Система постачання електричної енергії

1. Система електропостачання, яка має газовий двигун, газову турбіну, газозбиральний пристрій для збирання газу, який утворюється, газовідокремлювальний пристрій для сортування газу, виконаний з можливістю безперервного сортування газу, який надходить з газозбирального пристрою і має вміст горючого компонента, що змінюється з часом, в залежності від вмісту горючого компонента в газі, пристрій для регулювання калорійності для селективного змішування газів, що мають різний вміст горючого компонента, які подаються відсортованими з газовідокремлювального пристрою, для регулювання вмісту горючого компонента газу, який подано на газовий двигун та газову турбіну, і пристрій контролю системи для контролю роботи газового двигуна, роботи газової турбіни та роботи пристрою для регулювання калорійності. 2. Система електропостачання за п.1, яка відрізняється тим, що додатково має пристрій для контролю балансу кількості газу для контролю балансу подачі та потреби між кількістю газу, спожитого 2 (19) 1 3 78460 4 рійності має труби для подачі газу, в які подано контейнері та перший індикатор балансу для вкагази, відокремлені за вмістом горючого компонензування ступеня балансу подачі та потреби через та за допомогою газовідокремлювального припорівняння між результатами, вказаними індикастрою, трубу для подачі змішаного газу, з якою тором тиску, та заданим еталонним тиском. з'єднані труби для подачі газу, тр убу для подачі 11. Система електропостачання за п.2 або 3, яка змішаного газу, яка проходить до газового двигуна відрізняє ться тим, що пристрій для контролю та газової турбіни, і засоби відкривання та закрибалансу кількості газу встановлений на трубі для вання для регулювання відкритих позицій труб для подачі змішаного газу, що проходить від пристрою подачі газу. для регулювання калорійності до газового двигуна 8. Система електропостачання за п.7, яка відрізта газової турбіни, і пристрій для контролю баланняється тим, що пристрій для регулювання калосу кількості газу містить контейнер, який має верхрійності додатково має трубопровід для подачі ній отвір для сполучення з трубою для подачі зміповітря, сполучений з трубою для подачі змішаношаного газу, верхню кришку, яка має можливість го газу, і засіб відкривання та закривання для ревертикально рухатися всередині контейнера і гергулювання відкритих позицій трубопроводу для метично закривати верхній отвір контейнера, індиподачі повітря та труби для подачі газу. катор позиції для вказування позиції верхньої 9. Система електропостачання за п.7 або 8, яка кришки, що вертикально рухається згідно з коливідрізняє ться тим, що пристрій для регулювання ваннями внутрішнього тиску контейнера, та другий калорійності має лічильник горючого компонента зі індикатор балансу для вказування ступеня баланзворотним зв'язком, встановлений на трубі для су подачі та потреби на основі сигналу від індикаподачі змішаного газу, та контрольний пристрій тора позиції. для регулювання калорійності і для контролю за12. Система електропостачання за п.1, яка відрізсобів відкривання та закривання для забезпечення няється тим, що пристрій контролю системи викоустановлення вмісту горючого компонента у задананий з можливістю здійснення контролю за приних межах, на основі результатів вимірювань лічинаймні однією газовою турбіною у робочому стані льника горючого компонента зі зворотним зв'яздля регулювання завантаження залежно від змін ком. кількості подачі газу під час функціонування газо10. Система електропостачання за п.2 або 3, яка вого двигуна та газової турбіни. відрізняє ться тим, що пристрій для контролю 13. Система електропостачання за п.12, яка відрібалансу кількості газу встановлено на трубі для зняється тим, що пристрій контролю системи виподачі змішаного газу, що проходить від пристрою конаний з можливістю здійснення контролю газодля регулювання калорійності до газового двигуна вої турбіни для змінювання навантаження згідно з та газової турбіни, пристрій для контролю балансу сигналом, який вказує на зміну кількості подачі кількості газу має закритий контейнер, з'єднаний з газу від пристрою для контролю балансу кількості трубою для подачі змішаного газу, індикатор тиску газу. для вказування внутрішнього тиску у закритому Даний винахід стосується системи електропостачання. Зокрема, даний винахід стосується системи електропостачання, призначеної для збирання самоутворюваного газу і для вироблення електроенергії шляхом використання зібраного газу як палива. Існує багато горючих самоутворюваних газів. Наприклад, існує газ вугільного пласта (який також називають шахтним газом, скорочено - CMG), який міститься у вугільних пластах, газ біомаси, який утворюється в результаті ферментації та розкладу загальних відходів або відходів землеробства та тваринництва і т. ін. Зокрема, оскільки вугільні пласти, в яких залягає вугілля у великій кількості, існують по всьому світу, на землі існує велика кількість CMG. Коли на вугільних пластах здійснюють гірничі роботи для видобування вугілля, CMG заздалегідь захоплюють і відкачують для забезпечення безпеки під час видобувних робіт. Кількість CMG та вміст горючого компонента (більшість якого складає метан) CMG з часом може змінюватися. Зміна вмісту горючого компонента газу означає, що газ має різну калорійність. Фактично, усі CMG вивільнюються в атмосферу навколо вугільних шахт або поблизу від житло вих районів, і газ з високим вмістом калорій (висококалорійний газ) збирають і використовують у містах як комунально-побутовий газ, тоді як газ з низьким вмістом калорій (низькокалорійний газ) вивільнюється в атмосферу без використання, оскільки низька калорійність є недостатньою для його використання як комунально-побутового газу. Крім того, кількість самоутворюваного висококалорійного газу може бути різною, а отже, існує потреба у великому схови щі для зберігання великої кількості висококалорійного газу з метою стабільного постачання. Зазвичай пропонуються способи використання самоутворюваних газів, таких як CMG, для вироблення електроенергії. Наприклад, було описано систему, в якій газовий генератор, здатний виробляти задану кількість електроенергії з використанням самоутворюваного низькокалорійного газу, та інший газовий генератор, здатний виробляти задану кількість електроенергії з використанням висококалорійного газу (нормального комунальнопобутового газу), є поєднаними для того, щоб, таким чином, підтримувалося вироблення енергії при увімкненні подачі газу до ци х генераторів, та їх робочі стани [див., наприклад, публікацію японсь 5 78460 6 кої викладеної патентної заявки №2002-202006]. ня в дію газової турбіни через зміну його подачі, Ця система є дозволяє обходитися без величездля встановлення калорійності газу на незмінному них газгольдерів, у яких зберігають самоутворюрівні у заданих межах за допомогою пристрою для ваний газ, завдяки додатковому використанню регулювання калорійності і т. ін. Таким чином, ненормального комунально-побутового газу. зважаючи на постійні зміни у кількості утвореного Однак, оскільки калорії та кількість CMG погазу, а також зміни у вмісті горючого компонента стійно нерегульовано змінюються, контролювання газу, існує