Турбодетандерна установка

Турбодетандерна установка, що містить охолоджувач води, підігрівач вхідний, дозуючий та байпасний блоки, ступені високого та низького тисків турбодетандера, редуктор, підігрівач проміжний, генератор, охолоджувач повітря, маслоохолоджувач, джерела низькопотенційної теплоти об'єкта - конденсатор парової турбіни, маслоохолоджувач парової турбіни, охолоджувач повітря турбогенератора парової турбіни, насоси охолоджуючої води і теплоносія, баки охолоджуючої 3 32646 обліку газу. Підігрів газу відбувається в підігрівачі, що розташований на вході в ДГА [ДГА для газоредуцирующи х пунктов. Проспект ОАО «Криокор» , стр.3, 4]. При роботі відомого детандер-генераторного агрегату газ в підігрівачі підігрівається теплоносієм з теплофікаційної мережі ТЕЦ, на що йде основна частина витрат при експлуатації агрегату. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності роботи турбодетандерної установки з метою зменшення витрат на підігрів газу. Це дасть змогу збільшити рентабельність і зменшить строк окупності турбодетандерної установки. Поставлена мета досягається тим, що в турбодетадерній установці, яка має в своєму складі охолоджувач води, підігрівач вхідний, дозуючий та байпасний блоки, ступіні високого та низького тисків турбодетандера, редуктор, підігрівач проміжний, генератор, охолоджувач повітря, маслоохолоджувач, джерела низькопотенційної теплоти об’єкта - конденсатор парової турбіни, маслоохолоджувач парової турбіни, охолоджувач повітря турбогенератора парової турбіни, насоси охолоджуючої води і теплоносія, баки охолоджуючої води та теплоносія, регулятори, засувки, згідно корисної моделі турбодетандер виконаний з окремо розташованими на протилежних кінцях ведучого вала редуктора ступінями високого і низького тиску, має підігрівай проміжний, розміщений між ступінями турбодетандера, підігрів газу відбувається ступінчато в охолоджувачі води теплотою маслоохолоджувача та охолоджувача повітря турбодетандерної установки, у вхідному і проміжному підігрівачах від низько потенційних джерел теплоти об’єкта - конденсатора парової турбіни, маслоохолоджувача парової турбіни, охолоджувача повітря турбогенератора парової турбіни, охолоджувач води, вхідний та проміжний підігрівачі створюють відповідно замкнуті системи охолодження води і підігріву газу. Підвищення ефективності пропонованої турбодетандерної установки досягається шляхом виконання турбодетандера окремими ступінями високого і низького тисків з проміжним підігрівом газу між ними, що дозволить розділити загальний теплоперепад на частини оптимальні для кожної ступіні. Це дасть можливість зменшити температуру підігріву газу в ступінях відповідно до теплоперепаду в останніх, і утилізувати теплоту низькопотенційних джерел об’єкта для підігріву газу, в яких використовуються вода, що після підігріву охолоджується в різних пристроях (градирні, водойми). Суть корисної моделі пояснюється кресленнями Фіг.1-3, де на Фіг.1 показана пропонована конструктивна схема турбодетандерної установки, на Фіг.2, 3 - варіанти можливого виконання турбодетандерної установки. Турбодетандерна установка Фіг.1 містить охолоджувач води 1, підігрівач вхідний 2, блок дозуючий 3, блок байпасний 4, ступінь високого тиску турбодетандера 5, ступінь низького тиску турбодетандера 6, редуктор 7, підігрівач проміжний 8, генератор 9, охолоджувач повітря 10, маслоохолоджувач 11, джерела низькопотенційної теплоти 12, конденсатор парової турбіни 13, маслоо 4 холоджувач парової турбіни 14, маслоохолоджувач турбогенератора парової турбіни 15, насос охолоджуючої води 16, насос теплоносія 17, бак охолоджуючої води 18, бак теплоносія 19, регулятори 20, 26, 37, 38, засувки 21-25, 28-36. Турбодетандерна установка Фіг.2 оснащена двопоточним редуктором 7, на вихідних валах якого окремо розташовані ступіні високого тиску 5 і низького тиску 6 турбодетандера, між якими розташований підігрівач проміжний 8. Турбодетандерна установка Фіг.3 оснащена ступінями високого тиску 5 і низького тиску 6, що виконані разом в одному корпусі турбодетандера, з можливістю під’єднання корпуса до підігрівача проміжного 8. Ступіні 5 і 6 турбодетандера стикуються з редуктором 7 муфтою. Турбодетандерна установка згідно схеми Фіг.1 працює наступним чином. Газ з магістралі через засувку 22, о холоджувач води 1, підігрівач вхідний 2, блок дозуючий 3, подається в ступінь високого тиску турбодетандера 5, розташовану на редукторі 7, далі проходить через підігрівач