RU2779046C1 - Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой - Google Patents
Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779046C1 RU2779046C1 RU2021139976A RU2021139976A RU2779046C1 RU 2779046 C1 RU2779046 C1 RU 2779046C1 RU 2021139976 A RU2021139976 A RU 2021139976A RU 2021139976 A RU2021139976 A RU 2021139976A RU 2779046 C1 RU2779046 C1 RU 2779046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- compressor
- plant
- power plant
- pumping unit
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области транспорта газа по магистральным газопроводам и может быть использовано для повышения мощности и экономичности установки с газоперекачивающим агрегатом. Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой содержит газоперекачивающий агрегат с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной, регенеративным воздухоподогревателем, нагнетателем природного газа, и субатмосферную энергетическую установку, содержащую газовую турбину, камеру сгорания, аппарат М-цикла, компрессор, электрогенератор; аппарат М-цикла, установленный между газовой турбиной и компрессором, имеет два «сухих» и один «влажный» каналы, разделенные металлическими стенками, поверхности которых покрыты инфильтрационным слоем, смачиваемым водой. Дополнительно применены устройство воздухоочистки и смешения, установленное перед компрессором газоперекачивающего агрегата и связанное через дополнительный трубопровод влажного воздуха с выходом «влажного» канала аппарата М-цикла, связанного с субатмосферной энергетической установкой, при этом вход поверхности нагрева регенеративного воздухоподогревателя связан с атмосферой, а его выход связан с камерой сгорания субатмосферной энергетической установки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области транспорта газа по магистральным газопроводам и может быть использовано для повышения мощности и экономичности установки с газоперекачивающим агрегатом.
Известна субатмосферная газотурбинная установка, работающая по обратному циклу Брайтона с регенерацией теплоты газовой турбины в аппарате М-цикла (А.А. Халатов, С.Д. Северин, П.И. Бродецкий, B.C. Майсоценко «Субатмосферный обратный цикл Брайтона с регенерацией выходной теплоты по циклу Майсоценко». Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine 2015. Ris 1). Выход газовой турбины связан через аппарат М-цикла с входом компрессора. Применение аппарата М-цикла позволяет сжимать в компрессоре сухой холодный воздух и расширять в турбине воздух с повышенной энтальпией. Гидрофильную поверхность, покрывающую стенку «влажного» воздушного канала аппарата М-цикла смачивают водой. При ее испарении за счет использования энергии окружающей среды увеличивается влажность и энтальпия воздуха. В «сухом» канале аппарата происходит конденсация влаги, содержащейся в воздухе. Подача в компрессор сухого холодного воздуха значительно уменьшает затрату энергии на его сжатие. За счет сильного увлажнения воздуха в аппарате М-цикла, повышается его энтальпия и степень регенерации с использованием энергии окружающей среды - психрометрической разности температур, что обеспечивает увеличение тепловой экономичности и полезной мощности приводной газотурбинной установки.
Недостатком субатмосферной газотурбинной установки является то, что в ней не утилизируется тепло уходящих газов приводной газотурбинной установки компрессорной станции.
Известна утилизационная энергетическая газотурбинная установка (УЭГТУ), применяемая для привода нагнетателя газа и выработки электроэнергии с целью электроснабжения собственных нужд компрессорной станции. УЭГТУ состоит из приводной газотурбинной установки компрессорной станции и утилизационной газотурбинной установки (УГТУ). Приводная ГТУ содержит газогенератор, силовую газовую турбину, регенеративный теплообменный аппарат, нагнетатель природного газа. (Р.З. Тумашев, С.С. Михеев, Б.А. Куникеев. Производство электроэнергии на компрессорных станциях утилизационными газотурбинными установками. Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. «Машиностроение» 2016, №1, С. 44-53, Рис. 1). УГТУ содержит компрессор, воздушную турбину, электрогенератор. Турбина и компрессор связаны общим валом с электрогенератором. Вход компрессора связан с атмосферой, а его выход связан через регенеративный воздухоподогреватель с входом турбины. Турбина и компрессор УГТУ связаны общим валом с электрогенератором. Положительными качествами этой установки являются простота ее конструкции и применение неохлаждаемой воздушной турбины.
Недостатками является небольшая электрической мощность и низкая тепловая экономичность УГТУ.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа к предлагаемому изобретению.
Технической задачей изобретения является повышение тепловой экономичности, мощности комбинированной установки и электрической мощности субатмосферной энергетической установки.
Техническая задача достигается тем, комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической газотурбинной установкой содержит газоперекачивающий агрегат с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной, регенеративным воздухоподогревателем, нагнетателем природного газа, и субатмосферную энергетическую установку, содержащую газовую турбину, камеру сгорания, аппарат М-цикла, компрессор, электрогенератор; аппарат М-цикла установленный между газовой турбиной и компрессором имеет два «сухих» и один «влажный» каналы, разделенные металлическими стенками, поверхности которых покрыты инфильтрационным слоем, смачиваемым водой, причем дополнительно применены устройство воздухоочистки и смешения, установленное перед компрессором газоперекачивающего агрегата и связанное через дополнительный трубопровод влажного воздуха с выходом «влажного» канала аппарата М-цикла, связанного с субатмосферной энергетической установкой, при этом вход поверхности нагрева регенеративного воздухоподогревателя связан с атмосферой, а его выход связан с камерой сгорания субатмосферной энергетической установки
На Фиг. 1 представлена принципиальная тепловая схема предлагаемой комбинированной установки с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой. Она содержит компрессор газоперекачивающего агрегата 1, камеру сгорания газоперекачивающего агрегата 2, газовую турбину газоперекачивающего агрегата 3, нагнетатель 4, устройство воздухоочистки и смешения 5, регенеративный воздухоподогреватель 6, газопровод 7, камеру сгорания 8, газовую турбину 9, аппарат М-цикла 10, компрессор 11, электрогенератор 12, линию конденсата с насосом 16, трубопровод влажного воздуха 17.
Аппарат М-цикла содержит первый «сухой» канал 13, «влажный» канал 14, второй «сухой» канал 15, которые разделены металлическими стенками покрытыми гидрофильным слоем смачиваемым водой.
Входы устройства воздухоочистки и смешения 5 связаны трубопроводом влажного воздуха 17 с выходом «влажного» канала 14 аппарата М-цикла 10 и с атмосферой. Его выход соединен с входом компрессора 1. Выход компрессора газоперекачивающего агрегата 1 связан с камерой сгорания газоперекачивающего агрегата 2, которая связана по продуктам сгорания с газовой турбиной газоперекачивающего агрегата 3, связанной с атмосферой через регенеративный воздухоподогреватель 6. Роторы газовой турбины газоперекачивающего агрегата 3 и компрессора газоперекачивающего агрегата 1 связаны общим валом с нагнетателем 4 газопровода 7. Вход регенеративного воздухоподогревателя 6 связан с атмосферой, а его выход связан через камеру сгорания 8 с входом газовой турбины 9, которая связана по расширенным продуктам сгорания со вторым «сухим» каналом 15 аппарата М-цикла 10, который связан по конденсату с линией конденсата с насосом 16, а по осушенным продуктам сгорания с входом компрессора 11, связанного с атмосферой. Вход первого «сухого» канала 13 связан с атмосферой, а его выход связан через «влажный» канал 14 с трубопроводом влажного воздуха 17. Роторы газовой турбины 9 и компрессора 11 соединены общим валом с электрогенератором 12.
Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой работают следующим образом. Влажный воздух по трубопроводу 17 и атмосферный воздух через устройство воздухоочистки и смешения 5 подают на вход компрессора газоперекачивающего агрегата 1, сжимают и направляют в камеру сгорания газоперекачивающего агрегата 2, где сжигают топливо. Продукты сгорания расширяют в газовой турбине газоперекачивающего агрегата 3 и через регенеративный воздухоподогреватель 6 сбрасывают в атмосферу. Полезную работу газовой турбины газоперекачивающего агрегата 3 используют для привода нагнетателя 4, перекачивающего природный газ в газопроводе 7. Атмосферный воздух нагревают в поверхности теплообмена регенеративного воздухоподогревателя 6 теплом расширенных продуктов сгорания газоперекачивающего агрегата и подают в камеру сгорания 8 субатмосферной энергетической газотурбинной установки, где сжигают дополнительное топливо. Продукты сгорания расширяют в газовой турбине 9, полезную работу которой используют для привода компрессора 11 и электрогенератора 12. Расширенные в турбине 9 влажные продукты сгорания подают во второй «сухой» канал аппарата М-цикла, где их охлаждают с конденсацией содержащейся влаги, которую отводят из этого канала по линии конденсата с насосом 16. Осушенные продукты сгорания сжимают в компрессоре 11 и сбрасывают в атмосферу. В первый «сухой» канал 13 аппарата-М цикла подают атмосферный воздух, где его охлаждают за счет контакта с металлической стенкой, вводят во «влажный» канал, увлажняют за счет испарения воды из гидрофильного покрытия металлических стенок, разделяющих первый 13 и второй 15 «сухой» каналы аппарата-М цикла. Охлажденный и увлажненный воздух подают из «влажного» 14 канала по трубопроводу влажного воздуха 17 в устройство воздухоочистки и смешения 5. Полезную работу газовой турбины 9 используют для выработки электроэнергии в электрогенераторе 12.
