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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А3

-3Щ

ЮЪэв р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3420423/24-06 (22) 01.04.82 (31) 835/81 (32) 01.04.81 (33) HU (46) 07.05.87.Бюл. Р 17 (71) Энергиагаздалкодаши Интезет (HU) (72) Янош Бодаш, Иштван Папп, Дьердь Папфалви и Золтан Вадаш (HU) (53) 621.)65 (088.8) (56) Шубенко-Шубин. Атлас конструкций и схем газотурбинных установок.—

М.: Машиностроение, 1976, с.51, рис.1-130. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ВНЕ

ЦИКЛА КОМПРЕССИИ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ОТРАБОТАННОГО ТЕПЛА ОТ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ (51) 4 -F 01 К 23/00 F 02 С 6/18 (57) Изобретение относится к теплоэнергетике. Оно позволяет повысить термодинамическую эффективность установки путем полезного использования тепла, отбираемого от газа при . его компрессии. Охлаждение нагретого в компрессоре 3 газа осуществляется в поверхностном теплообменнике (Т) 6 циркулирующей 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, об1309918 разующееся в бойлере, подается к П 7 вместе с теплом, полученным от rasa в Т 6. B случае утилизации тепла уходящих газов турбины 4 дополнительно к сжиганию rasa пар с одной стороны направляется к T 19, а с другой — в турбину 15. Последняя кинематически связана с компрессором 16 °

Выходящий из турбины 15 пар конденсируется в конденсаторе 17, охладиИзобретение относится к установ кам для утилизации отработанного тепла с низким потенциалом от компрессорных станций газовых магистралей у потребителей тепла вне цикла сжатия rasa.

Известна 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 газовой турбиной, содержащая размещенный после основного . компрессора поверхностный теплообменник, подключенный к потребителю тепла через магистраль для жидкости и бойлер (l).

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

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности установ- З ки путем полезного использования теп-. ла, отбираемого от газа при его компрессии.

Указанная цель достигается тем„ что установка для утилизации вне цикла компрессии низкопотенциально35 го отработанного тепла от компрессорной станции, включающей установленные между газовыми магистралями низкого и высокого давления основной компрессор, приводимый в действие 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 KQMxIpeccopa 16, и в Т 19.

Теплообменные поверхности 10 и 20 м.б. размещены в одном корпусе.

8 з.п. ф-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 глазовой 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 после поверхностного теплообменника, теплообменные по3 13099 верхности основной и дополнительной градирен совмещены в одном корпусе, а бойлер, дополнительный теплообменник, теплообменные поверхности основной и дополнительной градирен соеди5 иены с поверхностным теплообменником.

На фиг.l изображена установка, общий вид; на фиг.2 — установка с бойлером, подключенным по греющей 10 среде к выхлопу газовой турбины; на фиг.3 — 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 охлаждения

Предлагаемая установка содержит 2р 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 градирни ll, 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.3) а по нагреваемой — последовательно с поверхностным теплообменником 6 (фиг.2 ) и дополнительно снабжена ки- 45 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 нагреваемой среде " к паровой турбине 15 и конденсатору 17, образуя с последними замкнутый контур 18 c генерацией пара в бойлере 13. В магист18 4 рали 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 10 и 20 соответственной основной и дополнительной градирен 11 и 21 соединены с поверхностным теплообмен= ником 6 (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 вместе

13099 с теплом, полученным от газа в поверхностном теплообменнике 6 (Лиг.3)., Если выход тепла поверхностного теплообменника 6 стабильный, расход тепла потребителю 7 тепла регулирует- 5 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 10 остановится.

На фиг. 4 показана установка, в которой тепло уходящих газов газовой турбины 4 утилизируется дополнительно к сжиганию газа. Пар, с одной сто-15 роны направляется к дополнительному теплообменнику 19, а с другой стороны, в паровую турбину 15, которая кинематически связана с вспомогательным компрессором 16. Выходящий пар 20 от паровой турбины 15 конденсируется в конденсаторе 17, охладитель которого охлаждается в дополнительной градирне 21.

Конденсат, образбвавшийся в дополнительном 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 З5 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 Il (фиг.5 и 61. формулаизобретения

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 сор, приводимый в действие газовой турбиной, содержащая размещенный после основного компрессора поверх.— ностный теплоообменник, подключенный к по*ребителю тепла через магист- 55 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 циркуl8 6 ляционным насосом, установленным в магистрали для жидкости, и основной градирней с теплообменными поверхностями, подключенными по охлаждающей среде к последней.

2. Установка по п.1,,,,o т л и— ч а ю щ а я с я тем, что основная градирня соцержит плоские жалюзи для регулирования внутри нее тяги воздуха.

3. Установка по пп.l и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что бойлер по греющей среде подключен к выхло— пу газовой турбины, а по нагреваемой соединен последовательно с поверхностным теплообменником.

4. Установка по пп.l и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что бойлер, по греющей среде подключен параллельно газовой турбине.

5. Установка по пп.l и 2, о т л ич а ю щ а я с я 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 теплообменни- ком, бойлер по греющей среде подключен к газовой турбине до и после последней, а по нагреваемой среде— к паровой турбине и конденсатору, об= раэуя с последними замкнутый контур с генерацией пара в бойлере.

6. Установка по пп.i, 2 и 5, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительной градирней, а конденсатор подключен по охлаждаю"щей среде к ее теплообменной поверхности.

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

8. Установка по пп.l 2,5 и 6, отличающаяся тем, что теплообменные поверхности основной и дополнительной градиреи совмещены в одном 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.

1309918

° 2 Риа f!

309918

Составитель А,Голубенко

Редактор N.Áëàíàð Техред И.Ходаннч Корректор N.Ïoùo

Заказ 1809/58 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35. Ра нская наб. д.4/5

У 9 у У

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4