Установка утилізації тепла компресорного агрегату

Установка утилізації тепла компресорного агрегату, що містить електродвигун з редуктором, турбіну, розміщену в кінематичному ланцюзі компресора, виходи ступенів якого з'єднані з входами по повітрю проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами ступенів компресора, причому вихід кінцевого повітроохолоджувача по повітрю з'єднаний з пневматичною мережею, а також конденсатор, водяний насос, насос робочого тіла і градирню, яка відрізняється тим, що як робоче тіло використо 3 сорного агрегату, в якій за рахунок додаткового оснащення її сепаратором, теплообмінником і блоком змішування зменшуються втрати ексергії від необоротності завдяки змінній температурі кипіння сумішевого робочого тіла і, як наслідок, збільшується ексергетичний ККД і ККД утилізації тепла стиснутого повітря в повітроохолоджувачах, а також зменшується металоємність теплообмінних апаратів. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що установка утилізації тепла компресорного агрегату містить електродвигун з редуктором, турбіну, розміщену в кінематичному ланцюзі компресора, виходи ступенів якого з'єднані з входами по повітрю проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами ступенів компресора, причому вихід кінцевого повітроохолоджувача по повітрю з'єднаний з пневматичною мережею, а також конденсатор, водяний насос, насос робочого тіла і градирню, стосовно винаходу в якості робочого тіла використовується двокомпонентне сумішеве робоче тіло, а до складу установки входять сепаратор, теплообмінник і блок змішування, вихід якого, через конденсатор, з'єднаний з насосом, перший вихід якого з'єднаний з входами по сумішевому робочому тілу повітроохолоджувачів, виконаних односекційними, відповідні виходи яких з'єднані з входом сепаратора, а другий вихід насоса з'єднаний з входом по сумішевому робочому тілу теплообмінника, відповідний вихід якого також з'єднаний з входом сепаратора, вихід якого по сумішевому робочому тілу, збагаченому низькокиплячою компонентою, з'єднаний з входом турбіни, вихід якої з'єднаний з відповідним входом блоку змішування, а вихід сепаратора по сумішевому робочому тілу, збагаченому висококиплячою компонентою, з'єднаний з відповідним входом теплообмінника, відповідний вихід якого з'єднаний з відповідним входом блоку змішування. Оснащення установки утилізації тепла компресорного агрегату сепаратором, теплообмінником і блоком змішування сприяє збільшенню ексергетичного ККД і ККД утилізації тепла стиснутого повітря в повітроохолоджувачах за рахунок зменшення втрат ексергії від необоротності завдяки змінній температурі кипіння сумішевого робочого тіла. Зменшення металоємності повітроохолоджувачів досягається за рахунок виконання проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів односекційними і зменшення площі поверхні теплообміну завдяки зменшенню втрат ексергії від необоротності. Зменшення металоємності конденсатора досягається за рахунок зменшення кількості теплової потужності, що відводиться, в результаті регенерації тепла в теплообміннику. На Фіг. представлена принципова схема запропонованої установки утилізації тепла компресорного агрегату. Установка утилізації тепла компресорного агрегату на основі сумішевого робочого тіла містить електродвигун 1 з редуктором 2, конденсатор 3, водяний насос 4, градирню 5, насос сумішевого робочого тіла 6, сепаратор 7, теплообмінник 8, 49780 4 блок змішування 9, турбіну 10, розміщену в кінематичному ланцюзі компресора 11, виходи 12 ступенів якого з'єднані з входами 13 по повітрю проміжних 14 і кінцевого повітроохолоджувачів 15, виходи 16 яких по повітрю з'єднані з входами 17 ступенів компресора 11, причому вихід 18 кінцевого повітроохолоджувача 15 по повітрю з'єднаний з пневматичною мережею при цьому, вихід 19 блоку змішування 