Подача в компрессор газоперекачивающего агрегата охлажденного и увлажненного воздуха, а также использование теплоты выхлопных газов в регенеративном воздухоподогревателе для подогрева атмосферного воздуха, подаваемого в субатмосферную энергетическую установку, а также использование в аппарате - М цикла психрометрической разности температур атмосферного воздуха позволяет значительно повысить тепловую экономичность комбинированной установки, мощность газоперекачивающего агрегата и электрическую мощность субатмосферной энергетической установки.
Claims (1)
- Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой, содержащая газоперекачивающий агрегат с компрессором, камерой сгорания, газовой турбиной, регенеративным воздухоподогревателем, нагнетателем природного газа, и субатмосферную энергетическую установку, содержащую газовую турбину, камеру сгорания, аппарат М-цикла, компрессор, электрогенератор; аппарат М-цикла, установленный между газовой турбиной и компрессором, имеет два «сухих» и один «влажный» каналы, разделенные металлическими стенками, поверхности которых покрыты инфильтрационным слоем, смачиваемым водой, отличающаяся тем, что дополнительно применены устройство воздухоочистки и смешения, установленное перед компрессором газоперекачивающего агрегата и связанное через дополнительный трубопровод влажного воздуха с выходом «влажного» канала аппарата М-цикла, связанного с субатмосферной энергетической установкой, при этом вход поверхности нагрева регенеративного воздухоподогревателя связан с атмосферой, а его выход связан с камерой сгорания субатмосферной энергетической установки.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2779046C1 true RU2779046C1 (ru) | 2022-08-31 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802352C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Способ работы комбинированной утилизационной газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата компрессорной станции магистральных газопроводов |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171420C1 (ru) * | 1999-12-30 | 2001-07-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ энергосбережения энергоресурсов магистральных газопроводов на компрессорных станциях |
RU2744139C1 (ru) * | 2020-07-13 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2171420C1 (ru) * | 1999-12-30 | 2001-07-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ энергосбережения энергоресурсов магистральных газопроводов на компрессорных станциях |
RU2744139C1 (ru) * | 2020-07-13 | 2021-03-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Р.З. ТУМАШЕВ, С.С. МИХЕЕВ, Б.А. КУНИКЕЕВ. Производство электроэнергии на компрессорных станциях утилизационными газотурбинными установками. Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. "Машиностроение", 2016, No 1, стр. 44-53, Рис. 1. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2802352C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-08-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Способ работы комбинированной утилизационной газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата компрессорной станции магистральных газопроводов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9458837B2 (en) | Thermally driven solar power generating system | |
CN105317484B (zh) | 利用真空动力节能方法 | |
CN102818446A (zh) | 一种多功能太阳能热风烘干加热*** | |
CN108895808A (zh) | 热泵集中处理空气型挂面干燥装置 | |
CN203454626U (zh) | 太阳能集热器辅助空气能热泵农副产品烘房 | |
CN110094962B (zh) | 一种燃气泵型干燥装置 | |
RU2779046C1 (ru) | Комбинированная установка с газоперекачивающим агрегатом и субатмосферной энергетической установкой | |
CN2336303Y (zh) | 热管节能除湿干燥箱 | |
CN102923929B (zh) | 一种利用太阳能干燥污泥的方法及其装置 | |
RU2744139C1 (ru) | Комбинированная утилизационная энергетическая газотурбинная установка компрессорной станции магистрального газопровода | |
RU2802352C1 (ru) | Способ работы комбинированной утилизационной газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата компрессорной станции магистральных газопроводов | |
CN209431834U (zh) | 一种双源型高温热泵烘干设备 | |
RU2779109C1 (ru) | Газоперкачивающий агрегат компрессорной станции с субатмосферной утилизационной энергетической установкой | |
CN107899259B (zh) | 一种可用于溶液浓缩的热泵干燥***及其操作方法 | |
CN215930363U (zh) | 一种模块组装式烘干除湿设备 | |
CN103322783B (zh) | 机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥***和方法 | |
CN114136057A (zh) | 一种热泵联合干燥***及其使用方法 | |
RU2732325C1 (ru) | Конденсационная сушилка | |
CN101730767B (zh) | 卫生纸生产中的热电联产应用 | |
CN209214303U (zh) | 并联式热泵热水***加热新风的挂面干燥设备 | |
CN209801956U (zh) | 节能烘干设备 | |
CN109974411B (zh) | 一种烘干方法及节能烘干设备 | |
RU2419754C1 (ru) | Теплонасосная сушильная камера | |
CN112414031A (zh) | 一种高效脱水节能环保烘干机 | |
CN109297296B (zh) | 螺旋式空气压缩机供热*** |