Система теплоснабжения промышленных объектов и способ ее осуществления

Авторы патента:

F01K17/00 - Использование пара или конденсата из отбора или выхлопа (для подогрева питательной воды F01K 7/34; возврат конденсата в котел F22D)

Владельцы патента RU 2583499:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к системе и способу теплоснабжения промышленных объектов. Система теплоснабжения содержит теплогенератор, потребителя, прямую магистраль для подачи нагретой в теплогенераторе воды упомянутому объекту, обратную магистраль, для транспортирования охлажденной воды к теплогенератору, обратный клапан, испаритель с рабочим телом, установленный в дымоходе теплогенератора, сбросной клапан, трубопровод высокого давления, трубопровод возврата конденсата, дополнительные обратные клапаны, установленные на обратной магистрали, при этом она снабжена закрепленным на испарителе расширительным баком со сбросным клапаном, соединенным трубопроводом высокого давления с обратной магистралью на участке между дополнительными обратными клапанами, соединенным трубопроводом возврата конденсата через обратный клапан с испарителем. Раскрыт способ теплоснабжения промышленных объектов с использованием упомянутой системы, включающий нагрев охлажденной воды из обратной магистрали теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов в дымоходе теплогенератора, испарение рабочего тела в испарителе до заданного давления при утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в дымоходе теплогенератора, импульсную подачу через сбросной клапан образовавшегося пара, расширение пара с совершением работы по перекачиванию воды, конденсацию пара с отдачей тепла воде из обратной магистрали и возвращение конденсата рабочего тела в испаритель, в котором рабочее тело находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации, при этом в качестве рабочего тела используют воду, пар которой аккумулируют в расширительном баке и подают в обратную магистраль с обеспечением вытеснения воды в теплогенератор и далее к потребителю, конденсацию пара осуществляют при непосредственном контакте его с водой с обеспечением разрежения в обратной магистрали и подсоса воды от потребителя и возвращают конденсат за счет гидростатических сил с перекачиванием воды. Обеспечивается сокращение количества используемого оборудования и соответственно уменьшение тепловых потерь. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обеспечения тепловой энергией объектов и процессов промышленности.

Известна система теплоснабжения, содержащая теплогенератор, утилизационную установку, потребителя, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору, и обратный клапан. Утилизационная установка содержит испаритель, установленный в дымоходе теплогенератора и соединенный через сбросной клапан трубопроводом высокого давления с мембранным насосом. Мембранный насос установлен через два обратных клапана на обратной магистрали перед теплогенератором и соединен трубопроводом низкого давления с конденсатором. Конденсатор установлен на обратной магистрали перед мембранным насосом и соединен с испарителем трубопроводом возврата конденсата, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами мембранный нагнетатель. Мембранный нагнетатель соединен через нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и ударным узлом. Обратный клапан и ударный узел установлены на прямой магистрали. Утилизационная установка заполнена рабочим телом (RU, 2510465, МПК F01K 17/00, опубл. 27.03.2014).

Известен также способ организации работы системы теплоснабжения, включающий нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой в утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе рабочее тело испаряют до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан образовавшийся при этом пар, в мембранный насос, расширяют пар в нем, с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела в испаритель. Рабочее тело в испарителе находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. Полученную механическую энергию в мембранном насосе используют для перекачивания магистральной воды к потребителям. При подаче воды в ударном узле генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя, который перекачивает в испаритель конденсат рабочего тела (RU, 2510465, МПК F01K 17/00, опубл. 27.03.2014).

Недостатком известных решений является необходимость использования для возврата конденсата энергии гидравлических ударов, создаваемых ударным узлом, при этом соответственно высока сложность регулирования расхода конденсата. Использование конденсатора влечет за собой дополнительные тепловые потери в системе теплоснабжения. Использование мембранного нагнетателя (сетевого насоса) увеличивает эксплуатационные затраты системы.

Технический результат заключается в сокращении количества используемого оборудования и соответственно уменьшении тепловых потерь, в обеспечении возврата конденсата за счет гидростатических сил, а также в сокращении транспортировки теплоносителя за счет энергии пара рабочего тела при его непосредственном сбросе в трубопровод обратной воды.

