RU57433U1 - DETANDER-GENERATOR INSTALLATION - Google Patents
DETANDER-GENERATOR INSTALLATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU57433U1 RU57433U1 RU2006116545/22U RU2006116545U RU57433U1 RU 57433 U1 RU57433 U1 RU 57433U1 RU 2006116545/22 U RU2006116545/22 U RU 2006116545/22U RU 2006116545 U RU2006116545 U RU 2006116545U RU 57433 U1 RU57433 U1 RU 57433U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- expander
- air
- compressor
- gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к детандер-генераторным установкам и касается детандерных установок для производства электроэнергии при использовании энергии избыточного давления природного газа, транспортируемого по газопроводам, и может быть применена на газорегуляторных пунктах (ГРП) и газораспределительных станциях (ГРС) газопроводов. Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью - состоит в повышении экономических и экологических показателей детандер-генераторной установки.The utility model relates to expander-generator sets and relates to expander sets for generating electricity using the energy of overpressure of natural gas transported through gas pipelines, and can be applied at gas control points (gas distribution stations) and gas distribution stations (gas distribution stations) of gas pipelines. The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the economic and environmental performance of the expander-generator set.
Техническая задача, решается тем, что известное устройство, содержащее последовательно соединенные трубопровод высокого давления 1, теплообменник подогрева газа 2, детандер 4, кинематически связанный с электрогенератором 7, трубопровод низкого давления 11, а также воздушную турбину 6, кинематически соединенную с воздушным компрессором 5, и теплообменник с циркулирующим по контуру хладагентом 18, причем детандер, воздушный компрессор, воздушная турбина и электрогенератор кинематически связаны одним валопроводом, дополнительно снабжено теплообменником-конденсатором 3, последовательно соединенными компрессором 8, дросселем 9 и испарителем 10, представляющим собой тепловой насос, вход теплообменника-конденсатора 3 по нагреваемой среде соединен с атмосферой воздухопроводом низкого давления 16, а выход - со входом воздушного компрессора 5, вход теплообменника-конденсатора по греющей среде соединен с выходом компрессора 8, а выход - со входом в дроссель 9.The technical problem is solved by the fact that the known device comprising a series-connected high pressure pipe 1, a gas heating heat exchanger 2, an expander 4 kinematically connected to an electric generator 7, a low pressure pipe 11, and an air turbine 6 kinematically connected to an air compressor 5, and a heat exchanger with circulating refrigerant 18, wherein the expander, the air compressor, the air turbine and the electric generator are kinematically connected by one shaft conduit; with a heat exchanger-condenser 3, connected in series by compressor 8, a choke 9 and an evaporator 10, which is a heat pump, the input of the heat exchanger-condenser 3 is connected via a heated medium to the atmosphere with a low pressure air duct 16, and the output is connected to the input of the air compressor 5, the input of the heat exchanger-condenser in a heating medium it is connected to the output of the compressor 8, and the output to the input to the inductor 9.
1 илл.1 ill.
Description
Полезная модель относится к детандер-генераторным установкам и касается детандерных установок для производства электроэнергии при использовании энергии избыточного давления природного газа, транспортируемого по газопроводам, и может быть применена на газорегуляторных пунктах (ГРП) и газораспределительных станциях (ГРС) газопроводов.The utility model relates to expander-generator sets and relates to expander sets for generating electricity using the energy of overpressure of natural gas transported through gas pipelines, and can be applied at gas control points (gas distribution stations) and gas distribution stations (gas distribution stations) of gas pipelines.
Известна установка для получения дополнительной электрической энергии за счет использования энергии избыточного давления газа (Патент РФ на полезную модель №39937, опубл. 20.08.2004.), содержащая кинематически соединенный с электрогенератором детандер, подключенный входным патрубком к трубопроводу высокого давления до ГРП, выходным патрубком - к трубопроводу низкого давления за ГРП, воздушный компрессор, а также теплообменник для подогрева газа перед детандером, за счет горячего воздуха из выхлопа воздушного компрессора, и воздушную турбину, на выходе которой установлен теплообменник с циркулирующим по контуру хладагентом.A known installation for generating additional electric energy through the use of energy of excess gas pressure (RF Patent for Utility Model No. 39937, publ. 08/20/2004.), Containing an expander kinematically connected to an electric generator, connected by an inlet pipe to a high pressure pipeline to hydraulic fracturing, an outlet pipe - to the low pressure pipeline for hydraulic fracturing, an air compressor, as well as a heat exchanger for heating gas in front of the expander, due to hot air from the exhaust of the air compressor, and an air turbine, at the outlet of which a heat exchanger with a circulating refrigerant is installed.
