Способ работы энергетической установки на природном газе и энергетическая установка на природном газе

3 СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКПУБЛИК А 1 К 13/О 51 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГННТ СССР с САНИЕ ИЗОБРЕТ(71) Одесский ттут холодильной(56) АвторскоеР 1186811, кл. 06 юл. Р 1хнологич скии инстиности ромыш 088.8)видетельство ССС01 К 13/00, 198 ТИЧЕСКОЙ ЗЕ И ЭНЕ РИРОДНОМ геплоьзоваках дл ри исполь- природноть эконо- тричесмич кой з(54) СПОСОБ РАБОТЫ ЗЧЕРГЕУСТАЧОВКИ НА ПРИРОДНОМ ГАГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА НА ПГАЗЕ(57) Изобретение относитсэнергетике, может. быть исно на тепловых энергоуставыработки электроэнергиизовании в качестве топливго газа и позволяет повысность производства элеэнергии. Устройство дл,801534193 водства электроэнергии снабжено дополнительными теплообменниками (ТО)30, 31, 37 и 38. ТО 30 установлен взоне 28 зарождения газовых гидратовкристаллизатора 16 и сообщен с приводом 36 холодильной машины 32 и ТО37, установленном на трубопроводе 15подачи газа на резервирование. Кристаллизатор 16 сообщен с хранилищем19 природного газа и с накопителем26 воды. ТО 31 размещен в зоне 29выращивания газовых гидратов и сообщен с холодильной машиной 32. ТО 38установлен на трубопроводе 23 подачи газа в газовую турбину 25, сообщенную с газопроводом 3 котла 4.В период провала электрической нагрузки избыток природного газа из магистрального газопровода 1 направляют в ТО 37, где охлаждают газамипривода 36 холодильной машины 32,и подают в кристаллизатор 16, куда1534 193 15 20о поступает вода из накопителя 26. Газв кристаллизаторе 1 б контактирует сводой, образуя газовые гидраты, которые поступают в хранилище 19. При образовании гидратов выделяется теплскоторое отводится ТО 30 и 31. Охлаждение газа в ТО 37 уменьшает тепловуюнагрузку холодильной машины 32. В Изобретение относится к теплоэнер,гетике и может быть использовано ыатепловых энергоустановках для выработки электроэнергии при использова"нии в качестве топлива природногогаза,Целью изобретения является повышение экономичности,На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации данного способа.Тепловая энергетическая установка содержит магистральный газопровод1, сообщенный через редукционноеустройство 2 газопроводом 3 с котлом 4, к которому по свежему паруподключена паровая турбина 5. Котел4 имеет трубопровод 6 сброса продуктов сгорания и трубопровод 7 подвода воздуха, на котором установленыкомпрессор 8 и теплообменник 9 (ТО),сообщенный с трубопроводом 6 послегазовой. турбины 10 (ГТ). Пароваятурбина 5 по отработавшему пару подключена к конденсатору 11, сообщеннОму по охпаждающей среде через насос 12 с градирней 13, а по конденсату через насос 14 - с котлом 4.Иагистральяый газопровод 1 трубопровод 15 подачи газа на резервированиесообщен с кристаллизатором 16, к которому подключены трубопроводы 17 и18 и хранилище 19 природного газа,сообщенное через насос 20 и конденсатор 11 с разделителем 21 воды и газа, а последний трубопро:водами 22 и23 подачи, воды и газа с.ообщен с гидравлической и газовой туРбинами 24 и25 соответственно, Выходы гидравлической и газовой турбин 24 и 25 подключены к накопителю 26 воды, сообщенному через насос 27 с кристаллизатором 16, и газопроводу 3 котла 4.К 1 гисталлизатор 16 разделен на зоны28 и 29 зарождения и выращивания газовых гидратов, в которых размещены период пика электрической нагрузки газовые гидраты разлагают на газ и воду, которые разделяют в разделителе 21, после которого газ подогревают в ТО 38 продуктами сгорания котла 4 и подают в газовую турбину 25, а воду подают в гидравлическую турбину 24. 2 с, и 2 з.п.ф-лы, 1 ил. соответственно дополнительный ТО 30и ТО 31 холодильной машины 32 с ТО 33,конденсатором 34 и регулирующим вентилем 35. Холодильная машина 32имеет привод ГТ 36, подключенный кмагистральному газопроводу 1 и поотработавшему газу - к дополнительному ТО 30, сообщенному через дополнительный ТО 37, установленный натрубопроводе 15, с газопроводом 3. На трубопроводе 23 подачи газа в его 25 рассечку установлен дополнительныйТО 38, подключенный к трубопроводу бсброса продуктов сгорания послеТО 39 через вентили 40 и 41.Способ работы энергетической установки осуществляется следующим образом.В период провала электрическойнагрузки в магистральном газопроводе1 существует избыток природного газа, который резервируют путем подачи через, дополнительный ТО 37 вкристаллизатор 16, где контактируютс водой, подаваемой насосом 27 изнакопителя 26. В дополнительном ТО 40 37 природный газ охлаждается газомпосле дополнительного ТО 30, чтоуменьшает тепловую нагрузку холодильной машины 32, В кристаллизаторе16 образуются газовые гидраты при роднОГО Газа с отВОДОм теплоты Охлаждения и гидратообразования хладагентом, кипящим в ТО 31Парыхолодильного агента сжимают в холодильной машине 32 и направляют 50вначале в ТО 33, в котором отводяттеплоту перегрева, нагревая частьконденсата, сжимаемого насосом 14 иподаваемого в котел 4, При этом температура паров хладагента понижается,а затем пары направляют в конденса.