Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах
SYSTEM FOR NATURAL GAS PREPARATION FOR COMBUSTION IN BOILERS

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на газоиспользующих промышленных предприятиях, в том числе тепловых электрических станциях (ТЭС).
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах (патент RU на полезную модель №152385, МПК F23K 5/00, опубл. 27.05.2015), содержащая последовательно соединенные газопровод высокого давления, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор газа, первый выход которого соединен с газопроводом низкого давления, соединенным с потребителем, а второй выход соединен с насосом, выход которого подключен к хранилищу сжиженного газа, 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.
Недостатком настоящего изобретения является узкая область применения из-за возможности использования только для газа с суммарным содержанием углеводородов алканового ряда выше метана (высококипящих фракций) более 5%.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в возможности использования природного газа с низким содержанием высококипящих фракций.
Технический результат заключается в расширении области применения системы.
Это достигается тем, что известная система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах, содержащая газопровод высокого давления, первый выход которого соединен с входом дросселя, подключенного к газопроводу низкого давления, подсоединенному к потребителю природного газа, детандер, кинематически связанный с ним электрогенератор и сепаратор, первый выход которого подключен к насосу, выход которого соединен с первым входом хранилища сжиженного газа, который подключен ко второму насосу, соединенному с газификатором, подключенным к газопроводу низкого давления, снабжена регенеративным теплообменником и вторым сепаратором, причем первый вход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму выходу газопровода высокого давления, второй вход соединен со вторым выходом сепаратора, первый выход регенеративного теплообменника подсоединен ко второму сепаратору, соединенному первым выходом с детандером, а вторым выходом со вторым входом хранилища сжиженного газа.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид системы для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах.
Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах содержит газопровод высокого давления 1, первый выход которого соединен с входом дросселя 2, который подключен к газопроводу низкого давления 3, подсоединенному к потребителю природного газа. Второй выход газопровода высокого давления 1 соединен с первым входом регенеративного теплообменника 4, первый выход которого соединен с сепаратором 5, а второй выход - с газопроводом низкого давления 3. Первый выход сепаратора 5 подсоединен к детандеру 6, кинематически соединенному с электрогенератором 7. Выход детандера 6 соединен с входом другого сепаратора 8, первый выход которого подключен к насосу 9. Выход насоса 9 соединен с первым входом хранилища сжиженного газа (СГ) 10, второй вход которого подсоединен ко второму выходу сепаратора 5. Выход хранилища СГ 10 подключен ко второму насосу 11, соединенному с газификатором 12, подключенным к газопроводу низкого давления 3. Второй выход другого сепаратора 8 соединен со вторым входом регенеративного теплообменника 4, который вторым своим выходом подключен к газопроводу низкого давления 3.
Система для подготовки природного газа к сжиганию в котлоагрегатах работает следующим образом.
Поступающий на ТЭС природный газ из газопровода высокого давления 1 охлаждается в регенеративном теплообменнике 4 потоком расширенного в детандере 6 холодного газа. При охлаждении газ частично конденсируется, конденсат отделяется сепаратором 5 от основного потока и направляется в хранилище СГ 10 для аккумулирования. Это позволяет более эффективно осуществлять накопление необходимого запаса резервного топлива за счет возможности сжижения большего количества газа.
Давление основного потока газа в детандере 6 снижается до требуемого потребителю значения, произведенная при этом электроэнергия от электрогенератора 7 подается в электросеть. Расширяясь в детандере 6, газ охлаждается еще сильнее и частично конденсируется. Получившийся конденсат отделяется от основного потока газа в другом сепараторе 8 и насосом 9 перекачивается в хранилище СГ 10. Основной поток газа при этом направляется в регенеративный теплообменник 4, где подогревается вновь поступающим газом из газопровода высокого давления 1 и затем подается по газопроводу низкого давления 3 потребителю.
При переходе потребителя природного газа в режим потребления резервного топлива, сжиженный газ из хранилища СГ 10 вторым насосом 11 перекачивается в газификатор 12, где подогревается, переходит в газообразное состояние и по газопроводу низкого давления 3 подается потребителю. В случае неисправности оборудования в основном контуре системы, содержащем детандер, байпас в виде дросселя 2 обеспечивает подачу газа необходимого давления к потребителю.
Использование изобретения обеспечивает расширение области применения системы за счет возможности использования газов любого состава независимо от массовой доли высококипящих фракций, путем охлаждения газа перед расширением в детандере за счет регенерации тепла.