Недостатком этой установки является ее сложность, наличие потерь на передачу электрической энергии и механических потерь, связанных с тем, что детандер, генератор и воздушный компрессор с воздушной турбиной расположены на разных валопроводах. Кроме того, из-за многовальности установки неизбежны достаточно высокие безвозвратные потери масла в подшипниках валов.The disadvantage of this installation is its complexity, the presence of losses in the transmission of electrical energy and mechanical losses associated with the fact that the expander, generator and air compressor with an air turbine are located on different shafts. In addition, due to the multiplicity of the installation, rather high irretrievable oil losses in the shaft bearings are inevitable.
Известна детандер-генераторная установка для получения дополнительной электрической энергии за счет использования энергии избыточного давления газа (Патент РФ на полезную модель №49199, опубл. 10.11.2005), содержащая последовательно соединенные трубопровод высокого давления, теплообменник подогрева газа, детандер, кинематически связанный с электрогенератором, трубопровод низкого давления, а A known expander-generator set for generating additional electric energy through the use of energy of excess gas pressure (RF Patent for Utility Model No. 49199, publ. 10.11.2005), comprising series-connected high pressure pipeline, a gas heating heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator low pressure pipeline, and
также воздушную турбину, кинематически соединенную с воздушным компрессором, и теплообменник с циркулирующим по контуру хладагентом, при этом детандер, воздушный компрессор, воздушная турбина и электрогенератор кинематически связаны одним валопроводом, вход воздушного компрессора соединен с атмосферой воздухопроводом низкого давления, выход воздушного компрессора соединен со входом теплообменника подогрева газа воздухопроводом высокого давления.also an air turbine kinematically connected to the air compressor and a heat exchanger with circulating refrigerant, the expander, the air compressor, the air turbine and the generator being kinematically connected by one shaft line, the air compressor inlet is connected to the atmosphere by a low pressure air duct, the air compressor output is connected to the input heat exchanger gas heating by high pressure air duct.
Недостатком этой установки является большие затраты электроэнергии на привод воздушного компрессора.The disadvantage of this installation is the high cost of electricity to drive an air compressor.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью -состоит в повышении экономических и экологических показателей детандер-генераторной установки.The technical problem solved by the proposed utility model consists in increasing the economic and environmental performance of the expander-generator set.
Техническая задача, решается тем, что известное устройство, содержащее последовательно соединенные трубопровод высокого давления, теплообменник подогрева газа, детандер, кинематически связанный с электрогенератором, трубопровод низкого давления, а также воздушную турбину, кинематически соединенную с воздушным компрессором, и теплообменник с циркулирующим по контуру хладагентом, причем детандер, воздушный компрессор, воздушная турбина и электрогенератор кинематически связаны одним валопроводом, дополнительно снабжено теплообменником-конденсатором, последовательно соединенными компрессором, дросселем и испарителем, представляющим собой тепловой насос, вход теплообменника-конденсатора по нагреваемой среде соединен с атмосферой воздухопроводом низкого давления, а выход - со входом воздушного компрессора, вход теплообменника-конденсатора по греющей среде соединен с выходом компрессора, а выход - со входом в дроссель.The technical problem is solved by the fact that the known device containing a series-connected high pressure pipeline, a gas heating heat exchanger, an expander kinematically connected to an electric generator, a low pressure pipeline, and an air turbine kinematically connected to an air compressor, and a heat exchanger with circulating refrigerant moreover, the expander, an air compressor, an air turbine and an electric generator are kinematically connected by one shaft shaft, and heat exchangers are additionally provided com condenser, connected in series by a compressor, a choke and an evaporator, which is a heat pump, the input of the heat exchanger-condenser in a heated medium is connected to the atmosphere by a low pressure air duct, and the output is connected to the air compressor inlet, the input of the heat exchanger-condenser in a heating medium is connected to the compressor output , and the output - with the entrance to the throttle.
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.
