RU2750083C2 - Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof - Google Patents

Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2750083C2
RU2750083C2 RU2019139737A RU2019139737A RU2750083C2 RU 2750083 C2 RU2750083 C2 RU 2750083C2 RU 2019139737 A RU2019139737 A RU 2019139737A RU 2019139737 A RU2019139737 A RU 2019139737A RU 2750083 C2 RU2750083 C2 RU 2750083C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
fuel
burner
pipeline
unified
Prior art date
Application number
RU2019139737A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019139737A (en
RU2019139737A3 (en
Inventor
Андрей Анатольевич Гордеев
Павел Геннадьевич Осипов
Игорь Николаевич Шурухин
Леонид Павлович Шелудько
Владимир Васильевич Бирюк
Юрий Ильич Цыбизов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
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 "Газпром трансгаз Самара" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
Priority to RU2019139737A priority Critical patent/RU2750083C2/en
Publication of RU2019139737A publication Critical patent/RU2019139737A/en
Publication of RU2019139737A3 publication Critical patent/RU2019139737A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2750083C2 publication Critical patent/RU2750083C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F24H3/00Air heaters

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: method for operation of a gas warmer with an intermediary heat carrier of a gas distribution station, according whereto the gas from a main gas pipeline is heated to the temperature of 80 to 100°C in a gas warmer with an intermediary heat carrier with a unified gas burner, expanded in a throttle, most of the gas is supplied to the outlet gas pipeline, and the rest is used as a fuel gas in a unified gas burner, the high pressure gas warming temperature and the expanded gas pressure are adjusted accounting for the high pressure gas flow rate of the gas distribution station; a unified burner and an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) are used in the warmer; fuel gas is burnt in the diffusion combustion area of the burner both at nominal and at reduced gas consumption, and 32 to 35% hydrogen (H2), 16 to 18% CO and 52 to 47% nitrogen are supplied to the main area thereof from the synthesis gas generator, wherein a lean fuel-air mixture is burned in the main combustion area and the required ratio of the produced H2 and CO is maintained in the synthesis gas generator by a control apparatus.
EFFECT: simplified operation of a gas warmer.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ работы и устройство для подогрева газа относится к объектам транспорта природного газа, а точнее к способам подогрева природного газа высокого давления в подогревателях с промежуточным теплоносителем на газораспределительных станциях (ГРС) магистральных газопроводов.The method of operation and the device for heating gas refers to natural gas transportation facilities, and more precisely to methods of heating high-pressure natural gas in heaters with an intermediate coolant at gas distribution stations (GDS) of main gas pipelines.

Известен применяемый на ГРС низковольтный электрический трехфазный нагреватель природного газа прямого действия (Патент РФ №135088). Преимуществом электрических подогревателей является отсутствие выброса в атмосферу загрязняющих веществ. Их недостатки связаны с высокими эксплуатационными затратами и высокой стоимости электроэнергии поставляемой из внешних электрических сетей, а также с отсутствием в этих нагревателях системы регулирования обеспечивающей эффективную работу подогревателей при переменных расходах газа подводимого на ГРС.A low-voltage electric three-phase natural gas heater of direct action used at the gas distribution station is known (RF Patent No. 135088). The advantage of electric heaters is that they do not emit pollutants into the atmosphere. Their disadvantages are associated with high operating costs and high cost of electricity supplied from external electrical networks, as well as with the absence of a control system in these heaters that ensures efficient operation of heaters at variable gas flow rates supplied to the gas distribution station.

На отечественных ГРС наиболее распространены подогреватели газа с промежуточным теплоносителем, например подогреватель газа ПТПГ-30, которые снабжены запальной и основной газовыми горелками, а также системой автоматики с блоком управления, используемой для регулирования температуры газа высокого давления и давления топливного газа. (http://specmarket.ru/goods_PTPG-30.htm). Недостатками этих подогревателей газа является их пониженная экономичность, определяемая большим расходом топливного газа сжигаемого в горелках, а также их невысокая экологичность связанная с выбросом в атмосферу большого количества вредных веществ.At domestic gas distribution stations, the most common are gas heaters with an intermediate coolant, for example, the PTPG-30 gas heater, which are equipped with a pilot and main gas burners, as well as an automation system with a control unit used to regulate the high-pressure gas temperature and fuel gas pressure. (http://specmarket.ru/goods_PTPG-30.htm). The disadvantages of these gas heaters are their reduced efficiency, determined by the high consumption of fuel gas burned in the burners, as well as their low environmental friendliness associated with the release of a large amount of harmful substances into the atmosphere.

