RU2767427C1

RU2767427C1 - Gas heater operation method (versions)

Info

Publication number: RU2767427C1
Application number: RU2021120542A
Authority: RU
Inventors: Иван Георгиевич Лачугин; Александр Петрович Шевцов; Виталий Александрович Ильичев; Владимир Юрьевич Хохлов; Денис Александрович Базыкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-03-17

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to methods of heating gases or gas-liquid mixtures with associated generation of electric energy and can be used in petrochemical, gas processing, power and other industries. Generation of electric power in the proposed method is realized using an organic Rankine cycle and thermoelectric Seebeck effect.

EFFECT: use of the proposed method of operating a gas heater, which serves to heat gases or gas-liquid mixtures and produce electrical energy, in petrochemical, gas processing, power and other industries will increase the efficiency of the process, as well as to minimize economic costs for electrical energy required to ensure operability of electrical equipment included in the heater.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам нагревания газов или газожидкостных смесей с попутной генерацией электрической энергии, принцип осуществления которых основан на замкнутом органическом цикле Ренкина и термоэлектрическом эффекте Зеебека, и может быть использовано в нефтехимической, газоперерабатывающей, энергетической и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for heating gases or gas-liquid mixtures with associated generation of electrical energy, the principle of implementation of which is based on a closed organic Rankine cycle and the Seebeck thermoelectric effect, and can be used in petrochemical, gas processing, energy and other industries.

Известна комбинированная тепло- и электрогенерирующая энергетическая система, содержащая пиковый водогрейный котел, парогенератор низкокипящего рабочего тела, паровую турбину, снабженную электрогенератором, сетевой насос, конденсатор-подогреватель, тракт первичной воды, тракт обратной сетевой воды, в которой горячую воду из пикового водогрейного котла подают в парогенератор низкокипящего рабочего тела с постоянным расходом, что обеспечивает стабильность работы турбины вне зависимости от тепловой нагрузки, при этом в парогенераторе осуществляют частичный отбор теплоты от перегретой сетевой воды с целью генерации пара из жидкой фазы низкокипящего рабочего тела, после чего сетевую воду смешивают с водой, поступающей в тракт первичной воды из других водогрейных котлов, и направляют потребителям, от которых использованную воду по тракту обратной сетевой воды подают в конденсатор-подогреватель посредством сетевого насоса, при этом насыщенный пар низкокипящего рабочего тела подают на паровую турбину, которая снабжена электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для покрытия собственных нужд, после чего отработавший в турбине пар низкокипящего рабочего тела направляют в конденсатор-подогреватель, где происходит его конденсация, при этом всю полезную сбросную теплоту низкокипящего рабочего тела используют для подогрева обратной сетевой воды на входе в котлы, что в конечном итоге улучшает общую эффективность и экономит топливо (патент RU №151465, F01K 17/02, 2015).A combined heat and power generating energy system is known, containing a peak water boiler, a low-boiling working fluid steam generator, a steam turbine equipped with an electric generator, a network pump, a condenser-heater, a primary water path, a return network water path, in which hot water from a peak water boiler is supplied into the steam generator of a low-boiling working fluid with a constant flow rate, which ensures the stability of the turbine operation regardless of the heat load, while in the steam generator partial heat is taken from the superheated network water in order to generate steam from the liquid phase of the low-boiling working fluid, after which the network water is mixed with water , entering the primary water path from other water-heating boilers, and sent to consumers, from which the used water is fed through the return network water path to the condenser-heater by means of a network pump, while saturated steam of the low-boiling working fluid is supplied to the steam the turbine, which is equipped with an electric generator that generates electricity to cover its own needs, after which the low-boiling working fluid steam exhausted in the turbine is sent to the condenser-heater, where it is condensed, while all the useful waste heat of the low-boiling working fluid is used to heat the return network water at the inlet into boilers, which ultimately improves overall efficiency and saves fuel (patent RU No. 151465, F01K 17/02, 2015).

