Способ подготовки природного газа

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()838273

l .-,у л (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 14.02.79 (21) 2724262/23-26 с присоединением заявки РЙ (53)M. Кл.

F 17 С 13/00

Гооударотоонный комитет (28) Приоритет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 15.06.81 (53) УДК 621.59 (088.8) (72) Авторы изобретения. ткь

А. Я. Шквар и Т. Г. Слаутина а

Николаевский ордена Трудового Красного Знамени кораолеетроительныи инетитут им. адм. С. О. Макарова . (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к технике обработки испарившегося природного газа, и может быть использовано в системах подачи газа для его сжигания в главных двигателях судов-метановозов, а также в других установках, транспортирующих сжиженный природный газ, тепловые двигатели которых работают на газе.

На современных судах, перевозящих сжиженные газы, часть, груза (около 0,25% ежесуточно) испаряется. Для предотвращения повышения давления в грузовых танках газообразная часть груза должна быть из них удалена. Простое сжигание газа.в специальных установках и вьтвод продуктов сгорания в атмосферу весьма неэкономично, а потому испарившийся газ может быть либо повторно сжижен и возвращен в грузовые танки, либо использован в качестве топлива для главных двигателей.

Существуют установки для обработки испарившейся части груза, в которых газ разделяют на два потока — один используется как топливо для главных двигателей, а второй подвергается повторному сжижению и вновь возвращается в грузовые танки. Достоинством их является то, что частично восполняется потеря груза за счет повторного сжнжения. газа и его возврата в грузовые танки 111.

Однако для обеспечения повторного cmtжения газа нужны большие затраты электроэнергии, поэтому при существующих соотношениях цен на жидкое топливо и газ схемы с повторным сжижением газа (метана) неэкономичны.

Известен способ приготовления природного газа, согласно которому весь испарившнйся гаэ используют в качестве оплива главных двигателей. При этом испарившийся газ сжимают в компрессоре до давления, необходимого потребителю — главному двигателю, с последующим подогревом-сжатого газа до температуры, с которой он подается на сгорание. Подогрев газа- осуществляют в теплообменииках с помощью свежего нара (2).

Недостатки данного способа следующие. Мощность, расходуемая на процесс сжатия, значительна и соизмерима с мощностью судовой электростанции (нанример, для метановоза грузовместимостью 125 тыс.м, необходимая мощ38273 4

J сжимают; до давления рз, превышающего давление рэ. После подогрева в подогревателе

3 забортной водой и в подогревателе 4 отработанным паром газ направляют в детандер 5, где, расширяясь, газ совершает работу, кото. рую используют для привода компрессора 2.

После детандера газ с давлением рэ и температурой Тз 293-303 К направляют в качестве х топлива к главным двигателям или судовым ,10 парогенераторам. Приведение устройства в действие осуществляют маломощным пусковым устройством 6;

Расчетный годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа

15 приготовления природного газа для его сжигания в судоВых энергетических установках составляет около 18 тыс, руб. для одной транспортной единицы.

При этом стоимость ус гановки с испольэовакием груза в качестве топлива значительно не отличается от обычных систем подачи топлива к главным двигателям.

3 . 8 ность сжатия газа составляет около 200—

700 квт).

Для осуществления подогрева газа необходимы различные теплоносители (пар и антифризы), что создает сложность при обслуживании установок.

Цель изобретения — снижение энергозатрат при приготовлении испарившегося газа для его использования в качестве топлива энергетически установок.

Поставленная цель достигается тем, что гаэ сжимают до давления, определяемого по формуле рэ=р (рэ/р ) < где рт — давление испарившегося газа; рз — давление газа в конце сжатия; рэ — давление газа на входе в установку; нагревают до температуры 150—

180 С и расширяют в турбодетандере, расположенном на одном валу с компрессором.

На фиг. 1 изображен соответственно в координатах Т вЂ” S цикл установки, работающей по предлагаемому способу; на фиг. 2 — принципиальная схема установки.

Испарившийся в грузовых танках газ при давлении р> (близком к атмосферному) сжимают в процессе 1-2 до давления р2, превышающее давление рэ на входе газа в главный двигатель (фиг, 1). Затем газ подогревают в процессе 2-3 при его изобарном теплообмене с забортной водой и отработанным паром. После подогрева газ расширяют с отдачей работы в процессе 3-4 до необходимых давления рэ и температуры Тэ, отводя при этом работу расширителя для использования ее в процессе сжатия 1-2. Поскольку температура газа перед расширением выше, чем температура Тэ в конце процесса сжатия, то работа расширения газа больше, чем работа его сжатия. Таким образом, для предлагаемого способа приготовления газа не нужен постоянный подвод работы от судовых электроустановок. После расширения газ с параметрами рзТз поступает на сгорание в главный двигатель судовой энергетической установки.

При этом подсчет величины давления газа рз, большего давления рз на входе в главный двигатель, осуществляют по формуле

Рз=й (Рз/1 т ) "

Испарившийся в грузовых танках 1 газ поступает к газовому компрессору 2, где его .

25 Формула изобретения

Способ подготовки природного газа при его транспортировке для использования в качестве топлива энергетической установки, вклю30 чающий сжатие в компрессоре газа, испарившегося при транспортировке, последующий

его подогрев, и сжигание в установке, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, газ сжимают до давления, опре55 деляемого по формуле

V,= Р„(Р,/V„) 4 где р — давление испарившегося газа; р давление газа в конце сжатия; р — давление газа на входе в установку; нагревают цо тем40 пературы 150-180 С и расширяют в турбодетандере, расположенном на одном валу с компрессором.

Источники - информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2189678, кл. F 17 С 13 00, 1970.

2. "Schiffe und Hafen", 1971, 23, я"- 5, с.391-396.

838273.

Составитель Г. Катенев

Техред А. Бабинец Корректор Н. Швыдкая

Редактор О. Персиянцева

Филиал ПИП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4394/52 Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5