Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах

Авторы патента:

F23K5/00 - Подача или распределение прочих видов топлива в устройства для сжигания

Владельцы патента RU 2617637:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на газоиспользующих промышленных предприятиях, в том числе тепловых электрических станциях (ТЭС). Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах содержит газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, который подключен к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа. Второй выход газопровода высокого давления соединен с первым входом регенеративного теплообменника, первый выход которого соединен с сепаратором, а второй выход - с газопроводом низкого давления. Первый выход сепаратора подсоединен к детандеру, кинематически соединенному с электрогенератором. Выход детандера соединен со входом другого сепаратора, первый выход которого подключен к насосу. Выход насоса соединен с первым входом хранилища сжиженного газа (СГ), второй вход которого подсоединен ко второму выходу сепаратора. Выход хранилища СГ подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления. Второй выход другого сепаратора соединен со вторым входом регенеративного теплообменника, который вторым своим выходом подключен к газопроводу низкого давления. Изобретение обеспечивает расширение области применения системы за счет возможности использования газов любого состава независимо от массовой доли высококипящих фракций. 1 ил.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах (патент RU на полезную модель №152385, МПК F23K 5/00, опубл. 27.05.2015), содержащая последовательно соединенные газопровод высокого давления, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор газа, первый выход которого соединен с газопроводом низкого давления, соединенным с потребителем, а второй выход соединен с насосом, выход которого подключен к хранилищу сжиженного газа, другим насосом, вход которого соединен с выходом хранилища сжиженного газа, и газификатором, вход которого подключен к выходу другого насоса, а выход соединен с третьим входом газопровода низкого давления.

Недостатком настоящего изобретения является узкая область применения из-за возможности использования только для газа с суммарным содержанием углеводородов алканового ряда выше метана (высококипящих фракций) более 5%.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в возможности использования природного газа с низким содержанием высококипящих фракций.

Технический результат заключается в расширении области применения системы.

Это достигается тем, что известная система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, подключенного к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор, первый выход которого подключен к насосу, выход которого соединен с первым входом хранилища сжиженного газа, который подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления, снабжена регенеративным теплообменником и вторым сепаратором, причем первый вход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму выходу газопровода высокого давления, второй вход соединен со вторым выходом сепаратора, первый выход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму сепаратору, соединенному первым выходом с детандером, а вторым выходом со вторым входом хранилища сжиженного газа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид системы для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах.

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах содержит газопровод высокого давления 1, первый выход которого соединен с входом дросселя 2, который подключен к газопроводу низкого давления 3, подсоединенному к потребителю природного газа. Второй выход газопровода высокого давления 1 соединен с первым входом регенеративного теплообменника 4, первый выход которого соединен с сепаратором 5, а второй выход - с газопроводом низкого давления 3. Первый выход сепаратора 5 подсоединен к детандеру 6, кинематически соединенному с электрогенератором 7. Выход детандера 6 соединен с входом другого сепаратора 8, первый выход которого подключен к насосу 9. Выход насоса 9 соединен с первым входом хранилища сжиженного газа (СГ) 10, второй вход которого подсоединен ко второму выходу сепаратора 5. Выход хранилища СГ 10 подключен ко второму насосу 11, соединенному с газификатором 12, подключенным к газопроводу низкого давления 3. Второй выход другого сепаратора 8 соединен со вторым входом регенеративного теплообменника 4, который вторым своим выходом подключен к газопроводу низкого давления 3.

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах работает следующим образом.

Поступающий на ТЭС природный газ из газопровода высокого давления 1 охлаждается в регенеративном теплообменнике 4 потоком расширенного в детандере 6 холодного газа. При охлаждении газ частично конденсируется, конденсат отделяется сепаратором 5 от основного потока и направляется в хранилище СГ 10 для аккумулирования. Это позволяет более эффективно осуществлять накопление необходимого запаса резервного топлива за счет возможности сжижения большего количества газа.

Давление основного потока газа в детандере 6 снижается до требуемого потребителю значения, произведенная при этом электроэнергия от электрогенератора 7 подается в электросеть. Расширяясь в детандере 6, газ охлаждается еще сильнее и частично конденсируется. Получившийся конденсат отделяется от основного потока газа в другом сепараторе 8 и насосом 9 перекачивается в хранилище СГ 10. Основной поток газа при этом направляется в регенеративный теплообменник 4, где подогревается вновь поступающим газом из газопровода высокого давления 1 и затем подается по газопроводу низкого давления 3 потребителю.

При переходе потребителя природного газа в режим потребления резервного топлива, сжиженный газ из хранилища СГ 10 вторым насосом 11 перекачивается в газификатор 12, где подогревается, переходит в газообразное состояние и по газопроводу низкого давления 3 подается потребителю. В случае неисправности оборудования в основном контуре системы, содержащем детандер, байпас в виде дросселя 2 обеспечивает подачу газа необходимого давления к потребителю.