можливість уникнення непродуктивної системи та процедура повного використання CMG витрати газу та зниження ефективності виробленстають складнішими. Зокрема, оскільки електроня енергії в системі через такі зміни. Крім того, енергія виробляється газовими двигунами, кільсамоутворюваний низькокалорійний газ, вивільнекість газових двигунів, яка може починатися й заний в атмосферу, може використовуватись як нове кінчуватися згідно зі змінами у кількості подачі джерело енергії, яке можна використовувати безгазу, повинна належним чином контролюватися. платно. До самоутворюваних газів можуть налеЦе неодмінно викликає необхідність повторного жати шахтний газ, газ біомаси, який утворюється в запуску та зупинки певних газових двигунів з часрезультаті ферментації та розкладу відходів, гототою, яка може призводити до скорочення термірючий газ, який утворюється брудним мулом у ну служби газових двигунів, та нестабільності в відстійниках стічних вод або на сміттєзвалищах, і мережі енергопостачання. Крім того, суттєвою вит. ін. Вжитий авторами термін "газовий двигун" могою є стабільне постачання комунальностосується поршневого двигуна, в якому газ подапобутового газу, а отже, для того, щоб реалізувати ється всередину циліндра як паливо і спалюється вищеописану систему в районах видобутку вугілля в ньому, і обертальний рух якого на виході застоабо звалищах відходів, має бути підготовлена така совують для вироблення електроенергії. великомасштабна інфраструктура, як система поСистема електропостачання також може дачі комунально-побутового газу. включати: пристрій для контролю балансу кількості Тим часом, було запропоновано спосіб, згідно газу, призначений для контролю балансу подачі та з яким газовою турбіною виробляється електропотреби між кількістю газу, спожитого газовим двиенергія з використанням CMG як палива, і утворегуном та газовою турбіною в робочих умовах, та ний в результаті діоксид вуглецю як відпрацьовакількістю газу, поданого з пристрою для регулюний газ подається у вугільні пласти й зв'язується у вання калорійності на газову турбіну та газовий них разом з повітрям без кисню [див., наприклад, двигун, причому пристрій контролю системи сконпублікацію японської викладеної патентної заявки фігуровано таким чином, щоб контролювати робо№2003-74372]. Однак у цьому документі не описуту принаймні одного газового двигуна, газової турється система або спосіб підтримання стійкого біни та пристрою для регулювання калорійності на вироблення енергії через ефективне споживання основі сигналу від пристрою для контролю баланнизькокалорійного газу, незважаючи на постійні су кількості газу. зміни у кількості та калорійності самоутворюваного Система електропостачання також може газу, які є основними характеристиками CMG. включати відкачувальний пристрій, передбачений Даний винахід було розроблено для розв'яна трубі для подачі газу, через яку газ подають до зання вищеописаних проблем, і мета даного винагазової турбіни та газового двигуна, для вивільходу полягає у забезпеченні системи електропоснення газу з труби для подачі газу назовні, причотачання, здатної підтримувати стійке вироблення му пристрій контролю системи може бути признаенергії або ін., незалежно від постійних змін у кільчений для контролю за роботою відкачувального кості подачі самоутворюваного газу та постійних пристрою на основі сигналу від пристрою для конзмін у його калорійності. тролю балансу кількості газу. Пристрій контролю Для досягнення вищеописаної мети система системи сконфігуровано таким чином, щоб надсиелектропостачання включає газовий двигун; газолати команду на відкачувальний пристрій для того, ву турбіну; газозбиральний пристрій, призначений щоб він вивільнював газ на основі сигналу, який для збирання газу, який утворюється; газовідокревказує на надлишкову подачу газу, який надсиламлювальний пристрій, призначений для сортуванється від пристрою для контролю балансу кількості ня газу, який безперервно сортує газ, що надхогазу, або надсилати команду на відкачувальний дить з газозбирального пристрою і має вміст пристрій для того, щоб він припиняв вивільнення горючого компонента, який змінюється з часом, в газу, на основі сигналу, який вказує на недостатню залежності від вмісту горючого компоненту в газі; подачу газу, який надсилається від пристрою для пристрій для регулювання калорійності, призначеконтролю балансу кількості газу. ний для селективного змішування газів, що мають В оптимальному варіанті система електропосрізний вміст горючого компонента, які розділяютьтачання також може включати котел-утилізатор, ся газовідокремлювальним пристроєм, для регуз'єднаний з газовою турбіною. Таким чином, виколювання вмісту горючого компонента газу, який нується вищезазначена вимога. Крім того, система подають на газовий двигун та газову турбіну; та електропостачання також може включати парову пристрій контролю системи, призначений для контурбіну в котлі-утилізаторі, і завдяки цьому, додаттролю за роботою газового двигуна, роботою газоково поліпшується ефективність використання вої турбіни та роботою пристрою для регулювання енергії. калорійності. Газовідокремлювальний пристрій може вклюЗгідно з цією системою існує можливість відочати як основні компоненти лічильник горючого кремлення зібраного газу за вмістом горючого компонента, призначений для безперервного викомпонента, що в ньому міститься, для приведенмірювання вмісту горючого компонента газу, зі 7 78460 8 браного газозбиральним пристроєм, певну кільти, як основні компоненти, контейнер, який має кість труб для подачі газу, через які подаються верхній отвір і є призначеним для з'єднання з тругази згідно з заданими межами вмісту горючого бою для подачі змішаного газу, верхню кришку, компонента, та засіб перемикання проходження, яка може вертикально руха тися всередині контейпризначений для вибору однієї з багатьох труб нера і герметично закривати верхній отвір контейдля подачі газу на основі результатів вимірювань, нера, індикатор позиції, призначений для вказуотриманих від лічильника горючого компонента, та вання позиції верхньої кришки, що вертикально здійснення перемикання на вибрану трубу для рухається, згідно зі змінами тиску у контейнері, та подачі газу. другий індикатор балансу, призначений для вказуПристрій для регулювання калорійності може вання ступеня балансу подачі та потреби на основключати, як основні компоненти, певну кількість ві сигналу від індикатора позиції. Крім того, у цій труб для подачі газу, в які подаються гази, відоконструкції ступінь балансу подачі та потреби у кремлені за вмістом горючого компонента за догазі може бути легко визначений. помогою газовідокремлювального пристрою, трубу У системі електропостачання пристрій контродля подачі змішаного газу, з якою з'єднується певлю системи може бути призначений для здійсненна кількість труба для подачі газу, трубу для поданя контролю для того, щоб принаймні одна газова чі змішаного газу, яка проходить до газового двитурбіна в робочому стані регулювала завантаженгуна та газової турбіни, і засоби відкривання та ня залежно від змін кількості подачі газу під час закривання, призначені для регулювання відкритих роботи газового двигуна та газової турбіни. Газова