проміжній 8, ступінь низького тиску турбодетандера 6 і з останньої через засувку 25 потрапляє до газопроводу споживача. В ступінях 5, 6 турбодетандера потенційна енергія надлишкового тиску газу шляхом розширення в лопатковому апараті перетворюється в механічну роботу, створюючи обертаючий момент на валу редуктора 7, який передається з узгодженням частот обертання в зубчатому зачеплені, на генератор 9. Зменшення енергії газу супроводжується зниженням його температури, що може призвести до появи конденсату та хімічних відкладень на лопатках турбодетандера. З метою запобігання такому явищу газ перед подачею в ступіні 5,6 турбодетандера підігрівається. Блок дозуючий 3 регулює подачу газу до турбодетандерної установки, підтримуючи заданий тиск газу на виході турбодетандера в залежності від витрати газу споживачем. Блок байпасний 4 підтримує заданий тиск газу на виході турбодетандера при аварійній зупинці турбодетандерної установки до відновлення заданого тиску газ у в газопроводі споживача. Засувки 21, 23, 24, 27 використовуються для продувки системи турбодетандерної установки газом перед запуском, або повітрям перед ремонтом. Підігрів газу відбувається охолоджувачем води 1 теплотою, що виділяється в системі охолодження турбодетандерної установки. Охолоджуюча вода з баку охолоджуючої води 18 насосом охолоджуючої води 16 через засувки 35, 34, 33, 32 подається в охолоджувач повітря 10 генератора 9, маслоохолоджувач 11 і підігрівається в останніх. Нагріта вода спрямовується через засувку 31 в охолоджувач води 1, охолоджується, підігріваючи газ, і після цього зливається в бак охолоджуючої води 18. Поповнення системи охолоджуючою водою відбувається з трубопроводу об’єкта через засувку 36. Теплоти з системи охолодження для підігріву газу до необхідної температури недостатньо, тому газ додатково підігрівається в системі підігріву підігрівачами вхідним 2 перед ступінню високого тиску турбодетандера 5 і проміжним 8 перед сту 5 32646 пінню низького тиску турбодетандера 6. Завдяки розділенню загального теплоперепаду на пропорційні частини в ступінях турбодетандера, відбувається зменшення температурного перепаду газу, що дає можливість знизити температуру теплоносія, необхідну для підігріву газу. Така ступінчата система дозволяє використовувати джерела низькопотенційної теплоти 12 об’єкта, наприклад, конденсатора парової турбіни 13, маслоохолоджувача парової турбіни 14, охолоджувача повітря турбогенератора парової турбіни 15 для підігріву газ у. В системі підігріву теплоносій насосом теплоносія 17 з баку теплоносія 18 через засувки 29, 28 підводиться одночасно в джерела низькопотенційної теплоти 12 і підігрітий останніми подається в підігрівачі вхідний 2 і проміжний 8. Охолоджений після підігріву газу теплоносій зливається в бак теплоносія 19. Якщо температура теплоносія недостатня для підігріву газу її збільшення відбувається з допомогою регуляторів 26 і 20 шляхом підмішування до теплоносія сітьової води, що має більш високу температуру, частина якої повертається до теплофікаційної сітки через регулятор 37. В випадку коли з джерел низькопотенційної теплоти 12 подається надмірний для турбодетандерної установки об’єм теплоносія, надлишок 6 останнього зливається через регулятор 38 в систему об’єкта. Втрати теплоносія поповнюються з системи об’єкта через засувку 30. Проміжний підігріву газу в турбодетандерній установці дасть можливість використовувати для підігріву газу джерела низькопотенційної теплоти об’єкта, наприклад ТЕЦ, і впровадити замкнуті системи підігріву і охолодження, що зменшить експлуатаційні витрати, а розміщення ступінів на валу редуктора спростить конструкцію турбодетандера. Згідно схеми установки по Фіг.2 ступіні 5 і 6 турбодетандера розміщені на окремих валах двох потокового редуктора 7, що дозволить збільшувати, при необхідності, кількість ступінів турбодетандера, встановлюючи їх на вільні кінці валів, або спростити конструкцію навішених пристроїв, наприклад валоповороткового механізму. Згідно схеми установки по Фіг.3 ступіні 5 і 6 можуть бути виконані в спільному корпусі турбодетандера. Це дасть можливість спростити конструкцію редуктора 7 і розміщення турбодетандера на об’єкті. Установка, що заявляється, може бути виготовлена в умовах серійного виробництва з використанням наявного устаткування і технологічного циклу. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 32646 8 Підписне 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