Основным недостатком работы известной комбинированной тепло- и электрогенерирующей энергетической системы является применение сетевой воды в качестве теплоносителя для нагрева и охлаждения низкокипящего органического рабочего тела, что требует соответствующих процессов химической очистки и ограничивает область применения энергоустановки.The main disadvantage of the well-known combined heat and power generating energy system is the use of network water as a heat carrier for heating and cooling a low-boiling organic working fluid, which requires appropriate chemical purification processes and limits the scope of the power plant.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип относится способ работы подогревателя ПГ1000 с промежуточным теплоносителем, содержащего теплообменник, горелочное устройство, жаровую трубу, размещенную в теплообменнике, дымовую трубу, трубопровод подачи топливного газа, трубопровод подвода газожидкостной смеси, продуктовый змеевик, закрепленный в корпусе теплообменника, трубопровод отвода газожидкостной смеси, согласно которому топливный газ подают в подогреватель и по трубопроводу подачи топливного газа направляют через теплообменник, во избежание образования льда на регуляторах давления, на горелочное устройство, где его сжигают, после чего образовавшиеся продукты сгорания направляют в жаровую трубу, причем тепло от жаровой трубы используют для нагревания промежуточного теплоносителя, после чего продукты сгорания подают в дымовую трубу, откуда они удаляются естественной тягой в атмосферу, в то же время подаваемую для нагревания газожидкостную смесь направляют в продуктовый змеевик теплообменника для передачи тепла от промежуточного теплоносителя к нагреваемой газожидкостной смеси, после чего газожидкостную смесь из продуктового змеевика подают по трубопроводу отвода газожидкостной смеси (Каталог продукции ГК «Космос-Нефть-Газ», http://www.kng.ru/prod/katalogKNG.pdf).The closest in terms of set of features to the claimed object and taken as a prototype is the method of operation of the PG1000 heater with an intermediate coolant, containing a heat exchanger, a burner, a flame tube located in the heat exchanger, a chimney, a fuel gas supply pipeline, a gas-liquid mixture supply pipeline, a product coil, fixed in the heat exchanger housing, the gas-liquid mixture removal pipeline, according to which the fuel gas is supplied to the heater and is sent through the fuel gas supply pipeline through the heat exchanger, in order to avoid the formation of ice on the pressure regulators, to the burner, where it is burned, after which the resulting combustion products are sent to flame tube, and the heat from the flame tube is used to heat the intermediate coolant, after which the combustion products are fed into the chimney, from where they are removed by natural draft into the atmosphere, at the same time, gas-liquid supplied for heating the mixture is sent to the product coil of the heat exchanger to transfer heat from the intermediate coolant to the heated gas-liquid mixture, after which the gas-liquid mixture is fed from the product coil through the gas-liquid mixture removal pipeline (Product catalog of the Cosmos-Oil-Gas Group of Companies, http://www.kng. ru/prod/katalogKNG.pdf).

