры, расходомер, трубчатые электронагреватели, электродвигатели криогенных насосов, запорный клапан линии подмеса подключены к блоку управления.The technical problem is achieved by the fact that the installation contains a tank, a diesel unit, a cryogenic pump, a regasification unit containing a first liquid evaporating unit with a heat exchanger, a second liquid evaporating unit with a heat exchanger and a coolant circulation system with a circulation pump, a mixing line with a shut-off valve, and the diesel unit The gasification unit is a diesel electric generator (DPP), there is a low pressure manifold and a high pressure manifold, there is a second cryogenic pump, and both cryogenic pumps are equipped with electric motors. The regasification unit has an atmospheric evaporation unit located in front of the first liquid evaporation unit and containing fans, the first liquid evaporation unit has a coolant circulation system with a circulation pump, the second liquid evaporation unit has a second heat exchanger connected in series with the first heat exchanger, and the first and second liquid evaporation units have electric motors of circulation pumps and tanks for heat carriers, equipped with tubular electric heaters (TEN). In addition, the installation has a metering and dispensing unit, a control unit, temperature and pressure sensors, manometers, and a flow meter. In addition, the electric motors of two cryogenic and two circulation pumps, fans, tubular electric heaters and a control unit are connected to a diesel generator. The electric motors of the two cryogenic pumps are equipped with frequency converters and can rotate at different speeds. Pressure and temperature sensors, flow meter, tubular electric heaters, electric motors of cryogenic pumps, shut-off valve of the mixing line are connected to the control unit.

Благодаря установке одного дизельного агрегата вместо двух можно сократить объемы потребляемого топлива. Так, например, для ДЭС на основе двигателя Volvo Penta TD530GE мощностью 60 кВт расход составляет 17,1 л/ч, а для ДЭС на основе двигателя Volvo Penta TAD731GE мощностью 120 кВт расход составляет 33,6 л/ч.By installing one diesel unit instead of two, it is possible to reduce the amount of fuel consumed. For example, for diesel power plants based on the Volvo Penta TD530GE engine with a power of 60 kW, the consumption is 17.1 l / h, and for diesel power plants based on the Volvo Penta TAD731GE engine with a power of 120 kW, the consumption is 33.6 l / h.

Кроме того техническая задача достигается за счет следующего способа нагрева продукта, использующего предложенную установку газификационную. Сначала захолаживаются криогенные насосы и одновременно с этим запускается ДЭС, вентиляторы, циркуляционные насосы, а так же включаются ТЭНы первого жидкостного испарительного блока, спустя необходимое время для захолаживания насосов и выхода блока регазификации на рабочий режим, начинается нагнетание продукта через манифольд высокого давления в блок регазификации и включаются ТЭНы второго жидкостного испарительного блока, после чего испаряемый продукт, проходя через атмосферный испарительный блок, получает тепло от окружающей среды, причем интенсивность этого процесса обеспечивается вентиляторами, а после выхода из атмосферного испарительного блока, продукт попадает в первый жидкостный испарительный блок, в котором за счет циркуляционного насоса циркулирует теплоноситель, получающий тепло от утилизатора тепла выхлопных газов ДЭС и ТЭНов, и передающий тепло продукту в теплообменнике, после выхода из первого жидкостного испарительного блока, продукт попадает во второй жидкостный испарительный блок, в котором за счет циркуляционного насоса циркулирует теплоноситель, получающий тепло от ТЭНов и передающий тепло продукту в теплообменниках, причем продукт сначала попадает в первый теплообменник, а затем во второй, в то время как теплоноситель сначала попадает во второй теплообменник, а затем в первый, кроме того после выхода из второго жидкостного испарительного блока продукт попадает в блок учета и выдачи, в котором контролируется расход, температура и давление выдаваемого продукта, а затем продукт подается потребителю.In addition, the technical problem is achieved by the following method of heating the product using the proposed gasification unit. First, the cryogenic pumps are cooled down and at the same time the diesel power plant, fans, circulation pumps are started, and the heating elements of the first liquid evaporation unit are also turned on, after the necessary time for the pumps to cool down and the regasification unit reaches the operating mode, the product is pumped through the high pressure manifold into the regasification unit. and the heating elements of the second liquid evaporating unit are switched on, after which the evaporated product, passing through the atmospheric evaporating unit, receives heat from the environment, and the intensity of this process is provided by the fans, and after leaving the atmospheric evaporating unit, the product enters the first liquid evaporating unit, in which due to the circulation pump, the coolant circulates, which receives heat from the heat exchanger of the exhaust gases of diesel power plants and heating elements, and transfers heat to the product in the heat exchanger, after leaving the first liquid evaporation unit, the product enters the second liquid evaporator a separate block, in which, due to the circulation pump, the heat carrier circulates, which receives heat from the heating elements and transfers heat to the product in the heat exchangers, and the product first enters the first heat exchanger, and then into the second, while the heat carrier first enters the second heat exchanger, and then into the first, in addition, after leaving the second liquid evaporation unit, the product enters the metering and dispensing unit, in which the flow rate, temperature and pressure of the dispensed product are controlled, and then the product is supplied to the consumer.

