Установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции Советский патент 1987 года по МПК F01K23/00 F02C6/18 

1309

разующееся в бойлере, подается к П 7 вместе с теплом, полученным от газа в Т 6. В случае утилизации тепла уходящих газов турбины 4 дополнительно к сжиганию газа пар с одной стороны направляется к Т 19, ас другой - в турбину 15. Последняя кине матически связана с компрессором 16. Выходящий из турбины 15 пар конденсируется в конденсаторе I7, охлади-

1

Изобретение относится к установкам для утилизации отработанного тепла с низким потенциалом от компрессорных станций газовых магистралей у потребителей тепла вне цик- ла сжатия газа.

Известна установка для утилиза- ции вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции, включающей : установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давления основной компрессор, приводимый в действие газовой турбиной, содер- жащая размещенный после основного , компрессора поверхностный теплообменник, подключенный к потребителю тепла через магистраль для жидкости и бойлер 1}

Однако известная установка облада .ет низкой термодинамической эффективностью вследствие того, что тепло, отданное газу при компрессии не используется. В этом случае температу- ра газа после компрессии возрастает и, следовательно, растут тепловые потери в газовой магистрали.

Цель изобретения - повьшение термдинамической эффективности установ- ки путем полезного использования теп ла, отбираемого от газа при его компрессии.

Указанная цель достигается тем, что установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции, включающей установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давления основной компрессор, приводимый в действие

8

тель которого охлаждается в градирне 21. Из конденсатора 17 конденсат поступает в Т 6. Газ из магистрали 1 сжимается параллельно компрессорами 3 и 16. Дополнительное тепло восстанавливается из сжатого газа, выходящего из компрессора 16, ив Т 19. Теплообменные поверхности 10 и 20 м.б. размещены в одном корпусе. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

г 0

5

5

0

газовой турбиной, снабжена циркуляционным насосом, установленным в магистрали для жидкости, и основной градирней с теплообменными поверхностями, подключенными по охлаждающей среде к последней, основная градирня содержит плоские жалюзи для регулирования внутри нее тяги воздуха, бойлер по греюущей среде подключен к выхлопу газовой турбины, а по нагреваемой среде - последовательно с поверхностным теплообменником.

Кроме того, бойлер по греющей среде может быть подключен к выхлопу газовой турбины или параллельно ей, а по нагреваемой - последовательно с поверхностным теплообменником, а установка может быть дополнительно снабжена кинематически связанными паровой турбиной и вспомогательным компрессором и конденсатором, причем вспомогательный компрессор) установлен параллельно основному между магистралью низкого давления и поверхностным теплообменник;ом, бойлер по греющей среде подключен к газовой турбине до и после последней, а по нагреваемой среде - к паровой турбине и конденсатору, образуя с последним замкнутый контур с генерацией пара в бойлере.

Установка.также снабжена дополнительной градирней, к теплообменной поверхности которой подключен по охлаждающей среде конденсатор, и дополнительным теплообменником, подключенным по греющей среде к бойлеру, а по нагреваемой - к магистрали для жидкости росле поверхностного теплообменника, теплообменные по313

верхности основной и дополнительной градирен совмещены в одном корпусе, а бойлер, дополнительный теплообменник, теплообменные поверхности основной и дополнительной градирен соеди- нены с поверхностным теплообменником.

На фиг.1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 - установка с бойлером, подклйченным по греющей среде к выхлопу газовой турбины; на фиг.З - то же, параллельно газовой турбине; на фиг.4 - то же, с параллельно подключенными компрессорами; на фиг.З - то же, теплообменные поверхности градирен размеп;ены в одном корпусе; на фиг.6 - то же, теплообменные поверхности градирен имеют общую систему охлаждения.Предлагаемая установка содержит газовые магистрали 1 и 2 низкого и высокого давления соответственно, между которыми установлен основной компрессор 3, приводимый в действие газовой турбиной 4. Газ для работы газовой турбины поступает от магистрали 1 по трубопроводу 5. После компрессора 3 установлен поверхност- ньй теплообменник 6, подключенный к потребителю 7 тепла через магист- раль 8 для жидкости, в которой установлен циркуляционный насос 9. К магистрали 8 для жидкости по охлаждающей среде подключены теплообменные поверхности 1 О основной гра- дирни 11, содержащей плоские жалюзи 12 для регулирования внутри нее тяги воздуха. Установка также содержит бойлер 13, который по греющей среде может быть подключен к выхлопу 14 газовой турбины 4 (фиг.2) или параллельно газовой турбине 4 (фиг.З а по нагреваемой - последовательно с поверхностным теплообменником 6 (фиг.2 ) и дополнительно снабжена ки- нематииески связанными паровой турбиной 15 и вспомогательным компрессором }6 и конденсатором 17 (фиг.4), причем вспомогательный компрессор 16 установлен параллельно основному компрессору 3 между магистралью 1 низкого давления и поверхностньм теплообменником 6, бойлер 13 по греющей среде подключен к газовой турбине 4 до и после .последней, а по нагреваемой среде - к паровой турбине 15 и конденсатору ,17, образуя с последними замкнутый контур I8 с генерацией пара в бойлере 13. В магист184

рали 8 установлен дополнительньш теплообменник 19, подключенный по греющей среде к бойлеру 3, а по нагреваемой - к магистрали 8 для жидкости после поверхностного теплообменника а бойлер 13, дополнительный теплообменник 6, теплообменные поверхности 10 и 20 соответственной основной и дополнительной градирен П и 21 соединены с поверхностным теплообмен НИКОМ 6 (фиг.З), магистралью 8 и конденсатором 17 трубопроводами 22 - 24 соответственно.

Во время работы установки газ низкого давления, поступающий от.газовой магистрали 1 низкого давления подается в основной компрессор 3, приводимый в действие газовой турбиной 4. После сжатия в основном компрессоре 3 газ с повышенной температурой и давлением поступает в магистраль 2 высокого давления.

Охлаждение нагретого в основном компрессоре 3 сжатого газа осуществляют в поверхностном теплообменнике 6 водой или другой жидкостью, например раствором антифриза, цирку- лируемой в магистрали 8 для жидкости. По магистрали 8 нагреваемая жидкость прокачивается насосом 9 к потребителю 7 тепла, который не обязательно должен находиться вблизи компрессорной станции. Это может быть коммунальная отопительная система или отопление промышленных или сельскохозяйственных объектов. Нагретая охлаждающая жидкость может поступать в теплообменные поверхности 1 О градирни 11. Это необходимо когда потребитель 7 тепла расходует мало тепла, что недостаточно для охлаждения сжатого газа в поверхностном теплообменнике 6. Скорость потока жидкости может регулироваться средствами регулировки потока в трубопроводах 22-24.

Кроме того, изобретение позволяет использовать больше тепла, чем получается от него при охлаждении сжатого газа, В этом случае (фиг.2) охлаждающая жидкость поверхностного теплообменника 6 подается в бойлер 13 перед ее подачей к потребителю 7 тепла.

При подключении бойлера 13 по греющей среде параллельно газовой турбине 4 тепло, образовавшееся в бойлере 13 при сжигании газа, подается к потребителю 7 тепла вместе

с теплом, полученным от газа в поверхностном теплообменнике 6 (Аиг.3),|

Если выход тепла поверхностного теплообменника 6 стабильный, расход тепла потребителю 7 тепла регулирует- ся изменением выхода тепла от бойлера 13 за счет изменения количества сжигаемого газа. Таким образом, тепло может подаваться к потребителю 7 тепла даже если газовая турбина 4 остановится.

На фиг. 4 показана установка, в которой тепло уходящих газов газовой турбины 4 утилизируется дополнительляционным насосом, установленным в магистрали для жидкости, и основной градирней с теплообменными поверхностями, подключенными по охлаждающей среде к последней.

2.Установка по п.I,,о т л и - чающаяся тем, что основная градирня содержит плоские жалюзи дл регулирования внутри нее тяги воздуха.

3.Установка по пп.1 и 2, о т - личающаяся тем, что бойле по греющей среде подключен к выхло- пу газовой турбины, а по нагреваемо

10

но к сжиганию газа. Пар, с одной сто-15 соединен последовательно с поверхроны направляется к дополнительному теплообменнику 19, ас другой сто- роны, в паровую турбину 15, которая кинематически связана с вспомогательным компрессором 16. Выходящий пар от паровой турбины 15 конденсируется в конденсаторе 17, охладитель которого охлаждается в дополнительной градирне 21.

Конденсат, образовавшийся в до- полнительном теплообменнике 19, поступает в конденсатор 17, а от него весь образовавшийся конденсат поступает для предварительного нагрева в поверхностный теплообменник 6 Во время работы газ из магистрали 1 низкого давления сжимается параллельно обоими компрессорами 3 и 16, причем первый npi-шодится в действие га- зовой турбиной 4, второй - паровой турбиной 15. Дополнительное тепло восстанавливается из сжатого газа, выходящего из компрессора 16 и в дополнительном теплообменнике 19.

Дополнительная градирня 21 может представлять собой часть основной градирни 11 (фиг.5 и 6).

7.Установка по пп.1,2,5 и 6, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным теплооб- 5 манником, подключенным по греющей среде к бойлеру, а по нагреваемой - к магистрали для жидкости после поверхностного теплообменника.

8.Установка по пп,1,2,5 и 6,

Формула изобретения

1. Установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции, включающей установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давлений основной компрес- 50 отличающаяся тем, что сор, приводимый в действие газовой теплообменные поверхности основной и турбиной, содержащая размещенный дополнительной градирен совмещены в после основного компрессора поверх- одном корпусе.

ностный теплоообменник, подключен- 9. Установка по пп.1 и 2, о т л и- ньй к потребителю тепла через магист- 55 чающаяся тем, что бойлер, до- раль для жидкости, и бойлер, о т л и- .чающаяся тем, что, с целью .повышения термодинамической эффективности, установка снабжена циркуполнительный теплообменник, тепло- обменные поверхности основной и дополнительной градирен соединены с поверхностным теплообменником.

099186

ляционным насосом, установленным в магистрали для жидкости, и основной градирней с теплообменными поверхностями, подключенными по охлаждающей среде к последней.

2.Установка по п.I,,о т л и - чающаяся тем, что основная градирня содержит плоские жалюзи для регулирования внутри нее тяги воздуха.

3.Установка по пп.1 и 2, о т - личающаяся тем, что бойлер по греющей среде подключен к выхло- пу газовой турбины, а по нагреваемой

10

ностным теплообменником.

4.Установка по пп.1 и 2, о т - личающаяся тем, что бойлер по греющей среде подключен параллельно газовой турбине.

5.Установка по пп.1 и 2, о т л и чающаяся тем, что она дополнительно снабжена кинематически связанными паровой турбиной и вспомогательным компрессором и конденсатором, причем вспомогательный компрессор установлен параллельно основному между магистралью низкого давления и поверхностным теплообменником, бойлер по греющей среде под

ключен к газовой турбине до и после последней, а по нагреваемой среде - к паровой турбине и конденсатору, об разуя с последними замкнутый контур с генерацией пара в бойлере.

6.Установка по пп., 2 и 5, о т- личающаяся тем, что она снабжена дополнительной градирней, а конденсатор подключен по охлаждающей среде к ее теплообменной поверхности.

7.Установка по пп.1,2,5 и 6, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным теплообманником, подключенным по греющей среде к бойлеру, а по нагреваемой - к магистрали для жидкости после поверхностного теплообменника.

8.Установка по пп,1,2,5 и 6,

отличающаяся тем, что теплообменные поверхности основной и дополнительной градирен совмещены в одном корпусе.

9. Установка по пп.1 и 2, о т л и- чающаяся тем, что бойлер, до-

полнительный теплообменник, тепло- обменные поверхности основной и дополнительной градирен соединены с поверхностным теплообменником.

fpuz.f

il2.2

/4

v

Л2

22NI

« , . ., .

t2J C JH«-JI-. irilL- 7

fPU2.5

Изобретение относится к теплоэнергетике . Оно позволяет повысить термодинамическую эффективность установки путем полезного использова ния тепла, отбираемого от газа при - его компрессии. Охлаждение нагретого в компрессоре 3 газа осуществляется в поверхностном теплообменнике (Т) 6 циркулирукнцей в магистрали 8 жидкостью (Ж). Последняя насосом 9 прокачивается к потребителю (П) тепла. Нагретая Ж может поступать в поверхности 10 градирни 11, содержащей жалюзи для регулирования воздушной тяги. Охлаждающая Ж Т 6 может подаваться в бойлер 13 перед ее подачей к П 7. В случае параллельного подключения бойлера 13 по греющей среде к газовой турбине 4 тепло, обI О) РГ 2« 18 22 со о CD ввш% 4ftte.4

б . в