RU77649U1 - DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT - Google Patents
DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT Download PDFInfo
- Publication number
- RU77649U1 RU77649U1 RU2008121853/22U RU2008121853U RU77649U1 RU 77649 U1 RU77649 U1 RU 77649U1 RU 2008121853/22 U RU2008121853/22 U RU 2008121853/22U RU 2008121853 U RU2008121853 U RU 2008121853U RU 77649 U1 RU77649 U1 RU 77649U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- unit
- air
- control system
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
Устройство получения газовоздушной смеси единой теплоты сгорания, включающее подающий газопровод, соединенный с блоком анализа состава газа и блоком измерения расхода газа, выход которого соединен со входами параллельно включенных блока редуцирования газа и блока смешения газа с воздухом, выходы которых объединены и подключены ко входу блока измерения расхода газовоздушной смеси, выход которого подключен к газопроводу потребителя, причем второй вход блока смешения газа с воздухом соединен с выходом блока принудительной подачи воздуха, при этом входы автоматизированной системы управления подключены к блоку анализа состава газа, блоку измерения расхода газа и блоку измерения расхода газовоздушной смеси, а выходы автоматизированной системы управления подключены к блоку принудительной подачи воздуха, через пневмо- или электро- управляемую задвижку к блоку смешения газа с воздухом и блоку редуцирования; автоматизированная система управления выполнена с возможностью формирования сигнала, управляющего подачей воздуха, сигнала, управляющего блоком редуцирования и сигнала, управляющего блоком смешения газа с воздухом.A device for producing a gas-air mixture of a single heat of combustion, including a supply gas pipe connected to a gas composition analysis unit and a gas flow measuring unit, the output of which is connected to the inputs of the gas reduction unit and the gas-air mixing unit connected in parallel, the outputs of which are combined and connected to the input of the measurement unit the flow rate of the gas-air mixture, the output of which is connected to the consumer’s gas pipeline, and the second input of the gas-air mixing unit is connected to the output of the forced air supply unit and, while the inputs of the automated control system are connected to the gas composition analysis unit, the gas flow measurement unit and the gas-air mixture flow measurement unit, and the outputs of the automated control system are connected to the forced air supply unit, through a pneumatically or electrically controlled valve to the gas mixing unit with air and a reduction unit; the automated control system is configured to generate a signal controlling the air supply, a signal controlling the reduction unit and a signal controlling the gas-air mixing unit.
Description
Полезная модель относится к области систем газоснабжения, а именно, к устройствам получения газообразного топлива на автоматических газосмесительных системах, сооружаемым на газопроводах системы газоснабжения городов и населенных пунктов и предназначенных для обеспечения природными (газовых и нефтяных месторождений) газами и газовоздушными смесями с избыточным давлением не более 1,2 МПа (12 кгс/см2) потребителей, использующих эти газы в качестве топлива.The utility model relates to the field of gas supply systems, namely, devices for producing gaseous fuel in automatic gas mixing systems, constructed on gas pipelines of the gas supply system of cities and towns and designed to provide natural (gas and oil fields) gases and gas mixtures with an overpressure of not more than 1.2 MPa (12 kgf / cm 2 ) of consumers using these gases as fuel.
Преимущественным видом применения полезной модели является использование в газоснабжении промышленных и коммунально-бытовых объектов.The predominant type of application of the utility model is the use in gas supply of industrial and domestic facilities.
Основной задачей устройств получения газовоздушной смеси является получение газовой смеси единой теплоты сгорания.The main objective of devices for producing a gas-air mixture is to obtain a gas mixture of a single heat of combustion.
При использовании устройств получения газовоздушной смеси и решении данной задачи, то есть при получении на выходе газосмесительной станции газового топлива, обладающего стабильной теплотворной способностью, полученного путем смешения горючего газа и атмосферного воздуха, или газа и низкокалорийных искусственных газов:When using gas-air mixture production devices and solving this problem, that is, when receiving gas fuel at the outlet of a gas mixing station with stable calorific value obtained by mixing combustible gas and atmospheric air, or gas and low-calorific artificial gases:
- устраняется неполное сгорание газа в газогорелочных устройствах,- eliminates incomplete combustion of gas in gas burner devices,
- стабилизируется режим работы газогорелочных устройств топок и котлов- the operation mode of gas burner devices of furnaces and boilers is stabilized
- увеличивается эффективность работы газопотребляющих установок,- increases the efficiency of gas consuming installations,
- уменьшается удельный расход газового топлива на единицу выпускаемой продукции.- reduced specific gas fuel consumption per unit of output.
В конечном счете, решение данной задачи позволяет увеличить экономичность всей конкретной системы газоснабжения, а также, за счет уменьшения выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, улучшить экологическую обстановку.Ultimately, solving this problem allows you to increase the efficiency of the entire gas supply system, and also, by reducing harmful substances released into the atmosphere, improve the environmental situation.