Технический результат достигается тем, что система теплоснабжения промышленных объектов содержит теплогенератор, потребителя, прямую магистраль для подачи нагретой в теплогенераторе воды упомянутому объекту, обратную магистраль, для транспортирования охлажденной воды к теплогенератору, обратный клапан, испаритель с рабочим телом, установленный в дымоходе теплогенератора, сбросной клапан, трубопровод высокого давления, трубопровод возврата конденсата, дополнительные обратные клапаны, установленные на обратной магистрали. Система снабжена закрепленным на испарителе расширительным баком со сбросным клапаном, соединенным трубопроводом высокого давления с обратной магистралью на участке между дополнительными обратными клапанами, соединенным трубопроводом возврата конденсата через обратный клапан с испарителем.

Способ теплоснабжения промышленных объектов включает нагрев охлажденной воды из обратной магистрали теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов в дымоходе теплогенератора, испарение рабочего тела в испарителе до заданного давления при утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в дымоходе теплогенератора, импульсную подачу через сбросной клапан образовавшегося пара, расширение пара с совершением работы по перекачиванию воды конденсацию пара с отдачей тепла воде из обратной магистрали и возвращение конденсата рабочего тела в испаритель, в котором рабочее тело находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. В качестве рабочего тела используют воду, пар которой аккумулируют в расширительном баке и подают в обратную магистраль с обеспечением вытеснения воды в теплогенератор и далее к потребителю. Конденсацию пара осуществляют при непосредственном контакте его с водой с обеспечением разрежения в обратной магистрали и подсоса вода от потребителя и возвращают конденсат за счет гидростатических сил с перекачиванием воды.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы теплоснабжения промышленных объектов.

Система теплоснабжения промышленных объектов содержит теплогенератор 1, потребителя 2, прямую магистраль 3, по которой нагретая в теплогенераторе 1 вода подается потребителю 2, обратную магистраль 4, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору 1. На испарителе 5, установленном в дымоходе 6 теплогенератора 1, закреплен расширительный бак 7 со сбросным клапаном 8, соединенным трубопроводом высокого давления 9 с обратной магистралью 4 на участке между дополнительными обратными клапанами 10. Трубопровод высокого давления 9 соединяется трубопроводом возврата конденсата 11 через обратный клапан 12 с испарителем 5.

Способ осуществляется следующим образом. Происходит нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором 1, предварительно подогретой сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора 1. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе 5 воду испаряют до определенного давления. Образовавшийся при этом пар подают импульсно через сбросной клапан 8. Расширяют пар, с совершением работы по перекачиванию воды, конденсируют пар, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат сетевой воды в испаритель 5. Вода в испарителе 5 находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. Пар воды аккумулируют в расширительном баке 7 и падают в обратную магистраль 4, тем самым вода вытесняется в теплогенератор 1 и далее к потребителю 2. Конденсация пара происходит при непосредственном контакте с водой. При конденсации в обратной магистрали 4 происходит разрежение и подсасывается вода от потребителя 2. Возврат конденсата осуществляется за счет гидростатических сил, создаваемых системой теплоснабжения. Процесс перекачивания воды сопровождается импульсами гидравлических ударов при резкой конденсации пара.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет сократить количество используемого оборудования и соответственно уменьшить тепловые потери, обеспечить возврат конденсата за счет гидростатических сил, а также сократить транспортировку теплоносителя за счет энергии пара рабочего тела при его непосредственном сбросе в трубопровод обратной воды.

1. Система теплоснабжения промышленных объектов, содержащая теплогенератор, прямую магистраль для подачи нагретой в теплогенераторе воды потребителю, обратную магистраль для транспортирования охлажденной воды к теплогенератору, обратный клапан, испаритель с рабочим телом, установленный в дымоходе теплогенератора, сбросной клапан, трубопровод высокого давления, трубопровод возврата конденсата, дополнительные обратные клапаны, установленные на обратной магистрали, отличающаяся тем, что она снабжена закрепленным на испарителе расширительным баком со сбросным клапаном, соединенным трубопроводом высокого давления с обратной магистралью на участке между дополнительными обратными клапанами, соединенным трубопроводом возврата конденсата через обратный клапан с испарителем.