В статье (Цыбизов Ю.И., Елисеев Ю.С., Федорченко Д.Г. Использование синтез-газа для обеспечения экологической безопасности. // «Авиадвигатели XXI века», 24-27 ноября 2015 г., Москва, ЦИАМ имени П.И. Баранова, 2015 г., С. 461-462) приведены результаты исследований по повышению экономичности и экологичности газотурбинных двигателей за счет сжигания в их горелках бедной топливо-воздушной смеси. При этом в поток воздуха и топливного природного газа подаваемых в горелки, добавлялась смесь газов, полученная в каталитическом генераторе синтез-газа, состоящая из 32-35% водорода (Н2), 16-18% окиси углерода (СО) и 52-47% азота (N2). Проведенные экспериментальные исследования показали, что при сжигании в горелке бедной топливно-воздушной смеси происходит уменьшение расхода потребляемого топливного газа (за счет большей теплотворной способности водорода) и улучшение экологических показателей продуктов сгорания со снижением эмиссии NOx и СО. Недостатком этого способа является то, что он не применяется в подогревателях газа высокого давления на ГРС магистральных газопроводов.In the article (Tsybizov Yu.I., Eliseev Yu.S., Fedorchenko D.G. Use of synthesis gas to ensure environmental safety. // "Aircraft engines of the XXI century", November 24-27, 2015, Moscow, TsIAM named after P I. Baranova, 2015, pp. 461-462) presents the results of studies to improve the efficiency and environmental friendliness of gas turbine engines by burning a lean fuel-air mixture in their burners. In the air stream and the fuel gas supplied to the burner, a mixture of gases obtained in the catalytic synthesis gas generator, consisting of 32-35% hydrogen (H 2), 16-18% (CO) and carbon monoxide 52-47 % nitrogen (N 2 ). Experimental studies have shown that when a lean fuel-air mixture is burned in a burner, the consumption of fuel gas consumed decreases (due to the higher calorific value of hydrogen) and the environmental performance of combustion products improves with a decrease in NOx and CO emissions. The disadvantage of this method is that it is not used in high-pressure gas heaters at the gas distribution station of main gas pipelines.

В статье Н.М. Соловьева, Н.В. Хворостяна «Подогреватели газа с промежуточным теплоносителем, опыт применения». (Вестник Газпроммаша. Саратов. Выпуск 1) проведен анализ работы подогревателей газа с промежуточным теплоносителем. Способ работы этих подогревателей заключается в следующем. Газ высокого давления 6,5-7,5 МПа из магистрального газопровода нагревают на ГРС в подогревателе газа с промежуточным теплоносителем, снабженном теплогенератором, унифицированной газовой горелкой и теплообменником подогрева газа. Подогретый газ расширяют в дросселе до 1,2-1,4 МПа, большую часть расширенного газа подают в выходной газопровод ГРС, а его меньшую часть - топливный газ, сжигают в унифицированной газовой горелке, используя теплоту ее продуктов сгорания для подогрева газа в подогревателе газа высокого давления.In the article by N.M. Solovyova, N.V. Khvorostyana "Gas heaters with an intermediate heat carrier, application experience". (Bulletin of Gazprommash. Saratov. Issue 1) the analysis of the operation of gas heaters with an intermediate heat carrier was carried out. The way these heaters work is as follows. High-pressure gas 6.5-7.5 MPa from the main gas pipeline is heated at the gas distribution station in a gas heater with an intermediate heat carrier, equipped with a heat generator, a unified gas burner and a gas heating heat exchanger. The heated gas is expanded in a throttle to 1.2-1.4 MPa, most of the expanded gas is fed into the outlet gas pipeline of the GDS, and its smaller part is fuel gas, burned in a unified gas burner, using the heat of its combustion products to heat the gas in a gas heater high pressure.

