close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1723

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1723
(13)
C1
6
(51) F 25B 11/00, F 25J 1/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
УСТАНОВКА СНАБЖЕНИЯ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ
(21) Номер заявки: 1049
(22) 02.12.1993
(31)5061425
(32) 03.09.1992
(33) RU
(46) 30.09.1997
(71) Заявитель: Новиков А. Л. (BY)
(72) Авторы: Новиков А.Л., Отрешко В.Н., Юрлов А.
В. (BY)
(73) Патентообладатель: Новиков Александр Леонидович
(BY)
(57)
Установка снабжения природным газом, подключенная к магистральному газопроводу и газопроводной
сети потребителей, содержащая редуцирующее устройство, выполненное в виде турбодетандера и устройство для заполнения баллонов газом, состоящее из установленного на линии отбора нагнетателя, кинематически связанного с турбодетандером, охладителя, установленного на линии отбора газа и подключенного второй полостью к выходу турбодетандера и ресивера с арматурой для соединения с баллонами,
отличающаяся тем, что установка снабжена конденсатором, подключенным одной полостю на входе - к
выходу охладителя, а на выходе - к нагнетателю, второй полостью на входе - к выходу турбодетандера, а на
выходе - к входу охладителя, причем нагнетатель выполнен в виде насоса.
(56)
1. Баррон Р.Ф. Криогенная техника.-м.: Энергоатомиздат, 1989.-С. 86-87.
2. А.с. СССР 1576806, МКИ F25B 11/06,1990.
3. Отчет ЦНПК “Нефтегазтехнология” “Технико-экономическое обоснование производства с использованием жидкого азота на ГРС “Восточная” г. Минска, Харьков, 1991.-С. 138-142.
Фиг. 1
Установка снабжения природным газом
BY 1723 C1
Изобретение относится к средствам транспортирования и раздачи потребителям природного газа.
Добываемый природный газ транспортируют на большие расстояния по магистральным газопроводам
под давлением 3-5 МПа. При раздаче газа в газопровод сети потребителей его давление понижают до 0,6-1,2
МПа на газораспределительных станциях. Кроме того, часть потребителей, например автотранспорт, снабжают сжатым до 20 МПа газом в баллонах.
Известны также системы ожижения природного газа, основанные на тепловом эффекте дросселирования
газа, как например система, описанная в [1].
Наиболее близкой к изобретению является установка, подключенная к магистральному газопроводу и газопроводной сети потребителей, содержащая редуцирующее устройство, выполненное в виде турбодетандера и устройство для заполнения баллонов газом, состоящее из установленного на линии отбора газа нагнетателя, кинематически связанного с турбодетандером, охладителя, установленного на линии отбора газа и
подключенного второй полостью к выходу турбодетандера и ресивера с арматурой для соединения с баллонами.
Однако, принятое за прототип техническое решение является энергоемким и требует больших энергозатрат на заполнение баллонов газом из-за нерационального использования возможностей энергии расширения
газа.
В основу изобретения положена задача создания установки снабжения природным газом, которая обеспечила бы снижение энергозатрат на заполнение баллонов газом.
Поставленная задача решается тем, что в определенной последовательности осуществляются технологические операции, обеспечивающие оптимальное использование энергии расширения в детандере и сопутствующее охлаждение сдетандированного потока газа в счет того, что установка снабжена конденсатором,
подключенным одной полостью на входе - к выходу охладителя, а на выходе- к нагнетателю, второй полостью на входе - к выходу турбодетандера, а на выходе - к входу охладителя, причем нагнетатель выполнен в
виде насоса.
Отбираемый из магистрального газопровода газ вначале охлаждают в охладителе, используя для этого
сдетандированный газ после ожижения в конденсаторе части охлажденного газа для заправки в баллоны, при
этом процесс ожижения производят при давлении магистрального газопровода.
Охлаждение отобранного из магистрального газопровода газа в охладителе проводят до температуры, соответствующей получению на выходе из детандера температуры меньшей, чем температура ожижения газа
при давлении магистрального газопровода.
Установка подключена к магистральному газопроводу и сети потребителей через охладитель, после охладителя на линии отбора установлен конденсатор, соединенный по стороне низкого давления с детандером
и охладителем, а по стороне высокого давления подключенный к нагнетателю, причем в качестве нагнетателя применен насос.
Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что необходимое для заполнения
баллонов газом давление, около 24 МПа, получают сжатием ожиженного в конденсаторе газа насосом с приводом от турбодетандера. В связи с тем, что сжатие ожиженного газа сопровождается небольшим изменением объема в сравнении со сжатием в газовой фазе, энергопотребление процесса значительно сокращается.
Кроме того, снижение давления газа с отбором мощности в детандере сопровождается производством холодного потока газа, который используется для предварительного охлаждения и последующего ожижения
сжимаемой части газа.
Отличительные особенности заявляемого устройства обеспечивают оптимальную с точки зрения энергозатрат последовательность проведения технологических операций.
В результате получена экологически чистая установка, работающая на утилизации энергии сжатого газа в
магистральном газопроводе при его детандировании в газопровод системы потребителей.
На фиг.1 изображена принципиальная схема установки снабжения природным газом. На фиг.2 представлена I-1gР диаграмма (энтальпия-логарифм давления) метана, с нанесенными на ней процессами, проходящими в установке и поясняющая принцип ее работы. Буквами на рисунках отмечены характерные точки в
установке и соответствующие им состояния газа на I-1gР диаграмме.
Установка подключается к магистральному газопроводу в точке (а) и к газопроводу сети потребителей в
точке (g) через охладитель 1, и содержит турбодетандер 2, конденсатор 3, насос 4, ресивер 5, а также регулятор 6 и арматуру 7 для подсоединения заправляемых баллонов 8. На ресивере установлен обратный клапан 9
для предотвращения сброса давления при остановке. Насос 4 соединен с турбодетандером валом 10.
Установка работает следующим образом. Из магистрального газопровода отбирается часть газа, например 0,5
кг/с при давлении 3,6-5,5 МПа и пропускается через охладитель 1, где производится
2
BY 1723 C1
его охлаждение до температуры порядка 195-210 к холодным потокам газа. Состояние охлажденного газа на
выходе из охладителя отмечено точкой (b), а соответствующий процесс изображен линией ( а-b) на I-1gР
диаграмме. После охладителя поток газа разделяется. Большая часть, около 0,45 кг/с в рассматриваемом
примере, через регулятор 6 подается на детандер 2, где производит работу на валу в процессе расширения до
давления порядка 0,6-1,2 в сети потребителей. В результате процесса детандирования (линия b-с) происходит снижение температуры потока до 150-170 К. Затем оба потока направляются в конденсатор 3, где происходит сжижение потока ( линия b-d), идущего на заправку в баллоны, холодным потоком после детандера (
линия с-е). Если, например расход газа на заправку в баллоны взят около 0,05 кг/с, тогда сдетандированный
поток подогреется до температуры порядка 165-175 К, состояние соответствующее точке (е). Далее ожиженный поток сжимают насосом 4 (линия (d-f) до давления порядка 2,4 МПа и температурой около 255-270 К и
направляют в ресивер 5. Поток сдетандированного газа низкого давления после конденсатора направляется в
охладитель 1, для охлаждения потока из магистрального газопровода (линия е-g), после чего сбрасывается в
газопровод сети потребителей в состоянии (g).
Получаемая в детандере мощность на валу, порядка 32 кВт в приведенном примере, потребляется насосом, около 25 кВт, и расходуется на преодоление дискового трения и трения в опорах, порядка 4 кВт.
Таким образом, осуществляется снабжение потребителей природным газом от магистрального газопровода в городской сети с давлением 0,6-1,2 МПа и баллонами с газом под давлением порядка 20 МПа. В настоящее время на газозаправочных станциях заполняют баллоны с помощью поршневых компрессоров, потребляющих около 60 кВт электроэнергии на сжатие 0,05 кг/с газа от давления 4 МПа до 22 МПа.
Заявляемое изобретение позволяет существенно сократить эксплуатационные расходы на заполнение баллонов (в приведенном примере отсутствует потребление электроэнергии на сжатие ) и помимо этого сокращает
капитальные затраты на установленное оборудование, поскольку существенно сокращаются габариты и металлоемкость установки.
Фиг. 2
Cоставитель Т. С. Волосевич
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 1473
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
135 Кб
Теги
by1723, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа