SU1534193A1 - Способ работы энергетической установки на природном газе и энергетическа установка на природном газе - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплоэнергетике, может быть использовано на тепловых энергоустановках дл  выработки электроэнергии при использовании в качестве топлива природного газа и позвол ет повысить экономичность производства электрической энергии. Устройство дл  производства электроэнергии снабжено дополнительными теплообменниками (ТО) 30,31,37 и 38. ТО 30 установлен в зоне 28 зарождени  газовых гидратов кристаллизатора 16 и сообщен с приводом 36 холодильной машины 32 и ТО 37, установленном на трубопроводе 15 подачи газа на резервирование. Кристаллизатор 16 сообщен с хранилищем 19 природного газа и с накопителем 26 воды. ТО 31 размещен в зоне 29 выращивани  газовых гидратов и сообщен с холодильной машиной 32. ТО 38 установлен на трубопроводе 23 подачи газа в газовую турбину 25, сообщенную с газопроводом 3 котла 4. В период провала электрической нагрузки избыток природного газа из магистрального газопровода 1 направл ют в ТО 37, где охлаждают газами привода 36 холодильной машины 32 и подают в кристаллизатор 16, куда поступает вода из накопител  26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образу  газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выдел етс  тепло, которое отводитс  ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые раздел ют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорани  котла 4 и подают в г 5 жесткости, на боковых гран х которых вокруг каждого отверсти  6 под т ж 8 выполнен

Description

поступает вода из накопител  26. Газ в кристаллизаторе 16 контактирует с водой, образу  газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выдел етс  тепло, которое отводитс  ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. 3

период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые раздел ют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорани  котла 4 н подают в газовую турбину 25, а воду подают в гидравлическую турбину 24. 2с. и 2 э.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых энергоустановках дл  выработки электроэиергии при использовании в качестве топлива природного газа.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности.

На чертеже представлена принципиальна  схема устройства дл  реализации данного способа.

Теплова  энергетическа  установка содержит магистральный газопровод 1, сообщенный через редукционное устройство 2 газопроводом 3 с котлом 4, к которому по свежему пару подключена парова  турбина 5. Котел 4 имеет трубопровод 6 сброса продуктов сгорани  и трубопровод 7 подвода воздуха, на котором установлены компрессор 8 и теплообменник 9 (ТО), сообщенный с трубопроводом 6 после газовой турбины 10 (ГТ). Парова  турбина 5 по отработавшему пару подключена к конденсатору 11, сообщенному по охлаждающей среде через насос 12 с градирней 13, а по конденсату через насос 14 - с котлом 4. Магистральный .газопровод 1 трубопровод 15 подачи газа на резервирование сообщен с кристаллизатором 16, к которому подключены трубопроводы 17 и 18 и хранилище 19 природного газа, сообщенное через насос 20 и конденсатор 11 с разделителем 21 воды и газа , а последний трубопроводами 22 и 23 подачи.воды и газа сообщен с гидравлической и газовой турбинами 24 и 25 соответственно. Выходы гидравлической и газовой турбин 24 и 25 подключены к накопителю 26 воды, сообщенному через насос 27 с кристаллизатором 16, и газопроводу 3 котла 4. Кристаллизатор 16 разделен на зоны 28 и 29 зарождени  и выращивани  газовых гидратов, в которых размещены

5

0

5

0

5

0

5

0

5

соответственно дополнительный ТО 30 и ТО 31 холодильной машины 32 с ТО 33, конденсатором 34 и регулирующим вентилем 35. Холодильна  машина 32 имеет привод ГТ 36, подключенный к магистральному газопроводу 1 и по отработавшему газу - к дополнительному ТО 30, сообщенному через дополнительный ТО 37, установленный на трубопроводе 15, с газопроводом 3. На трубопроводе 23 подачи газа в его рассечку установлен дополнительный ТО 38, подключенный к трубопроводу 6 сброса продуктов сгорани  после ТО 39 через вентили 40 и 41.

Способ работы энергетической установки осуществл етс  следующим образом .

В период провала электрической нагрузки в магистральном газопроводе 1 существует избыток природного газа , который резервируют путем подачи через.дополнительный ТО 37 в кристаллизатор 16, где контактируют с водой, подаваемой насосом 27 из накопител  26. В дополнительном ТО 37 природный газ охлаждаетс  газом после дополнительного ТО 30, что уменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32. В кристаллизаторе 16 образуютс  газовые гидраты природного газа с отводом теплоты охлаждени  и гидратообраэовани  хладагентом , кип щим в ТО 31. Пары холодильного агента сжимают в холодильной машине 32 и направл ют вначале в ТО 33, в котором отвод т теплоту перегрева, нагрева  часть конденсата, сжимаемого насосом 14 и подаваемого в котел 4. При этом температура паров хладагента понижаетс , а затем пары направл ют в конденса- .тор 34, где конденсируют, сбрасыва  теплоту конденсации в окружающую среду, после чего сконденсировавшийс  хладагент дросселируют через оегулирующий вен гиль 3i и направл ют вновь в ТО 31. На привод 36 холодильной машины 32 направл ют часть природного газа. На выходе из привода 36 имеет давление, соответствующее давлению газа, подаваемого в котел 4 на сжигание. Охлажденный при расширении в приводе 36 газ направл ют в дополнительный ТО 30, встроеный в зону 28 зарождени  (образовани  зародышей кристаллов) газовых гидратов, дл  отвода теплоты зарождени  кристаллов газовых гидратов. Из зоны 28 кристаллизатора 16 зародыши газовых гидратов поступают в зону 29 выращивани , где производ т образование основной массы гидратов и откуда их направл ют в хранилище 19. Из ТО 30 газ направл ют через Т0° 37, в котором он нагреваетс  до температуры на 5-8°С ниже температуры газа в магистральном газопроводе