Линия подмеса обеспечивает подачу продукта в обход всех трех испарителей для корректировки конечной температуры продукта.The mixing line allows product to bypass all three evaporators to adjust the final product temperature.

Кроме того после начала нагнетания продукта криогенными насосами, блок управления начинает собирать данные с датчиков температуры и давления продукта в разных точках установки газификационной, а так же данные о расходе продукта, и при необходимости управляет частотой вращения электродвигателей криогенных насосов, включением/выключением ТЭНов, а так же положением клапана линии подмеса, тем самым обеспечивая требуемые значения по температуре, давлению и расходу выдаваемого продукта.In addition, after the start of product injection by cryogenic pumps, the control unit begins to collect data from the temperature and pressure sensors of the product at different points of the gasification installation, as well as data on the product flow rate, and, if necessary, controls the rotational speed of the cryogenic pump electric motors, turning on / off heating elements, and also by the position of the mixing line valve, thereby providing the required values for temperature, pressure and flow rate of the dispensed product.

Стоит отметить, что в качестве продукта может выступать азот, двуокись углерода, кислород, аргон, сжиженный природный газ, широкая фракция легких углеводородов и т.п.It should be noted that the product can be nitrogen, carbon dioxide, oxygen, argon, liquefied natural gas, a wide fraction of light hydrocarbons, etc.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема расположения блоков установки газификационной.FIG. 1 shows a schematic diagram of the arrangement of blocks of the gasification plant.

На фиг. 2 изображена общая гидравлическая схема установки газификационной.FIG. 2 shows the general hydraulic diagram of the gasification installation.

Установка газификационная представляет из себя следующее. Испаряемый продукт находится в жидком состоянии в резервуаре 1, к которому присоединен манифольд низкого давления 2, осуществляющий подачу продукта в блок насосных агрегатов 3, содержащий два насосных агрегата 4, которые осуществляют нагнетание продукта через манифольд высокого давления 5 в блок регазификации 6, состоящий из испарительных блоков атмосферного 7, первого жидкостного 8 и второго жидкостного 9, после чего продукт поступает в блок учета и выдачи 10. Кроме того установка газификационная содержит дизельный электрогенератор (ДЭС) 11 и блок управления 12. ДЭС снабжена пусковым аккумулятором и устройством предпускового подогрева.The gasification unit is as follows. The evaporated product is in a liquid state in the tank 1, to which a low pressure manifold 2 is connected, which supplies the product to the pumping unit 3, containing two pumping units 4, which pump the product through the high pressure manifold 5 to the regasification unit 6, consisting of evaporating atmospheric units 7, the first liquid 8 and the second liquid 9, after which the product enters the metering and dispensing unit 10. In addition, the gasification unit contains a diesel electric generator (DPP) 11 and a control unit 12. The DPP is equipped with a starting battery and a preheating device.

Манифольд низкого давления 2 присоединен к резервуару 1 подающей 13 и возвратной 14 линиями, каждая из которых имеет предохранительные клапана 15. Кроме того манифольд низкого давления 2 соединен с блоком насосных агрегатов 3 двумя подающими 16 и двумя возвратными 17 линиями, каждая из которых имеет запорный клапан 18.Low pressure manifold 2 is connected to reservoir 1 by supply 13 and return 14 lines, each of which has safety valves 15. In addition, low pressure manifold 2 is connected to the pumping unit 3 by two supply 16 and two return 17 lines, each of which has a shut-off valve eighteen.

