Автономная установка регазификации и способ ее работы

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в энергетике и других отраслях промышленности при регазификации жидких криопродуктов. Установка включает емкость хранения, насос, первый и второй испарители, детандер и компрессор, связанный с детандером. При работе установки криопродукт, подаваемый насосом из емкости хранения, нагревают в первом испарителе, а полученный газ редуцируют в детандере, нагревают во втором испарителе и сжимают компрессором до давления подачи потребителю. С помощью компрессора осуществляют нагрев редуцированного газа. Технический результат - исключение потребления электроэнергии со стороны. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в энергетике и других отраслях промышленности при регазификации жидких криопродуктов.

Известна система хранения и подачи топлива в виде сжиженного природного газа (СПГ-топлива) для транспортных средств, работающих на природном газе [RU 2208747, опубл. 20.07.2003 г., МПК F25B 19/00, F25J 1/00, F17C 9/02, F17C 11/00, B65D 90/22, С22С 38/08], включающая резервуар для хранения топлива, испаритель (теплообменник), топливный баллон с адсорбентом с системой регенерации.

Недостатком известной системы является ограниченный срок хранения СПГ при неработающем двигателе транспортного средства из-за невысокой емкости по газу топливного баллона с адсорбентом, а также необходимость подачи тепла от работающего двигателя транспортного средства.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка регазификации жидкого криопродукта с генерацией электроэнергии [RU 151882, опубл. 20.04.2015 г., МПК F17C 7/04], включающая детандер с насосом и электрогенератором, первый и второй атмосферные испарители (испарители), электронагреватель (нагреватель), запитанный от электрогенератора и установленный после второго атмосферного испарителя.

При работе установки жидкий криопродукт насосом через первый испаритель подают в детандер, где редуцируют с получением электроэнергии и редуцированного газа, который нагревают во втором испарителе и электронагревателе. Электроэнергию, выработанную при редуцировании газа, используют для питания привода насоса, электронагревателя и для собственных нужд установки.

Недостатком данной установки является потребление электроэнергии со стороны в зимний период работы из-за нехватки вырабатываемой электроэнергии для нагрева газа до плюсовой температуры.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение потребления электроэнергии со стороны.

Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии со стороны путем установки в качестве нагревателя компрессора, связанного с детандером. Нагрев газа при этом происходит за счет выделения тепла при его сжатии компрессором.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей детандер с насосом, первый и второй испарители и нагреватель газа, особенность заключается в том, что в качестве нагревателя установлен компрессор, связанный с детандером.

Технический результат достигается также тем, что в предлагаемом способе, включающем испарение жидкого криопродукта, подаваемого насосом, в первом испарителе, редуцирование в детандере, нагрев редуцированного газа во втором испарителе и нагревателе, особенностью является то, что нагрев редуцированного газа осуществляют с помощью компрессора, сжимающего газ до давления подачи потребителю.

После детандера может быть установлен сепаратор, оснащенный линией для подачи насосом жидкого криопродукта в емкость хранения, что позволяет охлаждать последнюю при работе установки. Емкость хранения может быть также оснащена адсорбционным блоком, что обеспечивает снижение потерь газа при неработающей установке.

В качестве детандера может быть установлена гидравлическая машина объемного типа. Испаритель может быть выполнен в виде атмосферного испарителя. Детандер может быть связан с компрессором и/или насосом кинематически, или может быть выполнен в виде детандер-генератора, питающего электроэнергией приводы насоса и компрессора. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Установка в качестве нагревателя компрессора, связанного с детандером, позволяет нагреть газ до плюсовой температуры за счет теплоты, выделяющейся при сжатии газа до давления подачи потребителю, что исключает потребление электроэнергии со стороны даже в зимний период.

Установка включает емкость хранения 1, насос 2, первый 3 и второй 4 испарители, детандер 5 и компрессор 6. Пунктиром показаны устройства, используемые для снижения потерь газа: сепаратор 7, насос 8 и адсорбционный блок 9.

При работе установки криопродукт, подаваемый насосом 2 из емкости 1 по линии 10, нагревают в испарителе 3, полученный газ редуцируют в детандере 5, нагревают в испарителе 4 и сжимают компрессором 6 до давления подачи потребителю. При установке сепаратора 7 редуцированный криопродукт разделяют, отделенный жидкий криопродукт насосом 8 по линии 11 подают в емкость 1 для ее охлаждения, а при размещении блока 9 газ, выделяющийся из емкости 1 при неработающей установке, по линии 12 подают для поглощения адсорбентом. При запуске установки в работу десорбированный газ по линии 13 возвращают в линию 10. Штрих-пунктиром показана связь детандера с насосами и компрессором.

Работоспособность установки подтверждает пример: 726 кг/час сжиженного природного газа, хранящегося при - 119°C и 1,2 МПа, сжимают до 3,0 МПа насосом, потребляющим 1,4 кВт, нагревают в первом испарителе до -50°C атмосферным воздухом с температурой -40°C, редуцируют в детандер-генераторе до 0,24 МПа с получением 24,8 кВт электроэнергии, которую направляют на питание приводов насоса и компрессора. Редуцированный газ с температурой -130,8°C нагревают во втором испарителе до -50°C, сжимают компрессором, потребляющим 23,2 кВт, и при 0,59 МПа, с температурой плюс 5,3°C подают потребителю.

Таким образом, предлагаемая установка исключает потребление электроэнергии со стороны даже в зимнее время года и может найти применение в промышленности.

1. Автономная установка регазификации, включающая детандер с насосом, первый и второй испарители и нагреватель газа, отличающаяся тем, что в качестве нагревателя установлен компрессор, связанный с детандером.

2. Способ работы установки по п. 1, включающий испарение жидкого криопродукта, подаваемого насосом, в первом испарителе, редуцирование в детандере, нагрев редуцированного газа во втором испарителе и нагревателе, отличающийся тем, что нагрев редуцированного газа осуществляют с помощью компрессора, сжимающего газ до давления подачи потребителю.