I,в газопровод 3 после редуцирующего устройства 2. После чего газ через ТО 39 направл ют в котел 4, смешивают с воздухом и сжигают, а теплоту сгорани  используют дл  генерировани  пара, который подают в паровую турбину 5 дл  выработки электроэнергии. Продукты сгорани 

.через ГТ 10, вырабатывающую дополнительное количество электроэнергии , сбрасывают в атмосферу через ТО 9 и 39 и трубопровод 6. При этом вентиль 40 открыт, а вентиль 41 закрыт .

В период пика электрической нагрузки газовые гидраты из хранилища 19 подают насосом 20 в конденсатор

I1,где их разлагают на газ и воду за счет тепла конденсации отработавшего п турбине 5 пара. В разделителе 21 газ и воду отдел ют друг от друга и подают в гидравлическую и газовую турбины 24 и 25 дл  производства дополнительной электроэнергии . При этом, после срабатывани  в турбине 24 воду накапливают в накопителе 26 дл  последующего ее использовани  путем подачи насосом 27 по трубопроводу 18 в кристаллизатор 16 при следующем цикле резервировани  природного газа. Газ перед подачей

из разделител  21 в ГТ 25 предварительно нагревают в дополнительном ТО 38 сбрасываемыми в атмосферу чере трубопровод 6 продуктами сгорани , температура которых после ТО 9 и 39

15341936

достаточно высока. При этом вентиль 40 закрыт, а вентиль 41 открыт. Газ после срабатывани  в ГТ 25 смешивают с газом, прошедшим через редуцирующее устройство 2, подогревают в ТО 39 и направл ют в котел 4 и сжигают.

Claims (4)

1. Способ работы энергетической установки на природном газе путем подачи последнего из магистрального газопровода в. котел, сжигани  его с

5 отводом продуктов сгорани  и получением вод ного пара, направл емого в паровую турбину, резервировани  природного газа контактированием его с водой дл  образовани  газовых гидQ ратов с отводом выдел ющегос  при этом тепла холодильной машиной с газовым приводом, хранени  зарезервированного газа в период провала и использование его в период пика элек5 трической нагрузки разложением газовых гидратов на газ и воду, разделением последних и использованием- дл  производства дополнительной энергии с последующими сжиганием газа в кото ле и накоплением воды дл  использовани  при образовании гидратов в следующем цикле резервировани  газа, отличающийс  тем,что, с целью повышени  экономичности,часть выдел ющегос  при образовании гидратов тепла отводитс  отработавшим в приводе холодильной машины газом с последующим его использованием дл  охлаждени  подаваемого

Q на резервирование природного газа, при этом отделенный от воды газ наг- ревают продуктами сгорани  котла.

2. Способ поп.1, отличающийс  тем, что образование гаэо5

5

вых гидратов осуществл ют при последовательных циклах зарождени  и выращивани  гидратов с раздельным отводом тепла.

3. Энергетическа  установка на Q природном газе, содержаща  котел,сообщенный через редуцирующее устройство газопроводом с магистральным газопроводом, к которому трубопроводом подачи газа на резервирование подключен кристаллизатор, в последнем размещен теплообменник холодильной машины, привод которой имеет трубопровод отработавшего газа, паровую турбину, подключенную по свежему пару к котлу, а по отработавшему пару к конденсатору, к которому подсоединены хранилище природного газа и разделитель воды и газа, а последний трубопроводами подачи воды и газа сообщен с гидравлической и газовой турбинами соответственно, выходы которых подключены соответственно к накопителю воды и газопроводу когла, отличающа с  тем, что с целью повышени  экономичности, установка снабжена дополнительными теплообменниками , установленными соответственно на трубопроводах подачи газа на резервирование и в газовую

турбину и отработавшего газа в приводе холодильной машины, при этом последний теплообменник размещен в кристаллизаторе и сообщен с газопро- водом котла через теплообменник на трубопроводе подачи газа на резервирование .

4. Установка по п.З, отличающа с  тем, что кристаллизатор разделен на зоны зарождени  и выращивани  гидратов, в которых размещены дополнительный теплообменник и теплообменник холодильной машины соответственно .