Блок насосных агрегатов 3 содержит два насосных агрегата 4, каждый из которых содержит криогенный насос 19, к которому подключена подающая линия 16, оснащенная металлорукавом 20 и датчиком температуры 21. Также к каждому криогенному насосу 19 подключена возвратная линия 17, оснащенная металлорукавом 20, датчиком температуры 21 и клапаном предохранительным 15. Кроме того, к каждому криогенному насосу 19 подключена нагнетательная линия 22, оснащенная клапаном предохранительным 15, датчиком давления 23, датчиком температуры 21, клапаном продувочным 24 и линией сброса 25. Также к каждому криогенному насосу 19 подключен электродвигатель 26 (например трехфазный, 45 кВт) с управлением, например, при помощи частотного преобразователя.The block of pumping units 3 contains two pumping units 4, each of which contains a cryogenic pump 19, to which a supply line 16 is connected, equipped with a metal hose 20 and a temperature sensor 21. Also, a return line 17 is connected to each cryogenic pump 19, equipped with a metal hose 20, a temperature sensor 21 and a safety valve 15. In addition, a discharge line 22 is connected to each cryogenic pump 19, equipped with a safety valve 15, a pressure sensor 23, a temperature sensor 21, a purge valve 24 and a relief line 25. Also, an electric motor 26 ( for example three-phase, 45 kW) controlled, for example, by means of a frequency converter.

Криогенные насосы 19 представляют собой насосы поршневого типа.Cryogenic pumps 19 are piston-type pumps.

Каждая нагнетательная линия 22 своим вторым концом подключена к запорному клапану 27 манифольда высокого давления 5, содержащему обратные клапаны 28 и объединяющему нагнетательные линии 22 в нагнетательную магистраль 29.Each pressure line 22 is connected with its second end to a shut-off valve 27 of a high-pressure manifold 5, which contains check valves 28 and connects the pressure lines 22 to a pressure line 29.

Атмосферный испарительный блок 7 блока регазификации 6 содержит теплообменник 30, состоящий из биметаллических труб с наружным оребрением, к которому подключена нагнетательная магистраль 29, а так же вентиляторы 31 (например, трехфазные в количестве 8 шт. по 0,7 кВт) для конвекции воздуха.The atmospheric evaporating unit 7 of the regasification unit 6 contains a heat exchanger 30, consisting of bimetallic pipes with external ribbing, to which the delivery line 29 is connected, as well as fans 31 (for example, three-phase in the amount of 8 pcs. 0.7 kW each) for air convection.

С обратной стороны теплообменник 30 подключен к теплообменнику 32 первого жидкостного испарительного блока 8 подающей линией 33, снабженной датчиком температуры 21.On the reverse side, the heat exchanger 30 is connected to the heat exchanger 32 of the first liquid evaporation unit 8 by a flow line 33 equipped with a temperature sensor 21.

Первый жидкостный испарительный блок 8 содержит бак нагрузочный 34 (для теплоносителя) с ТЭНами 35 (например, трехфазными в количестве 6 шт. по 15 кВт), бак расширительный 36, утилизатор тепла выхлопных газов 37 (представляющий из себя кожухотрубный теплообменник), насос циркуляционный 38, теплообменник 32 (представляющий из себя, например, спиральный кожухотрубный теплообменник), соединенные циркуляционной линией 39, оснащенной датчиками температуры 40, манометром 41, металлорукавами (или вибровставками) 42, а так же клапанами запорными 43 и предохранительным 44. В качества теплоносителя в первом жидкостном испарительном блоке 8 выступает антифриз.The first liquid evaporation unit 8 contains a load tank 34 (for the heat carrier) with heating elements 35 (for example, three-phase in the amount of 6 pcs. 15 kW each), an expansion tank 36, a heat exchanger for exhaust gases 37 (which is a shell-and-tube heat exchanger), a circulation pump 38 , a heat exchanger 32 (representing, for example, a spiral shell-and-tube heat exchanger), connected by a circulation line 39 equipped with temperature sensors 40, a pressure gauge 41, metal hoses (or vibration inserts) 42, as well as shut-off valves 43 and a safety valve 44. As a heat carrier in the first antifreeze acts in the liquid evaporative block 8.

С обратной стороны теплообменник 32 подключен к первому теплообменнику 45 второго жидкостного испарительного блока 9 подающей линией 46, оснащенной датчиком температуры 21.On the reverse side, the heat exchanger 32 is connected to the first heat exchanger 45 of the second liquid evaporation unit 9 by a flow line 46 equipped with a temperature sensor 21.

