RU97108170A

RU97108170A - Усовершенствования в сжигании и утилизации топливных газов

Info

Publication number: RU97108170A
Application number: RU97108170/25A
Authority: RU
Inventors: Рей Каммингс Дональд
Original assignee: Айсентропик Системз Лтд.
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1999-05-10

Claims

1. Камера сгорания для сжигания топливных газов, содержащая емкость, имеющую вход для подачи топливного газа, зону сгорания и выход, отличающаяся тем, что она содержит группу полых труб, имеющих один конец, открытый для подаваемого топливного газа, а другой конец, открытый в зону сгорания, причем трубы расположены на расстоянии одна от другой таким образом, что снаружи трубы образуют выходной путь для продукта сгорания газа из зоны сгорания, проходящий к выходу из емкости, при этом тепло от сгорания газа частично передается непосредственно входящему газу внутри труб для подогрева входящего газа, причем соотношение подаваемого топливного газа с воздухом меньше, чем низший предел взрываемости для этого топливного газа, и сжигание в указанной зоне сгорания происходит путем реакции или самосгорания подогретого топливного газа.

2. Камера сгорания по п. 1, отличающаяся тем, что также содержит средства перегородок между указанными трубами для образования извилистого выходного пути.

3. Камера сгорания по п. 2, отличающаяся тем, что трубы расположены продольно емкости и вход и выход находятся вблизи одного конца емкости, а зона сгорания находится на другом конце емкости.

4. Камера сгорания по п. 2, отличающаяся тем, что трубы расположены в форме шестиугольника с помощью средств перегородок, выполненных из гильз шестиугольной формы, установленных над трубами и взаимосоединяющих прилегающие гильзы.

5. Камера сгорания по любому из пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что также содержит горелку, расположенную рядом с зоной сгорания для подогрева зоны сгорания до температуры сгорания перед введением топливного газа в камеру сгорания.

6. Способ сжигания топливных газов, отличающийся тем, что содержит стадии: подогрев подаваемого топливного газа, имеющего соотношение с воздухом меньшее, чем низший предел взрываемости для этого топливного газа, теплом, отдаваемым предварительно сожженным топливным газом, сохранение нагретого топливного газа в течение периода времени, достаточного для возникновения реакции или самосгорания; выпуск продукта сгорания топливного газа по пути, который осуществляет прямой теплообмен с подаваемым топливным газом через поверхность теплообмена.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что содержит также стадию предварительного нагрева зоны сгорания до температуры, достаточной для того, чтобы вызвать сгорание подогретого топливного газа после его введения в зону сгорания.

8. Система газовой турбины для утилизации топливного газа для получения энергии, содержащая ступень сжатия, принимающую топливный газ и выдающую сжатый топливный газ; камеру сгорания, принимающую сжатый топливный газ, и ступень расширения, механически связанную со ступенью сжатия и принимающую продукт сгорания топливного газа, при этом энергия расширения превращается в полезную энергию вращения, отличающаяся тем, что топливный газ имеет соотношение с воздухом меньшее, чем низший предел взрываемости для этого топливного газа, и подогрет теплообменом от сожженного топливного газа перед сжиганием подогретого топливного газа, при этом сгорание происходит путем реакции самосгорания.

9. Система газовой турбины по п. 8, отличающаяся тем, что отходящий расширенный газ из ступени расширения проходит к теплообменнику для отдачи тепла сжатому топливному газу перед его поступлением в камеру сгорания.

10. Система газовой турбины по п. 9, отличающаяся тем, что также содержит электрический генератор, связанный со ступенью расширения для превращения энергии вращения в электрическую энергию.

11. Система газовой турбины по п. 9, отличающаяся тем, что также содержит воздушный компрессор, соединенный со ступенью расширения для использования энергии вращения для обеспечения сжатого воздуха.

12. Система газовой турбины по п.11, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть запаса сжатого воздуха возвращается для охлаждения и/или продувки по меньшей мере указанного соединения между ступенью сжатия и ступенью расширения.

13. Система газовой турбины по любому из пп. 9 - 12, отличающаяся тем, что также содержит котел-утилизатор, принимающий отходящий газ из теплообменика для образования пара для воды, подаваемой котлу-утилизатору.

14. Система газовой турбины по любому из пп. 8 - 13, отличающаяся тем, что также содержит ступень смешивания, имеющую трубопровод либо для воздуха, либо топливного газа с концентрацией ниже низшего предела взрываемости, на пути которого находится множество труб, принимающих топливный газ с концентрацией выше высшего предела взрываемости, при этом в трубах имеется множество отверстий для того, чтобы дать возможность указанному топливному газу с концентрацией выше высшего предела взрываемости смешиваться либо с воздухом, либо топливным газом с концентрацией ниже низшего предела взрываемости.

15. Система газовой турбины по п. 14, отличающаяся тем, что топливный газ содержит метан.

16. Система газовой турбины по п. 15, отличающаяся тем, что подаваемый топливный газ является смесью газа от дренирования каменноугольной шахты и вентиляционного воздуха.

17. Газовая турбина по любому из пп. 8 - 16, отличающаяся тем, что пропорция метана к воздуху сжатого топливного газа составляет ≤2%.

18. Система газовой турбины по любому из пп. 8 - 17, отличающаяся тем, что ступень сгорания содержит камеру сгорания согласно любому из пунктов 1 - 4.

19. Способ утилизации топливного газа в газовой турбине для получения полезной энергии, отличающийся тем, что он включает стадии: сжатие топливного газа, имеющего соотношение с воздухом меньшее, чем низший предел взрываемости для этого топливного газа, подогрев сжатого топливного газа перед сжиганием теплом, отдаваемым предварительно сожженным топливным газом, сжигание подогретого топливного газа путем реакции или самосгоранием, выпуск продукта сгорания топливного газа путем, который непосредственно осуществляет прямой теплообмен с подаваемым топливным газом через поверхность теплообмена; и расширение выпущенного газа для получения полезной энергии.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что он включает также стадию нагрева сжатого топливного газа путем теплообмена от отходящего газа после стадии расширения.