9, з'єднаний з входом по сумішевому робочому тілу 20 конденсатор 3, відповідний вихід 21 якого з'єднаний з насосом сумішевого робочого тіла 6, перший вихід 22 якого з'єднаний з входами 23 по сумішевому робочому тілу проміжних 14 і кінцевого повітроохолоджувачів 15, виконаними односекційними, відповідні виходи 24 яких з'єднані з входом 25 сепаратора 7, а другий вихід 26 насоса сумішевого робочого тіла 6 з'єднаний з входом 27 по сумішевому робочому тілу теплообмінника 8, відповідний вихід 28 якого також з'єднаний з входом 25 сепаратора 7 при цьому, вихід 29 сепаратора 7 по сумішевому робочому тілу збагаченому низькокиплячою компонентою з'єднаний з входом 30 турбін 10, вихід 31 якої з'єднаний з відповідним входом 32 блоку змішування 9, а вихід 33 сепаратори 7 по сумішевому робочому тілу збагаченому висококиплячою компонентою з'єднаний з відповідним входом 34 теплообмінника 8, відповідний вихід 35 якого з'єднаний з відповідним входом 36 блоку змішування 9. Установка утилізації тепла стиснутого повітря компресорного агрегату працює наступним чином. Електродвигун 1 разом з редуктором 2 передає механічну енергію ступеням турбокомпресора 11. Стиснуте повітря з виходів 12 ступенів компресора 11 надходить до входів 13 проміжних 14 і кінцевого 15 повітроохолоджувачів, віддає тепло сумішевому робочому тілу, охолоджується до потрібної по нормах температури і, з їх виходів 16, надходить до входу 17 ступенів компресора 11, причому з виходу 18 кінцевого повітроохолоджувача 15 повітря надходить в пневматичну мережу. Повністю сконденсоване в конденсаторі 3 сумішеве робоче тіло з виходу насоса 6 розділяється на два потоки. Перший потік 22 подається на входи 23 проміжних 14 і кінцевого повітроохолоджувачів 15, забирає тепло стиснутого повітря, частково випаровується при змінній температурі кипіння і, з їх виходів 24, надходить до входу 25 сепаратора 7 при цьому, другий потік сумішевого робочого тіла 26 подається на відповідний вхід 27 теплообмінника 8, де нагрівається, частково випаровується при змінній температурі кипіння, змішується з першим потоком 22, утворюючи двофазну високотемпературну суміш, і також надходить до входу 25 сепаратора 7. Потім, в сепараторі 7, двофазна суміш розділяється на газоподібну низькокиплячу і рідку висококиплячу компоненти. При цьому низькокипляча газоподібна компонента надходить до турбіни 10, забезпечуючи вироблення механічної роботи, а висококипляча - в теплообмінник 8, де віддає своє тепло і нагріває сумішеве робоче тіло, що надходить до теплообмінника 8. Після цього обидві компоненти змішуються в блоці змішування 9 і надходять до конденсатора 3, де конденсується при постійній температурі. 5 49780 В установці утилізації тепла компресорного агрегату збільшення ексергетичного ККД і ККД утилізації тепла стиснутого повітря в повітроохолоджувачах досягається за рахунок зменшення втрат ексергії від необоротності завдяки використанню сумішевого робочого тіла зі змінною температурою кипіння. Зменшення металоємності теплообмінних апаратів, а саме: повітроохолоджувачів досягається за рахунок виконання їх односекційними, а також зменшення площі поверхні теплообміну завдяки зниженню втрат ексергії від необоротності, а Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 зменшення металоємності конденсатора досягається внаслідок зменшення кількості теплової потужності, що відводиться, за рахунок регенерації тепла в теплообміннику. Джерела інформації 1. Герасименко Г.П. Комплексное использование пневматической энергии при отработке глубоких месторождений. - М: Недра, 1971. - 128с. 2. Патент 44172 UAF04B1/00. Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату // Булата А.Ф., Чемериса І.Ф., Оксеня Ю.І., Радюка М.В. Промислова власність. - 2009. - №18. Підписне Тираж 26 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