Поскольку полезная модель относится к области устройств для получения газообразного топлива, а именно к созданию автоматической газосмесительной системы для получения смеси горючего газа с воздухом единой теплоты сгорания и может быть использовано на газопроводах системы газоснабжения городов и населенных пунктов, то следует иметь ввиду следующее:Since the utility model relates to the field of devices for producing gaseous fuel, namely, to the creation of an automatic gas mixing system for producing a mixture of combustible gas with air of uniform heat of combustion and can be used on gas pipelines of the gas supply system of cities and towns, it should be borne in mind the following:
Газопроводы системы газоснабжения в зависимости от давления транспортируемого газа подразделяются на (Газоснабжение СНиП 2.04.08-87, М. 2001):Gas pipelines of the gas supply system, depending on the pressure of the transported gas, are divided into (Gas supply SNiP 2.04.08-87, M. 2001):
- газопроводы высокого давления I категории - при рабочем давлении газа свыше 0,6 МПа (6 кгс/см2) до 1,2 МПа (12 кгс/см2) включительно для природного газа и газовоздушных смесей и до 1,6 МПа (16 кгс/см2) для сжиженных углеводородных газов (СУГ);- high-pressure pipelines of category I - at a gas operating pressure of more than 0.6 MPa (6 kgf / cm 2 ) up to 1.2 MPa (12 kgf / cm 2 ) inclusive for natural gas and gas-air mixtures and up to 1.6 MPa (16 kgf / cm 2 ) for liquefied petroleum gases (LPG);
- газопроводы высокого давления II категории - при рабочем давлении газа свыше 0,3 МПа (3 кгс/см2) до 0,6 МПа (6 кгс/см2);- high pressure gas pipelines of category II - at a working gas pressure of more than 0.3 MPa (3 kgf / cm 2 ) up to 0.6 MPa (6 kgf / cm 2 );
- газопроводы среднего давления - при рабочем давлении газа свыше 0,005 МПа (0,05 кгс/см2 до 0,3 МПа (3 кгс/см2);- medium pressure pipelines - at a working gas pressure of more than 0.005 MPa (0.05 kgf / cm 2 to 0.3 MPa (3 kgf / cm 2 );
- газопроводы низкого давления - при рабочем давлении газа до 0,005 МПа (0,05 кгс/см2) включительно.- gas pipelines of low pressure - at a working gas pressure of up to 0.005 MPa (0.05 kgf / cm 2 ) inclusive.
Горючие газы можно классифицировать по низшей теплоте сгорания - QH и температуре горения (Равич М.Б. Газ и его применение в народном хозяйстве. М. Наука, 1977, с.357).Combustible gases can be classified by lower heat of combustion - Q H and combustion temperature (Ravich MB Gas and its use in the national economy. M. Nauka, 1977, p.357).
По низшей теплоте сгорания - QH:By lower heat of combustion - Q H :
- с повышенной теплотой сгорания (высококалорийные) - QH>31,40 Мдж/м3 (природные, попутно-нефтяные и сжиженные);- with increased calorific value (high-calorie) - Q H > 31.40 MJ / m3 (natural, associated petroleum and liquefied);
- со средней теплотой сгорания QH=12,60-31,40 Мдж/м3 (коксовые, сланцевые и генераторные, получаемые при газификации с парокислородным дутьем под давлением);- with an average combustion heat Q H = 12,60-31,40 MJ / m3 (coke, shale and generator, obtained by pressure gasification with steam-oxygen blowing);
- с низкой теплотой сгорания QH<12,60 Мдж/м3 (доменные, генераторные, смешанные и газы подземной газификации угля).- with low heat of combustion Q H <12.60 MJ / m3 (blast furnace, generator, mixed and underground coal gasification gases).
По температуре горения Т(mах):By combustion temperature T (max):
- с Tmax=2000°С - природные, нефтепромысловые, сжиженные, коксовые, сланцевые газы, которые целесообразно использовать для высокотемпературных процессов;- with T max = 2000 ° С - natural, oilfield, liquefied, coke, shale gases, which are advisable to use for high-temperature processes;
- с Tmax=1500-1700°С - смешанные (50% коксового и 50% доменного), - with T max = 1500-1700 ° С - mixed (50% coke oven and 50% blast furnace),
генераторные газы из битумозных топлив, которые используются для среднетемпературных процессов;generating gases from bitumen fuels, which are used for medium temperature processes;
- с Tmax=1400-1500°С - доменные и некоторые генераторные газы, которые используются для среднетемпературных и низкотемпературных процессов;- with T max = 1400-1500 ° C - blast furnace and some generator gases that are used for medium and low temperature processes;
- с Tmax=750-1400°С - многочисленные отбросные газы (ваграночные, заводов технического углеводорода, продувочные, которые часто не утилизируются);- with T max = 750-1400 ° С - numerous waste gases (cupola, industrial hydrocarbon plants, purge gases, which are often not utilized);
- с Tmax<750°С - эти газы в качестве топлива не используются.- with T max <750 ° С - these gases are not used as fuel.
Технические условия на газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения устанавливаются в соответствии с ГОСТ 5542-87.Technical specifications for combustible natural gases for industrial and domestic purposes are established in accordance with GOST 5542-87.