Второй жидкостный испарительный блок 9 содержит бак масляный 47 (для теплоносителя) с ТЭНами 48 (например, трехфазными в количестве 3 шт. по 15 кВт), бак расширительный 49, насос циркуляционный 50, первый теплообменник 45 и второй теплообменник 51 (последовательно соединенные между собой и выполненные в виде, например, спиральных кожухотрубных теплообменников), соединенные циркуляционной линией 52, оснащенной датчиками температуры 53, манометром 54, металлорукавами (или вибровставками) 55, а так же клапанами запорными 56 и предохранительным 57. В качества теплоносителя во втором жидкостном испарительном блоке 9 выступает масло термическое.The second liquid evaporation unit 9 contains an oil tank 47 (for the heat carrier) with heating elements 48 (for example, three-phase in the amount of 3 pcs. 15 kW each), an expansion tank 49, a circulation pump 50, the first heat exchanger 45 and the second heat exchanger 51 (connected in series and made in the form, for example, of spiral shell-and-tube heat exchangers), connected by a circulation line 52 equipped with temperature sensors 53, a manometer 54, metal hoses (or vibration dampers) 55, as well as shut-off valves 56 and safety valves 57. As a heat carrier in the second liquid evaporation unit 9 thermal oil comes out.

Кроме того, блок регазификации 6 содержит линию подмеса 58, которая снабжена клапаном запорным 18. Так же блок регазификации 6 может содержать байпасную линию 59, подключаемую вместо блока атмосферного испарителя 7.In addition, the regasification unit 6 contains a mixing line 58, which is equipped with a shut-off valve 18. The regasification unit 6 can also contain a bypass line 59, which is connected instead of the atmospheric evaporator unit 7.

Циркуляционный насос 38 представляет из себя центробежный насос (например, трехфазный 0,22 кВт).The circulation pump 38 is a centrifugal pump (for example, a three-phase 0.22 kW).

Циркуляционный насос 50 представляет из себя центробежный насос (например, трехфазный 1,5 кВт).The circulation pump 50 is a centrifugal pump (for example, three-phase 1.5 kW).

Второй теплообменник 51 второго жидкостного испарительного блока 9 подключен к расходомеру 60 блока учета и выдачи 10 линией подачи продукта 61.The second heat exchanger 51 of the second liquid evaporation unit 9 is connected to the flow meter 60 of the metering and dispensing unit 10 by the product supply line 61.

Блок учета и выдачи 10 содержит расходомер 60, манометр 62, датчики давления 23 и температуры 21, клапана запорные 18, продувочный 24, обратный 28 и предохранительный 15.The metering and dispensing unit 10 contains a flow meter 60, a manometer 62, pressure sensors 23 and temperature 21, shut-off valves 18, a purge valve 24, a return valve 28 and a safety valve 15.

Датчики давления 23, температуры (21, 40, 53), расходомер 60 подключены к блоку управления 12 и образуют систему контроля установки газификационной. ТЭНы 35 и 48, электродвигатели 26, а так же запорный клапан 18 линии подмеса 58 подключены к блоку управления 12 и образуют систему управления установки газификационной.Pressure sensors 23, temperature (21, 40, 53), flow meter 60 are connected to the control unit 12 and form a control system for the gasification installation. Heating elements 35 and 48, electric motors 26, as well as the shut-off valve 18 of the mixing line 58 are connected to the control unit 12 and form the control system of the gasification installation.

Весь перечисленный комплекс оборудования компактен и может быть смонтирован в виде отдельных контейнеров на одной платформе грузового автомобиля или тягача.The entire set of equipment listed above is compact and can be mounted as separate containers on one platform of a truck or tractor.

Способ нагрева продукта установки газификационной заключается в следующем.The method of heating the product of the gasification unit is as follows.

Открываются два запорных клапана 18 манифольда низкого давления 2, подключенных к подающей линии 16, и два продувочных клапана 24 блока насосных агрегатов 3, после чего продукт в виде криогенной жидкости из резервуара 1 поступает в насосы 19 и начинается процесс их захолаживания. Одновременно с этим запускается ДЭС 11, вентиляторы 31, циркуляционные насосы 38 и 50, а так же включаются ТЭНы 35 первого жидкостного испарителя 8.Two shut-off valves 18 of the low pressure manifold 2, connected to the supply line 16, and two purge valves 24 of the pumping unit 3 are opened, after which the product in the form of a cryogenic liquid from the reservoir 1 enters the pumps 19 and the process of their cooling begins. At the same time, diesel power station 11, fans 31, circulation pumps 38 and 50 are started, and heating elements 35 of the first liquid evaporator 8 are also turned on.