Установка содержит трубопровод высокого давления 1, установленный по ходу подачи газа в детандер, теплообменник подогрева газа 2 The installation contains a high pressure pipe 1, installed along the gas supply to the expander, a gas heat exchanger 2
типа "воздух-газ", теплообменник-конденсатор 3, детандер 4, воздушный компрессор 5, воздушную турбину 6, электрогенератор 7 и компрессор 8 расположенные на одном валопроводе, дроссель 9, испаритель 10, трубопровод низкого давления 11, соединяющий выход детандера с газопроводом за ГРС (ГРП), трубопровод подогретого газа 12, соединяющий вход детандера с теплообменником 2, горячий воздухопровод высокого давления 13, соединяющий теплообменник 2 с выходом воздушного компрессора 5, холодный воздухопровод 14, соединяющий выход теплообменника 2 со входом воздушной турбины 6, воздуховоды низкого давления 15, соединяющий вход воздушного компрессора 5 и теплообменник-конденсатор 3, трубопровод 16, соединяющий теплообменник-конденсатор 3 с атмосферой и трубопровод 17, соединяющие выхлоп воздушной турбины с атмосферой. Для использования холода, получаемого вследствие адиабатного расширения воздуха, в воздушной турбине 6 в линии воздуховода низкого давления 17 устанавливается теплообменник 18, в котором холодный воздух подогревается хладагентом, циркулирующим в замкнутом контуре 19, который передает получаемый от воздуха холод потребителю холода 20. Для оптимизации работы детандера 4, воздушной турбины 6 и компрессора 5 на валопроводе дополнительно может быть установлен механический редуктор 21.air-gas type, heat exchanger-condenser 3, expander 4, air compressor 5, air turbine 6, electric generator 7 and compressor 8 located on the same shafting, throttle 9, evaporator 10, low pressure pipe 11 connecting the output of the expander with the gas pipe behind ГРС (ГРП), heated gas pipeline 12, connecting the expander inlet with the heat exchanger 2, high pressure hot air duct 13, connecting the heat exchanger 2 with the output of the air compressor 5, cold air duct 14, connecting the output of the heat exchanger 2 with the inlet 6 stuffy turbine, a low pressure duct 15 connecting the air inlet of the compressor 5 and heat exchanger-condenser 3, a conduit 16 connecting the heat exchanger-condenser 3 with the atmosphere and the conduit 17 connecting the turbine exhaust air to the atmosphere. To use the cold resulting from the adiabatic expansion of air, a heat exchanger 18 is installed in the air turbine 6 in the low pressure duct line 17, in which the cold air is heated by the refrigerant circulating in the closed circuit 19, which transfers the cold received from the air to the cold consumer 20. To optimize operation an expander 4, an air turbine 6, and a compressor 5, a mechanical gearbox 21 can additionally be installed on the shaft line.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При работе детандера 4 газ с температурой ТГ0, подаваемый по трубопроводу 1 к детандеру 4, подогревается до температуры ТГ>ТГ0 в теплообменнике 2, в котором в качестве греющего теплоносителя используется нагретый механическим путем воздух с выхода компрессора 5, имеющий температуру ТВ>ТГ. Воздух на вход в воздушный компрессор 5 подается подогретый, за счет теплоты отданной тепловым насосом в теплообменнике-конденсаторе 3. Привод воздушного компрессора 5 и компрессора теплового насоса 8 осуществляется детандером 4 и воздушной When the expander 4 is operating, the gas with a temperature T Г0 supplied through the pipe 1 to the expander 4 is heated to a temperature Т Г > Т Г0 in the heat exchanger 2, in which mechanically heated air is used from the compressor outlet 5 having a temperature Т В as a heating medium > T G. The air entering the air compressor 5 is heated, due to the heat given by the heat pump in the heat exchanger-condenser 3. The air compressor 5 and the heat pump compressor 8 are driven by the expander 4 and the air
турбиной 6, кинематически соединенными между собой и электрогенератором 7 единым валопроводом. Избыточная механическая суммарная мощность детандера 4 и воздушной турбины 6 преобразуется в электрогенераторе 7 в электрическую мощность, отдаваемую в электрическую сеть. В результате сжатия воздуха в компрессоре 5 температура воздуха повышается. Используя эту теплоту воздуха в теплообменнике подогрева газа, обеспечивается подогрев газа перед детандером. При этом степень сжатия воздушного компрессора 5 выбирается таким образом, чтобы температура воздуха на выходе компрессора ТВ была больше требуемой температуры подогрева газа ТГ, т.