Требования к оборудованию и методам расчета, применяемым для определения и контроля объемной теплоты сгорания природного газа, его компонентного состава и плотности регламентируются ГОСТ Р 8.577-2000 «Теплота объемная (энергия) сгорания природного газа», ГОСТ 27193-86 «Газы горючие природные, метод определения теплоты сгорания водяным калориметром», ГОСТ 23781-87 «Газы горючие природные, хроматографический метод определения компонентного состава», ГОСТ 22667-82 «Газы горючие природные, расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе».Requirements for equipment and calculation methods used to determine and control the volumetric heat of combustion of natural gas, its component composition and density are regulated by GOST R 8.577-2000 “Volumetric heat (energy) of combustion of natural gas”, GOST 27193-86 “Natural combustible gases, method determination of the calorific value of water with a water calorimeter ”, GOST 23781-87“ Natural combustible gases, a chromatographic method for determining the composition ”, GOST 22667-82“ Natural combustible gases, a calculation method for determining the calorific value, relative Wobbe numbers and numbers. ”
Газовое топливо используется во всех отраслях промышленности и на предприятиях коммунально-бытового назначения. При этом невозобновляемость органического топлива ставит вопрос его рационального и эффективного использования. На практике горючий газ с различной теплотой сгорания и плотностью поступает на газогорелочные устройства топок и котлов, где автономно, перед подачей на сжигание, смешивается с воздухом. Процессы образования газовоздушных смесей, как правило, происходят непосредственно в газогорелочных устройствах топок и котлов и состоят из последовательно протекающих стадий: образование гомогенной газовоздушной смеси, подогрев Gas fuel is used in all industries and in public utilities. At the same time, the non-renewability of fossil fuels raises the question of its rational and efficient use. In practice, combustible gas with different heat of combustion and density is supplied to gas burner devices of furnaces and boilers, where it is independently mixed with air before being supplied for combustion. The processes of formation of gas-air mixtures, as a rule, occur directly in the gas burner devices of furnaces and boilers and consist of successively proceeding stages: the formation of a homogeneous gas-air mixture, heating
смеси до температуры воспламенения и химического реагирования - собственно реакции горения. Стадия смесеобразования оказывает существенное влияние на горение и может осуществляться или как предварительная (подготовительная) стадия, или происходить параллельно с другими процессами. Известны многочисленные газогорелочные устройства с различными способами смешения газа с воздухом, которые практически не обеспечивают быстрое и полное сгорание топлива, так как полученная газовоздушная смесь в смесительных камерах этих газогорелочных устройств не имеет постоянного состава, плотности и требуемой (расчетной) теплоты сгорания. Все это приводит к изменению тепловой мощности газогорелочных устройств и ухудшению технико-экономических показателей установок в целом.mixtures to a flash point and chemical reaction - the actual combustion reaction. The stage of mixture formation has a significant effect on combustion and can be carried out either as a preliminary (preparatory) stage, or occur in parallel with other processes. Numerous gas burner devices are known with various methods of mixing gas with air, which practically do not provide quick and complete combustion of fuel, since the resulting gas-air mixture in the mixing chambers of these gas burner devices does not have a constant composition, density and the required (calculated) heat of combustion. All this leads to a change in the thermal power of gas burner devices and a deterioration in the technical and economic indicators of the plants as a whole.
Широко распространена установка смешения газа с воздухом, (А.К.Кортунов, Е.С.Коршунов, П.Л.Кузнецов, Б.В.Барабаш, А.И.Промтов, М.З.Шакиров, М.А.Али-Заде, А.К.Ходжаев, Газовая промышленность США, Москва, Недра, 1964, с.190-191, рис.112.A gas-air mixing plant is widely used (A.K. Kortunov, E.S. Korshunov, P.L. Kuznetsov, B.V. Barabash, A.I. Prromtov, M.Z. Shakirov, M.A. Ali -Zade, A.K. Khodjaev, U.S. Gas Industry, Moscow, Nedra, 1964, p. 190-191, Fig. 112.
Установка состоит из воздушного фильтра, воздухопровода, дроссельной заслонки, газопровода природного газа, камеры смешения, автоматического калориметра, автоматического регистратора теплоты сгорания газа, исполнительного механизма на дроссельной заслонке, автоматического регистратора плотности газа, направляемого к потребителям.The installation consists of an air filter, an air duct, a throttle valve, a natural gas pipeline, a mixing chamber, an automatic calorimeter, an automatic gas heat meter, an actuator on the throttle valve, and an automatic gas density recorder directed to consumers.
В связи с тем, что плотность и состав природного газа, поступающего на вход установки, не являются равномерными, также неравномерна и получаемая газовоздушная смесь. Для выравнивания ее параметров на некотором расстоянии от смесителей идет непрерывный отбор пробы, поступающей как в автоматический калориметр, так и в автоматический регистратор плотности газа, направляемого к потребителям. Показания калориметра в постоянном режиме сравниваются с заданным значением, в случае их отклонения от заданного значения калорийности на исполнительный механизм подается сигнал, после чего поворотом дроссельной заслонки осуществляется увеличение или уменьшение проходного сечения для воздуха, поступающего в камеру смешения.Due to the fact that the density and composition of the natural gas entering the installation inlet are not uniform, the resulting air-gas mixture is also uneven. In order to equalize its parameters at a certain distance from the mixers, a continuous sampling takes place, which enters both the automatic calorimeter and the automatic recorder of the density of gas directed to consumers. The calorimeter readings are constantly compared with the set value, if they deviate from the set calorie value, a signal is sent to the actuator, after which the throttle valve increases or decreases the bore for the air entering the mixing chamber.