Спустя необходимое время для захолаживания насосов 19 и выхода блока регазификации 6 на рабочий режим (7-10 мин), закрываются продувочные клапаны 24 блока насосных агрегатов 3 и открываются запорные клапаны 27 манифольда высокого давления 5. При этом включаются ТЭНы 48 второго жидкостного испарителя 9, запускаются электродвигатели 26, и насосами 19 осуществляется нагнетание продукта в блок регазификации 6.After the required time to cool down the pumps 19 and the regasification unit 6 to enter the operating mode (7-10 min), the purge valves 24 of the pumping unit 3 are closed and the shut-off valves 27 of the high pressure manifold 5 open. At the same time, the heating elements 48 of the second liquid evaporator 9 are turned on, electric motors 26 are started, and the pumps 19 are pumping the product into the regasification unit 6.

Испаряемый продукт, проходя через атмосферный испарительный блок 7, получает тепло от окружающей среды, причем интенсивность этого процесса обеспечивается вентиляторами 31. При этом продукт из жидкого состояния переходит в газообразное.The evaporated product, passing through the atmospheric evaporating unit 7, receives heat from the environment, and the intensity of this process is provided by the fans 31. In this case, the product passes from a liquid state to a gaseous state.

После выхода из атмосферного испарительного блока 7, продукт попадает в первый жидкостный испарительный блок 8, в котором за счет циркуляционного насоса 38 циркулирует антифриз, получающий тепло от утилизатора тепла выхлопных газов 37 и ТЭНов 35 бака нагрузочного 34, и передающий тепло продукту в теплообменнике 32. При этом бак расширительный 36 компенсирует расширение антифриза в связи с его нагревом, а металлорукава 42 компенсируют вибрации, возникающие в процессе работы установки.After leaving the atmospheric evaporation unit 7, the product enters the first liquid evaporation unit 8, in which antifreeze circulates due to the circulation pump 38, which receives heat from the exhaust gas heat exchanger 37 and heating elements 35 of the load tank 34, and transfers heat to the product in the heat exchanger 32. In this case, the expansion tank 36 compensates for the expansion of the antifreeze due to its heating, and the metal hoses 42 compensate for the vibrations that occur during the operation of the installation.

После выхода из первого жидкостного испарительного блока 8, продукт попадает во второй жидкостный испарительный блок 9, в котором за счет циркуляционного насоса 50 циркулирует масло, получающее тепло от ТЭНов 48 бака масляного 47 и передающее тепло продукту в теплообменниках 45 и 51. При этом бак расширительный 49 компенсирует расширение масла в связи с его нагревом, а вибровставки (или металлорукава) 55 компенсируют вибрации, возникающие в процессе работы установки. Причем продукт сначала попадает в первый теплообменник 45, а затем во второй 51, в то время как теплоноситель (масло) сначала попадает во второй теплообменник 51, а затем в первый 45. Благодаря такому решению продукт сначала подогревается до температуры около 80°С в первом теплообменнике 45, а затем догревается до температуры до 150°С во втором теплообменнике 51.After leaving the first liquid evaporation unit 8, the product enters the second liquid evaporation unit 9, in which, due to the circulation pump 50, oil circulates, which receives heat from the heating elements 48 of the oil tank 47 and transfers heat to the product in the heat exchangers 45 and 51. In this case, the expansion tank 49 compensates for the expansion of the oil due to its heating, and expansion joints (or metal hoses) 55 compensate for vibrations that occur during the operation of the installation. Moreover, the product first enters the first heat exchanger 45, and then into the second 51, while the heat carrier (oil) first enters the second heat exchanger 51, and then into the first 45. Thanks to this solution, the product is first heated to a temperature of about 80 ° C in the first heat exchanger 45, and then heats up to a temperature of up to 150 ° C in the second heat exchanger 51.

Байпасная линия 59 обеспечивает подачу продукта в обход атмосферного испарителя 7, если такая необходимость возникнет.The bypass line 59 provides a supply of product bypassing the atmospheric evaporator 7, if the need arises.

Линия подмеса 58 обеспечивает подачу продукта в обход всех трех испарителей для корректировки конечной температуры продукта.Mixing line 58 bypasses all three evaporators to adjust the final product temperature.

Блок учета и выдачи 10 контролирует расход, температуру и давление выдаваемого продукта.The metering and dispensing unit 10 controls the flow rate, temperature and pressure of the dispensed product.