Проведенный в этой статье анализ работы подогревателей газа с промежуточным теплоносителем на ряде ГРС в различных районах России, показал, что фактический расход газа в магистральных газопроводах отличается от номинального расхода более чем на 25 процентов, а не на проектные 70 процентов. При этом для подогрева газа высокого давления обычно используют менее половины номинальной тепловой мощности подогревателей. Из-за суточных и сезонных колебании расходов в магистральных газопроводах, расход газа высокого давления подаваемого на большинство из работающих ГРС, обычно составляет не более 50% от номинального расхода. Газовые горелки подогревателей газа работают при этом на нестабильных режимах с пульсацией факела, при пониженной тепловой экономичности этих подогревателей с высоким уровнем выбросов в атмосферу экологически вредных веществ.The analysis of the operation of gas heaters with an intermediate coolant carried out in this article at a number of gas distribution stations in various regions of Russia showed that the actual gas consumption in the main gas pipelines differs from the nominal consumption by more than 25 percent, and not by the design 70 percent. In this case, for heating high-pressure gas, less than half of the nominal heat output of the heaters is usually used. Due to daily and seasonal fluctuations in the flow rates in the main gas pipelines, the high pressure gas flow rate supplied to most of the operating gas distribution stations is usually no more than 50% of the nominal flow rate. At the same time, gas burners of gas heaters operate in unstable modes with a pulsating flame, with reduced thermal efficiency of these heaters with a high level of emissions of environmentally harmful substances into the atmosphere.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является описанный выше способ работы подогревателя газа с промежуточным теплоносителем, который принят в качестве прототипа к изобретению. Недостатками прототипа являются низкая экономичность и экологичность подогревателей газа с промежуточным теплоносителем, особенно при работе ГРС в режимах с расходами газа ниже номинальных.The closest in technical essence to the proposed invention is the above-described method of operating a gas heater with an intermediate heat carrier, which is adopted as a prototype to the invention. The disadvantages of the prototype are the low efficiency and environmental friendliness of gas heaters with an intermediate coolant, especially when the gas distribution station is operating in modes with gas flow rates below nominal.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа работы и устройства подогревателей газа высокого давления ГРС с повышением тепловой экономичности и экологичности подогревателя газа высокого давления.The aim of the present invention is to develop a method of operation and device for high-pressure gas heaters GDS with an increase in thermal efficiency and environmental friendliness of the high-pressure gas heater.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом способе газ высокого давления 6,5-7,5 МПа из магистрального газопровода нагревают до 80-100°С в подогревателе газа с промежуточным теплоносителем, снабженном унифицированной газовой горелкой и расширяют в дросселе до давления 1,2-1,4 МПа, большую часть расширенного газа подают в выходной газопровод газораспределительной станции, а его меньшую часть используют в качестве топливного газа с его сжиганием в смеси с воздухом в унифицированной газовой горелке подогревателя с промежуточным теплоносителем, температуру подогрева газа высокого давления и давление расширенного газа регулируют с учетом расхода газа высокого давления газораспределительной станции, при чем дополнительно применяют унифицированную горелку, имеющую зоны диффузионного и основного горения, а также дополнительный автономный каталитический риформер топлива (генератор синтез-газа); как при номинальном, так и при уменьшенном расходе газа высокого давления через газораспределительную станцию, в зону диффузионного горения подают топливный газ, расширенный в дросселе, а в основную зону горения подают смесь газов из дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа), состоящую из 32-35% водорода (Н2), 16-18% окиси углерода (СО) и 52-47% азота (N2)), при этом в основной зоне горения производят сжигание бедной топливо-воздушной смеси, с помощью регулирующего устройства в генераторе синтез-газа поддерживают требуемое соотношение вырабатываемых Н2 и СО.This goal is achieved due to the fact that in the proposed method, a high-pressure gas of 6.5-7.5 MPa from the main gas pipeline is heated to 80-100 ° C in a gas heater with an intermediate heat carrier, equipped with a unified gas burner and expanded in a throttle to a pressure of 1 , 2-1.4 MPa, most of the expanded gas is supplied to the outlet gas pipeline of the gas distribution station, and its smaller part is used as fuel gas with its combustion in a mixture with air in a unified gas burner of a preheater with an intermediate heat carrier, the temperature of high-pressure gas heating and the expanded gas pressure is adjusted taking into account the high-pressure gas flow rate of the gas distribution station, and a unified burner is additionally used, which has diffusion and main combustion zones, as well as an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator); both at nominal and at reduced high-pressure gas consumption through the gas distribution station, fuel gas expanded in the throttle is supplied to the diffusion combustion zone, and a gas mixture from an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) is supplied to the main combustion zone. from 32-35% hydrogen (H 2 ), 16-18% carbon monoxide (CO) and 52-47% nitrogen (N 2 )), while in the main combustion zone, a lean fuel-air mixture is burned using a regulating device in the syngas generator, the required ratio of produced H 2 and CO is maintained.

