початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2198310

СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА ЕНЕРГІЇ З високий коефіцієнт корисної дії

Ім'я винахідника: ІЙДЗІМА Масакі (JP); Кобаясі Казуто (JP); МОРІВАКІ Масаюки (JP); Сибата Масатоси (JP); Хякутаке Есінорі (JP)
Ім'я патентовласника: МИЦУБИСИ ХЕВІ ІНДАСТРІЗ, ЛТД. (JP)
Патентний повірений: Іванова Ольга Пилипівна
Адреса для листування: 103735, Москва, вул. Іллінка, 5/2, ТОВ "Союзпатент", пат.пов. О.Ф.Івановой, рег. № 0331
Дата початку дії патенту: 2000.09.07

Винахід відноситься до способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії. Спосіб вироблення електроенергії здійснюється за допомогою системи допалювання відпрацьованого газу, що використовує, щонайменше, газову турбіну, парогенератор і парову турбіну, в якому сиру нафту або важке масло піддають перегонці при зниженому тиску, електричну енергію виробляють шляхом використання отриманої легкої фракції сирої нафти або важкого масла в якості палива для газової турбіни і використання важкої фракції сирої нафти або важкого масла в якості палива для парогенератора. Винахід дозволяє збільшити коефіцієнт вироблення енергії по відношенню до палива і більш ефективно використовувати високотемпературну теплову енергію.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії.

В останні роки була вивчена фракціонована перегонка сирої нафти або важкого масла в електростанціях і установках для виробництва електроенергії. Легку фракцію масла (компонент з низькою температурою кипіння), отриману шляхом дробової (фракционированной) перегонки, направляють в газову турбіну і там спалюють, в результаті чого виробляється електроенергія. Високотемпературний відпрацьований газ, отриманий в результаті згорання в газовій турбіні, направляють в парогенератор замість повітря, важку фракцію масла (компонент з високою температурою кипіння) спалюють в парогенераторі, при цьому парова турбіна обертається за допомогою високотемпературної пари високого тиску, отриманого в парогенераторі, в результаті чого про переводиться електроенергія. Інакше кажучи, розроблений спосіб, в якому електроенергія виробляється в той час, як здійснюється так зване перевиробництво енергії (repowering), при якому відпрацьований газ газової турбіни подається в парогенератор і дожигается.

Як засіб для перегонки сирої нафти або важкого масла зазвичай застосовується атмосферна (відкрита) перегонка, при якій здійснюється перегонка сирої нафти або важкого масла, нагрітих до близько 360 ^o С. Для досягнення вищезазначеної температури нагріву як засіб нагріву зазвичай використовується нагрівальна піч. У нагрівальної печі для отримання теплової енергії паливо згорає і нагріває запас масла шляхом тепла випромінювання, що виділяється при спалюванні палива, і конвекції продуктів згоряння.

Застосування такої нагрівальної печі дозволяє легко нагрівати сиру нафту або важке масло до високої температури. Однак застосування такої нагрівальної печі тягне за собою виникнення таких проблем, як теплові втрати відпрацьованого газу, низька теплова, необхідність обробки _SO x і _NO x у відпрацьованому газі.

Винахід розроблено з урахуванням вищезгаданої ситуації, і, відповідно, завданням цього винаходу є розробка способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії, в якому не використовується нагрівальна піч, в зв'язку з чим вирішується проблема теплових втрат відпрацьованого газу, в що додається в систему виробництва енергії відпрацьованому газі відсутнє навантаження підлягають обробці _SO x і _NO x, в результаті чого додатково збільшується енергетично всієї системи допалювання відпрацьованого газу.

Відповідно, даний винахід передбачає спосіб виробництва електроенергії з високим коефіцієнтом корисної дії за допомогою системи допалювання відпрацьованого газу, що використовує щонайменше газову турбіну, парогенератор і парову турбіну, що включає операції нагрівання сирої нафти або важкого масла паром, отриманим в парогенераторі; перегонки сирої нафти або важкого масла під зниженим тиском; і виробництва електроенергії шляхом використання легкої фракції нафти або масла в якості палива для газової турбіни і шляхом використання важкої фракції нафти або масла в якості палива для парогенератора.

Згідно з даним винаходом сира нафта або важке масло можуть бути злегка нагріті за допомогою засобу ефективного теплообміну між сирою нафтою або важким маслом і легкої фракцією нафти або масла і / або важкої фракцією нафти або масла, отриманими в колоні перегінного апарату.

Крім того, відповідно до даного винаходу в якості засобу для зниження тиску при вакуумній перегонці може бути використаний пароструминний ежектор.

Даний винахід передбачає спосіб виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії, в якому не використовується нагрівальна піч, в зв'язку з чим вирішується проблема теплових втрат відпрацьованого газу і немає навантаження підлягає обробці _SO x і _NO x у відпрацьованому газі, що додається в систему виробництва енергії, в внаслідок чого додатково збільшується енергетично всієї системи допалювання відпрацьованого газу.

