189973. lajstromszámú szabadalom • Berendezés kompresszorállomások hulladékhőjének hasznosítására
1 189,973 2 alacsonynyomású 1 gázvezetéken érkező gáz komplimálását 2 turbokompresszor végzi. A 2 turbokompresszort 3 gázturbina hajtja meg, amely hajtóenergiáját az 1 gázvezetékből leágaztatott 4 vezetéken át kapja. A 3. gázturbinában munkát végzett, nagy hőmérsékletű gáz-levegő keverék az 5 kipufogó csövön keresztül a szabadba kerül.' A komprimált gáz a 2 turbokompresszorban az adiabatikus állapotváltozáshoz közel eső kompresszió következtében a 6 kiömlő csőbe megnövekedett nyomással és hőmérséklettel érkezik. A magasabb hőmérséklet miatt a gáz térfogata is megnövekszik, ezért a továbbítához szükséges energia csökkentése érdekében a gázt le kell hűteni. Erre a célra szolgál a 7 hőcserélő. A jelen kiviteli alakban a 7 hőcserélő az ismert megoldásoktól eltérően levegő helyett vízzel vagy más folyadékközeggel, pl. fagyálló folyadékkal hűtött. A hűtésre szolgáló közeg, példaként a víz a 8 vezetéken lép be a 7 hőcserélőbe, majd felmelegedve a 10 vezetéken át távozik. Az általános műszaki gyakorlat szerint a kompresszorból kilépő gázt 90-100°Gról 40-50 °C-ra szokás lehűteni. A 7 felületi hőcserélő megfelelő kialakításával biztosítható, hogy a 8 vezetéken érkező víz a belépő gáz hőmérsékletét megközelítő hőmérsékletre (60- 80 °Gra) melegedjék fel. 7 hőcserélőn átáramló gáz lehűlve a 9 nagynyomású gáztávvezetékbejut A 7 hőcserélő a felmelegedett hűtővíz a 10 vezetéken keresztül a 12 felhasználási helyre jut, amely a N helyi adottságoknak megfelelően lehet távfűtő rendszer, ipari vagy lakossági melegvízszolgáltató rendszer, növényházi fűtőberendezés stb. A víz melynek továbbítására a 11 keringtető szivattyú szolgál a 12 hőfelhasználó rendszerből lehűlve visszakerül all szivattyúhoz, innen pedig a 7 hőcserélőbe. A 12 hőfogyasztó általában változó mennyiségű hőt igényel. Távfűtőrendszerek vagy növényházak esetében télen nagy a hőszükséglet, nyáron viszont az ilyen rendszerek gyakorlatilag-nem igényelnek hőt. Mivel a komprimált gáz hűtését a 12 hőfogyasztó igényétől függetlenül mindenkor biztosítani kell, a 10 vízvezetékhez a záróelemmel ellátott 13 vezetéken keresztül 14 hűtőtorony csatlakozik. Ennek levegővel hűtött zárt 15 hőcserélői vannak. A 15 hőcserélőkbe bevezetett víz lehűlve a 14 hűtőtoronyból a záróarmatúiával ellátott 16 vezetéken át jut vissza a hűtővíz cirkulációs körbe. A példaként bemutatott természetes huzatú 14 hűtőtorony hőteljesítménye a levegőszabályozó 17 zsalukkal változtatható oly módon, hogy a 14 hűtőtorony és a 12 hőfogyasztó együttes hőigénye mindenkor azonos legyen a 7 hőcserélőben a komprimált gázból elvonandó hőmennyiséggel. Természetes huzatú hűtőtorony helyett alkalmazható ventilátoros torony is. Ennek hőteljesítmény szabályozása a levegő áramoltatásra használt ventilátorok fordulatszámának vagy lapátszögének változtatásával, egyes ventilátorok leállításával vagy beindításával, zsaluk zárásával és nyitásával illetve a lehetőségek kombinációjával valósítható meg. A fent leírt rendszerrel szemben támasztott másik követelmény, hogy a 12 hőfogyasztó hőigénye is mindenkor biztosítható legyen, olyankor is, amikor a 2 gázkompresszor csökkentett teljesítménnyel üzemel, ezért a 7 hőcserélőben elvonható hő kevesebb a 12 hőfogyasztó által igényelt mennyiségnél. E feladat megoldását mutatja a 2. ábra. A többlet hő bevitelére a példaként bemutatott megoldás szerint a 20 hőcserélő szolgál. A hőcserélő a 21 belépő és 22 kilépő vezetékekkel csatlakozik a 12 hőfogyasztó vízköréhez. A 20 hőcserélőben áramló vizet a 3 gázturbinából kiáramló kipufogógázok melegítik fel oly mértékig, hogy a 7 és 20 hőcserélőben felvett hő együttesen elegendő legyen a 12 hőfogyasztó igényének ellátására. A hiányzó hőmennyiség bevitelére alkalmas másik megoldást mutat a 3. ábra. Ez a módszer akkor alkalmazható, ha előfordulhat a 3 gázturbina leállása olyan esetben, amikor a 12 hőfogyasztó feltétlenül igényel hőt. A 30 kazán példaként a 31 megkerülő vezetéken keresztül az 4 gázvezetékről látható el fűtőenergiával. A lehűlt füstgázok a 32 vezetéken át távoznak. A kazán a 21 belépő és 22 kilépő vezetékkel csatlakozik a 12 hőfogyasztó vízköréhez. A 4. ábra a találmány szerinti berendezés egy más kiviteli alakját mutatja. Ennél a 3 gázturbina 5 kipufogóvezetékhez a 40 hőhasznosító kazán csatlakozik. A hőhasznosító kazánban gőz fejlődik, amely a 41 csővezetéken át a 42 gőzturbinába kerül. A gőzturbina meghajtja a 43 kompresszort, amely a 2 gázkompresszorral együttesen végzi el az 1 vezetéken érkező földgáz komprimálását.. A 7 hőcserélő gondoskodnak a 2 illetve 43 gázkompresszorokból kiáramló nagynyomású gáz lehűtéséről. A hőcserélők hűtőrendszere azonos az 1. ábrán bemutatottal. Amennyiben a 7 hőcserélőn elvezetett hő kevesebb, minta 12 hőfogyasztó által igényelt hőmennyiség, a különbözetet a gőzzel fűtött 44 hőcserélőn keresztül lehet a vízkörbe bejuttatni. A szükséges gőzt a 45 vezetéken át a 40 kazán szolgáltatja A 44 hőcserélőben kondenzálódott fűtőgáz kondenzátumának a 47 kondenzátorba való visszavezetésére szolgál a 46 kondenzátum vezeték. A 47 kondenzátor hűtésére szolgál a 48 hűtőtorony. A 47 kondenzátorban lecsapódó gőz kondenzátumának előmelegítésére ismert megoldás a 2 és 43 kompresszorokból távozó magas hőfokú gázzal való előmelegítés. Jelen találmány szerinti kivitelnél a kondenzátum előmelegítésére a hőhasznosító 7 hőcserélőkben is megtörténhet. Ugyancsak ismert megoldás a 47 kondenzátor 48 hűtőtoronnyal való hűtése is. Jelen találmány szerinti megoldásnál a 48 hűtőtorony kialakítható a 14 szükséghűtőtorony részeként is, azzal közös köpenyben (4/a. ábra), esetleg közös vízkörrel (4/b. ábra). A gőzturbina mindenkori teljesítményének biztosítására a 40 kazán a 3 gázturbinát megkerülő gázvezetéki csatlakozással és póttüzelő rendszerrel is el van látva. A 2 és 43 gázkompresszorok üzemszünete esetén a 12 hőfogyasztó hőellátását a 40 kazán póttüzelésével fejlesztett és a 44 hőcserélőben vezetett gőzt látja el. Természetesen ez a feladat megoldható a 2. vagy 3. ábrákon bemutatott módon is. A találmány szerinti berendezés nem szorítkozik az ábrákon bemutatott számú gáz és gőzturbinákra és komresszorokra, hanem érvényes több hasonló módon párhuzamosan kapcsolt gépcsoportra vagy csoportokra is. Szabadalmi igénypontok 1. berendezés gáztáwezetéki kompresszorállomások alacsonpotenciálú hulladékhőjének a gázkomp-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
