RU170357U1 - Газотурбинная установка - Google Patents
Газотурбинная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU170357U1 RU170357U1 RU2016131306U RU2016131306U RU170357U1 RU 170357 U1 RU170357 U1 RU 170357U1 RU 2016131306 U RU2016131306 U RU 2016131306U RU 2016131306 U RU2016131306 U RU 2016131306U RU 170357 U1 RU170357 U1 RU 170357U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- combustion
- unit
- gas turbine
- activator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области газовой промышленности, в частности к компрессорным станциям магистрального газопровода и может быть использована для повышения мощности газоперекачивающего агрегата, снижения расхода топливного газа и сокращения вредных выбросов в атмосферу. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение мощности газотурбинной установки за счет обеспечения полноты сгорания природного газа, ресурсосбережение за счет снижения удельного расхода топливного газа и затрат на водоподготовку, оздоровление экологической ситуации вокруг КС за счет снижения количества вредных выбросов в атмосферу. Технический результат достигается тем, что в действующей схеме газотурбинной установки осуществляют монтаж узлов смешения, подачи, предварительного и основного нагрева и впрыска водного раствора активатора горения в камеру сгорания газотурбинной установки для форсирования ее мощности, при этом в качестве активатора горения используют метанол, легко диссоциирующий при повышенных температурах с образованием гидроксильных анионов (ОН), а в качестве растворителя используют отфильтрованную дождевую воду, которая является одной из форм атмосферных осадков и по сравнению с другими источниками (поверхностными, родниковыми, пластовыми) имеет гораздо меньше загрязняющих и накипеобразующих веществ в силу того, что получена она из водяного пара в атмосферных слоях без соприкосновения с почвой, содержащей соли и минералы.
Description
Полезная модель относится к области газовой промышленности, в частности к компрессорным станциям (КС) магистрального газопровода (МГ) и может быть использована для повышения мощности газоперекачивающего агрегата (ГПА), снижения расхода топливного газа и сокращения вредных выбросов в атмосферу.
Известна ГТУ, в которой в качестве рабочего тела используется сжатый воздух, поступающий из осевого компрессора. Данное устройство, несмотря на то, что является стандартизованным и общепринятым в газовой промышленности и в других отраслях, связанных с применением газотурбинных технологий, имеет большой потенциал для модернизации и ресурсосбережения за счет различных вариантов форсирования мощности без принципиальных конструктивных изменений и нарушений теплового и энергетического балансов ГТУ (Суринович В.К., Борщенко Л.И. Машинист технологических компрессоров / Учебник для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве - М.: Недра, 1986. С. 28).
Недостатком устройства является то, что сжатый в осевом компрессоре воздух имеет низкую теплоемкость (более чем в 4 раза ниже теплоемкости воды), влияющую на неоптимальное распределение температурных градиентов в контуре ГТУ и снижение ресурса работы основного оборудования, непосредственно связанного с бесперебойным транспортом газа.
Наиболее близким устройством (прототипом) является ГТУ, в контур которой осуществляют впрыск смеси активатора горения - пероксида водорода и воды для уменьшения затрат на сжатие воздуха и повышения КПД. При этом удается увеличить ресурс работы ГТУ и одновременно понизить содержание оксидов углерода и азота в выбросах (Патент РФ 2517995, F02C. Газотурбинная установка с впрыском жидкости в контур ГТУ / Иванов А.А., Ермаков А.Н. - Патентообладатель: Учреждение Российской Академии наук Институт энергетических проблем химической физики РАН; опубл. 27.06.2013).
Недостатком прототипа является невысокий по сравнению с предлагаемым одноатомным спиртом метанолом показатель удельной теплоемкости пероксида водорода и его кислотные свойства, которые он как окислитель проявляет при воздействии на металлоконструкции, ускоряя их коррозионное разрушение.
Задачей полезной модели является создание нового устройства - газотурбинной установки с достижением следующего технического результата: увеличение мощности ГТУ и снижение токсичных выбросов в атмосферу за счет обеспечения полноты сгорания природного газа.
Технический результат достигается тем, что газотурбинная установка, включающая пусковой турбодетандер, осевой воздушный компрессор с рабочими лопатками, камеру сгорания, турбины высокого и низкого давления с валоповоротным устройством, системы смазки, регулирования, защиты и управления, промежуточный вал для передачи крутящего момента центробежному компрессору для компримирования природного газа, узел подачи, узел смешения и узел впрыска активатора горения, согласно полезной модели содержит узлы предварительного и основного нагрева активатора горения для подачи активатора горения в камеру сгорания через узел смешения, узел подачи, узел предварительного нагрева, узел основного нагрева и узел впрыска.
