Агрокомплекс-утилизатор теплоты газотурбинных установок

Агрокомплекс-утилизатор теплоты газотурбинных установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для выращивания растений в искусственных условиях с тепловлажной обработкой воздушной среды от газокомпрессорных станций. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет более полного использования тепловой энергии. Повышение эффектив

„„SU„„1680685

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

А 01 G 9/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4495015/15 (22) 21.10.88 (46) 28 ° 02.91. Бюл. Р - 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по транспорту природного газа (72) В.И.Деревянко, В.В.Розганюк, Л.И.Деревянко и С.С.Меламед (53) 621.311.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1323029, кл. А 01 G 9/24,,1985. (54) АГРОКОИПЛЕКС-УТИЛИЗАТОР ТЕПЛОТЫ

ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для выращивания растений в искусственных условиях с тепловлакной обработкой воздушной среды от газокомпрессорных станций. Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет более поляогo использования тепловой энергии. Повышение эфАектив1630685 ности работы агрокомплекса-утнлизатора достигается тем, что горячие выхлопные газы установок по обособленным каналам поступают в коллектор5 теплообменник 22. Там -.," подогревают воздух системы воздушногп обогрева теплиц, а затем непосредственно вводят в вытяжной канал 12 башенной теплицы, в котором расположены три ступени отбора теплоты 13, 14, 15, включенные соответственно в контуры греющей, охлаждающей и охлаждаемой вод теплового насоса 4. Системы теплохладоснабжения теплиц, теплоснабжения

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для выращивания растений в искусственных условиях с тепловлажной обработкой воздушной среды от газокомпрессорных станций.

Ф

Цель изобретения — повышение эффективности работы за счет более полного использования тепловой энергии.

На фиг.1 представлена функциональ- 30 ная схема агрокомплекса-утилизатора теплоты выхлопных газов;на фиг.2— коллектор-теплообменник выхлопных газов, общий вид; на фиг.3 — то же, вид сверху; на фиг.4 — сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 — сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.6 — сечение В-В на фиг,З.

Агрокомплекс-утилизатор теплоты (фиг.1) включает систему отвода вы- 0 хлопных газов турбин 1 низкого давления с компрессором 2 и охладителемподогревателем воздухозаборного устройства 3, тепловой насос 4 абсорбционного типа с нагнетателями циркуля. ционных контуров охлажденной 5, охлаждающей 6 и греющей 7 воды, секционированные теплицы 8 с коллекторной системой 9 теплохладоснабжения и воздуховодами 10 системы воздушно50 го отопления, башенную теплицу 11 с вытяжным каналом 12, в котором расположены три ступени аппаратов 13-15 отбора теплоты, включенные соответственно в контуры греющей, охлаждающей и охлаждаемой воды теплового насоса.

Водяной аккумулятор 16 разделен перегородкой 17 с регулируемой теплопровсдностью на собственно теплоаксушильных установок 34, обогрева открытого грунта 35 и подогрева — охлаждения воздуха, всасываемого компрес. сором газотурбинной установки 3, выполнены с возможностью сезонного подключения к циркуляционным контурам теплового насоса. Для покрытия пиковых нагрузок или теплоснабжения arрокомплекса при вынужденной остановке газотурбинных установок параллельно тепловому насосу включены водяной

16 и твердотельный 32 теплоаккумуляторы.. 3 з. п. ф-лы, 6 ил. кумулятор 18 и верхние бассейны 19 (плавательный) и 20 (для разведения рыбы) с трансформируемыми перекрытиями 21 из теплоизоляционного материала. Коллектор-теплообменник 22 выхлопных газов с воздухозаборными устройствами 23 и нагнетателем 24 содержит дополнительно (фиг.2 и 3) обособленные каналы 25, присоединенные к отдельным газотурбинным установкам

26-28. Каналы (фиг.4-6) образованы перегородками 29 из испарительных участков модулей тепловых труб, конденсационные участки 30 которых выведены в воздушный канал 31 с воздухозаборными устройствами .23 и нагнетателем 24 (фиг..1), соединенным с возможностью переключения с воздуховодами 10 системы обогрева теплиц . и твердотельным или термохимическим теплсаккумулятором 32 с теплоаккумулирующим материалом 33, а также с сушильной установкой 34 сельскохозяйственного назначения. В систему охлаждающей воды присоединяется "сухая" градирня 35 под окультуренным участком открытого грунта. функционирует агрокомплекс-утилизатор теплоты следующим образом.

В холодный и переходные периоды года (фиг. 1) при работе газотурбинных установок 25-28 выхлопные газы из турбин 1 низкого давления с температурой 400-520 С при избыточном давлении поступают в обособленные каналы 25 коллектора- теплообменника 22 выхлопных газов. Явная теплота горячих газов преимущественно за счет радиаци- онного теплообмена передается пе1630685 вается в атмосферу или подается к воздухозаборным устройствам 23 для

I повторного нагрева. Выхлопные газы в вытяжном канале смывают аппараты 13 и

14 отбора теплоты и нагревают греющую воду теплового насоса 4 от 100 до

150 С и охлаждающую воду от 45 до

95ОС. Горячая вода при 95 С поступает в водяной теплоаккумулятор 18 для его 1р зарядки и подогрева воды в бассейнах

19 и 20 через перегородку 17 (каналы заполнены воздухом). В случае необходимости горячая вода может подаваться и в водяные радиаторы сушильной установки 34. Охлажденная в тепловом насосе 4 вода при 3-12 С подается нагнетателем 5 в коллекторную систему 9 холодоснабжения секционированных теплиц 8, башенной теплицы 11 и в охладитель 3 для охлаждения воздуха, всасываемого в компрессор, и повышения КПД газотурбинной установки 1 в летний период года.

Изобретение позволяет осуществить 25 глубокую (до 50-55 ) утилизацию теплоты выхлопных газов газотурбинных установок в холодный, переходный и теплый периоды года, а также комплексно использовать эту теплоту 30 для теплохладоснабжения секционированных и башенной теплиц (повысить урожайность в них на 35-45 ), нагрева.и охлаждения воздуха, всасываемого компрессором газотурбинной установки (обеспечить ее работу при номинальном режиме), для подогревания корнеобитаемого слоя окультуренного участка открытого грунта (получение двух урожаев в год), термической 4р обработки сельскохозяйственной продукции независимо от погодных условий, а также обеспечить надежность комбинированной системы водовоздушного отопления теплиц эа счет аккуму 45 лирования тепловой энергии.

Формула из обр ет ения

1. Агрокомплекс-утилизатор теплоты газотурбинных установок газокомпрессорной станции, включающий секционные теплицы, башенную теплицу с вытяжным каналом, устройство отвода горячих выхлопных газов,. абсорбционный тепловой насос с циркуляцион55 ными контурами греющей, охлаждающей и охлаждаемой воды, связанными соответственно с источником сбросной теплоты станции коллекторной системой водяного отопления и охлаждения теплиц и системой водяного охлаждения технологического оборудования, систему вентиляции и систему воздушного отопления теплиц, совмещенную с нагнетателем, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет более полного использования тепловой энергии, агрокомплекс-утилизатор снабжен коллектором-теплообменником выхлопных газов и воздуха, сушильной установкой сельскохозяйственного назначения,сухой градирней для расположения под участком открытого грунта, системой термоаккумуляторов, соответствующими переключателями и охладителем-подогревателем воздухозаборного устройства, при этом вводы теплообменника выхлопных газов и воздуха присоединены к устройствам отвода горячих выхлопных газов, а его общий выход непосредственно сообщен с вытяжным каналом башенной теплицы, в котором последовательно по ходу перемещения выхлопных газов размещены три ступени теплоутилизатора, включенные соответственно в контуры греющей, охлаждающей и охлаждаемой воды абсорбционного теплового насоса, причем контур охлаждаемой воды посредством первого переключателя связан со ступенью теплоутили затора, коллекторной системой водяного отопления и охлаждения теплиц и охладителем воздухозаборного устройства, при этом контур охлаждающей воды посредством второго переключателя связан с коллекторной системой водяного отопления и охлаждения теплиц, нагревателем воздухозаборного устройства, системой термоаккумуляторов и сухой градирней для расположения открытого грунта.

2. Агрокомплекс-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что система термоаккумуляторов выполнена в виде водяного термоаккумулятора и твердотельного или термохимического аккумулятора.

3. Агрокомплекс-утилизатор по пп.1и2, отличающийся тем, что коллектор-теплообменник выхпопных газов и воздуха включает каналы для отдельных газотурбинных установок в компрессорной станции, образованные перегородками, выполненны163068

50 регородкам 29, представляющим собой испарительные участки тепловых модулей тепловых труб, За счет фазового превращения теплоносителя в тепловых трубах теплота передается аребренным. конденсационным участкам 30 и далее потоку воздуха, всасываемому через устройства 23. Воздух нагревается до 35-60 С и нагнетателем 24 подается из воздушного канала 31 в систему 10 воздушного отопления секпионированных 8 и башенной 11 теплиц.