Далі з посиланням на прикладені креслення будуть описані варіанти, відповідні до даного винаходу.

Фиг.1 є схематичним зображенням ескізу одного з варіантів системи відділення за допомогою перегонки сирої нафти або важкого масла в системах для здійснення способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії із застосуванням системи допалювання відпрацьованого газу відповідно до даного винаходу.

Фиг.2 є графіком, на якому зображена крива А випаровування сирої нафти в вакуумній перегінній колоні при здійсненні способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу в порівнянні з кривою А випаровування сирої нафти в відомої атмосферної (відкритої) перегінній колоні.

Фіг.3 являє собою графік, на якому зображена крива В випаровування сирої нафти в вакуумній перегінній колоні при здійсненні способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу в порівнянні з кривою В випаровування сирої нафти в відомої атмосферної (відкритої) перегінній колоні.

Фіг.4 являє собою графік, на якому зображена крива С випаровування сирої нафти в вакуумній перегінній колоні при здійснення способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу в порівнянні з кривою З випаровування сирої нафти в відомої атмосферної (відкритої) перегінній колоні.

Фіг.5 є графіком, на якому зображена крива D випаровування сирої нафти в вакуумній перегінній колоні при здійсненні способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу в порівнянні з кривою D випаровування сирої нафти в відомої атмосферної (відкритої) перегінній колоні.

Фіг.6 є графіком, на якому зображена крива Е випаровування сирої нафти в вакуумній перегінній колоні при здійсненні способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу в порівнянні з кривою Е випаровування сирої нафти в відомої атмосферної (відкритої) перегінній колоні.

Далі з посиланням на прикладені креслення буде описаний спосіб виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу.

На фіг.1 схематично зображено ескіз варіанту системи відділення перегонкою сирої нафти або важкого масла в системах для здійснення способу виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу із застосуванням системи допалювання відпрацьованого газу.

Перегінний апарат згідно з цим варіантом містить нагрівач 1, вакуумну перегінну колону 2 і пароструминний ежектор 3.

Нагрівач 1 є засобом для нагріву сирої нафти або важкого масла шляхом теплообміну між парою і сирою нафтою або важким маслом. Пара подається з парогенератора (не показаний). Пар, отриманий в парогенераторі, направляється в парову турбіну для її обертання, в результаті чого виробляється електроенергія. Пар, що подається в нагрівач 1, є парою, який вже використовувався для обертання парової турбіни для виробництва електроенергії. Зазвичай в парову турбіну подається пар, що має температуру близько 600 ^o С, і після вироблення електроенергії його тиск і температура складають близько 20 кг / см ² G і від близько 200 до близько 230 ^o С відповідно. Нагрівач 1 харчується паром, що має тиск близько 20 кг / см ² G і температурою близько 200-230 ^o С.

Вакуумна перегінна колона 2 є апаратом для перегонки сирої нафти або важкого масла під зниженим тиском. Вакуумна перегінна колона 2 зазвичай має багатоярусну тарілку, і легка і важка фракції сирої нафти або важкого масла накопичуються в її верхній та нижній частинах відповідно.

Пароструйний ежектор 3, який є пристроєм для зниження тиску у вакуумній перегінній колоні 2, засмоктує газ з перегінній колони, змушуючи пар текти з високою швидкістю, в результаті чого тиск у вакуумній перегінній колоні 2 знижується до значення, нижче атмосферного.

Далі буде описаний варіант способу виробництва електроенергії з високим коефіцієнтом корисної дії відповідно до даного винаходу із застосуванням варіанту системи, зображеного на фіг.1.

Сира нафта або важке масло, що подаються в якості палива в електростанцію, проходять через нагрівач 1 по подаючому трубопроводі L1 і подаються в вакуумну перегінну колону 2. Як описано вище, нагрівач 1 харчується паром, який вже використовувався для обертання парової турбіни для вироблення електроенергії. Ця пара, що має тиск близько 20 кг / см ² G і температуру близько 200-230 ^o С, нагріває сиру нафту або важке масло, поточний в нагрівачі 1, до температури близько 200 ^o С.

Тиск у внутрішній порожнині вакуумної перегінній колони 2 знижується за рахунок засмоктує дії пароструйного ежектора 3. У вакуумній перегінній колоні 2, тиск в якій знижений (50 мм Нg), сира нафта або важке масло піддаються перегонці, і легка фракція нафти або важкого масла ефективно випаровується навіть при температурі близько 200 ^o С. Легка і важка фракції сирої нафти або важкого масла поділяються у верхньої і нижньої частин вакуумної перегінній колони 2 відповідно.

Як видно з графіків фіг. 2-6, на яких представлені криві випаровування сирої нафти А-Е (А-Е позначають класифікацію продуктивної зони, що дає сиру нафту), температура кипіння компонента знижується при зниженому тиску, і криві випаровування зсуваються від (А) до (В). Навіть при температурі близько 200 ^o С ефективно здійснюються випаровування, конденсація і фракціонована перегонка.

Натрій, ванадій, калій і інші компоненти, які шкідливо впливають на газову турбіну, природно, повинні бути видалені з легкої фракції сирої нафти або важкого масла. Як показує даний винахід, такі компоненти, як натрій, ванадій і калій не випаровується при перегонці сирої нафти або важкого масла, оскільки вони відсутні в легкій фракції. Отже, легка нафтова фракція може стати високоякісним паливом для газової турбіни.

Легка фракція сирої нафти або важкого масла подається в розділовий бак таким чином, що вона може всмоктуватися пароструйним ежектором 3, і розділяється в роздільному баку 4 на газоподібну і рідку складові. Рідка складова, яка є легкою фракцією сирої нафти або важкого масла, подається з нижньої частини розділового бака 4 насосом 7. Частина її циркулює в верхній частині вакуумної перегінній колони 2, інша її частина накопичується в накопичувальному баці 5. Газова складова відбирається з верхньої частини розділового бака 4. Легка фракція піддається теплообміну з сирою нафтою або важким маслом в теплообміннику 6 протягом проміжку часу, коли вона засмоктується пароструйним ежектором 3, за рахунок чого сира нафта або важке масло нагріваються.

Важка фракція подається з нижньої частини вакуумної перегінній колони 2 насосом 8 і накопичується в накопичувальному баці 10 для важкої фракції. Подається насосом важка фракція проходить через теплообмінник 9 по шляху до накопичувального баку 10, в результаті чого здійснюється теплообмін між важкою фракцією і сирою нафтою або важким маслом і нагріваються нафту або масло.

Легка і важка фракції сирої нафти або важкого масла, накопичені в накопичувальних баках 5 і 10 відповідно, при необхідності відбираються для використання в якості палива. У деяких системах легка і важка фракція сирої нафти або важкого масла можуть бути спрямовані безпосередньо в наступну стадію процесу виробництва енергії, не пропускаючи їх через накопичувальний бак.

Легка фракція сирої нафти або важкого масла використовується як паливо для газової турбіни, і важка фракція використовується як паливо для парогенератора. Спалювання відпрацьованого газу газової турбіни в якості палива для парогенератора, в якому залишається близько 13 об.% І більше кисню, не викликає особливих перешкод для його згоряння в парогенераторі. Оскільки в парогенераторі можна ефективно використовувати високотемпературну теплову енергію близько 580 ^o С, яку має відпрацьований газ газової турбіни, можна заощадити паливо для парогенератора. Кількість виробленої енергії в цілому може збільшитися, і та може бути збільшений коефіцієнт вироблення енергії по відношенню до палива. Тобто може здійснюватися перевиробництво енергії (repowering).

Крім того, згідно з цим варіантом способу виробництва енергії можна ефективно використовувати пар, спочатку присутній на електростанції, при цьому відсутні проблеми теплових втрат відпрацьованого газу на додачу до навантаженні по обробці _SO x і _NO x у відпрацьованому газі, оскільки не використовується нагрівальна піч. Тобто, інакше кажучи, продуктивність вироблення енергії в системі допалювання відпрацьованого газу в цілому може бути додатково збільшена.

Незважаючи на те що даний винахід описано з посиланням на варіант, представлений на фіг.1, воно не обмежується цим варіантом. Всі модифікації, зміни і доповнення, які легко можуть бути здійснені фахівцями в цій галузі, охоплюються сферою дії цього винаходу. У кращому варіанті, представленому на фіг.1, вакуумна перегінна колона має знижений тиск 50 мм Hg. Однак це знижений тиск може змінюватися від 30 мм Hg до 500 мм Hg, в залежності від умов.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб виробництва енергії з високим коефіцієнтом корисної дії, призначений для вироблення електроенергії за допомогою системи допалювання відпрацьованого газу, що використовує, щонайменше, газову турбіну, парогенератор і парову турбіну, що включає нагрівання сирої нафти або важкого масла паром, отриманим з парогенератора, проведення перегонки сирої нафти або важкого масла під зниженим тиском і здійснення вироблення електроенергії шляхом використання отриманої легкої фракції сирої нафти або важкого масла в якості палива для газової турбіни і шляхом використання важкої фракції сирої нафти або важкого масла в якості палива для парогенератора, здійснення теплообміну між сирою нафтою або важким маслом і або легкої фракцією сирої нафти або важкого масла, або важкої фракцією сирої нафти або важкого масла, в результаті чого згадані сира нафта або важке масло нагріваються, при цьому в якості засобу для зниження тиску при вакуумній перегонці використовують пароструминний ежектор.

Версія для друку
Дата публікації 13.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів