ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к детандер-генераторным установкам и касается детандерных установок для производства электроэнергии при использовании избыточного давления природного газа, подаваемого через газорегуляторный пункт (ГРП) в газогорелочные устройства паровых котлов тепловой электрической станции (ТЭС).
Известно устройство для получения дополнительной электрической энергии, включенное в систему подачи газа в котлы (Гуськов Ю.Л., Малянов В.В., Давыдов Ю.Я., Агабабов B.C., Корягин А.В. Опыт эксплуатации детандер-генераторного агрегата на ТЭЦ-21 Мосэнерго // Электрические станции. - 2003. - №10. - с.15-17), в котором газ перед детандером, кинематически связанным с электрогенератором, подогревается сетевой водой из общего коллектора ТЭС. При этом к природному газу в теплообменнике подогрева непосредственно подводится поток тепла от сетевой воды через газоплотную теплообменную поверхность.
К недостаткам этой схемы следует отнести то, что давление газа, как правило, выше давления воды, что при нарушении газоплотности стенки при эксплуатации может привести к попаданию газа в воду и его распространению в системе сетевой воды.
Известна детандер-генераторная установка (Экология энергетики. Учебное пособие (п.7.2.2) /// Под. ред. В.Я.Путилова / М.: Изд-во МЭИ. - 2003. - с.487), содержащая трубопровод высокого и низкого давления, паровую турбину, детандер, кинематически связанный с электрогенератором, теплообменник подогрева газа перед детандером, в которой подогрев газа осуществляется паром из отборов паровой турбины.
Недостатком этой схемы, является возможность попадания газа в пар, а затем в проточную часть паровой турбины, кроме того, возникает
необходимость в протяженных дорогостоящих паровых коммуникациях, обеспечивающих подвод пара к газоподогревателям, и отвод от них конденсата в соответствующую систему ТЭС. Необходимость использования этих коммуникаций в том, что подогреватели газа, как правило, располагаются рядом с детандер-генератором, расположенном вблизи ГРП. Это увеличивает металлоемкость паровых коммуникаций и, как следствие, стоимость установки.
Указанные недостатки устраняются предлагаемой полезной моделью. Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в повышении надежности и безопасности эксплуатации детандер-генераторного агрегата и уменьшении протяженности технологических паровых коммуникаций, обеспечивающих подвод пара к подогревателю газа и, как следствие, снижение стоимости установки.
Техническая задача, решается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные трубопровод высокого давления, детандер, кинематически связанный с электрогенератором, трубопровод низкого давления, соединяющий выход детандера с горелками котла, а также паровую турбину, выход которой соединен с конденсатором, отборы паровой турбины соединены с двумя теплообменниками, выполненными по типу «пар - жидкость», для исключения попадания газа в технологические сети станции, устройство снабжено теплообменником, выполненным по типу «газ - жидкость», дополнительными трубопроводами, баком-дегазатором, соединенным с атмосферой, и насосом, причем выход теплообменника «газ - жидкость» соединен трубопроводом с двумя последовательно расположенными теплообменниками «пар - жидкость», выход теплообменника «пар - жидкость» соединен трубопроводом со входом бака-дегазатора, выход бака-дегазатора соединен со входом насоса, а выход насоса соединен трубопроводом со входом теплообменника «газ - жидкость».
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит последовательно соединенные трубопровод высокого давления 1, детандер 2, кинематически связанный с электрогенератором 3, трубопровод низкого давления 4, соединяющий выход детандера с горелками котла, а также паровую турбину 5, выход которой соединен с конденсатором 6, отборы паровой турбины соединены с двумя теплообменниками 7 и 8, выполненными по типу «пар - жидкость» для нагрева технологического теплоносителя паром, теплообменник подогрева газа 9, выполненный по типу «газ - жидкость», дополнительные трубопроводы 10, бак-дегазатор 11, соединенный с атмосферой, и насос 12 для прокачки теплоносителя.
Устройство работает следующим образом.
При работе детандер-генератора 2 газ, подаваемый по трубопроводу высокого давления 1 к детандеру 2, подогревается в теплообменнике 9, выполненном по типу «газ-жидкость», где в качестве теплоносителя используется жидкость, прокачиваемая насосом 12. Теплоноситель нагревается паром из двух отборов турбины 5 в подогревателях 7 и 8, выполненных по типу «пар - жидкость», затем проходит через атмосферный бак-дегазатор 11 и прокачивается насосом 12 по замкнутому контуру. Нагретый газ затем расширяется в детандере с совершением механической работы и преобразованием ее в электрическую энергию в генераторе 3.
Благодаря тому, что исключается попадание газа из трубопровода высокого давления 1 в технологические сети станции, а также исключается попадание отборного пара из турбины 5 в трубопровод высокого давления 1, достигается повышение надежности и безопасности системы с использованием детандер-генераторной установки, а наличие промежуточного контура приводит к уменьшению технологических коммуникаций (паровых) и, как следствие, снижению стоимости установки.