Способ утилизации горючих газообразных компонентов Советский патент 1992 года по МПК F02C3/00 

Изобретение относится к использованию газообразного топлива, а конкретно к получению электрической, тепловой и пневматической энергии при сжигании горючих газов, в частности шахтного воздуха.

Известен способ утилизации энергии доменного газа, заключающийся в том, что доменный газ, проходя систему фильтров и теплообменник, поступает на турбину, где расширяясь, совершает работу.

Недостатком данного способа является возможность утилизации только высококалорийных газов.

Известен также способ сгорания топлива в газовой турбине и устройство для его осуществления, в котором смесь газа и воздуха сгорает в головной камере сгорания, а основной процесс сгорания происходит в задней камере сгорания, следующей за головной. При этом газовая турбина вращает вал электростанции.

Недостатком способа является отсутствие возможности утилизировать низкокалорийный газ.

Известен способ дожигания отходящих газов, принятый нами за прототип, в котором отходящие из печи газы направляются в топку с одновременной подачей необходимого количества воздуха. При этом в соответствии с изменением температуры печи происходит регулирование расходов топлива и требуемого для его сгорания воздуха.

Недостатком способа является возможность выработки только одного вида энергии, в данном случае - тепловой, а также наличие сложной схемы регулирования расходов топлива и воздуха, поступающих в топку.

Целью изобретения является снижение вредных выбросов в атмосферу.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дожигания отходящих газов, включающем всасывание и сжатие атмосферного воздуха, последующую подачу его в камеру сгорания для сжигания основного топлива, подачу в камеру сгорания сжатых горючих газообразных компонентов и направление продуктов сгорания потребитеИ

XI VI ON 00

I

лю, в качестве горючих газообразных компонентов используют шахтный воздух (смесь воздуха с метаном).

Сущность изобретения заключается в одновременной подаче в камеру сгорания высококалорийного топлива и шахтного воздуха (смесь воздуха с шахтным метаном), извлекаемого средствами дегазации и вентиляции, организации оптимального режима горения в топке и выработке при этом дополнительного количества энергии.

На чертеже представлена технологическая схема утилизации горючих газообразных компонентов на примере работы газотурбинного двигателя.

На схеме указаны топливопровод 1, по которому подают основное топливо (газ, керосин) к рабочим форсункам 2, камера сгорания 3, компрессор 4, газовая турбина 5, распределитель 6 с автоматическими заслонками, входное устройство 7 газотурбинного двигателя,шахтный вентиляционный ствол 8, устройство 9 для отбора сжатого воздуха потребителю, ко- мандоаппарат 10, генератор тока 11,теплообменник 12.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Основное топливо (газ или керосин) по топливопроводу 1 подают к рабочим форсункам 2 камеры.сгорания 3. В это же время компрессором 4 газотурбинного двигателя, соединенного валом с газовой турбиной 5. подают необходимое количество воздуха в камеру сгорания 3 путем забора его из атмосферы. Затем при помощи распределителя б переключают входное устройство 7 газотурбинного двигателя к диффузору вентиляционного канала ствола (скважине) 8 с

исходящей из шахты вентиляционной струей (содержание метана в ней до 1 %). Поступающий через входное устройство воздух разделяют на два потока, один из

которого отбирают потребителю при помощи устройства 9, установленного на одной из ступеней компрессора, а другой после дожатия направляют в камеру сгорания. Поскольку в подаваемом шахтном воздухе присутствуют горючие компоненты, которые, выгорая, выделяют дополнительное количество тепла, то одновременно с переключением входного устройства 7 к вентиляционному стволу (скважине) 8 уменьшают

подачу основного топлива по топливопроводу 1 при помощи командоаппарата 10. Газы, выходящие из камеры сгорания 3, расширяясь, совершают работу на валу турбины 5. Мощность, развиваемую газовой турбиной,

затрачивают на работу компрессора А и генератора тока 11, снабжающего потребителя электрической энергией. Кроме того, выходящие из турбины горячие газы, утилизируют в теплообменнике 12, являющемся источником теплоснабжения объекта.

Формула изобретения Способ утилизации горючих газообразных компонентов, включающий всасывание и сжатие атмосферного воздуха, последующую подачу его в камере сгорания для сжи- гания основного топлива, подачу в камеру сгорания сжатых горючих газообразных компонентов и направление продуктов сгорания потребителю, отличающийся тем, что, с целью снижения вредных выбросов в атмосферу, в качестве горючих газообразных компонентов используют шахтный воздух (смесь воздуха с метаном).

Использование: газотурбостроение. Сущность изобретения: утилизация бедных метановоздушных смесей, а также проветривание горных выработок шахт. Входное устройство компрессора газотурбинного двигателя подключает к стволу (скважине) и смесь воздуха с метаном отсасывают из шахты, подавая ее в камеру сгорания газотурбинного двигателя, используя одновременно для охлаждения жаровой трубы последней. 1 ил.