Способ подготовки природного газа Советский патент 1981 года по МПК F17C13/00 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

1

Изобретение относится к технике обработки испарившегося природного газа, и может быть использовано в системах подачи газа для его сжигания в главных двигателях судов-метановозов, а также в других установках, транспортирующих сжиженный природный газ, тепловые двигатели которых работают на газе.

На современных судах, перевозящих сжиженные газы, часть, груза (около 0,25% ежесуточно) испаряется. Для предотвращения повышения давления в грузовых танках газообразная часть груза должна быть из них удалена. Простое сжигание газа .в специальных установках и вывод продуктов сгорания в атмосферу весьма неэкономично, а потому испарившийся газ может быть либо повторно сжижен и возвращен в грузовые танки, либо использован в качестве топлива для главных двигателей.

Существуют установки для обработки испарившейся части груза, в которых газ разделяют на два потока - один используется как топливо для главных двигателей, а подвергается повторному сжижению и вновь возвращается в грузовые танки. Достоинством

их является то, что частично восполняется потеря груза за счет повторного сжижения- газа и его возврата в грузовые танки II.

Однако для обеспечения повторного сжижения газа нужны большие затраты злектроэнергии, поэтому при существующих соотношениях цен на жидкое топливо и газ схемы с повторным сжижением газа (метана) незкономичны.

f

Известен способ приготовления природного газа, согласно которому весь испарившийся газ используют в качестве топлива главных двигателей. При этом испарившийся газ сжимают в компрессоре до давления, необходимого потребителю - главному двигателю, с последуЮ1Ш1М подогревом-сжатого газа до температуры с которой он подается на сгорание. Подогрев газа- осз ществляют в теплообменниках с помощью свежего пара 2.

Недостатки данното способа следующие. Моность, рзсхологемая на процесс сжашя, значительна и ссшзмернма с мощностью судовой электростанции (например, для метановозг грузсжместимостью 125 тыс.м, необходимая мощчость сжатия газа составляет около 200 700 квт), Для осуществления подогрева газа необходимы различные теплоносители (пар и антифризы), что создает сложность при обслуживании установок. Цель изобретения - снижение энергозатрат при приготовлении испарившегося газа для его использования в качестве топлива энергетическ установок. Поставленная цель достигается тем, что газ сжимают до давления, Определяемого по формуле (Рз/й ) где р, - давление испарившегося газа; Р2 - давление газа в конце сжатия; рз - давление газа на входе в установку; нагревают до температуры ISOISO С и расширяют в турбодетавдере, расположенном на одном валу с компрессором. На фиг. 1 изображен соответственно в коо динатах T-S цикл установки, работающей по предлагаемому способу; на фиг. 2 - принципиальная схема установки. Испарившийся в грузовых танках газ при давлении pi (близком к атмосферному) сжимают в процессе 1-2 до давления р2, превыша юшее давление рз на входе газа в главный двигатель (фиг. 1). Затем газ подогревают в процессе 2-3 при его изобарном теплообмене забортной водой и отработанным паром. После подогрева газ расширяют с отдачей работы в процессе 3-4. до необходимых давления рз и температуры Тз, отводя при зтом рйботу расширителя для использования ее в процессе сжатия 1-2. Поскольку температура газа перед расширением выше, чем температура Т в конце процесса сжатия, то работа расширения газа больше, чем работа его сжатия. Такнм образом, для предлагаемого способа приготовления газа не нужен постоянный подвод работ от судовых электроустановок. После расширения газ с параметрами рзТз поступает на сгорание в главный двигатель судовой энергетической установки. При зтом подсчет величину давления газа Р2, большего давления рз на входе в главный двигатель, осуществляют по (Рз/ft)Испарившийся в грузовых танках 1 газ поступает к газовому компрессору 2, где его сжимают до давления р2, превышающего давление рз- После подогрева в подогревателе 3 забортной водой и в подогревателе 4 отработанным паром газ направляют в детандер 5, где, расширяясь, газ совершает работу, которую используют для привода компрессора 2. После детандера газ с давлением рз и температурой Тз 293-303 К направляют в качестве топлива к главным двигателям или судовым парогенераторам. Приведение устройства в действие осуществляют маломошнь|м пусковым устройством 6. Расчетный годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа приготовления природного газа для его сжигания в судовых энергетическнх установках составляет около 18 тыс. руб. для одной транспортной единицы. При этом стоимость установки с использованием груза в качестве топлива значительно не отличается от обычных систем подачи топлива к -главным двигателям. Формула изобретения Способ подготовки природного газа при его транспортировке для использования в качестве топлива энергетической установки, включающий сжатие в компрессоре газа, испарившегося при транспортировке, последующий его подогрев, и сжигание в установке, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, газ сжимают до давления, определяемого по формуле Р2 Р() - где р - давление испарившегося газа; р давление газа в конце сжатия; Р, - давление газа на входе в установку; нагревают до температуры 150-180° С и расширяют в турбодетаНдере, расположенном на одном валу с компрессором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2189678, кл. F 17 С 13/00, 1970. 2. Schiffe und Hafen, 1971, 23, N« 5, C.391-396.

f)cansi

К табнону дбига теаю

OmpaSatnaHHtiu пар