позицій певної кількості труб для подачі газу. У цій турбіна здатна легко змінювати її завантаження конструкції гази з різним вмістом горючого компопід час роботи, і ця характеристика є особливо нента змішують для одержання газу, який має запридатною для плавної зміни кількості подачі газу. даний вміст. Крім того, додатково до певної кількоЗ іншого боку, газовий двигун має вищу е фективсті труб для подачі газу, пристрій для регулювання ність вироблення енергії, ніж двигун газової турбікалорійності також може включати трубу для пони, і є менш чутливим до змін атмосферної темпедачі повітря. Це полегшує регулювання вмісту горатури, а отже, така конфігурація є більш рючого компонента. ефективною й раціональною, ніж у газових двигуВ оптимальному варіанті пристрій для регулюнах, які виробляють електроенергію шляхом спавання калорійності включає лічильник горючого лювання газу (у межах стабільної кількості виробкомпонента зі зворотним зв'язком, передбачений лення газу), що не перевищує мінімальну кількість на трубі для подачі змішаного газу, та контрольний утвореного газу. Таким чином, ефективність виропристрій для регулювання калорійності, призначеблення енергії ще більше підвищується, і термін ний для контролю засобів відкривання та закрислужби системи зростає. У цьому разі пристрій вання для забезпечення установлення вмісту гоконтролю системи може бути призначений для рючого компонента у заданих межах на основі здійснення всіх контрольних функцій згідно з сигрезультатів вимірювань лічильника горючого комналом, який вказує на зміну кількості подачі газу понента зі зворотним зв'язком. У цій конфігурації від пристрою для контролю балансу кількості газу. існує можливість зміни вмісту горючого компоВаріант виконання системи електропостачаннента. ня згідно з даним винаходом описано з посиланУ системі електропостачання пристрій для коням на супровідні фігури. нтролю балансу кількості газу може бути передбаФіг.1 є блок-схемою, на якій показано частину чений на трубі для подачі змішаного газу, що просистеми згідно з варіантом втілення даного винаходить від пристрою для регулювання калорійності ходу; до газового двигуна та газової турбіни, пристрій Фіг.2 є блок-схемою, на якій показано іншу чадля контролю балансу кількості газу може включастину системи згідно з варіантом втілення даного ти, як основні компоненти, закритий контейнер, винаходу; з'єднаний з трубою для подачі змішаного газу, інФіг.3 є блок-схемою, на якій показано приклад дикатор тиску, призначений для вказування внутгазовідокремлювального пристрою в системі з рішнього тиску у закритому контейнері, та перший Фіг.1; індикатор балансу, призначений для вказування Фіг.4 є блок-схемою, на якій показано приклад ступеня балансу подачі та потреби через порівпристрою для регулювання калорійності газу в няння між виявленими результатами індикатора системі з Фіг.1; тиску та заданим еталонним тиском. У цій конфігуФіг.5 є блок-схемою, на якій показано приклад рації, коли кількість подачі газу збільшується або пристрою для контролю балансу кількості газу в зменшується відносно кількості потреби у газі (кісистемі з Фіг.1; лькості газу, яка має бути спожита газовим двигуФіг.6 є блок-схемою, на якій показано інший ном та газовою турбіною), тиск у закритому конприклад пристрою для контролю балансу кількості тейнері відповідно збільшується або зменшується. газу в системі з Фіг.1; Таким чином, ступінь балансу подачі та потреби у Фіг.7 є графіком, на якому показано зв'язок між газі може бути легко визначений. змінами в кількості утвореного газу та кількістю У системі електропостачання пристрій для когазу, спожитого газовими двигунами та газовими нтролю балансу кількості газу може бути передбатурбінами в системі з Фігур 1 та 2; і чений на трубі для подачі змішаного газу, що проФіг.8 є графіком, на якому показано зв'язок між ходить від пристрою для регулювання калорійності кількістю утвореного газу та режимом роботи у до газового двигуна та газової турбіни, і пристрій системі з Фігур 1 та 2. для контролю балансу кількості газу може включаФіг.1 та Фіг.2 є блок-схемами, кожна з яких по 9 78460 10 казує систему електропостачання (далі вказується до трубопроводу 13. Як визначено авторами, у просто як система) 1 згідно з варіантом втілення цьому варіанті втілення висококалорійний газ місданого винаходу. Для зручності система 1 пояснютить метан у кількості 60% за об'ємом або більше, ється як розділена на дві частини, але ці частини є середньокалорійний газ містить метан у кількості, з'єднаними одна з одною як одне ціле. Правий не меншій за 40% за об'ємом і меншій за 60% за кінець трубопроводу для подачі змішаного газу 50 об'ємом, і низькокалорійний газ містить метан у на Фіг.1 є з'єднаним з лівим кінцем трубопроводу кількості, меншій за 40% за об'ємом. Наприклад, у для подачі змішаного газу 50 з Фіг.2. Тобто, на цьому варіанті втілення газ розділено на три типи Фіг.1 показано збиральну систему для вихідного газів, але ця класифікація є лише пояснювальною. газу у цій системі, а на Фіг.2 показано систему, яка Як описано нижче, газ може бути розділений на включає газові двигуни та газові турбіни для вирочотири або більше типів газів. блення електроенергії та теплоти від зібраного Висококалорійний газ, який використовують як газу. Вищеописані системи з Фіг.1 та Фіг.2 з'єднупромисловий вихідний газ, збирають окремо й поються одна з одною через трубопроводи, контродають до пунктів користувача U1. Середньокалольні кабелі і т. ін. На Фіг.1 та Фіг.2 як джерела сарійний газ, який використовують як комунальномоутворюваного газу, показано порожнини шахт Μ побутовий газ, збирають окремо й подають до пунта вугільні пласти С. Газ, який збирають з вугільктів користувача U2. Низькокалорійний газ здебіних пластів С порожнин шахт М, називають шахтльшого застосовують як вихідний газ у системі 1, ним газом, який містить метан як головний горюпричому висококалорійний газ та середньокалочий компонент. Система 1 є призначеною для рійний газ частково використовують для регулюспалювання метану як палива і для видобування вання концентрації низькокалорійного газу на поелектроенергії та тепла (пари, гарячої води та ін.) трібному рівні. Це зумовлено лише тим, що газ, з його теплової енергії. зібраний з вугільних пластів С, зазвичай є нестійЯк показано на Фіг.1, у вугільних пластах С вуким з огляду на швидкість його потоку за одиницю гільних порожнин Μ передбачено газозбиральні часу та/або концентрацію метану. порти 2. Збиральні порти 2 служать для збирання Перепускний клапан 9 передбачено між усмокметану, який міститься у вугільних пластах С до тувальним пристроєм 6 та газовідокремлювальпочатку видобутку, для мінімізації витікання метаним пристроєм 8 для вивільнення в атмосферу ну в порожнини шахт М, у яких працюють шахтарі. газу, який збирається. Перепускний клапан 9 вивіЗбиральні порти 2 передбачено у кожному з вугільнює зібраний газ для забезпечення безпеки вильних пластів С у кожній зоні, яка межує з порождобутку навіть під час технічного обслуговування ниною шахти М. З метою забезпечення безпечного або в разі несправності газовідокремлювального видобутку, е фективного збирання горючих газів, пристрою 8. таких як метан, та