е. ТВ>ТГ. С выхода теплообменника 2 охлажденный воздух с температурой ТВ>ТГ0 по воздухопроводу 14 подается на вход воздушной турбины 6, при адиабатном расширении в турбине воздух охлаждается, с выхода воздушной турбины холодный воздух по воздуховоду 17 сбрасывается в атмосферу. Установленный в линии воздуховода 17 теплообменник-утилизатор холода 18 соединяется по контуру хладагента 19 с потребителем холода 20. Вырабатываемая детандером 4 и воздушной турбиной 6 мощность используется для работы компрессора 5 и привода электрогенератора 7.a turbine 6 kinematically connected to each other and the electric generator 7 by a single shaft line. The excess mechanical total power of the expander 4 and the air turbine 6 is converted in the electric generator 7 into electrical power that is supplied to the electrical network. As a result of air compression in the compressor 5, the air temperature rises. Using this heat of air in a gas preheater heat exchanger, gas is heated in front of the expander. In this case, the compression ratio of the air compressor 5 is selected so that the air temperature at the compressor outlet T B is higher than the required gas heating temperature T G , i.e. T B > T G. From the outlet of the heat exchanger 2, cooled air with a temperature T B > T Г0 is supplied through the air duct 14 to the inlet of the air turbine 6, with adiabatic expansion in the turbine, the air is cooled, and from the outlet of the air turbine cold air is discharged into the atmosphere through the duct 17. The heat exchanger-utilizer of cold 18 installed in the line of the duct 17 is connected along the refrigerant circuit 19 with the consumer of cold 20. The power generated by the expander 4 and the air turbine 6 is used to operate the compressor 5 and drive the electric generator 7.
Благодаря тому, что имеется подогрев воздуха перед воздушным компрессором, снижается мощность, затрачиваемая на привод воздушного компрессора. Это и то, что подогрев газа осуществляется горячим воздухом из выхлопа воздушного компрессора, и сжигания топливного газа не требуется, позволяет повысить экономические и экологические показатели детандер-генераторной установки.Due to the fact that there is air heating in front of the air compressor, the power spent on driving the air compressor is reduced. This and the fact that the gas is heated by hot air from the exhaust of the air compressor, and the combustion of fuel gas is not required, can improve the economic and environmental performance of the expander generator set.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116545/22U RU57433U1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116545/22U RU57433U1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU57433U1 true RU57433U1 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=37436172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006116545/22U RU57433U1 (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU57433U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528230C2 (en) * | 2012-12-26 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Expander-generator unit |
-
2006
- 2006-05-16 RU RU2006116545/22U patent/RU57433U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528230C2 (en) * | 2012-12-26 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Expander-generator unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100378414C (en) | Cogeneration system and exhaust gas heat exchanger assembly thereof | |
| Abusoglu et al. | First and second law analysis of diesel engine powered cogeneration systems | |
| LU102468A1 (en) | Total heat recovery type integrated gas heat pump heat supply unit and application thereof | |
| CN100370195C (en) | Cogeneration system | |
| CN201417014Y (en) | Air source heat pump water heater | |
| CN101846389B (en) | Air source heat pump water heater | |
| CN202194726U (en) | Distributed cooling-heating power combined supply system | |
| CN105783330B (en) | A kind of distributed energy resource system of heat engine driving VM circulating heat pumps | |
| RU2487305C1 (en) | Trigeneration plant based on microturbine motor | |
| CN216518291U (en) | Gas turbine inlet air cooling system based on photovoltaic, waste heat utilization and cold accumulation | |
| EP2765281B1 (en) | A rankine cycle apparatus | |
| RU57434U1 (en) | DETANDER-GENERATOR UNIT | |
| CN103620167A (en) | Waste heat recovery installation | |
| CN101800500B (en) | Small temperature difference thermal electric generator | |
| RU57433U1 (en) | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION | |
| CN102900532A (en) | Intermittent-cold back-heat main pipe type split compressor gas turbine unit | |
| CN202811075U (en) | Inter-cooled header type gas turbine unit with split compressors | |
| RU49199U1 (en) | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION | |
| CN210889112U (en) | Power generation and air conditioning dual-purpose unit based on power of small internal combustion engine | |
| RU77912U1 (en) | GAS-TURBINE UNIT WITH GAS-OILED HEAT EXCHANGER | |
| RU101104U1 (en) | COMBINED ENERGY SYSTEM | |
| RU39937U1 (en) | DETANDER-GENERATOR INSTALLATION | |
| CN110953069A (en) | Multi-energy coupling power generation system of gas turbine power station | |
| RU34990U1 (en) | Gas distribution station with a power plant | |
| RU157594U1 (en) | TRIGGER INSTALLATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110517 |