Предварительно охлажденные в коллекторе-теплообменнике 22 выхлопные газы поступают в вытяжной канал 1? башенной теплицы 11 и за счет естественной тяги или разрежения, создаваемого вентилятором, устанавлива— емом в верхней части башни, омывают три ступени аппаратов 13, 14 и 15 отбора теплоты, а затем охлажденные удаляются из вытяжного канала. Аппа,раты 13 и 15 отбора теплоты включены в циркуляционные контуры греющей

7 и охлаждаемой 5 воды теплового насоса 4 абсорбционного типа и осуществляют соответственно отбор теплоты от выхлопных газов для нагрева воды от 100 до 150 С и ат 7 до 20 С. Введенная ат этих аппаратов теплота трансформируется в тепловом насосе 4 о до температуры охлаждавщеи воды 70 С (последовательное соединение абсарбера и конденсатора), которая нагнетателем подается во вторую ступень

14 отбора теплоты, догревается до

95 С и направляется в коллектарнув систему 9 водяного отопления секционированных теплиц 8, подогреватель воздухозаборного устройства компрессора 2, а также для подзарядки водяного аккумулятора. При пиковых нагрузках на систему отопления или при вынужденных остановках газотурбинных установок обогрев теплиц осуществляется эа счет разрядки водяного теплоаккумулятора. 18 в коллекторнув систему 9 .водяного отопления и твердотельного или термохимического теплоаккумулятора 32 в систему воздушного отоплений 10 теплиц. Емкость водянаго аккумулятора в наиболее холодный период года увеличивается за счет включения в него воды бассейнов 19 и 20, которые перекрываются на этот период теплоизоляционными перекрытиями 21 и через перегородку 17 с регулируемой теплопроводностью вода в этих

6 бассейнах нагревается до расчетной температуры воды в теплоаккумуляторе

90-95 С. Регулирование теплоправадности может осуществляться, например, путем заполнения водой ваздушгглгх каналов в перегородке, Разрядка твердотельного или термохимического теплоаккумулятора 32 осуществляется путем отбора запасенной теплоаккумулирующим материалом 33 тепловой энергии в процессах нагрева, плавления, десорбции и эндотермических химических реакций (в зависимости ат типа теплоаккумулятара) . Подзарядка тепловых аккумуляторов осуществляется при снижении тепловой нагрузки на систему отопления теплиц или ири максимальном числе работающих газотурбинных установок компрессорной станции. Roдяной теплааккумулятор 18 подзаряжается горячей водой при 95ОС из системы обогрева теплиц, а твердотельнлггг или термохимический теплоаккумулятар

32 подзаряжается горячим воздухом при 200-250 С из воздушного канала

31 при сокращении расхода воздуха через воздухозаборные устройства ?3 и отключении системы воздушнога отопления 10 теплиц.

В переходный период года при снижении тепловой нагрузки на отопление теплиц и подогрев воздуха для газотурбинной установки в систему 6 охлаждающей воды (при параллельном соединении абсорбера и конденсатора) подсоединяется "сухая" градирня 35, расположенная под .окультуреннлгм участком открытого грунта и представлягощая собак систему труб (преимущественно из полимерных материалов), заложенных в почву на глубину 0,4-0,6 м.

При подаче в трубы тепловой воды с температурой 35-50 С карнеобитаемый слой почвы прогревается, что дает возможность значительно продлить вегетационный период для с.х. культур.

В теплый период года отвод выхлопных газов осуществляется аналогично.

В воздушном канале 31 воздух нагревается до 200-250 С (при снижении его расхода через устройства 23). Горячий воздух подается нагнетателем 24 в твердотельный или термохимический теплоаккумулятор 32 для ег о зарядки и в сушилку 34 сельскохозяйственного назначения (термаобработка кормов, льна, сушка семян, зерна и др.). Посл снижения температуры воздух выбрасы-, 1630685 ми в виде испарительных участков модулей тепловых труб, а конденсационные участки последних введены в канал охладителя-подогревателя воздухо5 заборного устройства, который посредством соответствуюшего переключателя связан с системой воздушного отопления теплиц, сушильной установкой сельскохозяйственного назначения и линией 10 зарядки твердотельного или термохимического теплоаккумулятора, линия разрядки которого включена в систему воздушного отопления теплиц.

4. Агрокомплекс-утилизатор по п.1, отличающийся тем, что водяной термоаккумулятор разделен горизонтальной перегородкой с регулируемой теплопроводностью и верхняя его часть выполнена в виде бассейнов, снабженных трансформируемыми перекрытиями иэ теплоизоляционного матери1630685

Составитель В.Иванов

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор ?1.Пожо

Заказ 504 Тираж 37б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101