Недостатком известного способа работы подогревателя является отсутствие применения процесса когенерации, работа подогревателя заключается лишь в нагревании газожидкостной смеси, при этом большая часть тепловой энергии, которую можно использовать для генерации электрической энергии, попросту теряется.The disadvantage of the known method of operation of the heater is the absence of the cogeneration process, the operation of the heater consists only in heating the gas-liquid mixture, while most of the thermal energy that can be used to generate electrical energy is simply lost.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании способа работы подогревателя газа, применение которого позволит не только осуществлять подогрев газов или газожидкостных смесей, но и попутно генерировать электрическую энергию при использовании замкнутого органического цикла Ренкина и термоэлектрического эффекта Зеебека, что в конечном итоге поспособствует повышению эффективности процесса и минимизации экономических затрат на электрическую энергию, необходимую для обеспечения работоспособности электрооборудования, входящего в состав подогревателя газа.The task to be solved by the claimed invention is to create a method of operation of a gas heater, the use of which will allow not only heating gases or gas-liquid mixtures, but also simultaneously generating electrical energy using a closed organic Rankine cycle and the Seebeck thermoelectric effect, which ultimately will contribute to increasing the efficiency of the process and minimizing the economic costs of electrical energy necessary to ensure the operability of electrical equipment that is part of the gas heater.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном способе работы подогревателя газа, содержащего теплообменник, горелочное устройство, жаровую трубу, размещенную в теплообменнике, дымовую трубу, трубопровод подачи топливного газа, трубопровод подвода газа или газожидкостной смеси, продуктовый змеевик, закрепленный в корпусе теплообменника, трубопровод отвода газа или газожидкостной смеси, топливный газ подают в подогреватель и по трубопроводу подачи топливного газа направляют через теплообменник на горелочное устройство для сжигания, после чего образовавшиеся продукты сгорания направляют в жаровую трубу, причем тепло от жаровой трубы используют для нагревания промежуточного теплоносителя, после чего поток продуктов сгорания подают в дымовую трубу, при этом подаваемые для нагревания газ или газожидкостную смесь по трубопроводу подвода газа или газожидкостной смеси направляют в продуктовый змеевик теплообменника для передачи тепла от промежуточного теплоносителя к нагреваемым газу или газожидкостной смеси, после чего нагретые газ или газожидкостную смесь из продуктового змеевика направляют по трубопроводу отвода газа или газожидкостной смеси, при этом в дымовую трубу устанавливают первый теплообменный аппарат, а с трубопроводом подвода газа или газожидкостной смеси соединяют второй теплообменный аппарат, при этом потоком продуктов сгорания, проходящим в дымовой трубе, и потоком подаваемых для нагревания газа или газожидкостной смеси, проходящим в трубопроводе подвода газа или газожидкостной смеси, организуют фазовые переходы низкокипящего рабочего тела в замкнутом цикле, при этом низкокипящее рабочее тело в жидкой фазе подают из ресивера насосом в первый теплообменный аппарат, нагревают и газифицируют в нем, затем направляют на турбину, кинематически связанную с ротором электрогенератора, а после срабатывания на турбине рабочее тело охлаждают и конденсируют во втором теплообменном аппарате.The solution of the problem is achieved by the fact that in the proposed method of operation of the gas heater, containing a heat exchanger, a burner, a flame tube located in the heat exchanger, a chimney, a fuel gas supply pipeline, a gas or gas-liquid mixture supply pipeline, a product coil fixed in the heat exchanger housing, gas or gas-liquid mixture discharge pipeline, fuel gas is supplied to the heater and is sent through the fuel gas supply pipeline through the heat exchanger to the burner for combustion, after which the resulting combustion products are sent to the flame tube, and the heat from the flame tube is used to heat the intermediate heat carrier, after which the flow of combustion products is fed into the chimney, while the gas or gas-liquid mixture supplied for heating is sent through the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture to the product coil of the heat exchanger to transfer heat from the intermediate heat carrier to the heating gas or gas-liquid mixture, after which the heated gas or gas-liquid mixture from the product coil is sent through the gas or gas-liquid mixture outlet pipeline, while the first heat exchanger is installed in the chimney, and the second heat exchanger is connected to the gas or gas-liquid mixture supply pipeline, while the flow of combustion products passing in the chimney, and the flow of gas or gas-liquid mixture supplied for heating, passing in the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture, organize phase transitions of the low-boiling working fluid in a closed cycle, while the low-boiling working fluid in the liquid phase is supplied from the receiver by a pump in the first heat exchanger, heated and gasified in it, then sent to the turbine, kinematically connected with the rotor of the electric generator, and after operation on the turbine, the working fluid is cooled and condensed in the second heat exchanger.

Другой вариант решения поставленной задачи достигается тем, что в предложенном способе работы подогревателя газа, содержащего теплообменник, горелочное устройство, жаровую трубу, размещенную в теплообменнике, дымовую трубу, трубопровод подачи топливного газа, трубопровод подвода газа или газожидкостной смеси, продуктовый змеевик, закрепленный в корпусе теплообменника, трубопровод отвода газа или газожидкостной смеси, топливный газ подают в подогреватель и по трубопроводу подачи топливного газа направляют через теплообменник на горелочное устройство для сжигания, после чего образовавшиеся продукты сгорания направляют в жаровую трубу, причем тепло от жаровой трубы используют для нагревания промежуточного теплоносителя, после чего поток продуктов сгорания подают в дымовую трубу, при этом подаваемые для нагревания газ или газожидкостную смесь по трубопроводу подвода газа или газожидкостной смеси направляют в продуктовый змеевик теплообменника для передачи тепла от промежуточного теплоносителя к нагреваемым газу или газожидкостной смеси, после чего нагретые газ или газожидкостную смесь из продуктового змеевика направляют по трубопроводу отвода газа или газожидкостной смеси, при этом в состав подогревателя дополнительно включают термоэлектрический генератор, причем в дымовую трубу устанавливают теплообменный аппарат горячего потока термоэлектрического генератора и первый теплообменный аппарат, а с трубопроводом подвода газа или газожидкостной смеси соединяют теплообменный аппарат холодного потока термоэлектрического генератора и второй теплообменный аппарат, при этом поток продуктов сгорания, проходящий в дымовой трубе, и поток подаваемых для нагревания газа или газожидкостной смеси, проходящий в трубопроводе подвода газа или газожидкостной смеси, направляют, соответственно, в теплообменные аппараты горячего и холодного потоков термоэлектрического генератора, между которыми устанавливают термоэлектрические генераторные модули, причем упомянутыми потоками продуктов сгорания топлива и подаваемых для нагревания газа или газожидкостной смеси организуют фазовые переходы низкокипящего рабочего тела в замкнутом цикле, при этом низкокипящее рабочее тело в жидкой фазе подают из ресивера насосом в первый теплообменный аппарат, нагревают и газифицируют в нем, затем направляют на турбину, кинематически связанную с ротором электрогенератора, а после срабатывания на турбине рабочее тело охлаждают и конденсируют во втором теплообменном аппарате, после чего направляют обратно в ресивер, при этом электроэнергию от термоэлектрического генератора используют для питания электрического привода насоса.Another solution to the problem is achieved by the fact that in the proposed method of operation of the gas heater, containing a heat exchanger, a burner, a flame tube located in the heat exchanger, a chimney, a fuel gas supply pipeline, a gas or gas-liquid mixture supply pipeline, a product coil fixed in the housing a heat exchanger, a pipeline for discharging gas or a gas-liquid mixture, fuel gas is supplied to the heater and is sent through the fuel gas supply pipeline through the heat exchanger to the burner for combustion, after which the resulting combustion products are sent to the flame tube, and the heat from the flame tube is used to heat the intermediate heat carrier, after which the flow of combustion products is fed into the chimney, while the gas or gas-liquid mixture supplied for heating is sent through the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture to the product coil of the heat exchanger to transfer heat from the intermediate heat carrier the heated gas or gas-liquid mixture, after which the heated gas or gas-liquid mixture from the product coil is sent through the gas or gas-liquid mixture outlet pipeline, while the heater additionally includes a thermoelectric generator, and a thermoelectric generator hot flow heat exchanger and the first a heat exchanger, and a cold flow heat exchanger of a thermoelectric generator and a second heat exchanger are connected to the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture, while the flow of combustion products passing in the chimney and the flow of gas or gas-liquid mixture supplied for heating, passing in the gas supply pipeline or of the gas-liquid mixture are sent, respectively, to the heat exchangers of hot and cold flows of the thermoelectric generator, between which thermoelectric generator modules are installed, and the mentioned flows of combustion products phase transitions of the low-boiling working fluid in a closed cycle, while the low-boiling working fluid in the liquid phase is supplied from the receiver by a pump to the first heat exchanger, heated and gasified in it, then sent to a kinematically connected turbine with the rotor of the electric generator, and after operation on the turbine, the working fluid is cooled and condensed in the second heat exchanger, after which it is sent back to the receiver, while the electricity from the thermoelectric generator is used to power the electric drive of the pump.