Предлагаемый способ работы подогревателя газа с промежуточным теплоносителем может быть реализован в устройстве, содержащем магистральный газопровод, подогреватель газа с промежуточным теплоносителем, унифицированную газовую горелку, дроссель, трубопровод топливного газа, воздуховод с вентилятором, регулирующие клапаны, регулирующее устройство и импульсные линии; магистральный газопровод связан через регулирующий клапан на магистральном газопроводе с входом подогревателя газа с промежуточным теплоносителем, выходной газопровод связан трубопроводом топливного газа через регулирующий клапан с входом унифицированной газовой горелки, воздуховод с вентилятором связан через регулирующий клапан с унифицированной газовой горелкой, выход которой связан с подогревателем газа; регулирующее устройство связано импульсными линиями с регулирующим клапаном на магистральном газопроводе, с регулирующим клапаном на воздуховоде с вентилятором, с регулирующим клапаном на трубопроводе топливного газа, при чем оно дополнительно снабжено смесителем, горелкой, автономным каталитическим риформером топлива (генератором синтез-газа) с никелевым катализатором и с охлаждающей рубашкой, трубопроводом подвода топливного газа в смеситель, воздуховодом и газопроводом синтез-газа; трубопровод топливного газа связан со смесителем трубопроводом подвода топливного газа в смеситель, воздуховод с вентилятором связан со смесителем воздуховодом через регулирующий клапан на воздуховоде и охлаждающую рубашку дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа); смеситель через горелку, никелевый катализатор дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератор синтез-газа) и газопровод синтез-газа связан с унифицированной газовой горелкой.The proposed method of operation of a gas heater with an intermediate heat carrier can be implemented in a device containing a main gas pipeline, a gas heater with an intermediate heat carrier, a unified gas burner, a throttle, a fuel gas pipeline, an air duct with a fan, control valves, a regulating device and impulse lines; The main gas pipeline is connected through a control valve on the main gas pipeline to the inlet of a gas heater with an intermediate heat carrier, the output gas pipeline is connected by a fuel gas pipeline through a control valve to the inlet of a unified gas burner, an air duct with a fan is connected through a control valve to a unified gas burner, the output of which is connected to a gas heater ; the control device is connected by impulse lines with a control valve on the main gas pipeline, with a control valve on the air duct with a fan, with a control valve on the fuel gas pipeline, and it is additionally equipped with a mixer, a burner, an autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) with a nickel catalyst and with a cooling jacket, a pipeline for supplying fuel gas to the mixer, an air duct and a synthesis gas pipeline; the fuel gas pipeline is connected to the mixer by the fuel gas supply pipeline to the mixer, the air line with the fan is connected to the mixer by the air line through the control valve on the air line and the cooling jacket of the additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator); a mixer through a burner, a nickel catalyst of an additional autonomous catalytic reformer of fuel (synthesis gas generator) and a synthesis gas pipeline is connected to a unified gas burner.

