ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к детандер-генераторным агрегатам и касается детандерных установок для производства электроэнергии при утилизации избыточного давления природного газа, транспортируемого в трубопроводах, установленных на электростанциях, в промышленных и отопительных котельных и других предприятиях, использующих природный газ как топливо.
Известна детандерная установка для производства электроэнергии при утилизации избыточного давления природного газа, транспортируемого в трубопроводах, содержащая кинематически соединенный с электрогенератором детандер, подключенный входным патрубком к трубопроводу высокого давления, выходным патрубком - к трубопроводу низкого давления, теплообменник подогрева газа высокого давления, который по греющей стороне соединен входным патрубком с воздушным компрессором, забирающим воздух из атмосферы, а выходным патрубком с воздушной турбиной, кинематически соединенной с компрессором и двигателем, приводимым в действие посредством электрогенератора детандера, на выходе которой установлен теплообменник, в котором воздух отдает холод потребителю.
(Патент РФ №39937. Бюл. №23. 20.08.2004 г.)
Недостатком такой установки является то, что в ней вырабатывается только 2 полезных продукта - электроэнергия и холод, и не вырабатывается теплота.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - одновременное получение электроэнергии, теплоты и холода при утилизации избыточного давления природного газа.
Техническая задача решается тем, что известный детандер - генераторный агрегат, содержащий последовательно соединенные трубопровод высокого давления, теплообменник, детандер, кинематически соединенный с электрогенератором, трубопровод низкого давления, воздушный компрессор, приводимый в действие воздушной турбиной и электродвигателем, имеющим электрическую связь с электрогенератором, вход воздушного компрессора соединен с атмосферой, выход воздушного компрессора соединен трубопроводом воздуха высокого давления с газовоздушным теплообменником, выход которого по воздуху соединен с входным патрубком воздушной турбины, выходной патрубок которой соединен с холодильником, снабжен дополнительным теплообменником, вход которого по греющей среде подключен к трубопроводу, соединяющему выходной патрубок воздушного компрессора и входной патрубок газовоздушного теплообменника, выход дополнительного теплообменника по греющей среде подключен к трубопроводу, соединяющему выходной патрубок газовоздушного теплообменника и входной патрубок воздушной турбины.
На чертеже изображена принципиальная схема детандер-генераторного агрегата.
Устройство содержит кинематически соединенный с электрогенератором 1 детандер 2, подключенный входным патрубком к трубопроводу 3 высокого давления, выходным патрубком - к трубопроводу 4 низкого давления, газовоздушный теплообменник 5 подогрева газа высокого давления, входной
патрубок его по греющей среде соединен трубопроводом воздуха высокого давления 6 с воздушным компрессором 7, выходной патрубок соединен трубопроводом воздуха после газовоздушного теплообменника 8 с воздушной турбиной 9, приводимой в действие электродвигателем 10, имеющим электрическую связь 13 с электрогенератором 1, холодильник 11, входным патрубком соединенный с выходом воздушной турбины, выходным патрубком с атмосферой, дополнительный теплообменник 12, входным патрубком соединенный с трубопроводом воздуха высокого давления 6, выходным патрубком с трубопроводом воздуха после газовоздушного теплообменника 5.
Детандер-генераторный агрегат работает следующим образом. Газ высокого давления поступает в теплообменник 5, греющей средой в котором служит воздух высокого давления, направляемый в теплообменник 5 воздушным компрессором 7, вращаемым воздушной турбиной 9 и электродвигателем 10. Воздух, отдав тепло газу в теплообменнике 5, расширяется в воздушной турбине 9, после чего подается во входной патрубок холодильника 11. Нагретый в теплообменнике 5 газ высокого давления поступает в детандер 2. После совершения механической работы и расширения в детандере 2 газ поступает в трубопровод низкого давления 4. Механическая работа газа, полученная в детандере 2, преобразуется в электрическую энергию в электрогенераторе 1. Часть полученной в электрогенераторе электрической энергии используется для приведения в действие электродвигателя 10 компрессора 9 через электрическую связь 13. Часть воздуха после воздушного компрессора 7 направляется ко входному патрубку сетевого теплообменника 12, где отдает свое тепло сетевой воде 14, после чего возвращается в трубопровод воздуха 8 после теплообменника 5.
Таким образом, преимущества предлагаемой установки заключаются в том, что одновременно производятся три вида полезных продуктов: электроэнергия, теплота, холод, и не применяются токсичные фреоны.