2. Способ теплоснабжения промышленных объектов с использованием системы по п. 1, включающий нагрев охлажденной воды из обратной магистрали теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов в дымоходе теплогенератора, испарение рабочего тела в испарителе до заданного давления при утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в дымоходе теплогенератора, импульсную подачу через сбросной клапан образовавшегося пара, расширение пара с совершением работы по перекачиванию воды, конденсацию пара с отдачей тепла воде из обратной магистрали и возвращение конденсата рабочего тела в испаритель, в котором рабочее тело находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации, при этом в качестве рабочего тела используют воду, пар которой аккумулируют в расширительном баке и подают в обратную магистраль с обеспечением вытеснения воды в теплогенератор и далее к потребителю, а конденсацию пара осуществляют при непосредственном контакте его с водой с обеспечением разрежения в обратной магистрали и подсоса воды от потребителя и возвращают конденсат за счет гидростатических сил с перекачиванием воды.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция содержит паровой котел, турбогенератор, связанный с электрическими сетями через трансформатор, и распределительное устройство с элегазовыми высоковольтными выключателями.

Способ работы тепловой электрической станции // 2571275

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, а пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего подогревателей, утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара и утилизацию низкопотенциальной теплоты пара отопительных отборов из паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Способ работы тепловой электрической станции // 2568026

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции, по которому пар отопительных параметров из отборов паровой турбины поступает в паровое пространство нижнего и верхнего сетевых подогревателей, сетевая вода поступает от потребителей по обратному трубопроводу сетевой воды в нижний сетевой подогреватель и верхний сетевой подогреватель, далее сетевую воду направляют в подающий трубопровод сетевой воды, отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая жидкость, при этом конденсат с помощью конденсатного насоса конденсатора паровой турбины направляют в систему регенерации, причем при конденсации пара осуществляют утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в турбине пара при помощи охлаждающей жидкости, в тепловой электрической станции используют теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, а также конденсационную установку, имеющую конденсатор второй паровой турбины, и дополнительно осуществляют утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины, при этом утилизацию сбросной низкопотенциальной тепловой энергии отработавшего в первой турбине пара, утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизацию высокопотенциальной теплоты пара второй паровой турбины осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Способ работы тепловой электрической станции // 2564748

Изобретение относится к области энергетики. В способе работы тепловой электрической станции утилизацию низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины и утилизацию низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды осуществляют при помощи теплового двигателя с замкнутым контуром циркуляции, работающего по органическому циклу Ренкина, в котором в качестве охлаждающей жидкости используют низкокипящее рабочее тело, циркулирующее в замкнутом контуре.

Паротурбинная электростанция // 2564367

Изобретение относится к энергетике. Паротурбинная электростанция содержит некоторое количество парциальных турбин, соответственно с возможностью прохождения через них пара, перепускной трубопровод, расположенный между первой парциальной турбиной и второй парциальной турбиной, и промежуточный пароперегреватель в перепускном трубопроводе.

Тепловая электрическая станция // 2557791

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Тепловая электрическая станция, содержащая турбину с отопительными отборами пара, подключенными к нижнему и верхнему сетевым подогревателям, включенным по нагреваемой среде между обратным и подающим сетевыми трубопроводами, вакуумный деаэратор с трубопроводом исходной воды, в который включен подогреватель исходной воды, бак-аккумулятор, подключенный трубопроводом деаэрированной воды к вакуумному деаэратору и трубопроводом подпиточной воды через подпиточный насос к обратному сетевому трубопроводу перед нижним сетевым подогревателем.

Тепловая электрическая станция // 2538000

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция, содержащая паровой котел, теплофикационную турбину с отборами пара, подключенными к регенеративным подогревателям, деаэратор добавочной питательной воды с подключенными к нему трубопроводом исходной воды и патрубками подвода и отвода десорбирующего агента, бак-аккумулятор деаэратора, связанный трубопроводом деаэрированной добавочной питательной воды с трубопроводом основного конденсата турбины, патрубки подвода и отвода десорбирующего агента деаэратора добавочной питательной воды включены в газопровод, подключенный к горелкам котла, а трубопровод деаэрированной добавочной питательной воды подключен к трубопроводу основного конденсата турбины перед охладителем основных эжекторов и охладителем пара уплотнений турбины.

Способ работы тепловой электрической станции // 2537656

Изобретение относится к энергетике. Способ работы тепловой электрической станции, по которому в котле вырабатывают пар, подают его в турбину, пар отборов турбины используют для нагрева сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, подпиточную воду деаэрируют в деаэраторе, для чего в деаэратор подают десорбирующий агент, который с выделившимися газами удаляют из деаэратора, а деаэрированную подпиточную воду направляют в обратный сетевой трубопровод перед нижним сетевым подогревателем, в качестве десорбирующего агента в деаэраторе используют газ, подаваемый в горелки котла.

Тепловая электрическая станция кочетова // 2533773

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, причём ороситель градирни выполнен в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, при этом полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнены полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб, а разбрызгивающие сопла вытяжной башни градирни выполнены в виде форсунки с распылительным диском.

Способ дооборудования работающей на ископаемом топливе энергоустановки устройством отделения диоксида углерода // 2525996

Изобретение относится к энергетике. Способ дооборудования энергоустановки, работающей на ископаемом топливе, содержащей многокорпусную паровую турбину и конденсатор, устройством отделения диоксида углерода, при котором поглощающая способность паровой турбины согласуется с технологическим паром, отбираемым для работы устройства отделения диоксида углерода, и устройство отделения диоксида углерода посредством паропровода присоединяется к соединяющему два корпуса паровой турбины перепускному трубопроводу.

Тепловая электрическая станция // 2596072

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Тепловая электрическая станция содержит теплофикационную турбину с отопительными отборами пара, соединенными паропроводами с нижним и верхним сетевыми подогревателями, включенными по нагреваемой среде в сетевой трубопровод, вакуумный деаэратор подпиточной воды теплосети с трубопроводами исходной и деаэрированной воды, включенный в трубопровод исходной воды подогреватель исходной воды. Подогреватель исходной воды по греющей среде включен в сетевой трубопровод между нижним и верхним сетевыми подогревателями. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции путем использования для подогрева исходной воды перед вакуумным деаэратором подпиточной воды теплосети теплоносителя, подогретого паром низкого потенциала, а также увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении за счет снижения температуры сетевой воды перед верхним сетевым подогревателем. 1 ил.

Способ и устройство для газификации биомассы путем рециркуляции диоксида углерода без кислорода // 2604624

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает стадию газификации (1), в качестве агента газификации используют диоксид углерода. Полученный синтез-газ охлаждают при помощи первичного теплообменника (2) и вторичного теплообменника, установленных последовательно. В первичном теплообменнике (2) в качестве охлаждающей среды используют диоксид углерода, который предварительно подогревается, а во вторичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют воду с получением пара. Охлажденный синтез-газ подают в циклонный сепаратор (4) и газоочиститель (5). Очищенный синтез-газ реагирует с паром так, что часть монооксида углерода превращается в водород и диоксид углерода. После этого проводят обессеривание (8) модифицированного синтез-газа и декарбонизацию (9). Далее синтез-газ подают в колонну синтеза (10), где посредством каталитической реакции его преобразуют в нефтепродукты, а отходящий газ содержит диоксид углерода. Проводят декарбонизацию (11) отходящего газа и полученный диоксид углерода рециркулируют путем подачи в первичный теплообменник (2) в качестве охлаждающей среды и последующей подачи на газификацию (1) в качестве агента газификации. Изобретение позволяет достигнуть нулевого выброса диоксида углерода системой в целом. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.