На Фиг. 1 изображена схема устройства для подогрева газа, работающего в соответствии с предлагаемым способом, где 1 - магистральный газопровод, 2 - подогреватель газа с промежуточным теплоносителем, 3 - дроссель, 4 - трубопровод топливного газа, 5 - регулирующее устройство, 6 - унифицированная газовая горелка, 7 - воздуховод с вентилятором, 8 - смеситель, 9 - горелка, 10 - дополнительный автономный каталитический риформер топлива (генератор синтез-газа), 11 - никелевый катализатор, 12 - газопровод синтез-газа, 13 - импульсные линии, 14 - трубопровод подвода топливного газа в смеситель 8, 15 - выходной газопровод, 16 - регулирующий клапан на трубопроводе топливного газа 4, 17 - регулирующий клапан на магистральном газопроводе 1, 18 - регулирующий клапан на воздуховоде с вентилятором 7, 19 - воздуховод, 20 - регулирующий клапан на трубопроводе подвода топливного газа в смеситель 14, 21 - регулирующий клапан на воздуховоде 19.FIG. 1 shows a diagram of a gas heating device operating in accordance with the proposed method, where 1 is a main gas pipeline, 2 is a gas heater with an intermediate heat carrier, 3 is a throttle, 4 is a fuel gas pipeline, 5 is a regulating device, 6 is a unified gas burner, 7 - air duct with a fan, 8 - mixer, 9 - burner, 10 - additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator), 11 - nickel catalyst, 12 - synthesis gas pipeline, 13 - impulse lines, 14 - fuel supply pipeline gas into the mixer 8, 15 - outlet gas line, 16 - control valve on the fuel gas line 4, 17 - control valve on the main gas line 1, 18 - control valve on the air line with a fan 7, 19 - air line, 20 - control valve on the inlet line fuel gas into the mixer 14, 21 - the control valve on the air duct 19.

Магистральный газопровод 1 связан через регулирующий клапан 17 с входом подогревателя газа с промежуточным теплоносителем 2, выходной газопровод 15 связан трубопроводом топливного газа 4 через регулирующий клапан 16 с входом унифицированной газовой горелки 6, воздуховод с вентилятором 7 связан через регулирующий клапан 18 с унифицированной газовой горелкой 6, выход которой связан с подогревателем газа 2; регулирующее устройство 5 связано импульсными линиями 13 с регулирующим клапаном 17 на магистральном газопроводе 1, с регулирующим клапаном 18 на воздуховоде с вентилятором 7, с регулирующим клапаном 16 на трубопроводе топливного газа 4. Трубопровод топливного газа 4 связан со смесителем 8 трубопроводом 14 подвода топливного газа в смеситель 8 через регулирующий клапан 20. Воздуховод с вентилятором 7 связан со смесителем 8 воздуховодом 19 через регулирующий клапан 21 и охлаждающую рубашку дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа) 10. Смеситель 8 через горелку 9, никелевый катализатор 11 дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа) 10 и газопровод синтез-газа 12 связан с унифицированной газовой горелкой 6.The main gas pipeline 1 is connected through the control valve 17 to the inlet of the gas heater with an intermediate heat carrier 2, the outlet gas pipeline 15 is connected by the fuel gas pipeline 4 through the control valve 16 to the inlet of the unified gas burner 6, the air duct with the fan 7 is connected through the control valve 18 to the unified gas burner 6 the outlet of which is connected to the gas heater 2; the control device 5 is connected by impulse lines 13 with a control valve 17 on the main gas pipeline 1, with a control valve 18 on the air duct with a fan 7, with a control valve 16 on the fuel gas pipeline 4. The fuel gas pipeline 4 is connected to the mixer 8 by a pipeline 14 for supplying fuel gas to mixer 8 through control valve 20. Air duct with fan 7 is connected to mixer 8 by air duct 19 through control valve 21 and cooling jacket of additional autonomous catalytic reformer of fuel (synthesis gas generator) 10. Mixer 8 through burner 9, nickel catalyst 11 of additional autonomous catalytic reformer fuel (synthesis gas generator) 10 and the synthesis gas pipeline 12 is connected to a unified gas burner 6.