тор 34, где конденсируют, сбрасываятеплоту конденсации в окружающуюсреду, после чего скоНденсировавшийся хладагент дросселируют через ре 5 1гулирующий вентиль 35 и направляютвновь в ТО 31. За привод 36 холодильной машины 32 направляют частьприродного газа. На выходе из привода 36 имеет давление, соответствующее давлению газа, подаваемого в котел 4 на сжигание, Охлажденный прирасширении в приводе 36 газ направляют в дополнительный ТО 30, встроенный в зону 28 зарождения (образования зародышей кристаллов) газовыхгидратов, для отвода теплоты зарождения кристаллов газовых. гидратов.Из зоны 28 кристаллизатора 16 зародыши газовых гидратов поступают взону 29 выращивания, где производятобразование основной массы гидратови откуда их направляют в хранилище19. Из ТО 30 газ направляют черезТ 8 37, в котором он нагревается дотемпературы на 5-8 С ниже температуры газа в магистральном газопроводе1, в газопровод 3 после редуцирующего устройства 2После чего газ через ТО 39 направляют в котел 4, смешивают с воздухом и сжигают, а теплоту сгорания используют для генерирования пара, который подают впаровую турбину 5 для выработкиэлектроэнергии, Продукты сгорания.через ГТ 10, вырабатывающую дополнительное количество электроэнергии, сбрасывают в атмосферу черезТО 9 и 39 и трубопровод 6, При этомвентиль 40 открыт, а вентиль 41 закрыт,В период пика электрической нагрузки газовые гидраты из хранилища19 подают насосом 20 в конденсатор11, где их разлагают на газ и водуза счет тепла конденсации отрабо"тавшего в турбине 5 пара, В разделителе 21 газ и воду отделяют друг отдруга и подают в гидравлическую игазовую турбины 24 и 25 для производства дополнительной электроэнер"гии. При этом, после срабатывания втурбине 24 воду накапливают в накопителе 26 для последующего ее использования путем подачи насосом 27 потрубопроводу 18 в кристаллизатор 16при следующем цикле резервированияприродного газа, Гаэ перед подачейиэ разделителя 21 в ГТ 25 предварительно нагревают в дополнительномТО 38 сбрасываемыми в атмосферу черезтрубопровод 6 продуктами сгорания,температура которых после ТО 9 и 39 534193 ьдостаточно высока. При этом вентиль40 закрыт, а вентиль 4 1 открыт. Газпосле срабатывания в ГТ 25 смешивают 5с газом, прошедшим через редуцирующее устройство 2, подогревают в ТО39 и направляют в котел 4 и сжигают. Формула изобретения101, Способ работы энергетическойустановки на природном газе путемподачи последнего иэ магистральногогазопровода в котел, сжигания его сотводом продуктов сгорания и получением водяного пара, направляемогов паровую турбину, резервированияприродного газа контактированием егос водой для образования газовых гидратов с отводом выделяющегося приэтом тепла холодильной машиной с газовым приводом,.хранения зарезервированного газа в период провала и использование его в период пика элек-.25 трической нагрузки разложением газовых гидратов на газ и воду, разделением последних и использованием дляпроизводства дополнительной энергиис последующими сжиганием газа в кот- ЗО ле и накоплением воды для использования при образовании гидратов в следующем цикле резервирования газа,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, сцелью повышения экономичности, часть,выделяющегося при образовании гидратов тепла отводится отработавшим в приводе холодильной машины газом с последующим его использованием для охлаждения подаваемогона резервирование природного газа,при этом отделенный от воды гаэ наг- .ревают продуктами сгорания котла.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что образование газовых гидратов осуществляют при последовательных циклах зарождения и выращивания гидратов с раздельным отводом тепла.3. Энергетическая установка на природном газе, содержащая котел,сообщенный через редуцирующее устройство газопроводом с магистральнымгазопроводом, к которому трубопроводом подачи газа на резервированиеподключен кристаллизатор, в последнем размещен теплообменник холодильной машины, привод которой имеет трубопровод отработавшего газа, паровую турбину, подключенную по свежему па1534193 турбину и отработавшего газа в приводе холодильной машины, при этомпоследний теплообменник размещен вкристаллизаторе и сообщен с газопроводом котла через теплообменник натрубопроводе подачи газа на резервирование,Составитель В, ГуторовРедактор Л. Гратилло Техред М.ДидыкКорректор С. Иекмар Заказ 29 Тираж 415 Подписное.ВНЙЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ру к котлу, а по отработавшему парук конденсатору, к которому подсоединены хранилище природного газа и разделитель воды и газа, а последнийтрубопроводами подачи воды и газасообщен с гидравлической и газовойтурбинами соответственно, выходы ксторых подключены соответственно кнакопителю воды и газопроводу котлао т л и ч а ю щ а я с я тем что сцелью повышения экономичности, установка снабжена дополнительными теплообменниками, установленными соответственно на трубопроводах подачи газа на резервирование и в газовую 4, Установка но и.3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что кристаллизатор разделен на зоны зарождения и выращивания гидратов, в которых размещены дополнительный теплообменник и теплообменник холодильной машины соответственно