Установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51)4 Р 01 К 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИ ЗОБРЕТЕНИЯ ПАТЕНТ л. УалкодИштви Зол8.8) аши Интезетан Папп,тан Вадаш (Н 6 ин. Атлас конст урбинных устано ие, 1976, с.51,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ВЦИКЛА КОМПРЕССИИ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ОТРАБОТАННОГО ТЕПЛА ОТ КОМПСОРНОЙ СТАНЦИИ Е(21) 3420423/24 (22) 01,04.82 (31) 835/81 (32) 01.04.81 (33) НП (46) 07.05,87.Б (71) Энергиагаз (72) Янош Бодаш Дьердь Папфалви (53) 621.165 (О (56) Шубенко-Шу ций и схем газо М.: Машиностроерис.1 в 1.(57) Изобретение относится к теплоэнергетике. Оно позволяет повыситьтермодинамическую эффективность установки путем полезного использования тепла, отбираемого от газа приего компрессии, Охлаждение нагретогов компрессоре 3 газа осуществляетсяв поверхностном теплообменнике (Т)циркулирующей в магистрали 8 жидкостью (Ж). Последняя насосом 9 прокачивается к потребителю (П) тепла.Нагретая Ж может поступать в поверхности 10 градирни 11, содержащейжалюзи для регулирования воздушнойтяги. Охлаждающая Ж Т б может подаваться в бойлер 13 перед ее подачей к П 7. В случае параллельногоподключения бойлера 13 по греющейсреде к газовой турбине 4 тепло, об1309918 разующееся в бойлере, подается к П 7вместе с теплом, полученным от газав Т 6. В случае утилизации тепла уходящих газов турбины 4 дополнительно к сжиганию газа пар с одной стороны направляется к Т 9, а с другой - в турбину 15Последняя кинематически связана с компрессором 16Выходящий из турбины 15 пар конденсируется в конденсаторе 17, охладиИзобретение относится к установ кам для утилизации отработанного тепла с низким потенциалом от комп- рессорных станций газовых магистралей у потребителей тепла вне цикла сжатия газа.Известна установка для утилиэа- о 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, содержащая размещенный после основного, компрессора поверхностный теплообменник, подключенный к потребителю тепла через магистраль для жидкостии бойлер 20Однако известная установка обладает низкой термодинамической эффективностью вследствие того, что тепло, отданное газу при компрессии не используется. В этом случае температу- д ра газа после компрессии возрастает и, следовательно, растут тепловые потери в газовой магистрали.Цель изобретения - повышение термо. динамической эдхЪективности установки путем полезного использования теп-. ла, отбираемого от газа при его компрессии.Указанная цель достигается тем что установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциально 35 го отработанного тепла от компрессорной станции включающей установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давления основной компрессор, приводимый в действие тель которого охлаждается в градирне21. Из конденсатора 17 конденсат поступает в Т 6. Газ из магистрали 1сжимается параллельно компрессорами 3 и 16. Дополнительное тепло восстанавливается из сжатого газа, выходящего из компрессора 16, и в Т 19.Теплообменные поверхности 10 и 20м.б, размещены в одном корпусе,8 з.п. А-лы, 6 ил. 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 теплообменником, бойлер по греющей среде подключен к азовой 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 охлажцающей среде конденсатор, и дополнительным теплообменником, подключенным по греющей среде к бойлеру, а по нагреваемой - к магистрали для жидкости после поверхностного теплообменника, теплообменные по 3 13099 верхности основной и дополнительной градирен совмещены в одном корпусе, а бойлер, дополнительный теплообменник, теплообменные поверхности основной и дополнительной градирен соеди 5 иены с поверхностным теплообменником.На фиг.1 изображена установка, общий вид; на фиг.2 - установка с бойлером, подключенным по греющей 10 среде к выхлопу газовой турбины; на фиг.З - то же, параллельно газовой турбине; на фиг.4 - то же, с параллельно подключенными компрессорами; на фиг.5 - то же, теплообменные 15 поверхности градирен размещены в одном корпусе; на фиг.б - то же, теплообменные поверхности градирен имеют общую систему охлажденияПредлагаемая установка содержит 20 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 25 газовой турбины поступает от магистрали 1 по трубопроводу 5. После компрессора 3 установлен поверхностный теплообменник 6, подключенный к потребителю 7 тепла через магист- . 30 раль 8 для жидкости, в которой установлен циркуляционный насос 9. К магистрали 8 для жидкости по охлаждающей среде подключены теплообменные поверхности 10 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 40 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 снабженаки нематически связанными паровой турбиной 15 и вспомогательным компрессором 16 и конденсатором 17 (фиг.4 ), причем вспомогательный компрессор 16 установлен параллельно основному 50 компрессору 3 между магистралью 1 низкого давления и поверхностным теплообменником 6, бойлер 1.3 по греющей среде подключен к газовой турбине 4 до и после .