Использование изобретения обеспечивает расширение области применения системы за счет возможности использования газов любого состава независимо от массовой доли высококипящих фракций, путем охлаждения газа перед расширением в детандере за счет регенерации тепла.

Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, подключенного к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор, первый выход которого подключен к насосу, выход которого соединен с первым входом хранилища сжиженного газа, который подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления, отличающаяся тем, что она снабжена регенеративным теплообменником и вторым сепаратором, причем первый вход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму выходу газопровода высокого давления, второй вход соединен со вторым выходом сепаратора, первый выход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму сепаратору, соединенному первым выходом с детандером, а вторым выходом со вторым входом хранилища сжиженного газа.

Изобретение относится к области арматуростроению и предназначено в качестве газового клапана для регулирования объемного потока газа, подводимого к газовой горелке газового прибора, в частности газовой кухонной плиты.

Газовый клапан с системой преобразования направления хода // 2546345

Изобретение относится к энергетики, в частности к газовому клапанному блоку, и предназначено для регулировки подводимого к газовой горелке газового прибора, в частности кухонной газовой плиты, газового объемного потока.

Способ эксплуатации системы подачи топлива для теплового двигателя // 2541487

Изобретение может быть использовано в системах подачи топлива для тепловых двигателей. Предложен способ эксплуатации системы подачи топлива для теплового двигателя, причем система подачи топлива состоит, по меньшей мере, из одного топливопровода (1), проходящего к процессу (3) горения, вдоль которого расположен, по меньшей мере, один блок клапанов.

Способ непрерывного кондиционирования газа, предпочтительно природного газа // 2470225

Изобретение относится к способу непрерывного кондиционирования газа. .

Способ комплексного использования шахтного метана, вентиляционной струи, углеводородных отходов угледобычи и устройство для его осуществления (варианты) // 2393354

Изобретение относится к теплоэнергетике, энерго-ресурсосберегающим процессам рационального использования угольного метана, добываемого дегазационными системами из углепородной массы, использованию шахтного метана, метана вентиляционной струи и углеводородных отходов угледобычи.

Устройство для подготовки к сжиганию топливной смеси // 2258868

Изобретение относится к энергетике, в частности к котельной технике, и может быть использовано при разработке, изготовлении и применении устройств, предназначенных для подготовки к сжиганию топливной смеси, в частности мазута, содержащего воду, пар.

Система трубопроводов // 2176361

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к системе трубопроводов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, в производстве товаров народного потребления и других при сжигании жидкого топлива.

Устройство для подачи водотопливной эмульсии в топку котла // 2157484

Изобретение относится к установкам, с помощью которых осуществляется подача водотопливной эмульсии в топку котла, и может быть использовано в топливосжигающих установках.

Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию // 2083924

Система подготовки и подачи жидкого топлива // 2049963

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах, потребляющих жидкое топливо. .

Термостат // 2641177

Изобретение относится к области газовых бытовых кухонных плит и, в частности, к термостату для бытовых кухонных плит. Термостат для бытовых кухонных плит, работающих от газа, содержит корпус, в котором образованы впускной канал и выпускной канал, выполненные с возможностью получения газового потока от подающего источника и для подачи такого газового потока в газовую горелку. Также содержит камеру, имеющую цилиндрическую форму и сообщающуюся по текучей среде с впускным каналом. Камера выполнена с возможностью сообщения по текучей среде с выпускным каналом, либо непосредственно, через основное отверстие, образованное на ее одном конце, либо опосредованно, через вспомогательный канал, который образован в корпусе термостата и проходит в выпускной канал, обходя указанное основное отверстие. Указанные основное отверстие и вспомогательный канал соответственно имеют такие размеры, чтобы обеспечить максимальный и минимальный расходы газа. Термостат дополнительно содержит клапан, имеющий цилиндрическую форму и осуществляющий регулирование расхода газа. Указанный клапан представляет собой выполненный как одно целое клапан, размещенный в камере соосно с ней и перемещаемый между первым положением, в котором основное отверстие полностью освобождено, таким образом обеспечивая проход потока газа в выпускной канал, и вторым положением, в котором основное отверстие полностью закрыто клапаном, и газовый поток достигает выпускного канала только через вспомогательный канал. Клапан содержит пару фланцев, образованных на его свободных концах. Первый фланец обращен к основному отверстию камеры и имеет диаметр, обеспечивающий его закрывание в указанном втором положении. Второй фланец закрывает камеру на ее противоположном конце. Второй фланец имеет окружную канавку, выполненную с возможностью размещения уплотнительного элемента клапана, предотвращающего выпуск газа из камеры, при этом диаметры первого и второго фланцев, по существу, соответствуют диаметру камеры. Впускной канал и выпускной вспомогательный канал находятся в сообщении по текучей среде через цилиндрическую камеру для любого осевого положения клапана. Благодаря этим признакам, конструктивная конфигурация корпуса термостата и его каналов является гораздо более компактной, функциональной и дешевой, чем конструктивная конфигурация термостатов, известных в данной области техники. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.