После начала нагнетания продукта криогенными насосами, блок управления 12 собирает данные с датчиков температуры 21 и давления 23 продукта в разных точках установки газификационной, а так же данные с расходомера 60, и управляет частотой вращения электродвигателей 26, включением/выключением отдельных ТЭНов 35 и 48, а так же положением клапана 18 линии подмеса 58, тем самым обеспечивая требуемые значения по температуре, давлению и расходу выдаваемого продукта. Кроме того блок управления отображает данные по температуре теплоносителей (антифриза и масла термического) на основании данных, полученных от датчиков 40 и 53.After the start of product injection by cryogenic pumps, the control unit 12 collects data from the temperature sensors 21 and pressure 23 of the product at different points of the gasification installation, as well as data from the flow meter 60, and controls the rotational speed of the electric motors 26, turning on / off individual heating elements 35 and 48, as well as the position of the valve 18 of the mixing line 58, thereby providing the required values for temperature, pressure and flow rate of the dispensed product. In addition, the control unit displays data on the temperature of the coolants (antifreeze and thermal oil) based on data received from sensors 40 and 53.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение области применения газификационной установки, снижение потребляемых ресурсов при ее работе, снижение выбросов в окружающую среду.The technical result of the claimed invention is to expand the scope of the gasification plant, reduce the resources consumed during its operation, and reduce emissions into the environment.

Claims

1. A gasification unit containing a tank, a diesel unit, a cryogenic pump, a regasification unit containing a first liquid evaporating unit with a heat exchanger for exhaust gases, a second liquid evaporating unit with a heat exchanger and a coolant circulation system with a circulation pump, a mixing line with a shut-off valve, characterized by that the diesel unit is a diesel electric generator, there is a low pressure manifold and a high pressure manifold, there is a second cryogenic pump, both cryogenic pumps are equipped with electric motors, the regasification unit has an atmospheric evaporation unit located in front of the first liquid evaporation unit and containing fans, the first liquid evaporation the block has a heat exchanger and a heat carrier circulation system with a circulation pump, the second liquid evaporating block has a second heat exchanger connected in series with the first heat exchanger, the first and second liquid evaporating The main units have electric motors of circulation pumps and tanks for heat carriers equipped with tubular electric heaters, in addition, the installation has a metering and delivery unit, a control unit, temperature and pressure sensors, manometers, a flow meter, in addition, electric motors of two cryogenic and two circulation pumps, fans, the tubular electric heaters and the control unit are connected to a diesel generator.

2. Gasification installation according to claim 1, characterized in that the electric motors of the two cryogenic pumps are equipped with frequency converters.

3. Gasification installation according to claim 2, characterized in that pressure and temperature sensors, a flow meter, tubular electric heaters, electric motors of cryogenic pumps, a mixing line shut-off valve are connected to the control unit.

4. A method of heating the product of a gasification unit, in which the cryogenic pump is first cooled down, then the liquid product is pumped into the first liquid evaporation unit, where heat is transferred from the exhaust gases of the diesel unit to the product, then the product enters the second liquid evaporation unit, where it takes heat from the circulating heat carrier, and then the product is supplied to the consumer, characterized in that the gasification unit according to claim 3 is used, and simultaneously with the cooling down of the cryogenic pumps, a diesel electric generator, fans, circulation pumps are started, and the tubular electric heaters of the first liquid evaporation unit are turned on, after the necessary time for cooling down pumps and the output of the regasification unit to the operating mode, the product is pumped through the high-pressure manifold into the regasification unit and the tubular electric heaters of the second liquid evaporation unit are turned on, after which the evaporated product, p Passing through the atmospheric evaporating unit, it receives heat from the environment, and the intensity of this process is provided by the fans, and after leaving the atmospheric evaporating unit, the product enters the first liquid evaporating unit, in which the coolant circulates due to the circulation pump, which receives heat from the diesel heat exchanger. electric generator and tubular electric heaters, and transfers heat to the product in the heat exchanger, after leaving the first liquid evaporation unit, the product enters the second liquid evaporation unit, in which, due to the circulation pump, the heat carrier circulates, which receives heat from the tubular electric heaters and transfers heat to the product in the heat exchangers, and the product first enters the first heat exchanger, and then into the second, while the coolant first enters the second heat exchanger, and then into the first, in addition, after leaving the second liquid evaporation unit, the product enters t to the metering and issuing unit.

5. The method of heating the product of the gasification installation according to claim 4, characterized in that after the start of product injection by cryogenic pumps, the control unit begins to collect data from the temperature and pressure sensors of the product at different points of the gasification installation, as well as data on the product consumption, and if necessary controls the rotational speed of the electric motors of cryogenic pumps, on / off the tubular electric heaters, as well as the position of the mixing line valve, thereby providing the required values for temperature, pressure and flow rate of the dispensed product.