Недостатком данной схемы является значительная инерционность работы как системы управления, так и исполнительного устройства в целом, что не The disadvantage of this scheme is the significant inertia of the operation of both the control system and the actuator as a whole, which is not
позволяет достаточно точно поддерживать требуемые выходные показатели газовоздушной смеси в режиме «реального времени», следствием чего является невозможность оперативного достижения постоянной единой теплоты сгорания газовоздушной смеси и ее плотности.allows you to accurately maintain the required output indicators of the gas-air mixture in the "real time", the consequence of which is the inability to quickly achieve a constant uniform heat of combustion of the gas-air mixture and its density.
Известна установка для получения смеси горючего газа с воздухом на базе использования сжиженного газа пропано-бутановой фракции от грунтовых резервуарных установок (Н.Л.Стаскевич, Г.Н.Северинец, Д.Я.Вигдорчик, Справочник по сжиженным углеводородным газам, Л. Недра, 1990, с.405-409).A known installation for producing a mixture of combustible gas with air based on the use of liquefied gas of the propane-butane fraction from soil tank installations (N.L. Staskevich, G.N.Severinets, D.Ya. Vigdorchik, Handbook of liquefied hydrocarbon gases, L. Nedra 1990, pp. 405-409).
Установка включает резервуары для хранения газа, подогреватели для осушки газа, воздушные компрессоры эжекторы для образования газовоздушной смеси. Потребление газа в течение суток неравномерное, поэтому установка снабжена тремя или четырьмя эжекторами, которые автоматически включаются и отключаются в зависимости от величины потребления газа. Установка оборудована дорогостоящими воздушными компрессорами и сложными контрольно-измерительными приборами, за счет которых растет себестоимость топлива. Полученная газовоздушная смесь имеет теплоту сгорания 8400-8500 Ккал/нм3. Недостатком данного решения является то, что в результате использования подобной газовоздушной смеси часть газа (10-15% объема) не окисляется до СO2 и в виде непредельных углеводородов (Сn Н2n) и монооксида углерода (СО) поступает в атмосферу в составе продуктов сгорания.The installation includes gas storage tanks, heaters for drying gas, air compressors, ejectors for the formation of gas-air mixture. Gas consumption during the day is uneven, therefore, the installation is equipped with three or four ejectors, which are automatically switched on and off depending on the amount of gas consumption. The installation is equipped with expensive air compressors and sophisticated instrumentation, which increases the cost of fuel. The resulting gas-air mixture has a calorific value of 8400-8500 Kcal / nm3. The disadvantage of this solution is that, as a result of using such a gas-air mixture, a part of the gas (10-15% of the volume) is not oxidized to CO2 and, in the form of unsaturated hydrocarbons (Сn Н2n) and carbon monoxide (СО), enters the atmosphere as a part of the combustion products.
При этом часть ценного углеводородного топлива теряется, происходит загрязнение атмосферы зоны горения (промышленных и бытовых помещений), а также быстрый износ газогорелочных устройств.In this case, part of the valuable hydrocarbon fuel is lost, there is pollution of the atmosphere of the combustion zone (industrial and domestic premises), as well as rapid wear of gas burner devices.
Наиболее близким аналогом является блочная автоматическая газосмесительная система для получения смеси горючего газа с воздухом единой теплоты сгорания (Евразийский патент ЕА 006716 В1, 2006.02.24, Бюллетень №1, автор - заявитель - патентообладатель - АГАЕВ ШАМИЛЬ МИРЗА ОГЛЫ, Азербайджан).The closest analogue is a block automatic gas mixing system for producing a mixture of combustible gas with air of uniform heat of combustion (Eurasian patent EA 006716 B1, 2006.02.24, Bulletin No. 1, author - applicant - patent holder - AGAEV SHAMIL MIRZA OGLY, Azerbaijan).
Система состоит из блока воздушного компрессора; блока смесителя газа и воздуха, включающего газосмеситель, регулируемой эжекторной смесительной установки, включающей четыре центробежных вентилятора и четыре The system consists of an air compressor unit; unit of a gas and air mixer including a gas mixer, an adjustable ejector mixing unit, including four centrifugal fans and four
регулируемых эжекторных смесителя, содержащих регулируемое сопло, камеру смешения, диффузор, конфузор и патрубок; и блока пропорционирущего устройства, включающего датчик-расходомер воздуха, клапан, регулирующий расход воздуха, обратный клапан, клапан, регулирующего расход газа, датчик-расходомер газа и регулятор соотношения газа и воздуха.adjustable ejector mixers containing an adjustable nozzle, a mixing chamber, a diffuser, a confuser and a nozzle; and a proportionality unit including an air flow meter, an air flow control valve, a check valve, a gas flow control valve, a gas flow meter and a gas to air ratio regulator.