В вариантах выполнения предложенного способа, с целью дополнительного охлаждения, после срабатывания на турбине низкокипящее рабочее тело предварительно направляют в радиатор и охлаждают потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором, кинематически связанным с турбиной.In embodiments of the proposed method, for the purpose of additional cooling, after operation on the turbine, the low-boiling working fluid is preliminarily sent to the radiator and cooled by the air flow forced by the fan kinematically connected to the turbine.

Схемы реализации предложенных способов работы подогревателя газа приведены на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4.Schemes for the implementation of the proposed methods of operation of the gas heater are shown in Fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4.

Предложенный способ, заключающийся в нагревании газов или газожидкостных смесей и попутной генерации электрической энергии в подогревателе газа, реализуется следующим образом.The proposed method, which consists in heating gases or gas-liquid mixtures and associated generation of electrical energy in the gas heater, is implemented as follows.

Топливный газ (фиг. 1, фиг. 3) подают в подогреватель по трубопроводу 1 подачи топливного газа, затем дополнительно подогревают в теплообменнике 4, после чего направляют в горелочное устройство 2 для сжигания. Образовавшиеся продукты сгорания подают в жаровую трубу 3, закрепленную в теплообменнике 4, где происходит передача тепла промежуточному теплоносителю, после чего поток продуктов сгорания направляют в дымовую трубу 5 и пропускают через первый теплообменный аппарат (испаритель) 12 для нагревания и газификации низкокипящего рабочего тела замкнутого органического цикла Ренкина, после чего происходит рассеивание продуктов сгорания из дымовой трубы 5 естественной тягой в атмосферу. Подаваемые для нагревания газ или газожидкостную смесь по трубопроводу 6 подвода газа или газожидкостной смеси пропускают через второй теплообменный аппарат (конденсатор) 9 для охлаждения и конденсации низкокипящего рабочего тела замкнутого органического цикла Ренкина, после чего направляют в продуктовый змеевик 7 теплообменника 4, где происходит передача тепла от нагретого промежуточного теплоносителя к потоку нагреваемых газа или газожидкостной смеси, после чего нагретые газ или газожидкостную смесь направляют по трубопроводу 8 отвода газа или газожидкостной смеси для прохождения дальнейшей технологической цепочки.Fuel gas (Fig. 1, Fig. 3) is fed into the heater through the fuel gas supply pipeline 1, then additionally heated in the heat exchanger 4, and then sent to the burner 2 for combustion. The resulting combustion products are fed into the flame tube 3, fixed in the heat exchanger 4, where heat is transferred to the intermediate heat carrier, after which the flow of combustion products is directed to the chimney 5 and passed through the first heat exchanger (evaporator) 12 to heat and gasify the low-boiling working fluid of a closed organic Rankine cycle, after which the combustion products are dispersed from the chimney 5 by natural draft into the atmosphere. The gas or gas-liquid mixture supplied for heating through the pipeline 6 for supplying gas or gas-liquid mixture is passed through the second heat exchanger (condenser) 9 for cooling and condensing the low-boiling working fluid of the closed organic Rankine cycle, after which it is sent to the product coil 7 of the heat exchanger 4, where heat is transferred from the heated intermediate heat carrier to the flow of the heated gas or gas-liquid mixture, after which the heated gas or gas-liquid mixture is sent through the gas or gas-liquid mixture outlet pipeline 8 to pass the further technological chain.