мінімізації витікання горючих Трубопровід для подачі низькокалорійного гагазів у порожнину шахти Μ у вугільних пластах С зу 11 проходить від газовідокремлювального припередбачено потрібну кількість збиральних портів строю 8 і є з'єднаним з пристроєм для регулюван2. Газозбиральні порти 2 є сполученими з газовиня калорійності газу 10. Фільтр (газоочисник) 14 ми двигунами 3 та газовими турбінами 4 на Фіг.2 передбачено на трубопроводі для подачі низькочерез трубопроводи 5, 11 та 50. На трубопроводах калорійного газу 11, який проходить до пристрою 5, 11 та 50 установлено різні пристрої. Як зазначедля регулювання калорійності газу 10. Пристрій но нижче, передбачається, що ці пристрої є встадля регулювання калорійності газу 10 служить для новленими на трубопроводах 5, 11 та 50. Порегулювання концентрації метану у низькокалоперше, установлено всмоктувальний пристрій 6 з рійному газі, який подається у пристрій 10, для вентилятором або іншим подібним пристосуванпідтримання стійкого спалювання у газових двигуням, яке всмоктує газ зі збирального порту 2. нах 3 або газових турбінах 4, як описано нижче. Всмоктувальний пристрій 6 та збиральний порт 2 Пристрій для регулювання калорійності газу 10 складають газозбиральний пристрій. На трубопрослужить для регулювання концентрації метану як воді 5 установлено витратомір 7. горючого компонента, а отже, як альтернативний Газовідокремлювальний пристрій 8 передбаваріант, може називатися пристроєм для регулючено зі сторони виходу газового потоку кожного вання теплотворної здатності. Трубопровід для всмоктувального пристрою 6. Газовідокремлюваподачі змішаного газу 50 проходить від пристрою льний пристрій 8 служить для класифікації та відодля регулювання калорійності газу 10 до майданкремлення зібраного газу за вмістом горючого чиків Ε та Т, на яких є встановленими газові двикомпонента (нижче представленого як метан), як гуни 3 та газові турбіни 4. детальніше описується нижче. Кілька типів газів Коли концентрація метану в низькокалорійно(три типи газів у цьому варіанті виконання), кламу газі, який подається до пристрою для регулюсифіковані за концентрацією метану, розподіляють вання калорійності газу 10 через трубопровід для по трубопроводах 11, 12 та 13. Газ, який містить подачі низькокалорійного газу 11, перебуває у довисококонцентрований метан, називають високопустимих межах, пристрій для регулювання калокалорійним газом, газ, який містить низькоконценрійності газу 10 подає низькокалорійний газ у трутрований метан, називають низькокалорійним габопровід для подачі змішаного газу 50 на стороні зом, а газ, який містить середньоконцентрований виходу. З іншого боку, коли концентрація метану метан, називають середньокалорійним газом. Низмінюється і стає вищою або нижчою за допустимі зькокалорійний газ надсилається до трубопроводу межі, то повітря, висококалорійний газ або серед11. Середньокалорійний газ надсилається до труньокалорійний газ вибірково змішують з низькокабопроводу 12. Висококалорійний газ надсилається лорійним газом для регулювання концентрації. 11 78460 12 Для цього відвідний трубопровід 13а, який відходвигунів 3, подають до пунктів користувача U3. дить від трубопроводу для висококалорійного газу Когенераційну систему комбінованого циклу 13, відвідний трубопровід 12а, який відходить від передбачено, наприклад, на майданчику турбіни Т. трубопроводу для середньокалорійного газу 12, та У цій системі передбачено газові турбіни 4 та патрубопровід для подачі повітря 15 з'єднуються з рові турбіни 17 для найбільш ефективного виробпристроєм для регулювання калорійності газу 10. лення електроенергії. Крім того, система служить Трубопроводи 12а, 13а та 15 оснащено очисникаяк когенераційна система, яка може також забезми (включаючи фільтри) 46, призначеними для печувати пару. Зокрема, кожен із генераторів 18 є видалення пилу або інших подібних забруднювасполученим з відповідною газовою турбіною 4 і чів, та допоміжними агрегатами (наприклад, венпризначається для вироблення електроенергії. тиляторами) 47, призначеними для надсилання Крім того, передбачено котли-утилізатори (далі газу під тиском до пристрою для регулювання кадля спрощення вказуються як котли) 19 для виролорійності газу 10. блення пари через використання теплоти газу, Пристрій для контролю балансу кількості газу який вивільнюється з газових турбін 4, і призначені 16 є передбаченим зі сторони виходу пристрою для подачі струму до парової турбіни 17, яку опидля регулювання калорійності газу 10 і з'єднується сано нижче, та пунктів користувача U4, які безпоз ним через трубопровід для подачі змішаного газу середньо використовують пару. Клапан регулю50. Пристрій для контролю балансу кількості газу вання швидкості потоку 45 передбачено зі сторони 16 служить для врівноваження кількості газу, який виходу котлів 19 для регулювання подачі пари до подають зі сторони входу, та кількості газу, який пунктів користувача U4. Генератор 18 є з'єднаним споживається газовими двигунами 3 або газовими з паровою турбіною 17. Якщо вимагається більша турбінами 4, як описано нижче. Через зміну кількокількість пари, наприклад, у зимовий період, кільсті газу, зібраного з вугільних пластів С, пристрій кість пари, яка безпосередньо подається з котлів для контролю балансу кількості газу 16 потрібен 19 до пунктів користувача U4, збільшують, а коли для врівноваження кількості газу, який подається, вимагається менша кількість пари, наприклад, у та кількості газу, який споживається газовими двилітній період, кількість пари, яка подається з котлів гунами 3 або газовими турбінами 4. Якщо трапля19 до парової турбіни 17, збільшують для виробється надмірна подача газу, надлишок газу вивілення енергії. її регулюють згідно з командою від льнюється в атмосферу, а якщо газ подається у пристрою контролю системи 100, як описано нижнедостатній кількості, деякі з газових турбін, менче. ше завантажених, ніж інші газові турбіни, зупиняХоча у цьому варіанті втілення передбачено ються, як описано нижче. В іншому разі пристрій три газові турбіни 4 та одну парову турбіну 17, ця для регулювання калорійності газу 10 змішує аткількість не обов'язково має бути обмежена, а момосферне повітря з висококалорійним газом або же бути збільшена згідно з планом та потребою. середньокалорійним газом для утворення потрібЯкщо кожна з газових турбін 4 відповідає паровій ної кількості низькокалорійного газу і для подачі турбіні 17, вони можуть бути сполучені одна з одгазу для покриття недостачі низькокалорійного ною на одному валу, і один генератор 18 може газу. бути сполученим з валом. Крім того, замість енерЯк показано на Фіг.2, головні компоненти, такі гоблоку з комбінованим циклом, описаного в цьояк газові двигуни 3, газові турбіни 4, котлиму варіанті втілення, може бути прийнятним просутилізатори 19 та парові турбіни 17, є передбачетий цикл. Простий цикл призначається для ними для вироблення електроенергії та для подачі вироблення електроенергії через застосування струму й гарячої води з використанням газу, зібралише газових турбін без парових турбін. Когененого з вугільних пластів С, як палива. Трубопровід раційна система може бути сконфігурована шлядля подачі змішаного газу 50 з Фіг.1 розгалужуєтьхом застосування простого циклу. При встановся на трубопроводи 50а та 50b, через які горючий ленні котлів за газовими турбінами залишкова газ подають на майданчик двигуна Ε та майданчик теплота у відпрацьованому газі може бути видобутурбіни Т. Трубопровід 50а, який проходить до та у формі пари. Крім того, і в комбінованому цикмайданчика двигуна Е, і трубопровід 50b, який лі, і у простому циклі немає необхідності у когенепроходить до майданчика турбіни Т, є відповідно раційній системі, якщо залишкова теплота не оснащеними відсічними клапанами 23. вимагається для інших цілей, крім вироблення На майданчику двигуна Ε передбачено певну енергії. кількість газових двигунів 3. З відповідним газовим Як показано на Фіг.2, трубопроводи для подачі двигуном Ε з'єднано один генератор 18, призначезмішаного газу 50а та 50b мають допоміжний венний для вироблення електроенергії. Хоча у цьому тилятор 20, призначений для спрямування горючоваріанті втілення передбачено чотири газові двиго газу під тиском до газових двигунів 3 та компрегуни 3, кількість газових двигунів не обов'язково сор 21, призначений для спрямування горючого має бути обмежена трьома, а може складати один, газу під тиском до газових турбін 4, відповідно. Ці два, три або п'ять, або більше, якщо потрібно. Кідопоміжні засоби подачі газу застосовують для льком газовим двигунам 3 віддають перевагу, бо створення тиску газу згідно з застосовуваними це дозволяє продовжувати вироблення енергії, компонентами (двигунами або турбінами). Зокреколи будь-який із двигунів 3 виходить з ладу або ма, вентилятор 20 застосовують для подачі газу з зупиняється для регламентних робіт. Гарячу воду, відносно низьким тиском до газових двигунів 3, одержану через охолодження газових двигунів 3, тоді як компресор 21 застосовують для подачі газу та гарячу воду, одержану через котел-утилізатор, з відносно високим тиском до газових турбін 4. у якому протікає відпрацьований газ від газових Фільтр 22 передбачено на стороні виходу венти 13 78460 14 лятора 20 та компресора 21 для видалення пилу з витратоміри 27а, 27b, 27с та 27d, клапани регулюгазу. вання швидкості потоку 28а, 28b, 28с та 28d, устаНа Фіг.3 показано вищеописаний газовідокреновлені на трубопроводах 11,12а, 13а та 15, і камлювальний пристрій 8. У газовідокремлювальнолориметри 29а, 29b та 29с, установлені на му пристрої 8 трубопровід 5 розгалужується на трубопроводах для подачі газу 11, 12а та 13а. Крім трубопроводи 11, 12 та 13. Газовідокремлювальтого, пристрій для регулювання калорійності газу ний пристрій 8 включає лічильник горючого компо10 включає калориметр 30, установлений на трунента (калориметр) 24, установлений на трубобопроводі для подачі змішаного газу 50. Крім того, проводі 5, регулюючі клапани 25, відповідно пристрій для регулювання калорійності газу 10 передбачені для трубопроводів 11, 12 та 13, та включає контрольний пристрій для регулювання газовідокремлювальний контрольний пристрій 26, калорійності 32. призначений для регулювання відкривання та заУ контрольному пристрої для регулювання какривання регулюючих клапанів 25 залежно від лорійності 32 задають відповідний діапазон концеконцентрації метану у зібраному газі. Калориметр нтрації метану для здійснення ідеального спалю24 належить до типу вимірювача концентрації мевання у газових двигунах 3 та газових турбінах 4. тану, призначеного для безперервного вимірюванНаприклад, відповідний діапазон може становити ня вмісту метану у зібраному газі. плюс-мінус 2% від 35% за об'ємом. Для того, щоб Газовідокремлювальний контрольний пристрій спрямувати газ із такою концентрацією метану до 26 відкриває регулюючий клапан 25 на трубопротрубопроводу для подачі змішаного газу 50, контводах 11, 12 та 13 на основі інформації у реальролюють кожен з клапанів регулювання швидкості ному часі, яка вказує на концентрацію метану у потоку 28а, 28b, 28с та 28d у пристрої для регулюзібраному газі від калориметра 24, і закриває ревання калорійності газу 10. Зокрема, регулювання гулюючі клапани 25 решти трубопроводів. У цій зі зворотним зв'язком здійснюють на основі сигнаконфігурації низькокалорійний газ надсилається до лу визначення концентрації метану від калориметтрубопроводу 11, середньокалорійний газ надсира 30, установленого на трубопроводі для подачі лається до трубопроводу 12, і висококалорійний змішаного газу 50. газ надсилається до трубопроводу 13. ГазовідокНаприклад, коли клапан регулювання швидкоремлювальний пристрій 8 може подавати гази з сті потоку 28а є відкритим, і встановлено, що конзаданою концентрацією метану до трубопроводів центрація метану у газі, який надходить із трубо11, 12 та 13, відповідно, незалежно від змін у конпроводу для низькокалорійного газу 11, перебуває центрації метану в зібраному газі. Як калориметр у вищезгаданому заданому діапазоні, згідно з сигможе бути застосований вимірювач концентрації налом від калориметра 30 (або калориметра 29а метану традиційного типу. трубопроводу 11), клапани регулювання швидкості Хоча зібраний газ поділяють на три типи газів потоку 28b, 28с та 28d закривається, таким чином, за концентрацією метану, тобто висококалорійний дозволяючи надходження газу лише з тр убопрогаз, середньокалорійний газ та низькокалорійний воду 11. Коли концентрація метану перевищує газ, зібраний газ може бути поділений на два або заданий діапазон, клапан регулювання швидкості чотири або більше типів газів. Наприклад, низькопотоку 28d трубопроводу для подачі повітря 15 калорійний газ, який містить метан у кількості, мевідкривається для зниження концентрації метану ншій за 40% за об'ємом, може бути додатково потаким чином, щоб відхилення концентрації могло ділений на низькокалорійний газ, який містить перетворитися на нуль, і утримується в регульоконцентрацію метану від 20% за об'ємом до 40% ваній відкритій позиції згідно з сигналом від калоза об'ємом, та низькокалорійний газ, який містить риметра 30. І навпаки, коли концентрація метану концентрацію метану у кількості, меншій за 20% за стає нижчою за значення заданого діапазону, клаоб'ємом. Завдяки цьому, пристрій для регулюванпан регулювання швидкості потоку 28b трубопроня калорійності газу 10, який описано нижче, може воду для середньокалорійного газу 12 та/або клаздійснювати теплове регулювання лише з викорипан регулювання швидкості потоку 28с станням зібраного газу без трубопроводу для потрубопроводу для висококалорійного газу 13 віддачі повітря 15. Таку зміну стандарту класифікації повідним чином відкриваються для збільшення у відповідному разі здійснюють згідно з командою концентрації метану таким чином, щоб відхилення від контрольного пристрою 100, який описано нижконцентрації могло перетворитися на нуль, і утриче, надісланою на газовідокремлювальний контмуються в регульованій відкритій позиції клапана рольний пристрій 26. регулювання швидкості потоку 28с згідно з сигнаНа Фіг.4 показано пристрій для регулювання лом від калориметра 30. У цьому разі відкрита калорійності газу 10. Тр убопровід для низькокалопозиція клапана регулювання швидкості потоку рійного газу 11, тр убопровід для середньокалорій28а трубопроводу для низькокалорійного газу 11 ного газу 12а, трубопровід для висококалорійного може регулюватися за потребою. газу 13а та трубопровід для подачі повітря 15 є Як описано нижче, сигнал, який вказує на несполученими з пристроєм для регулювання калодостатню подачу газ у, надсилається від пристрою рійності газу 10. Тобто, трубопровід для середньодля контролю балансу кількості газу 16. Зокрема, калорійного газу 12а, трубопровід для висококалоякщо кількість газу, який подається від трубопрорійного газу 13а та трубопровід для подачі повітря воду для подачі змішаного газу 50, є нижчою за 15 є сполученими з трубопроводом для низькокакількість газу, який вимагається на майданчиках лорійного газу 11, який проходить через пристрій споживання газу Ε та Т, пристрій для контролю для регулювання калорійності газу 10. Пристрій балансу кількості газу 16 надсилає сигнал, який на для регулювання калорійності газу 10 включає це вказує. Відповідно, пристрій для регулювання 15 78460 16 калорійності газу 10 виробляє низькокалорійний газу, вн утрішній тиск бака 33 знижується, таким газ для покриття недостачі газу. Тобто, згідно з чином, змушуючи верхню кришку 34 рухатися докомандою від контрольного пристрою для регулюнизу. На основі контрольної позиції В встановлювання калорійності 32. клапан регулювання швидють нижнє значення L та верхнє значення Η допукості потоку 28Ь середньокалорійного газу 12 стимих меж верхньої кришки 34. У разі, коли та/або клапан регулювання швидкості потоку 28с коливання подачі та потреби залишається у допутрубопроводу для висококалорійного газу 13 і кластимих межах від L до Н, індикатор балансу 37 не пан регулювання швидкості потоку 28d трубопродає команди до дії. За допустимими межами від L воду для подачі повітря 15 відкриваються, таким до Η нижня та верхня зони попередження від LL чином, виробляючи необхідну кількість низькокадо L та від Η до НН установлюються як задані діалорійного газу. Концентрація метану, таким чином, пазони. Якщо верхня кришка 34 перебуває в меутворює низькокалорійний газ шляхом змішування, жах зони попередження від LL до L або від Η до і низькокалорійний газ, який подається з трубопроНН, індикатор балансу 37 надсилає команду до воду для низькокалорійного газу 11, встановлюзаданої частини у системі 1, змушуючи її шукати ється у заданому діапазоні шляхом вищеописанопричину такого дисбалансу між подачею та потрего контролю. бою. На основі зон попередження від LL до L та На Фіг.5 показано пристрій для контролю бавід Η до НН нижня та верхня зони небезпеки від лансу кількості газу 16. Пристрій для контролю LLL до LL та від НН до ННН установлюються як балансу кількості газу 16 включає малооб'ємний задані діапазони. Якщо верхня кришка 34 перебубак 33, сполучений з трубопроводом для подачі ває у межах зони небезпеки від LLL до LL або від змішаного газу 50, верхню кришку 34, призначену НН до ННН, індикатор балансу 37 надсилає кодля герметичного закривання верхнього отвору манду до заданої частини у системі 1 на усунення бака 33 і здатну вертикально рухатись усередині такого дисбалансу між потребою та подачею. Побака 33, противагу 35, установлену на верхній тім команда обробляється і виконується, усуваючи кришці 34, позиційний датчик 36, призначений для такий дисбаланс. визначення позиції по вертикалі (висоти) верхньої Виправлення дисбалансу описано нижче. У кришки 34, та індикатор балансу 37. Верхня кришмежах від LLL до LL (тобто недостачі газу) газова ка 34 може рухатись у вертикальному напрямку турбіна 4 є менш навантаженою, або робота газозгідно з балансом між силою притискання верхньої вої турбіни 4 та/або робота газового двигуна 3 кришки 34 з противагою 35 та атмосферним тисзупиняється. Якщо навантаження на двигуни не ком та силою виштовхування через внутрішній зменшують для відповідності потребам в електротиск бака 33. Як визначено авторами, малий об'єм енергії та теплоті, пристрій для регулювання калобака 33 означає, наприклад, об'єм газу, який може рійності газу 10 збільшує вироблення низькокалобути витрачений однією газовою турбіною за перірійного газу. У межах від НН до ННН од від 10 до 15 хвилин. Якщо газ містить концентнавантаження газової турбіни 4 збільшується, або рацію метану 35% за об'ємом, і газова турбіна має інша газова турбіна 4 та/або газовий двигун 3, які номінальну вихідну потужність приблизно 1600кВт, тимчасово перебувають у з упиненому стані, знову то об'єм становить приблизно від 300 до 500 кубізапускають. Або відкачувальний пристрій 38 чних метрів. Позиційний датчик 36 може належати (Фіг.1), розташований на стороні виходу пристрою до фотоелектричного типу або ультразвукового для контролю балансу кількості газу 16, приводять типу. у дію для вивільнення надлишкового газу. ВідкаЗамість верхньої кришки 34, призначеної для чувальний пристрій 38 краще встановити у будьгерметичного закривання верхнього отвору бака якому потрібному місці трубопроводів для подачі 33, у баку 33 може бути передбачена гнучка обогазу 11 та 50, ніж на стороні виходу пристрою для лонка на зразок балона, який є сполученим з труконтролю балансу кількості газу 16. Крім того, кільбопроводом для подачі змішаного газу 50, і на кість відкачувальних пристроїв 38 не обов'язково балоні може бути встановлений компонент, який має бути обмежена. Відкачувальний пристрій моможе бути виявлений позиційним датчиком 36. же вивільнювати всі можливі низькокалорійні гази. Згідно з пристроєм для контролю балансу кіНизькокалорійний газ з міркувань безпеки може не лькості газу 16, коли кількість газу, який подається, вивільнюватися в атмосферу, а подаватися до дорівнює кількості газу, який споживається на пунктів користувача, які потребують низькокаломайданчиках споживання Ε та Т, тобто, ці кількості рійного газу для інших потреб. перебувають у рівновазі, внутрішній тиск у баку 33 Відкачувальний пристрій 38 включає витрато(вищий за атмосферний тиск) є постійним. Шляхом мір 43 та клапан регулювання швидкості потоку 44, регулювання противаги 35 установлюють позицію установлені на трубопроводі для подачі змішаного по вертикалі (контрольну позицію) В верхньої кригазу 50. Витратомір 43 є пристосованим для вимішки 34 для підтримання цих кількостей у належній рювання кількості вивільненого газу при визначенрівновазі. Індикатор балансу 37 включає контроні кількості газових двигунів 3 або газових турбін 4, льну позицію В, допустимі межі від L до Н, зони які мають фактично працювати. Клапан регулюпопередження від LL до L та від Η до НН і зони вання швидкості потоку 44 у нормальному режимі небезпеки від LLL до LL та від НН до ННН, які опироботи є закритим. І, як було описано вище, коли сано нижче. Коли кількість поданого газу перевикількість подачі газу значною мірою перевищує щує кількість спожитого газу, внутрішній тиск баку кількість потреби у газі, клапан регулювання швид33 зростає, таким чином, змушуючи верхню кришкості потоку 44 відкривають для усунення такого ку 34 рухатися вгору. І навпаки, коли кількість подисбалансу між подачею та потребою у газі, таким даного газу стає меншою за кількість спожитого чином, щоб газ вивільнювався в атмосферу, або 17 78460 18 надлишковий газ подавався до інших пунктів коринестійкою кількістю є більш придатним для газової стувача. Тобто, клапан регулювання швидкості турбіни. На Фіг.7 вісь абсцис представляє час, напотоку 