Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату

Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату, що містить електродвигун з редуктором, турбіну, розміщену в кінематичному ланцюзі турбокомпресора, виходи ступенів якого з'єднані з входами по повітрю високотемпературних секцій проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами ступенів турбокомпресора, причому вихід низькотем 3 ратурних секцій проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, відповідні виходи яких з'єднані з входом турбіни, вихід якої з'єднаний з входом по низькокиплячому робочому тілу конденсатора [2]. Недоліками даної установки є низький ККД утилізації тепла стиснутого повітря і невисокий загальний ККД турбокомпресора. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату, в якому за рахунок додаткового оснащення її теплообмінником досягається підвищення ККД утилізації тепла стиснутого повітря і, як наслідок, збільшення загального ККД турбокомпресорного агрегату. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату, що містить електродвигун з редуктором, турбіну, розміщену в кінематичному ланцюзі турбокомпресора, виходи ступенів якого з'єднані з входами по повітрю високотемпературних секцій проміжних і кінцевого повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, виходи яких по повітрю з'єднані з входами ступенів турбокомпресора, причому вихід низькотемпературної секції кінцевого повітроохолоджувача з'єднаний з пневматичною мережею, градирню, конденсатор, водяний насос і насос низькокиплячого робочого тіла, стосовно корисної моделі до її складу входить теплообмінник, вихід якого по низькокиплячому робочому тілу з'єднаний з відповідними входами високотемпературних секцій повітроохолоджувачів, відповідні виходи яких з'єднані з входом турбіни, вихід якої з'єднаний з входом по низькокиплячому робочому тілу конденсатора, відповідний вихід якого, через насос, з'єднаний з входом по низькокиплячому робочому тілу теплообмінника, при цьому вихід теплообмінника по воді, через градирню і водяний насос, з'єднаний з входом по воді конденсатора, відповідний вихід якого з'єднаний з входами по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, відповідні виходи яких з'єднані з входом по воді теплообмінника. Оснащення установки утилізації тепла турбокомпресорного агрегату теплообмінником дає можливість здійснити попередній підігрів робочого тіла за рахунок використання теплоти охолоджуючої води завдяки чому, ККД утилізації тепла і загальний ККД турбокомпресорного агрегату підвищуються. Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату містить електродвигун 1 з редуктором 2, турбіну 3, розміщену в кінематичному ланцюзі турбокомпресора 4, градирню 5, водяний насос 6 і насос по низькокиплячому робочому тілу 7, конденсатор 8, турбокомпресор 4, виходи ступенів 9 якого з'єднані з входами 10 по повітрю високотемпературних секцій проміжних 11 і кінцевого 12 повітроохолоджувачів, виходи 13 яких по повітрю з'єднані з входами 14 по повітрю низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, виходи 15 яких по повітрю з'єднані з входами 16 ступенів турбокомпресора 4, причому вихід 17 низькотемпературної секції кінцевого повітроохолоджувача 50076 4 12 з'єднаний з пневматичною мережею, при цьому вихід 18 теплообмінника 19 по низькокиплячому робочому тілу з'єднаний з входами 20 високотемпературних секцій повітроохолоджувачів, відповідні виходи 21 яких з'єднані з входом 22 турбіни 3, вихід 23 якої з'єднаний з входом 24 по низькокиплячому робочому тілу конденсатора 8, вихід 25 якого, через насос 7, з'єднаний з входом 26 по низькокиплячому робочому тілу теплообмінника 19, при цьому вихід 27 теплообмінника 19 по воді, через градирню 5 і водяний насос 6, з'єднаний з входом 28 по воді конденсатора 8, вихід 29 якого з'єднаний з входами 30 по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, відповідні виходи 31 яких з'єднані з входом 32 по воді теплообмінника 19. Установка утилізації тепла стиснутого повітря турбокомпресорного агрегату працює наступним чином. Електродвигун 1 разом з редуктором 2 передає механічну енергію ступеням турбокомпресора 4. Стиснуте повітря з виходів 9 ступенів турбокомпресора 4 надходить до входу 10 високотемпературних секцій проміжних 11 і кінцевого 12 повітроохолоджувачів, віддає частину тепла низькокиплячому робочому тілу і з їх виходів 13 надходить до входу 14 низькотемпературних секцій, де охолоджуючою водою доохолоджується до температури, що вимагається по нормах, і з їх виходів 15 надходить до входів 16 ступенів турбокомпресора 4, причому з виходу 17 низькотемпературної секції кінцевого 12 повітроохолоджувача повітря надходить до пневматичної мережі. Низькокипляче робоче тіло, що подається на вхід 26 теплообмінника 19 насосом 7 нагрівається і надходить до входу 20 високотемпературних секцій повітроохолоджувачів, де випаровується і з їх виходів 21 подається на вхід 22 турбіни 3 низькокиплячого робочого тіла, забезпечуючи вироблення механічної енергії. Пара низькокиплячого робочого тіла після турбіни 3 надходить до входу 24 конденсатора 8, переходить в рідкий стан і насосом 7, через теплообмінник 19, знову подається на входи 20 високотемпературних секцій повітроохолоджувачів. Охолоджуюча вода з виходу 29 по воді конденсатора 8 надходить до входу 30 по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, доохолоджуючи стиснуте повітря до температури, що вимагається по нормах, і з виходів 31 по воді низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів, надходить до входу 32 теплообмінника 19, де віддає тепло низькокиплячому робочому тілу і, через водяний насос 6 і градирню 5, надходить до входу 29 по воді конденсатора 8. У турбокомпресорній установці збільшення ККД використання тепла стиснутого повітря досягається за рахунок наявності теплообмінника, а підвищення загального ККД турбокомпресорного агрегату досягається за рахунок розміщення його по низькокиплячому робочому тілу, між магістраллю насоса і входами високотемпературних секцій повітроохолоджувачів, а по воді - між виходами низькотемпературних секцій повітроохолоджувачів і градирнею. Джерела інформації: 5 50076 1. Герасименко Г.П. Комплексное использование пневматической энергии при отработке глубоких месторождений. М: Недра, 1971. - 128с. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 2. Патент 44172 UA F04В1/00. Установка утилізації тепла турбокомпресорного агрегату / А.Ф. Булат, І.Ф. Чемерис, Ю.І. Оксень, М.В. Радюк (UA). 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