В вариантах выполнения предложенного способа (фиг. 2, фиг. 4) топливный газ подают в подогреватель по трубопроводу 1 подачи топливного газа, затем дополнительно подогревают в теплообменнике 4, после чего направляют в горелочное устройство 2 для сжигания. Образовавшиеся продукты сгорания подают в жаровую трубу 3, закрепленную в теплообменнике 4, где происходит передача тепла промежуточному теплоносителю, после чего поток продуктов сгорания направляют в дымовую трубу 5, подают в теплообменный аппарат горячего потока термоэлектрического генератора 15 и пропускают через первый теплообменный аппарат (испаритель) 12 для нагревания и газификации низкокипящего рабочего тела замкнутого органического цикла Ренкина, после чего происходит рассеивание продуктов сгорания из дымовой трубы 5 естественной тягой в атмосферу. Подаваемые для нагревания газ или газожидкостную смесь по трубопроводу 6 подвода газа или газожидкостной смеси подают в теплообменный аппарат холодного потока термоэлектрического генератора 15 и пропускают через второй теплообменный аппарат (конденсатор) 9 для охлаждения и конденсации низкокипящего рабочего тела замкнутого органического цикла Ренкина, после чего направляют в продуктовый змеевик 7 теплообменника 4, где происходит передача тепла от нагретого промежуточного теплоносителя к потоку нагреваемых газа или газожидкостной смеси, после чего нагретые газ или газожидкостную смесь направляют по трубопроводу 8 отвода газа или газожидкостной смеси для прохождения дальнейшей технологической цепочки. При этом между теплообменными аппаратами горячего и холодного потоков термоэлектрического генератора 15 устанавливают термоэлектрические генераторные модули, принцип работы которых основан на термоэлектрическом эффекте Зеебека, а электроэнергию, которую получают при помощи термоэлектрического генератора 15, подают, как минимум, на питание электрического привода (не обозначено) насоса 11.In embodiments of the proposed method (Fig. 2, Fig. 4), fuel gas is supplied to the heater through the fuel gas supply pipeline 1, then additionally heated in the heat exchanger 4, and then sent to the burner 2 for combustion. The resulting combustion products are fed into the flame tube 3, fixed in the heat exchanger 4, where heat is transferred to the intermediate heat carrier, after which the flow of combustion products is sent to the chimney 5, fed into the heat exchanger of the hot flow of the thermoelectric generator 15 and passed through the first heat exchanger (evaporator) 12 for heating and gasification of the low-boiling working fluid of the closed organic Rankine cycle, after which the combustion products are dispersed from the chimney 5 by natural draft into the atmosphere. The gas or gas-liquid mixture supplied for heating is fed through the pipeline 6 for supplying gas or gas-liquid mixture to the cold flow heat exchanger of the thermoelectric generator 15 and passes through the second heat exchanger (condenser) 9 for cooling and condensing the low-boiling working fluid of the closed organic Rankine cycle, after which it is sent to product coil 7 of the heat exchanger 4, where heat is transferred from the heated intermediate heat carrier to the flow of the heated gas or gas-liquid mixture, after which the heated gas or gas-liquid mixture is sent through the gas or gas-liquid mixture removal pipeline 8 to pass the further technological chain. At the same time, thermoelectric generator modules are installed between the heat exchangers of the hot and cold flows of the thermoelectric generator 15, the principle of operation of which is based on the Seebeck thermoelectric effect, and the electricity that is obtained using the thermoelectric generator 15 is supplied, at least, to power the electric drive (not indicated) pump 11.

Работа замкнутого органического цикла Ренкина в вариантах выполнения предложенного способа осуществляется следующим образом.The operation of the closed organic Rankine cycle in the embodiments of the proposed method is carried out as follows.

