СИСТЕМА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА К СЖИГАНИЮ В КОТЛОАГРЕГАТАХ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована на промышленных предприятиях, на которых природный газ сжигается в качестве основного топлива в котлоагрегатах, в том числе на тепловых электрических станциях (ТЭС).
Наиболее близкой к полезной модели является известная система RU №2338972 МПК F25B 11/00, опубл. 20.11.2008, содержащая последовательно соединенные трубопровод высокого давления, по меньшей мере, один детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор, по меньшей мере, один сепаратор газа, который соединен своим входом с выходом газа из детандера, по газу выход детандера соединен с входом емкости, объем которой подбирают из условий выделения газового конденсата, а выход емкости соединен с входом сепаратора газа, причем выходы емкости и сепаратора газа по жидкости соединены с емкостью для сбора газового конденсата. Собранный газовый конденсат после доработки используется в качестве моторного топлива.
Однако такая система не обеспечивает внутреннее потребление получаемого газового конденсата (состоящего преимущественно из сжиженных углеводородов) на промышленном предприятии, в частности на тепловых электрических станциях (ТЭС). Получаемый газовый конденсат реализуется в качестве моторного топлива для внешних потребителей.
В составе топливного хозяйства газоиспользующих промышленных предприятий, в том числе всех тепловых электрических станций, работающих на природном газе, как правило, предусмотрена возможность работы потребителя на резервном топливе - мазуте. Большинство ТЭС, работающих на природном газе, имеют мазутное хозяйство. По сравнению с природным газом, мазут как топливо имеет целый ряд существенных недостатков, что хорошо отраженно в технической литературе и открытой печати. Только лишь нормативные затраты на подогрев мазута при его хранении на ТЭС составляют 10% от собственных нужд, а на практике оказываются значительно выше.
Техническая задача полезной модели заключается в формировании резервного количества природного газа за счет энергии перепада давления потока транспортируемого газа непосредственно у потребителя (котлоагрегата) природного газа (например, тепловые электростанции), позволяющую полностью отказаться от традиционно использующегося на них в качестве резервного, аварийного и растопочного топлива мазутного хозяйства.
Технический результат полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей системы.
Это достигается тем, что известная система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая последовательно соединенные газопровод высокого давления, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор газа, первый выход которого соединен с газопроводом низкого давления соединенного с потребителем, снабжена насосом, вход которого соединен с вторым выходом по жидкости сепаратора, хранилищем сжиженного газа, вход которого подключен к выходу насоса, другим насосом, вход которого соединен с выходом хранилища сжиженного газа, и газификатором, вход которого подключен к выходу другого насоса, а выход соединен с третьим входом газопровода низкого давления.
При этом потребитель получит возможность аккумулировать и использовать сжиженный природный газ в качестве резервного, растопочного или аварийного топлива. Химический состав, получаемого таким образом резервного топлива, будет состоять преимущественно из высококипящих фракций природного газа, что позволит существенно снизить объем хранилища.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен общий вид системы.
Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах содержит газопровод высокого давления 1, первый выход которого соединен с входом дросселя 2, который соединен с первым входом газопровода низкого давления 3. Второй выход газопровода высокого давления 1 соединен с входом детандера 4, кинематически соединенного с электрогенератором 5. Выход детандера 4 соединен с входом сепаратора 6. Первый выход (выход по газу) сепаратора 6 соединен со вторым входом газопровода низкого давления 3, а второй выход (выход по жидкости) сепаратора 6 с входом насоса 7. Выход насоса 7 соединен с входом хранилища сжиженного газа (СГ) 8. Выход хранилища СГ 8 соединен с входом другого насоса 9, выход которого соединен с входом газификатора СГ 10. Выход газификатора СГ 10 соединен с третьим входом газопровода низкого давления 3, который соединен с потребителем природного газа.
Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах работает следующим образом.
Поступающий к потребителю (котлоагрегату) природный газ из газопровода высокого давления 1 расширяется в детандере 4 до требуемого потребителю давления. Произведенная таким образом электроэнергия от электрогенератора 5 подается в электросеть. Расширяясь в детандере 4, газ охлаждается, содержащиеся в нем высококипящие фракции (этан, пропан, бутан и выше) конденсируются и отделяются от основного потока природного газа в сепараторе 6. Природный газ после сепаратора 6 по газопроводу низкого давления 3 направляется к потребителю, а сжиженный газ после сепарации с помощью насоса 7 направляется в хранилище СГ 8, где он аккумулируется. При переходе работы потребителя природного газа в режим потребления резервного топлива, СГ из хранилища 8 с помощью насоса 9 направляется в газификатор СГ 10, где он подогревается и переходит в газообразное состояние, и далее подается потребителю по газопроводу низкого давления. В схеме предусмотрен байпас в виде дросселя 2, который включен в схему параллельно контуру, содержащему детандер.
Использование полезной модели обеспечивает получение альтернативного резервного топлива и позволяет полностью отказаться от традиционно используемого на газопотребляющих ТЭС мазута в качестве резервного и аварийного топлива. Перевод ТЭС на использование в качестве резервного топлива СГ позволит увеличить КПД котельных установок, КПД ТЭС, а так же существенно повысить показатели ее экономической эффективности.