Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату

Установка утилізації тепла турбокомпресора, зокрема шахтного, що містить електродвигун з редуктором, градирню, водяний насос, проміжні і кінцевий повітроохолоджувачі, причому проміжні повітроохолоджувачі виконані двосекційними з високотемпературною і низькотемпературною секціями, при цьому виходи ступенів турбокомпресора з'єднані з входами по повітрю кінцевого повітроохолоджувача і високотемпературними секціями проміжних повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, при цьому низькотемпературні секції з'єднані між собою паралельно, їх виходи по воді з'єднані з входом градирні, а виходи по повітрю з'єднані з входами U 2 (19) 1 3 стиснутого повітря турбокомпресора і сезонний характер використання тепла. В основу корисної моделі поставлена задача створення установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату в якій за рахунок виконання кінцевого повітроохолоджувача двосекційним і паралельного з'єднання високотемпературних і низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів досягається підвищення ККД утилізації тепла, а оснащення установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату конденсатором, насосом і турбіною низькокиплячого робочого тіла, розміщеної в кінематичному ланцюзі турбокомпресора, сприяє підвищенню загального ККД турбокомпресорного агрегату, зменшенню електричної потужності приводного двигуна, яка споживається з мережі і, як наслідок, скорочення капітальних затрат на установку. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату, що містить електродвигун з редуктором, градирню, водяний насос, проміжні і кінцевий повітроохолоджувачі, причому проміжні повітроохолоджувачі виконані двосекційними з високотемпературною і низькотемпературною секціями, при цьому виходи ступенів турбокомпресора з'єднані з входами по повітрю кінцевого повітроохолоджувача і високотемпературними секціями проміжних повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, при цьому низькотемпературні секції з'єднані між собою паралельно, їх виходи по воді з'єднані з входом в градирню, а виходи по повітрю з'єднані з входами ступенів турбокомпресора, причому вихід по повітрю кінцевого повітроохолоджувача з'єднаний з пневматичною мережею, відповідно до корисної моделі забезпечується конденсатором, насосом низькокиплячого робочого тіла, турбіною, розміщеною в кінематичному ланцюзі турбокомпресора, причому кінцевий повітроохолоджувач виконаний двосекційним, при цьому вихід градирні з'єднаний з входом водяного насоса, вихід якого з'єднаний з входом по воді конденсатора, вихід якого по воді з'єднаний з входами по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, причому вихід низькотемпературної секції кінцевого повітроохолоджувача по повітрю з'єднаний з пневматичною мережею, при цьому вихід по низькокиплячому робочому тілу конденсатора з'єднаний з входом відповідного насоса, вихід якого з'єднаний з входом по низькокиплячому робочому тілу високотемпературних секцій проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, з'єднаних між собою паралельно, виходи яких по низькокиплячому робочому тілу з'єднані з входом турбіни, вихід якої з'єднаний з відповідним входом конденсатора. Оснащення установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату конденсатором, насосом і турбіною низькокиплячого робочого тіла дає можливість одержати цілорічне вироблення механічної енергії за рахунок утилізації тепла стиснутого повітря, завдяки чому загальний ККД турбокомпресорного агрегату підвищиться. 44172 4 Виконання кінцевого повітроохолоджувача двосекційним і паралельне з'єднання високотемпературних і низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів дозволяє більш повно утилізувати тепло стиснутого повітря, підвищуючи коефіцієнт утилізації тепла. Розміщення турбіни в кінематичному ланцюзі турбокомпресора дозволяє зменшити електричну потужність приводного двигуна, яка споживається з мережі, і скоротити капітальні витрати на установку. На Фіг.1 представлена принципова схема запропонованої установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату. Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату містить електродвигун 1 з редуктором 2, турбокомпресор 3, виходи 4 ступенів якого з'єднані з входами 5 по повітрю високотемпературних секцій проміжних 6 і кінцевого 7 повітроохолоджувачів, виходи 8 яких по повітрю з'єднані з входами 9 по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, виходи 10 яких по повітрю з'єднані з входами 11 ступенів турбокомпресора 3, причому вихід 12 низькотемпературної секції кінцевого повітроохолоджувача з'єднаний з пневматичною мережею, при цьому вихід 13 градирні 14, через водяний насос 15, з'єднаний з входом 16 по воді конденсатора 17, вихід 18 якого по воді з'єднаний з входами 19 по воді низькотемпературних секцій проміжних 6 і кінцевого 7 повітроохолоджувачів, виходи 20 яких по воді з'єднані з входом 21 градирні 14, причому вихід 22 конденсатора 17 по низькокиплячому робочому тілу, через насос 23, з'єднаний з входами 24 по низькокиплячому робочому тілу високотемпературних секцій проміжних 6 і кінцевого 7 повітроохолоджувачів, відповідні виходи 25 яких з'єднані з входом 26 турбіни 27, вихід 28 якої з'єднаний з входом 29 по низькокиплячому робочому тілу конденсатора 17. Установка утилізації тепла стиснутого повітря турбокомпресорного агрегату працює наступним чином. Електродвигун 1 разом з редуктором 2 передає механічну енергію ступеням турбокомпресора 3. Стиснуте повітря з виходів 4 ступенів турбокомпресора 3 надходить до входу 5 високотемпературних секцій проміжних 6 і кінцевого 7 повітроохолоджувачів, віддає частину тепла низькокиплячому робочому тілу і з їх виходів 8 надходить до входу 9 низькотемпературних секцій, де охолоджуючою водою доохолоджується до необхідної по нормам температури, і з їх виходів 10 надходить до входу 11 ступенів турбокомпресора 3, причому з виходу 12 низькотемпературної секції кінцевого 7 повітроохолоджувача повітря надходить до пневматичної мережі. Низькокипляче робоче тіло, що подається на входи 24 високотемпературних секцій проміжних 6 і кінцевого 7 повітроохолоджувачів насосом 23, випаровується і з їх виходів 25 подається на вхід 26 турбіни 27 низькокиплячого робочого тіла, забезпечуючи вироблення механічної енергії. Пара низькокиплячого робочого тіла після турбіні 27 надходить до входу 29 конденсатора 17, переходить в рідкий стан і насосом 23 знову подається на входи 24 високотемпературних секцій повітроохолоджува 5 44172 чів. Охолоджуюча вода з виходу 18 по воді конденсатора 17 надходить до входу 19 по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, доохолоджує стиснуте повітря до необхідної по нормам температури і з виходів 20 по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів надходить до входу 21 градирні 14, де, віддавши тепло навколишньому середовищу, через водяний насос 15 подається на вхід 16 по воді конденсатора 17. У турбокомпресорній установці збільшення ККД використання тепла стиснутого повітря досягається за рахунок виконання кінцевого повітроохолоджувача двосекційним і паралельного з'єднання високотемпературних і низькотемпературних секцій повітроохолоджува Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 чів. Підвищення величини загального ККД турбокомпресорного агрегату досягається за рахунок використання тепла стиснутого повітря для цілорічного вироблення механічної енергії, а розміщення турбіни в кінематичному ланцюзі турбокомпресора дає можливість знизити потужність приводного двигуна, що споживається з мережі, і значно зменшити його вартість. Джерела інформації: 1. Центробежные компрессорные машины: Каталожный справочник М: НИИ ИНФОРМИЯЖМАШ 1970. - с.214. 2. Герасименко Г.П. Комплексное использование пневматической энергии при отработке глубоких месторождений. М: Недра, 1971. - 127с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601