Предлагаемый способ работы подогревателя газа с промежуточным теплоносителем осуществляют следующим образом. Газ из магистрального газопровода 1 с давлением 6,5-7,5 МПа подают в подогреватель газа с промежуточным теплоносителем 2, где его нагревают до 80-100°С за счет теплоты продуктов сгорания топливного газа унифицированной газовой горелки 6. В нее из трубопровода топливного газа 4 подают топливный газ, расширенный в дросселе 3 до давления 1,2-1,4 МПа, а также воздух из воздуховода с вентилятором 7. В охлаждающей обечайке дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа) 10 нагревают атмосферный воздух, подаваемый воздуховодом с вентилятором 7, и смешивают его в смесителе 8 с топливным газом (метаном), подводимым в смеситель 8 из трубопровода 14 подвода топливного газа в смеситель 8. Полученную смесь газов сжигают в горелке 9, ее продукты сгорания направляют в дополнительный автономный каталитический риформер топлива (генератор синтез-газа) 10. Смесь газов из дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа) 10, состоящую из 32-35% водорода (Н2), 16-18% окиси углерода (СО) и 52-47% азота (N2) направляют в унифицированную газовую горелку 6 и сжигают в ней полученную бедную топливо-воздушную смесь, состоящую из смеси водорода с окисью углерода и азота, топливного газа и воздуха. Для получения в ней требуемого соотношения газа и воздуха, их соотношение в смесителе 8 изменяют с помощью регулирующего устройства 5 с учетом изменения расхода газа высокого давления через подогреватель газа с промежуточным теплоносителем 2.The proposed method of operation of a gas heater with an intermediate heat carrier is as follows. Gas from the main gas pipeline 1 with a pressure of 6.5-7.5 MPa is fed into a gas heater with an intermediate heat carrier 2, where it is heated to 80-100 ° C due to the heat of the combustion products of the fuel gas of the unified gas burner 6. Into it from the fuel pipeline gas 4, fuel gas is supplied, expanded in the throttle 3 to a pressure of 1.2-1.4 MPa, as well as air from the air duct with a fan 7. In the cooling shell of an additional autonomous catalytic reformer of fuel (synthesis gas generator) 10, atmospheric air supplied air duct with a fan 7, and mix it in the mixer 8 with fuel gas (methane) supplied to the mixer 8 from the pipeline 14 for supplying the fuel gas to the mixer 8. The resulting gas mixture is burned in the burner 9, its combustion products are sent to an additional autonomous catalytic fuel reformer (syngas generator) 10. A mixture of gases from an additional autonomous catalytic fuel reformer (syngas generator) 10, consisting of a mixture of 32-35% hydrogen (H 2 ), 16-18% carbon monoxide (CO) and 52-47% nitrogen (N 2 ) is sent to a unified gas burner 6 and the resulting lean fuel-air mixture is burned in it, consisting of mixtures of hydrogen with carbon monoxide and nitrogen, fuel gas and air. To obtain the required ratio of gas and air in it, their ratio in the mixer 8 is changed using the regulating device 5, taking into account the change in the high-pressure gas flow rate through the gas heater with an intermediate heat carrier 2.

Реализация этого способа обеспечивает повышение экономичности работы подогревателя газа с уменьшением расхода в нем топливного газа (за счет высокой теплотворной способности водорода), а также повышение его экологичности при сгорания в основной зоне горелки бедной смеси и уменьшения образования эмиссии NOx и СО.The implementation of this method provides an increase in the efficiency of the gas heater with a decrease in the consumption of fuel gas in it (due to the high calorific value of hydrogen), as well as an increase in its environmental friendliness during combustion in the main zone of a lean burner and a decrease in the formation of NOx and CO emissions.

Claims (2)

1. Способ работы подогревателя газа с промежуточным теплоносителем, согласно которому газ высокого давления 6,5-7,5 МПа из магистрального газопровода нагревают до 80-100°С в подогревателе газа с промежуточным теплоносителем, снабженном унифицированной газовой горелкой, и расширяют в дросселе до давления 1,2-1,4 МПа, большую часть расширенного газа подают в выходной газопровод газораспределительной станции, а его меньшую часть используют в качестве топливного газа с его сжиганием в смеси с воздухом в унифицированной газовой горелке подогревателя с промежуточным теплоносителем, температуру подогрева газа высокого давления и давление расширенного газа регулируют с учетом расхода газа высокого давления газораспределительной станции, отличающийся тем, что дополнительно применяют унифицированную горелку, имеющую зоны диффузионного и основного горения, а также дополнительный автономный каталитический риформер топлива (генератор синтез-газа); как при номинальном, так и при уменьшенном расходе газа высокого давления через газораспределительную станцию, в зону диффузионного горения подают топливный газ, расширенный в дросселе, а в основную зону горения подают смесь газов из дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа), состоящую из 32-35% водорода (Н2), 16-18% окиси углерода (СО) и 52-47% азота (N2), при этом в основной зоне горения производят сжигание бедной топливо-воздушной смеси, с помощью регулирующего устройства в генераторе синтез-газа поддерживают требуемое соотношение вырабатываемых Н2 и СО.1. A method of operation of a gas heater with an intermediate heat carrier, according to which a high-pressure gas of 6.5-7.5 MPa from the main gas pipeline is heated to 80-100 ° C in a gas heater with an intermediate heat carrier, equipped with a unified gas burner, and is expanded in a throttle to pressure of 1.2-1.4 MPa, most of the expanded gas is fed into the outlet gas pipeline of the gas distribution station, and its smaller part is used as fuel gas with its combustion in a mixture with air in a unified gas burner of a preheater with an intermediate heat carrier, the gas heating temperature is high the pressure and pressure of the expanded gas are adjusted taking into account the high-pressure gas flow rate of the gas distribution station, characterized in that a unified burner is additionally used with diffusion and main combustion zones, as well as an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator); both at nominal and at reduced high-pressure gas consumption through the gas distribution station, fuel gas expanded in the throttle is supplied to the diffusion combustion zone, and a gas mixture from an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) is supplied to the main combustion zone. from 32-35% hydrogen (H 2 ), 16-18% carbon monoxide (CO) and 52-47% nitrogen (N 2 ), while in the main combustion zone, a lean fuel-air mixture is burned using a regulating device in the synthesis gas generator maintains the required ratio of produced H 2 and CO. 2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее магистральный газопровод, подогреватель газа с промежуточным теплоносителем, унифицированную газовую горелку, дроссель, трубопровод топливного газа, воздуховод с вентилятором, регулирующие клапаны, регулирующее устройство и импульсные линии; магистральный газопровод связан через регулирующий клапан на магистральном газопроводе с входом подогревателя газа с промежуточным теплоносителем, выходной газопровод связан трубопроводом топливного газа через регулирующий клапан с входом унифицированной газовой горелки, воздуховод с вентилятором связан через регулирующий клапан с унифицированной газовой горелкой, выход которой связан с подогревателем газа; регулирующее устройство связано импульсными линиями с регулирующим клапаном на магистральном газопроводе, с регулирующим клапаном на воздуховоде с вентилятором, с регулирующим клапаном на трубопроводе топливного газа, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено смесителем, горелкой, автономным каталитическим риформером топлива (генератором синтез-газа) с никелевым катализатором и с охлаждающей рубашкой, трубопроводом подвода топливного газа в смеситель, воздуховодом и газопроводом синтез-газа; трубопровод топливного газа связан со смесителем трубопроводом подвода топливного газа в смеситель, воздуховод с вентилятором связан со смесителем воздуховодом через регулирующий клапан на воздуховоде и охлаждающую рубашку дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа); смеситель через горелку, никелевый катализатор дополнительного автономного каталитического риформера топлива (генератора синтез-газа) и газопровод синтез-газа связан с унифицированной газовой горелкой.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a main gas pipeline, a gas heater with an intermediate heat carrier, a unified gas burner, a throttle, a fuel gas pipeline, an air duct with a fan, control valves, a control device and impulse lines; The main gas pipeline is connected through a control valve on the main gas pipeline to the inlet of a gas heater with an intermediate heat carrier, the output gas pipeline is connected by a fuel gas pipeline through a control valve to the inlet of a unified gas burner, an air duct with a fan is connected through a control valve to a unified gas burner, the output of which is connected to a gas heater ; the control device is connected by impulse lines with a control valve on the main gas pipeline, with a control valve on the air duct with a fan, with a control valve on the fuel gas pipeline, characterized in that it is additionally equipped with a mixer, a burner, an autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) with a nickel catalyst and with a cooling jacket, a pipeline for supplying fuel gas to the mixer, an air duct and a synthesis gas pipeline; the fuel gas pipeline is connected to the mixer by the fuel gas supply pipeline to the mixer, the air line with the fan is connected to the mixer by the air line through the control valve on the air line and the cooling jacket of the additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator); a mixer through a burner, a nickel catalyst of an additional autonomous catalytic fuel reformer (synthesis gas generator) and a synthesis gas pipeline is connected to a unified gas burner.
RU2019139737A 2019-12-04 2019-12-04 Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof RU2750083C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139737A RU2750083C2 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019139737A RU2750083C2 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019139737A RU2019139737A (en) 2021-06-04
RU2019139737A3 RU2019139737A3 (en) 2021-06-04
RU2750083C2 true RU2750083C2 (en) 2021-06-22

Family

ID=76296476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139737A RU2750083C2 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750083C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU135088U1 (en) * 2013-06-20 2013-11-27 Александр Андреевич Городилов LOW-VOLT ELECTRIC THREE-PHASE DIRECT ACTION NATURAL GAS HEATER
RU2664526C2 (en) * 2016-08-23 2018-08-20 Сергей Васильевич Афанасьев Energy-saving unified method for generating synthesis gas from hydrocarbons

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU135088U1 (en) * 2013-06-20 2013-11-27 Александр Андреевич Городилов LOW-VOLT ELECTRIC THREE-PHASE DIRECT ACTION NATURAL GAS HEATER
RU2664526C2 (en) * 2016-08-23 2018-08-20 Сергей Васильевич Афанасьев Energy-saving unified method for generating synthesis gas from hydrocarbons

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
N.M. Solovyova, N.V. Khvorostyan. Intermediate heat carrier gas heaters. Application experience. // Bulletin of Gazprommash, Issue 1, Saratov, 2007. *
Н.М. Соловьева, Н.В. Хворостяна. Подогреватели газа с промежуточным теплоносителем. Опыт применения. // Вестник Газпроммаша, Выпуск 1, Саратов, 2007. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019139737A (en) 2021-06-04
RU2019139737A3 (en) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102953819B (en) Power set and operational approach
CN103747862B (en) Engine systems and methods for operating an engine
CN103939895B (en) Fuel feed-vaporization-pressure regulation-full premix combustion system and comprise temperature difference electricity generation device and the method for this system
US10538712B2 (en) Micro-gasifier array networking
WO2010147948A3 (en) Storage gas water heater
US20150321155A1 (en) Fuel delivery system and method of operating a power generation system
MY151466A (en) Reactor employing high-temperature air combustion technology
RU2624690C1 (en) Gaz turbine installation and method of functioning of gas turbine installation
RU2750083C2 (en) Method for operation of gas warmer with intermediary heat carrier and apparatus for implementation thereof
RU2443764C1 (en) Operating method of device for preparation of associated petroleum gases to be used in power plants
US6820432B2 (en) Method of operating a heat recovery boiler
US8720179B2 (en) Power plant including an exhaust gas recirculation system for injecting recirculated exhaust gases in the fuel and compressed air of a gas turbine engine
CN110285446B (en) Method for controlling nitrogen oxide emission of gas turbine
CN101573561A (en) Premixer for gas and fuel for use in combination with energy release/conversion device
EP3336330B1 (en) Methods for startup and operation of gas turbine combined cycle power plants using nmhc fuels
CN110762832A (en) Domestic heating water heater based on porous medium burning low-heating-value gas
US20040101795A1 (en) Method and apparatus for improved combustion using hydrogen and oxygen
RU2191907C2 (en) Device for and method of gas heating in pipeline
RU2587736C1 (en) Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof
CN115247607A (en) Ammonia fuel gas turbine power generation system
CN108105801A (en) A kind of soft combustion method of new catalysis
CN203671604U (en) Submerged combustor based on flameless combustion
AU2014309334B2 (en) Micro-gasifier array networking
JP2014163300A (en) Gas turbine plant
CN104295327B (en) Boiler electricity generating device and technique