последней, а по 55 нагреваемой среде " к паровой турбине 15 и конденсатору .17, образуя с последними замкнутый контур 18 с генерацией пара в бойлере 13. В магист 18 4рали 8 установлен дополнительный теплообменник 19, подключенный по греющей среде к бойлеру 13, а по нагреваемой - к магистрали 8 для жидкости после поверхностного теплообменника б, а бойлер 13, дополнительный теплообменник 6, теплообменные поверхности 1 О и 20 соответственной основной и дополнительной градирен 11 и 21 соединены с поверхностным теплообмен= ником 6 1 фиг.5 1, 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 компре"соре 3 сжатого газа осуществляют в поверхностном теплообменнике 6 водой или другой жидкостью, например раствором антифриза, циркулируемой 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. Зто может быть коммунальная отопительная система или отопление промышленных или сельскохозяйственных обьектов. Нагретая охлаждающая жидкость может поступать в теплообменные поверхности 10 градирни 11. Это необходимо когда потребитель 7 тепла расходует мало тепла, что недостаточно для охлаждения сжатого газа в поверхностном теплообменник 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 вместе13099с теплом, полученным от газа в поверхностном теплообменнике 6 (Лиг.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 О остановится.На фиг. 4 показана установка, в которой тепло уходящих газов газовой турбины 4 утилизируется дополнительно к сжиганию газа. Пар, с одной стороны направляется к дополнительному теплообменнику 19, а с другой стороны, в паровую турбину 15, которая кинематически связана с вспомогательным компрессором 1 б, Выходящий пар 20 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. 30 Во время работы газ из магистрали 1 низкого давления сжимается параллельно обоими компрессорами 3 и 16, причем первый приводится в действие га-. зовой турбиной 4, второй - паровой 35 турбиной 15. Дополнительное тепло восстанавливается из сжатого газа, выходящего из компрессора 16 и в дополнительном теплообменнике 19.Дополнительная градирня 21 может 40 представлять собой часть основной градирни 11 фиг,5 и 61 Формула изобретения1. Установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциального отработанного тепла от компрессорной станции, включающей установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давлений основной компрес сор, приводимый в действие газовой турбиной, содержащая размещенный после основного компрессора поверх. - ностный теплоообменник, подключенный к потребителю тепла через магист раль для жидкости, и бойлер, о т л и:ч а ю щ а я с я тем, что, с целью ,повышения термодинамической эффективности, установка снабжена цирку 18 6ляционным насосом, установленным вмагистрали для жидкости, и основнойградирней с теплообменными поверхностями, подключенными по охлаждающей среде к последней.2. Установка по п.1 о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что основнаяградирня соцержит плоские жалюзи длярегулирования внутри нее тяги воздуха,3. Установка по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что бойлерпо греющей среде подключен к выхло -пу газовой турбины, а по нагреваемойсоединен последовательно с поверхностным теплообменником.4. Установка по пп. и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что бойлер,по греющей среде подключен параллельно газовой турбине.5. Установка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена кинематическисвязанными паровой турбиной и вспомогательным компрессором и конденсатором, причем вспомогательный компрессор установлен параллельно основному между магистралью низкого давления и поверхностным теплообменни-ком, бойлер по греющей среде подключен к газовой турбине до и послепоследней, а по нагреваемой среде -к паровой турбине и конденсатору, об=раэуя с последними замкнутый контур с генерацией пара в бойлере.6. Установка по пп.1, 2 и 5, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что онаснабжена дополнительной градирней, аконденсатор подключен по охлаждаю" .щей среде к ее теплообменной поверхности.7. Установка по пп.1,2,5 и 6,о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтоона снабжена дополнительным теплообменником, подключенным по греющейсреде к бойлеру, а по нагреваемой -к магистрали для жидкости после поверхностного теплообменника.8. Установка по пп.1,2,5 и 6,о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтотеплообменные поверхности основной идополнительной градиреи совмещены водном корпусе.9, Установка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что бойлер, дополнительный теплообменник, теплообменные поверхности основной и дополнительной градирен соединены с поверхностным теплообменником.309918Составитель А,ГолубенкоРедактор М,Бланар Техред И.Ходаннч Корректор М,Пожо Заказ 1809/58 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035 Москва Ж. Ра нская наб. д.4/5 У 9 р У