Судовая энергетическая установка
Изобретение относится к автономным силовым энергоустановкам для транспортных средств, в частности, судовых, использующих в качестве топлива сжиженные углеводородные топливные газы, и может быть применено в промышленности и на транспорте. Судовая энергетическая установка включает в себя источник топлива, который содержит резервуар и силовой агрегат, соединенный с движителем в составе двигателя с линиями подачи топлива и вывода отработанных газов. Источник топлива дополнительно оснащен блоками подготовки воды и метанирования, соединенными линией подачи воды, а на линии вывода отработанных газов установлен блок получения теплоносителя, соединенный с блоком метанирования линией подачи прямого теплоносителя/возврата обратного теплоносителя. Достигается обеспечение работы энергетической установки на углеводородных сжиженных топливных газах в качестве топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к автономным силовым энергоустановкам для транспортных средств, в частности, судовых, использующих в качестве топлива сжиженные углеводородные топливные газы, и может быть применено в промышленности и на транспорте.
Известна станция подготовки попутного нефтяного газа (варианты) [RU 2571127, МПК B01D 53/00, опубл. 20.12.2015 г.], которая включает узел компримирования, блок метанирования, оснащенный линией подачи воды и соединенный линией подачи конденсата с блоком осушки, соединенным со входом одной из ступеней компрессора линией подачи газа регенерации и оснащенным линией вывода подготовленного газа.
Однако известная станция не может быть использована в качестве энергоустановки.
Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению судовая энергетическая установка на сжиженном природном газе [RU 2598478, МПК F02B 1/12, F02B 7/06, F02M 21/02, F02M 43/00, опубл. 20.11.2015 г.], включающая источник топлива, содержащий резервуар для хранения сжиженного природного газа, испаритель и ресивер с нагревателями, связанный с резервуаром линией поддержания давления, силовой агрегат, соединенный с гребным винтом (движителем), в составе двигателя с линиями подачи топлива и вывода отработанных газов, и смесителя, трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру.
Недостатками данной судовой энергетической установки является невозможность ее работы на углеводородных сжиженных топливных газах (согласно ГОСТ Р 52087-2003, таких как, например, пропан-бутан технический), обладающих существенными логистическими, стоимостными и экологическими преимуществами по сравнению с другими видами жидких топлив (сжиженным природным газом, дизельным топливом, мазутом). Причиной является несоответствие тяжелых углеводородных сжиженных газов требованиям, предъявляемым к топливным газам из-за их низкого метанового индекса и высокой теплотворной способности.
Задача изобретения - судовая энергетическая установка, работающая на углеводородных сжиженных топливных газах в качестве топлива.
Техническим результатом является судовая энергетическая установка, работающая на углеводородных сжиженных топливных газах в качестве топлива за счет ее оснащения блоком метанирования топлива, использующим для работы тепло, вырабатываемое силовым агрегатом.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой судовой энергетической установке, включающей источник топлива, содержащий резервуар и силовой агрегат, соединенный с движителем, в составе двигателя с линиями подачи топлива и вывода отработанных газов, особенностью является то, что источник топлива дополнительно оснащен блоками подготовки воды и метанирования, соединенными линией подачи воды, а на линии вывода отработанных газов установлен блок получения теплоносителя, соединенный с блоком метанирования линией подачи прямого теплоносителя/возврата обратного теплоносителя.
При необходимости блок получения теплоносителя оснащен по меньшей мере одной линией подачи прямого теплоносителя потребителям тепла/возврата обратного теплоносителя. Силовой агрегат или блок получения теплоносителя могут быть оснащены блоком получения электроэнергии, а блок метанирования - узлом сероочистки топлива.
Оснащение источника топлива блоками подготовки воды и метанирования позволяет снизить содержание тяжелых углеводородов в топливе за счет их каталитического превращения в метан, окислы углерода и водород, например, по процессу селективной мягкой паровой конверсии, за счет чего повысить метановый индекс и снизить теплотворную способность топливного газа до требований ГОСТ 5542-2014 ''Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения'' и подать в качестве топлива на судовую энергетическую установку.
Установка на линии вывода отработанных газов блока получения теплоносителя, соединенного линией подачи прямого теплоносителя / возврата обратного теплоносителя с блоком метанирования позволяет поддерживать температуру процесса паровой конверсии.
В качестве блоков судовой энергетической установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники, например каталитический конвертор с нагревателем и рекуперационным теплообменником - в качестве блока метанирования, узел обратного осмоса - в качестве блока подготовки воды, теплообменник с циркуляционным насосом и емкостью теплоносителя - в качестве блока получения теплоносителя, двигатель внешнего или внутреннего сгорания, паровой котел с паровой турбиной - в качестве силового агрегата.
Судовая энергетическая установка включает топливный резервуар 1, блок метанирования 2, блок подготовки воды 3, силовой агрегат 4 и блок получения теплоносителя 5. Установка может быть оборудована блоком получения электроэнергии 6.
При работе установки топливо из резервуара 1 по линии 7 подают в блок 2, где совместно с деионизированной водой, подаваемой по линии 8 из блока 3, подвергают селективной мягкой паровой конверсии, поддерживая температуру процесса за счет подачи теплоносителя по линии 9 из блока 5. Полученный конвертированный газ по линии 10 направляют в силовой агрегат 4, из которого по линии 11 выводят отработанный газ. При необходимости из блока 5 по линии 12 (показано пунктиром) подают тепло потребителям. Электроэнергию, при установке блока 6, вырабатывают за счет подачи энергетического пара по линии 13 из блока 5 или за счет кинематической связи с силовым агрегатом 4 по линии 14 (показано пунктиром).
Таким образом, предлагаемая судовая энергетическая установка работает на углеводородных сжиженных топливных газах в качестве топлива и может быть использована в промышленности.
1. Судовая энергетическая установка, включающая источник топлива, содержащий резервуар и силовой агрегат, соединенный с движителем, в составе двигателя с линиями подачи топлива и вывода отработанных газов, отличающаяся тем, что источник топлива дополнительно оснащен блоками подготовки воды и метанирования, соединенными линией подачи воды, а на линии вывода отработанных газов установлен блок получения теплоносителя, соединенный с блоком метанирования линией подачи прямого теплоносителя/возврата обратного теплоносителя.
2. Судовая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что блок получения теплоносителя оснащен по меньшей мере одной линией подачи прямого теплоносителя потребителям тепла/возврата обратного теплоносителя.
3. Судовая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что силовой агрегат или блок получения теплоносителя оснащены блоком получения электроэнергии, а блок метанирования - узлом сероочистки топлива.