44 функціонує як перепускний клапан, а приклад, день, тиждень або місяць, а вісь ординат отже, відкачувальний пристрій 38 можна назвати представляє кількість виробленого низькокалорійпристроєм безпеки. ного газу. На Фіг.6 показано пристрій для контролю баНа Фіг.8 показано приклад процедури запуску лансу кількості газу 39, який має іншу конструкцію. системи 1. Згідно з цією процедурою спочатку поПристрій для контролю балансу кількості газу 39 слідовно запускають кілька газових двигунів 3. За включає закритий бак 40, сполучений з трубопростабільних умов функціонування газових двигунів водом для подачі змішаного газу 50, індикатор 3 газові турбіни 4 та парові турбіни 17 запускають тиску 41, призначений для визначення внутрішньоу др угу чергу. Оскільки газові двигуни 3 та газові го тиску закритого бака 40, та індикатор балансу турбіни 4 мають таку конструкцію, що їх здатність 42. Внутрішній тиск закритого бака 40 у такому до вироблення енергії та подачі теплоти, тобто, стані, коли подача та потреба у газі є належним максимальна кількість газу, яка має бути спожита чином врівноваженими, встановлюють в індикаторі газовими двигунами 3 та газовими турбінами 4, балансу 42 як еталонний тиск. Таким самим чиперевищує кількість утвореного газу, як було опином, як було описано вище, встановлюють допуссано вище, деякі з газових двигунів 3 є неактивнитимі межі, зони попередження та зони небезпеки в ми. На Фіг.8 вісь абсцис представляє режим робоіндикаторі балансу 42 на основі визначеного тиску. ти, а вісь ординат представляє кількість газу, Еталонний тиск визначають на основі характерисспожитого на майданчиках Ε та Τ для виробленні тик усмоктувального пристрою б. Зазвичай етаенергії та подачі теплоти. Крім того, вісь абсцис лонний тиск становить приблизно 500mmAq. І так відповідає часові, а вісь ординат відповідає ресамо, як було описано вище, у зонах попереджензультатам, які забезпечуються системою. На Фіг.8 ня індикатор балансу 42 надсилає команду до закожен з показників від Ge1 до Ge4 означає кільданої частини у системі 1, змушуючи її шукати кість газу, спожитого кожним газовим двигуном 3, і причину дисбалансу між потребою та подачею кожен з показників Gt1 та Gt2 означає кількість газу. У зонах небезпеки індикатор балансу 42 надгазу, спожитого кожною газовою турбіною 4. Кожен силає команду до заданої частини у системі 1 на з показників від Qa до Qe означає кількість газу, усунення такого дисбалансу. Потім команда виковивільненого в атмосферу у кожному режимі робонується для усунення такого дисбалансу. Дисбати, і Тm означає мінімальну кількість газу, необхідланс усувається так само, як було описано вище. ного для підтримання функціонування однієї газоСистема 1 включає пристрій контролю систевої турбіни 4. ми 100, призначений для контролю за роботою Як правило, газ у вугільних пластах С завжди всієї системи 1. У системі 1, яка контролює комповиробляється з певним коливанням кількості зіненти за допомогою контрольних пристроїв 26 та браного газу. Газ всмоктується всмоктувальними 32, якими вона є оснащеною, сигнали, які надсипристроями 6 (Фіг.1) у якомога більшій кількості лаються від детекторів 37 та 42 та вимірювальних для безпеки видобувних робіт у порожнинах шахт пристроїв які контролюють усю систему 1 за допоМ. Перед початком роботи на майданчиках Ε та Τ могою пристрою контролю системи 100, взаємодідля вироблення енергії та подачі теплоти в систеють, здійснюючи ефективну і безпечну роботу. мі 1 висококалорійний газ та середньокалорійний Нижче описано приклад функціонування систегаз, відокремлені від всмоктаного газу газовідокми 1. ремлювальним пристроєм 8, подають до відповідУ разі, коли система 1 є встановленою, наприних пунктів користувача U1 та U2 (Фіг.1). З іншого клад, у вугільних ша хта х, стан низькокалорійного боку, оскільки низькокалорійний газ не може викогазу при утворенні та коливання фактичної кількористовуватися іншим обладнанням, крім системи сті (включаючи максимум та мінімум) зазвичай 1, низькокалорійний газ зазвичай вивільнюється за спостерігають заздалегідь. На основі результатів межами відкачувального пристрою 38 або іншого спостережень визначають і встановлюють газові подібного пристрою до початку запуску газових двигуни та газові турбіни, здатні споживати максидвигунів 3 та газових турбін 4. На основі інформамальну кількість газу. І газовими двигунами спожиції від витратоміра 43, установленого на відкачувається кількість газу, менша за передбачену мівальному пристрої 38 або іншому подібному принімальну кількість. Як показано на прикладі на строї, пристрій контролю системи 100 знає Фіг.7, функціонування системи 1 полягає в тому, швидкість потоку газу в трубопроводі для низькощо нестійка частка V низькокалорійного газу з вукалорійного газу 11. Крім того, пристрій контролю гільних пластів С або інших подібних джерел, відсистеми 100 визначає швидкість потоку газу, спомінна від стійкої кількості утворення S, споживажитого одним газовим двигуном 3, швидкість потоється газовими турбінами 4, і газ (газ стійкої ку газу, спожитого однією газовою турбіною 4 та кількості утворення S), кількість якого є меншою за кожним з багатьох газових двигунів 3 та газових передбачену мінімальну кількість, споживається турбін 4. газовими двигунами 3. Якщо низькокалорійний газ Згідно з командою від пристрою контролю сисзастосовують як паливо, газові двигуни зазвичай теми 100, газові двигуни 3 послідовно запускаютьфункціонують у режимі увімкнення-вимкнення, ся (від (А) до (D) на Фіг.8). Одночасно з цим клапан оскільки газові двигуни є менш придатними для регулювання швидкості потоку 44 відкачувального такої роботи, і навантаження постійно коливаєтьпристрою 38 поступово закривається. Під час цієї ся. З іншого боку, газова турбіна може легко функоперації пристрій контролю системи 100 порівнює ціонувати при зміні навантаження, а отже, газ з інформацію (кількість газу, вивільненого в атмос 19 78460 20 феру) від витратоміра 43 відкачувального притого, у цьому разі, для споживання газу з мінливою строю 38 з кількістю газу, спожитого певним газошвидкістю потоку одна газова турбіна 4 продовжує вим двигуном 3, і запускає наступний газовий двифункціонувати, доки не зупиниться. В альтернатигун 3. Якщо один з чотирьох газових двигунів 3 є вному варіанті обов'язково здійснюється автомавстановленим як резервний двигун, запускають тична або ручна аварійна зупинка майданчиків Ε три газові двигуни 3. Після цього пристрій контрота Τ для вироблення енергії та подачі теплоти. лю системи 100 порівнює інформацію від витратоТим часом зовнішня інформація OD, яка стоміра 43 з мінімальною кількістю газу, спожитого сується потреби в енергії, наприклад, потреби в однією газовою турбіною 4 (Тm на Фіг.8) і запускає електроенергії або потреби у парі, зберігається в одну газову турбіну 4 ((Е) на Фіг.8). Коли виникає пам'яті пристрою контролю системи 100. Пристрій необхідність вивільнення газу з відкачувального контролю системи 100 контролює запуск та зупинпристрою 38 на основі інформації від витратоміра ку газових двигунів 3 або газових турбін 4 шляхом 43, поки газова турбіна 4 продовжує працювати під порівняння інформація OD з фактичною кількістю навантаженням приблизно 100% (повне навантавиробленої енергії та фактичною кількістю поданої ження), послідовно запускають інші газові турбіни пари. В альтернативному прикладі зазначеного 4 ((F) на Фіг.8) для споживання надлишкового газу. процесу, коли виникає необхідність у збільшенні Замість запущення наступної газової турбіни 4 кількості низькокалорійного газу згідно з потребою після того, як навантаження на одну газову турбіну в енергії, пристрій контролю системи 100 надсилає 4 стає повним, як показано на Фіг.8, водночас мокоманду до пристрою для регулювання калорійножуть бути запущені кілька газових турбін 4, які сті газу 10 на збільшення вироблення низькокалопрацюють під середнім навантаженням. Вищеопирійного газу. сана процедура запуску, тобто процедура посліУ разі, коли потреба в електроенергії знижудовного запущення газових двигунів 3 та газових ється, а потреба в парі не змінюється при незмінтурбін 4, звичайно, є прийнятною для випадків, ній кількості утвореного газу, пристрій контролю коли кількість утвореного газу зростає, а виробсистеми 100 надсилає команду на послідовне прилення енергії та подача теплоти на майданчиках Ε пинення роботи газових двигунів 3 та продовження та Т частково здійснюються в умовах, за яких газ роботи газових турбін 4. Крім того, пристрій контвиробляється у кількості, меншій за нормальну. ролю системи 100 надсилає команду до клапана Мета системи 1 полягає в ефективному спорегулювання швидкості потоку 44 відкачувального живанні газу, зібраного з вугільних пластів С або пристрою 38 і на основі сигналу від пристрою для інших подібних джерел, і в максимально можликонтролю балансу кількості газу 16 на його відкривому задоволенні потреб в електроенергії та/або вання, відкрита позиція клапана регулювання теплоті через використання самоутворюваного швидкості потоку 44 регулюється і, таким чином, газу. Таким чином, коли кількість виробленого газу вивільнюється надлишковий газ. І навпаки, коли є достатньою для функціонування системи 1, фунзменшується лише потреба у парі, а потреба в кціонують усі газові двигуни 3 та газові турбіни 4, електроенергії не змінюється, навантаження газокрім резервного газового двигуна 3. Навіть якщо вих турбін 4 знижується, і натомість запускають кількість поданого газу є недостатньою, а отже, незадіяний газовий двигун 3. Коли знижується як працюють лише деякі з газових двигунів 3 і деякі з потреба в електроенергії, так і потреба в парі, гагазових турбін 4, в оптимальному варіанті принайзова турбіна 4 працює зі зниженим навантаженмні одна газова турбіна 4 продовжує споживати ням, а газові двигуни 3 послідовно зупиняються. певну мінливу частку газу. Причиною є те, що лиЗ іншого боку, коли кількість виробленого газу ше газова турбіна 4 може легко і плавно змінювати збільшується під час роботи частини газових двинавантаження, але газові двигуни 3 не можуть гунів 3 та газових турбін 4, пристрій для контролю цього робити. Крім того, навіть якщо стійка кільбалансу кількості газу 16 надсилає НН-сигнал або кість утворення S на Фіг.7 знижується, принаймні ННН-сигнал, і кількість газових двигунів 3 та газоодна газова турбіна 4 серед усіх газових турбін та вих турбін 4, які мають працювати, зменшується газових двигунів має продовжувати функціонувати. під контролем, подібним до того, який застосовуКоли кількість утвореного газу зменшується ють при запущенні системи 1. Крім того, коли припід час роботи всієї системи 1, здійснюють нижчестрій для контролю балансу кількості газу 16 неописану операцію. Отже, коли пристрій контролю сподівано надсилає НН-сигнал під час системи 100 отримує сигнал (LL-сигнал), який вкафункціонування всієї системи 1, він розпізнається зує на діапазон від LL до L, від пристрою для контоператором через дисплей або пристрій для поролю балансу кількості газу 16, він розпізнається відомлення (не показано). Крім того, коли монітор оператором через дисплей або пристрій для по16 надсилає ННН-сигнал, пристрій контролю сисвідомлення (не показано). Крім того, після отритеми 100 надсилає команду до клапана регулюмання сигналу (LLL-сигналу), який вказує на діапавання швидкості потоку 44 відкачувального призон від LLL до LL, пристрій контролю системи 100 строю 38 на відкривання. Потім пристрій контролю надсилає команду до принаймні однієї газової тусистеми 100 регулює відкриту позицію клапана рбіни 4 на зниження навантаження. У відповідь на регулювання швидкості потоку 44 на основі сигнацю команду газова турбіна 4 зменшує кількість лу від пристрою для контролю балансу кількості споживання газу. Якщо пристрій для контролю газу 16. Оскільки сигнал (такий, як LLL-сигнал або балансу кількості газу 100 продовжує надсилати ННН-сигнал) від пристрою для контролю балансу LLL-сигнал, то пристрій контролю системи 100 кількості газу 16 вказує на відхилення від контронадсилає команду на послідовне припинення рольного значення В, відкрита позиція клапана регуботи газових турбін 4 або газових двигунів 3. Крім лювання швидкості потоку 44 регулюється для 21 78460 22 усунення такого відхилення. ганічних відходів), утворений у процесі ферментаУ вищеописаному варіанті виконання мінлива ції та розкладу загальних відходів, включаючи кількість газу V споживається газовими турбінами, сміття на звалищах. здатними легко і швидко регулювати навантаженУсі вихідні матеріали цих газів є відходами, а ня, а газові двигуни 3 постійно споживають газ, отже, кількість утворених газів з часом може колитобто, постійну кількість S, меншу за мінімум V. ватися. Зокрема, кількість газу, видобутого з оргаПричиною цього є те, що спосіб функціонування є нічних відходів, з часом зменшується через харакдуже ефективним. Однак даний винахід не обметеристики відходів зі сміттєзвалищ. Для того, щоб жується цим варіантом, а газові турбіни 4 можуть ефективно використовувати ці джерела газу, використовува тись як у газових двигунах 3, напритранспортні засоби оснащують малопродуктивниклад, можуть працювати в режимі увімкненнями газовими двигунами разом з газовими турбінавимкнення залежно від умов вироблення газу. ми, транспортують їх до сміттєзвалищ і встановХоча в описаному вище варіанті втілення як люють на них на короткий період часу, доки там є вихідний газ було описано шахтний газ. зібраний з достатня кількість газу. вугільних пластів С, даний винахід не обмежується Промислове застосування лише застосуванням шахтного газу. Наприклад, Згідно з даним винаходом, самоутворюваний може використовуватися метан, утворений або газ, який вивільнюється в атмосферу і який не має видобутий з органічного брудного мулу під час практичного застосування, але спричинює забрудобробки стічних вод. Крім того, може застосовуванення повітря, може використовуватись як чисте тися газ біомаси, одержаний у процесі ферментапаливо і перетворюватися на таку енергію, як елеції біомаси відходів землеробства, біомаси відхоктроенергія, пара і т. ін. Крім того, мінлива частина дів лісового господарства, відходів тваринництва утвореного газу може повністю ефективно спожита інших природних відходів. Крім того, може заватися без втрат. стосовуватися метан (який називають газом з ор 23 Комп’ютерна в ерстка Т.Чепелева 78460 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601