В данном решении подготовленный предварительно газ (очищенный и подогретый), давлением Р=3-12 кгс/см3, подают на вход блока смесителя газа с воздухом автоматической газосмесительной станции. Воздух из воздушного компрессора через ресивер, блок редуцирования и пропорционирующее устройство подают в автоматическое газосмесительное устройство. Туда же подают воздух из автоматической регулируемой эжекторной установки, входящей в блок смесителя газа и воздуха. Подача низконапорного воздуха в регулируемую эжекторную установку осуществляется центробежными вентиляторами. В газосмесителе газ с воздухом смешивается в соотношении, приближенном к стехиометрическому (1,01-1,02). Соотношение газа и воздуха регулируется в зависимости от изменения расхода газа. Регулирование соотношения газа и воздуха осуществляют автоматически с помощью пропорционирущего устройства.In this solution, pre-prepared gas (purified and heated), pressure P = 3-12 kgf / cm3, is fed to the inlet of the gas mixer unit with air of an automatic gas mixing station. Air from the air compressor through the receiver, the reduction unit and the proportional device is supplied to the automatic gas mixing device. Air is also supplied there from an automatic controlled ejector installation, which is included in the gas and air mixer unit. The low pressure air is supplied to the adjustable ejector unit by centrifugal fans. In a gas mixer, gas and air are mixed in a ratio close to stoichiometric (1.01-1.02). The ratio of gas and air is regulated depending on the change in gas flow. The regulation of the ratio of gas and air is carried out automatically using a proportional device.
Недостатком этого решения является недостаточная точность при определении соотношения газа и воздуха, требуемых для подачи в эжектор для смешения, что в результате приводит к значительным разбросам в параметрах выходной газовоздушной смеси по таким показателям как калорийность и плотность.The disadvantage of this solution is the lack of accuracy in determining the ratio of gas and air required for supply to the ejector for mixing, which results in significant variations in the parameters of the outlet air-gas mixture by such indicators as calorific value and density.
Как видно из описанных выше технических решений, имеющих как свои плюсы, так и минусы, все существующие технические решения, направленные на получение газовоздушной смеси с постоянными показателями по теплотворной способности, используют, в различной мере, контрольно измерительную аппаратуру различной степени сложности. Данная аппаратура во всех известных решениях определяет состав уже готовой газовоздушной смеси путем отбора проб с последующим их анализом - что в итоге создает инерционность работы таких систем контроля и управления и, как следствие, запаздывание корректировки работы исполнительных устройств, приводящее к нестабильным характеристикам по теплотворной способности получаемой газовоздушной смеси. Все технические As can be seen from the technical solutions described above, which have both their pros and cons, all existing technical solutions aimed at obtaining a gas-air mixture with constant values of calorific value use, to varying degrees, control and measuring equipment of varying degrees of complexity. In all known solutions, this equipment determines the composition of an already prepared gas-air mixture by sampling with their subsequent analysis - which ultimately creates an inertia in the operation of such monitoring and control systems and, as a result, delay in adjusting the operation of actuators, which leads to unstable characteristics of the calorific value obtained gas-air mixture. All technical
усовершенствования системы контроля и управления, использующие подобный принцип, могут только снизить инерционность и размер отклонения параметров смеси от заданного значения, но принципиально не могут полностью предотвратить такие отклонения.Improvements in the control and management system using a similar principle can only reduce the inertia and the size of the deviation of the mixture parameters from the set value, but fundamentally they cannot completely prevent such deviations.
Техническим результатом заявленного решения является такая компоновка составных частей системы, которая обеспечивает на выходе системы точные заданные параметры газовоздушной смеси, в частности ее теплотворной способности, при котором отклонения от заданных параметров не превышают значений погрешности измерительной аппаратуры за счет минимизации инерционности в работе системы контроля и управления.The technical result of the claimed solution is such a layout of the system’s components that provides the system with exact preset parameters of the gas-air mixture, in particular its calorific value, in which deviations from the set parameters do not exceed the error values of the measuring equipment by minimizing the inertia in the operation of the monitoring and control system .
Такой технический результат обеспечивается за счет того, что одна из составляющих системы контроля и управления, а именно блок анализа состава газа, устанавливается на входе в систему подающего газопровода, к выходу подключенного к подающему газопроводу блока измерения расхода газа подсоединены параллельно блок смешения газа с воздухом и блок редуцирования, их выходы объединены и подключены к входу блока измерения расхода газовоздушной смеси, выход которого подключен к газопроводу потребителя, причем второй вход блока смешения газа с воздухом соединен с выходом блока принудительной подачи воздуха, при этом входы автоматизированной системы управления подключены к блоку анализа состава газа, блоку измерения расхода газа и блоку измерения расхода газовоздушной смеси, а выходы автоматизированной системы управления подключены к блоку принудительной подачи воздуха, через электроуправляемую задвижку к блоку смешения газа с воздухом и блоку редуцирования.This technical result is ensured by the fact that one of the components of the monitoring and control system, namely, the gas composition analysis unit, is installed at the inlet of the gas supply system, and the gas-air mixing unit is connected in parallel to the output of the gas flow metering unit and reduction unit, their outputs are combined and connected to the input of the gas-air mixture flow measuring unit, the output of which is connected to the consumer’s gas pipeline, the second input of the gas mixing unit the air is connected to the output of the forced air supply unit, while the inputs of the automated control system are connected to the gas composition analysis unit, the gas flow measurement unit and the gas-air mixture flow measurement unit, and the outputs of the automated control system are connected to the forced air supply unit, through an electrically operated valve to the unit mixing gas with air and a reduction unit.
Данная компоновка, за счет расположения блока анализа состава газа на входе, а не на выходе системы, как в существующих аналогах, позволяет исключить инерционность системы.This arrangement, due to the location of the gas composition analysis unit at the inlet, and not at the outlet of the system, as in existing analogues, eliminates the inertia of the system.
Устройство состоит из следующих основных узлов: блока редуцирования (БР), блока измерения расхода газа (БИРГ), блока смешения газа с воздухом (БСГВ), блока измерения расхода газовоздушной смеси (БИРГВС), The device consists of the following main units: reduction unit (BR), a unit for measuring gas flow (BIRG), a unit for mixing gas with air (BSGV), a unit for measuring the flow of gas-air mixture (BIRGVS),
блока принудительной подачи воздуха (БППВ), блока анализа состава газа (БАСГ) и системы автоматического управления (АСУ).forced air supply unit (BPPV), gas composition analysis unit (BASG) and automatic control system (ACS).
В состав блока редуцирования входят регулятор давления, предохранительно-запорный и сбросной клапаны и запорная арматура. Блок редуцирования необходим для создания необходимого перепада давления на БСГВ для обеспечения необходимого разрежения воздуха на всасе эжектора, входящего в состав БСГВ.The reduction unit includes a pressure regulator, safety shut-off and relief valves, and shut-off valves. The reduction unit is necessary to create the necessary pressure drop on the BSGV to ensure the necessary vacuum at the suction of the ejector, which is part of the BSGV.
Блок измерения расхода газа (БИРГ) состоит их запорной арматуры и счетчика расхода газа с электронным корректором, расходомером газовым, датчиком абсолютного давления газа и датчиком температуры.The gas flow measurement unit (BIRG) consists of shut-off valves and a gas flow meter with an electronic corrector, a gas flow meter, an absolute gas pressure sensor and a temperature sensor.
Блок смешения газа с воздухом (БСГВ) состоит из воздушного фильтра, запорной арматуры, предохранительно-запорного клапана, предотвращающего попадание газа наружу и электроуправляемой задвижки, осуществляющей регулирование воздушного потока, и эжектора, осуществляющего забор воздуха из атмосферы, перемешивание его с поступающим газом и подачу полученной газовоздушной смеси в газопровод потребителя. Блок измерения расхода газовоздушной смеси (БИРГВС) представляет собой счетчик расхода газа с электронным корректором, расходомером газовым, датчиком абсолютного давления газа и датчиком температуры.The gas-air mixing unit (BSGV) consists of an air filter, shut-off valves, a safety shut-off valve that prevents gas from entering the outside and an electrically-controlled valve that regulates the air flow, and an ejector that takes air from the atmosphere, mixes it with the incoming gas and delivers it the resulting gas-air mixture into the consumer gas pipeline. The air-gas mixture flow measuring unit (BIRGVS) is a gas flow meter with an electronic corrector, a gas flow meter, an absolute gas pressure sensor and a temperature sensor.
Блок принудительной подачи воздуха (БППВ) состоит из воздушного компрессора, с возможностью его внешнего управления, а также воздушного фильтра.The forced air supply unit (BPPV) consists of an air compressor, with the possibility of its external control, as well as an air filter.
Блок анализа состава газа (БАСГ), необходимый для оперативного контроля параметров газа и их передачи АСУ состоит из калориметра. Также возможным является применение в качестве БАСГ газового хроматографа.The gas composition analysis unit (BASG), necessary for the operational control of gas parameters and their transmission to the ACS, consists of a calorimeter. It is also possible to use a gas chromatograph as a BASG.
Система автоматического управления (АСУ) состоящая из управляющего контроллера (например, типа 750 фирмы WAGO) и персонального компьютера; Automatic control system (ACS) consisting of a control controller (for example, type 750 firm WAGO) and a personal computer;
АСУ предназначена для автоматического поддержания заданного состава газовоздушной смеси.ACS is designed to automatically maintain a given composition of the gas-air mixture.
Все блоки системы связаны с АСУ и работают под ее управлением.All units of the system are connected to the ACS and operate under its control.
На фиг.1 показана принципиальная схема устройства получения газовоздушной смеси единой теплоты сгорания.Figure 1 shows a schematic diagram of a device for producing a gas-air mixture of a single calorific value.
1. Газопровод подающий1. Gas supply pipe
2. Блок измерения расхода газа (БИРГ)2. Gas flow measurement unit (BIRG)
3. Блок принудительной подачи воздуха (БППВ)3. Forced air supply unit (BPPV)
4. Блок смешения газа с воздухом (БСГВ)4. The unit for mixing gas with air (BSGV)
5. Блок редуцирования (БР)5. Reduction unit (BR)
6. Блок измерения расхода газовоздушной смеси (БИРГВС)6. The unit for measuring the flow rate of the gas-air mixture (BIRGVS)
7. Блок анализа состава газа (БАСГ)7. Gas composition analysis unit (BASG)
8. Автоматизированная система управления (АСУ)8. Automated control system (ACS)
9. Газопровод потребителя.9. Consumer gas pipeline.
Устройство получения газовоздушной смеси единой теплоты сгорания работает следующим образом.A device for producing a gas-air mixture of a single heat of combustion works as follows.
Газ, предварительно очищенный, с давлением не более 12 кг/см2, из подающего газопровода 1 поступает в блок измерения расхода газа 2. Одновременно из подающего газопровода 1 производится отбор пробы газа, поступающий в блок измерения состава газа 7. Данные о расходе газа, давлении газа, температуре газа и низшей теплоте сгорания газа, плотности газа, компонентном составе газа в системе поступают в автоматизированную систему управления АСУ 8, где происходит анализ параметров поступающего в систему газа. На основании сравнения фактических с заданными параметрами газа по расходу газа, давлению газа, температуре газа и низшей теплоте сгорания газа, плотности газа, компонентном составе газа АСУ задает требуемую низшую теплоту сгорания и расход газовоздущной смеси за блоком смешения газа и воздуха БСГВ Gas pre-purified, with a pressure of not more than 12 kg / cm2, from the supply gas pipeline 1 enters the gas flow measuring unit 2. At the same time, gas is sampled from the supply gas pipeline 1 and entering the gas composition measuring unit 7. Data on gas flow, pressure gas, gas temperature and lower heat of combustion of gas, gas density, gas component composition in the system enter the automated control system ACS 8, where the parameters of the gas entering the system are analyzed. Based on a comparison of the actual with the given gas parameters in terms of gas flow, gas pressure, gas temperature and lower heat of gas combustion, gas density, gas component composition, the ACS sets the required lower heat of combustion and gas flow rate for the gas-air mixing unit BSGV
4 путем расчета требуемого количества воздуха добавляемого в активный газ в БСГВ и обеспечения его поддержания путем регулирования положения электроуправляемой задвижки БСГВ на всасе эжектора, при этом в смесительной камере эжектора БСГВ образуется газовоздушная смесь, близкая по своему соотношению к стехеометрическому.4 by calculating the required amount of air added to the active gas in the BSHV and ensuring its maintenance by adjusting the position of the BSGV electrically controlled valve at the suction of the ejector, while a gas-air mixture is formed in the mixing chamber of the BSGV ejector, which is close in relation to the stoichiometric one.
Обеспечение необходимого расхода воздуха на всасе эжектора возможно при наличии определенного значения перепада давления газа до и после эжектора БСГВ и определенного расхода газа через БСГВ, что реализуется АСУ посредством расчета величины этих значений, на основании сравнительного анализа фактических значений давления и расхода газа на входе и выходе БСГВ, а именно на основании получаемых параметров газа из Блока измерения расхода газа 2 и газовоздушной смеси из Блока измерения расхода газовоздушной смеси 6. Непосредственно поддержание требуемого для стабильной работы эжектора перепада давления и расхода газа осуществляется АСУ при помощи регулятора давления Блока редуцирования 5, обеспечивающего постоянное давление газа за эжектором БСГВ. В случае невозможности поддержания требуемого перепада давления, например при значительном снижении давления газа на входе в систему, предусмотрена принудительная подача воздуха в БСГВ, осуществляемая посредством блока принудительной подачи воздуха БППВ 3. Воздух из БППВ подается непосредственно на входной тракт эжектора БСГВ, перед воздушным фильтром. Управление БППВ и контроль за количеством подаваемого им для смешения с газом воздуха осуществляется посредством АСУ, на основании постоянного мониторинга и анализа фактических данных по давлению и расходу газа.The necessary air flow rate at the suction port of the ejector is possible if there is a certain value of the gas pressure drop before and after the BSGV ejector and a certain gas flow rate through the BSGV, which is implemented by the ACS by calculating the values of these values, based on a comparative analysis of the actual pressure and gas flow rate at the inlet and outlet BSGV, namely, on the basis of the obtained gas parameters from the gas flow measurement unit 2 and the air-gas mixture from the air-gas mixture measurement unit 6. Directly support of desired for stable operation of the ejector pressure drop and gas flow rate is carried out using the ACS Block reducing the pressure regulator 5, which provides a constant gas pressure of the ejector BSGV. If it is not possible to maintain the required pressure drop, for example, with a significant decrease in gas pressure at the system inlet, a forced air supply to the BSGV is provided by means of the BPPV 3 forced air supply unit. Air from the BPPV is supplied directly to the inlet path of the BSGV ejector, in front of the air filter. The BPPV is controlled and controlled by the amount of air supplied to it for mixing with gas by means of an automatic control system, based on continuous monitoring and analysis of actual data on gas pressure and flow rate.