При этом в качестве активатора горения используют метанол, легко диссоциирующий при повышенных температурах с образованием гидроксильных анионов (ОН)-, а в качестве растворителя используют отфильтрованную дождевую воду, которая является одной из форм атмосферных осадков и по сравнению с другими источниками (поверхностными, родниковыми, пластовыми) имеет гораздо меньше загрязняющих и накипеобразующих веществ в силу того, что получена она из водяного пара в атмосферных слоях без соприкосновения с почвой, содержащей соли и минералы.
На фигуре представлена принципиальная схема ГТУ.
Газотурбинная установка (ГТУ) содержит в своем составе пусковой турбодетандер 1, осевой воздушный компрессор 2, камеру сгорания 3, турбину 4 высокого давления и турбину 5 низкого давления (пунктиром показана альтернативная двухкаскадная компоновка ГТУ) служащие для передачи крутящего момента через промежуточный вал 6 центробежному компрессору 7 для компримирования природного газа, узел 8 впрыска, узел 9 основного нагрева, узел 10 предварительного нагрева, узел 11 подачи смеси, узел 12 смешения.
На фигуре также условно обозначены: атмосфера I, сжатый воздух II, топливный газ III, продукты сгорания IV, выхлопные газы V, дождевая вода VI, пусковой газ VII, воздух VIII, активатор горения IX, атмосфера X.
ГТУ работает следующим образом.
Воздух VIII всасывается в осевой воздушный компрессор 2 сначала с помощью пускового турбодетандера 1, а затем, когда произойдет зажигание, посредством турбины 4 высокого давления, которая соединена валом с ротором осевого воздушного компрессора 2. При пуске в турбодетандер 1 подается пусковой газ VII, который расширяясь, совершает полезную работу, вращая вал ГТУ, после чего он отводится в атмосферу I. Сжатый воздух II, поступающий из осевого воздушного компрессора 2, подается в камеру сгорания 3, в камеру сгорания 3 также подается топливный газ III. Топливовоздушная смесь поджигается высоковольтной искрой, после чего сгорание будет продолжаться непрерывно. После требуемого прогрева и выхода на номинальный режим работы ГТУ в камеру сгорания 3 через узел 12 смешения, узел 11 подачи, узел 10 предварительного нагрева, узел 9 основного нагрева и узел 8 впрыска подается 10%-ый раствор активатора горения IX в дождевой воде VI. Активатор горения - метанол, за счет способности образовывать гидроксильные анионы (ОН)- ускоряет и углубляет процесс сгорания топливного газа. Гидроксильные ионы, способные быстро доокислять продукты неполного сгорания природного газа до СО2, позволяют обеспечить оптимальный изотермический режим эффективной работы турбин. Продукты сгорания IV расширяются через турбину 4 высокого давления, которая отбирают у них энергию, достаточную для вращения ротора осевого воздушного компрессора 2 (примерно 60% от полной полезной энергии), а остальной поток газа поступает в турбину 5 низкого давления, которая в свою очередь приводит во вращение через вал 6 центробежный компрессор 7, в котором происходит компримирование природного газа. Выхлопные газы V перед выходом в атмосферу X совершают полезную работу по предварительному нагреву водного раствора активатора горения в узле 10 предварительного нагрева. В узле 9 основного подогрева для регулирования температуры подаваемого раствора используется индукционный подогреватель.
Пример. Для запуска пускового турбодетандера 1 осуществляют подачу природного газа VII из системы подготовки топливного и пускового газа (КС-19 «Шаран»), Осевым воздушным компрессором 2 осуществляют всас VIII и подачу сжатого воздуха II в камеру сгорания 3. Топливный газ III в камеру 3 сгорания подают из системы подготовки топливного и пускового газа КС. После требуемого прогрева и выхода на номинальный режим работы ГТУ в камеру сгорания 3 через узел 12 смешения, узел 11 подачи, узел 10 предварительного нагрева, узел 9 основного нагрева и узел 8 впрыска подается 10%-ый раствор активатора горения IX в дождевой воде VI. Активатор горения - метанол, за счет способности образовывать гидроксильные анионы (ОН)- ускоряет и углубляет процесс сгорания топливного газа. Гидроксильные ионы, способные быстро доокислять продукты неполного сгорания природного газа до СO2, позволяют обеспечить оптимальный изотермический режим эффективной работы турбин. Продукты сгорания IV совершают полезную работу, обеспечивая вращение турбин высокого 4 и низкого 5 давления для передачи крутящего момента через промежуточный вал 6 центробежному компрессору 7 и компримирования природного газа. Выхлопные газы V перед выходом в атмосферу X совершают полезную работу по предварительному нагреву водного раствора активатора горения IX в узле 10 предварительного нагрева 10. В узле 9 основного подогрева для регулирования температуры подаваемого раствора используется индукционный подогреватель.
Предложенная полезная модель позволяет рационально использовать ресурсы природного газа, при этом не требует крупных финансовых затрат для внедрения, удешевляет себестоимость товарного газа и не наносит вреда экологии.
Полезная модель может найти широкое применение в газовой промышленности при эксплуатации основного оборудования КС.
Claims (1)
- Газотурбинная установка, включающая пусковой турбодетандер, осевой воздушный компрессор с рабочими лопатками, камеру сгорания, турбины высокого и низкого давления с валоповоротным устройством, системы смазки, регулирования, защиты и управления, промежуточный вал для передачи крутящего момента центробежному компрессору для компримирования природного газа, узел подачи, узел смешения и узел впрыска активатора горения, отличающаяся тем, что установка содержит узлы предварительного и основного нагрева активатора горения для подачи активатора горения в камеру сгорания через узел смешения, узел подачи, узел предварительного нагрева, узел основного нагрева и узел впрыска.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131306U RU170357U1 (ru) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Газотурбинная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131306U RU170357U1 (ru) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Газотурбинная установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU170357U1 true RU170357U1 (ru) | 2017-04-24 |
Family
ID=58641190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131306U RU170357U1 (ru) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | Газотурбинная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU170357U1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0848149A2 (de) * | 1996-12-13 | 1998-06-17 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur spontanen Leistungserhöhung beim Betrieb einer Kraftwerksanlage |
RU2517995C2 (ru) * | 2011-12-19 | 2014-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт энергетичсеких проблем химической физики РАН | Газотурбинная установка с впрыском жидкости в контур гту |
RU2527007C2 (ru) * | 2012-08-24 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт энергетических проблем химической физики Российской академии наук | Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси |
-
2016
- 2016-07-28 RU RU2016131306U patent/RU170357U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0848149A2 (de) * | 1996-12-13 | 1998-06-17 | Asea Brown Boveri AG | Verfahren zur spontanen Leistungserhöhung beim Betrieb einer Kraftwerksanlage |
RU2517995C2 (ru) * | 2011-12-19 | 2014-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт энергетичсеких проблем химической физики РАН | Газотурбинная установка с впрыском жидкости в контур гту |
RU2527007C2 (ru) * | 2012-08-24 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт энергетических проблем химической физики Российской академии наук | Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206785443U (zh) | 一种高压天然气热电联供分布式能源*** | |
CN101144396A (zh) | 双燃料助燃型燃气-蒸汽联合循环*** | |
CN105275616A (zh) | 热水电联产*** | |
RU2570296C1 (ru) | Регенеративная газотурбодетандерная установка собственных нужд компрессорной станции | |
RU170357U1 (ru) | Газотурбинная установка | |
CN202144751U (zh) | 燃气和蒸汽轮机*** | |
CN102367767A (zh) | 一种利用低浓度瓦斯或乏风的发电方法 | |
CN203879651U (zh) | 用于内燃机全自动控制的节油装置 | |
CN204240642U (zh) | 铝加工厂空气压缩机组热循环*** | |
CN203835469U (zh) | 汽轮机低压轴封供汽*** | |
CN202883121U (zh) | 一种工业可燃气体发电*** | |
US20110314833A1 (en) | Additive injection system for use with a turbine engine and methods of assembling same | |
RU2650238C1 (ru) | Способ работы энергетической установки газораспределительной станции или газорегуляторного пункта | |
CN202250397U (zh) | 燃气和蒸汽轮机*** | |
Mukolyants et al. | Air heating in an air heat pump installation in the expander-generator set | |
RU2463463C2 (ru) | Комбинированная энергетическая система | |
CN202643715U (zh) | 燃气蒸汽联合循环发电工艺余热利用*** | |
CN204300703U (zh) | 一种能量回收型燃气调压计量装置 | |
RU2527007C2 (ru) | Газотурбинная установка с подачей паро-топливной смеси | |
CN106640376A (zh) | Lng燃气轮机及其启动*** | |
CN103993988A (zh) | 用于内燃机全自动控制的节油装置及其应用方法 | |
RU176799U1 (ru) | Газораспределительная станция с детандер-компрессорной газотурбинной энергетической установкой | |
CN201786457U (zh) | 燃气透平机尾气发电装置 | |
RU101096U1 (ru) | Газотурбинная энергетическая установка | |
CN203670124U (zh) | 联合循环电站的给水泵*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170729 |