В результате, на входе в газопровод потребителя 9, при работе данной системы в автоматическом режиме обеспечивается смешение природного газа с содержанием метана (СН4) в нем от 70,0 до 98,5 об.%, движущегося под давлением от 0,5 до 12,0 кг/см2 и атмосферного воздуха в заданном соотношении от 0,01 до 4,76 об.%, что позволяет получать на выходе установки газовоздушную смесь единой теплоты сгорания при минимально возможном отклонении от заданного показателя по теплотворной способности.As a result, at the inlet to consumer’s gas pipeline 9, when this system is operating in automatic mode, natural gas is mixed with methane (CH4) in it from 70.0 to 98.5 vol.%, Moving under pressure from 0.5 to 12 , 0 kg / cm2 and atmospheric air in a predetermined ratio of 0.01 to 4.76 vol.%, Which makes it possible to obtain a gas-air mixture of uniform heat of combustion at the outlet of the installation with the minimum possible deviation from a given value in terms of calorific value.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121853/22U RU77649U1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121853/22U RU77649U1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU77649U1 true RU77649U1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=48230944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008121853/22U RU77649U1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU77649U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600484C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Автоматизированные системы смешения природного газа с атмосферным воздухом | Modular automated system for mixing natural gas with atmospheric air |
RU2706088C1 (en) * | 2018-09-24 | 2019-11-13 | Леонид Васильевич Степанов | Method for using heat lng in gtp cycle |
RU2709219C1 (en) * | 2019-01-18 | 2019-12-17 | Александр Сергеевич Гаранин | Automated system for mixing gas with air (bangs) |
-
2008
- 2008-06-02 RU RU2008121853/22U patent/RU77649U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600484C1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Автоматизированные системы смешения природного газа с атмосферным воздухом | Modular automated system for mixing natural gas with atmospheric air |
RU2706088C1 (en) * | 2018-09-24 | 2019-11-13 | Леонид Васильевич Степанов | Method for using heat lng in gtp cycle |
RU2709219C1 (en) * | 2019-01-18 | 2019-12-17 | Александр Сергеевич Гаранин | Automated system for mixing gas with air (bangs) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8151740B2 (en) | System and method for controlling the calorie content of a fuel | |
AU2006222506B2 (en) | Method and apparatus for utilising fugitive gases as a supplementary fuel source | |
CA2703706C (en) | Improved method and apparatus for capturing and controlling fugitive gases | |
RU2012134070A (en) | METHOD FOR WORKING A GAS TURBINE ENGINE AND A GAS TURBINE INSTALLATION FOR THE PERFORMANCE OF THE SPECIFIED METHOD | |
RU77649U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING A GAS-AIR MIXTURE OF A UNIFIED COMBUSTION HEAT | |
CN112268979A (en) | Natural gas hydrogen-doped combustion performance measuring system based on gas mixer structure optimization | |
CN101037627B (en) | Method and device for producing town gas by using refinery exhaust | |
US9181901B2 (en) | Producer gas carburettor | |
CN111830192B (en) | Air-mixed fuel gas combustion performance test system and test method thereof | |
CN105674329B (en) | Using the gas turbine burner and control method of synthesis gas fuel | |
CN205174366U (en) | System for gas boiler of iron and steel enterprise uses oxygen boosting burning | |
US6745708B2 (en) | Method and apparatus for improving the efficiency of a combustion device | |
CA2685655A1 (en) | Method and apparatus for processing diluted fugitive gases | |
US8545580B2 (en) | Chemically-modified mixed fuels, methods of production and uses thereof | |
RU2393354C1 (en) | Procedure for complex utilisation of mine methane, air flow, and hydrocarbon wastes of coal mining and facility for implementation of this procedure (versions) | |
EA006716B1 (en) | Modular automatic gas-mixing and gas-distributing system for preparing of fuel gas/air mixture of uniform thermal value | |
Dolak et al. | The correlation of IR microturbine combustion performance while burning diluted gaseous fuel supplied by a fuel mixing facility | |
RU2817593C1 (en) | Modular gas preparation and distribution system | |
CN214004521U (en) | Low-temperature oxygen-enriched coal gas supply system for gas retort | |
CZ307647B6 (en) | A method of stabilizing the process gas methane number and apparatus for performing this process for single fuel engines | |
Leicher et al. | Development of a Burner System for Use of Low Calorific Fuel Gases in Micro Gas Turbines | |
CN118602305A (en) | Fuel gas dynamic gas distribution system and multi-component dynamic gas distribution method for testing fuel flexibility of combustion system | |
Naesvall et al. | Power Generation Utilizing Process Gases to Avoid Flaring; Elkraftproduktion ur processgas som idag facklas | |
JPS6361565B2 (en) | ||
Shkarovskij et al. | Influence of gas quality on efficiency of its use |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090603 |