Из ресивера 10 под действием насоса 11, низкокипящее рабочее тело подают в первый теплообменный аппарат (испаритель) 12, где происходит его нагревание и газификация. Далее рабочее тело направляют на турбину 13, от которой при вращении крутящий момент передается ротору электрогенератора 14, кинематически связанному с рабочим колесом турбины 13, для выработки электроэнергии. После срабатывания на турбине 13 рабочее тело охлаждают и конденсируют во втором теплообменном аппарате (конденсаторе) 9, затем рабочее тело в жидкой фазе направляют в ресивер 10.From the receiver 10, under the action of the pump 11, a low-boiling working fluid is fed into the first heat exchanger (evaporator) 12, where it is heated and gasified. Next, the working fluid is sent to the turbine 13, from which, during rotation, the torque is transmitted to the rotor of the electric generator 14, which is kinematically connected to the impeller of the turbine 13, to generate electricity. After operation on the turbine 13, the working fluid is cooled and condensed in the second heat exchanger (condenser) 9, then the working fluid in the liquid phase is sent to the receiver 10.

В вариантах выполнения предложенного способа, с целью дополнительного охлаждения рабочего тела в замкнутом цикле (фиг. 3, фиг. 4), после срабатывания на турбине 13 рабочее тело направляют в радиатор 17 и охлаждают потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором 16, причем вентилятор 16 кинематически связан с турбиной 13.In embodiments of the proposed method, in order to additionally cool the working fluid in a closed cycle (Fig. 3, Fig. 4), after operation on the turbine 13, the working fluid is sent to the radiator 17 and cooled by the air flow pumped by the fan 16, and the fan 16 is kinematically connected with turbine 13.

Таким образом, использование предложенного способа работы подогревателя газа, служащего для нагрева газов или газожидкостных смесей и попутного производства электрической энергии в нефтехимической, газоперерабатывающей, энергетической и других отраслях промышленности позволит повысить эффективность процесса, а также свести к минимуму экономические затраты на электрическую энергию, необходимую для обеспечения работоспособности электрооборудования, входящего в состав подогревателя.Thus, the use of the proposed method of operation of a gas heater used for heating gases or gas-liquid mixtures and associated production of electrical energy in the petrochemical, gas processing, energy and other industries will improve the efficiency of the process, as well as minimize the economic costs of electrical energy required for ensuring the operability of the electrical equipment included in the heater.

Claims

1. The method of operation of a gas heater, containing a heat exchanger, a burner device, a flame tube located in the heat exchanger, a chimney, a fuel gas supply pipeline, a gas or gas-liquid mixture supply pipeline, a product coil fixed in the heat exchanger housing, a gas or gas-liquid mixture discharge pipeline, consisting in the fact that the fuel gas is supplied to the heater and is sent through the fuel gas supply pipeline through the heat exchanger to the burner for combustion, after which the resulting combustion products are sent to the flame tube, and the heat from the flame tube is used to heat the intermediate heat carrier, after which the product flow combustion is fed into the chimney, while the gas or gas-liquid mixture supplied for heating is sent through the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture to the product coil of the heat exchanger to transfer heat from the intermediate heat carrier to the heated gas or gas-liquid mixture, Further, the heated gas or gas-liquid mixture from the product coil is sent through the gas or gas-liquid mixture discharge pipeline, characterized in that the first heat exchanger is installed in the chimney, and the second heat exchanger is connected to the gas or gas-liquid mixture supply pipeline, while the flow of combustion products, passing in the chimney, and the flow supplied for heating the gas or gas-liquid mixture passing in the gas or gas-liquid mixture supply pipeline, phase transitions of the low-boiling working fluid are organized in a closed cycle, while the low-boiling working fluid in the liquid phase is supplied from the receiver by a pump to the first heat exchanger , heated and gasified in it, then sent to the turbine, kinematically connected with the rotor of the electric generator, and after operation on the turbine, the working fluid is cooled and condensed in the second heat exchanger, after which it is sent back to the receiver.

2. The method of operation of a gas heater, containing a heat exchanger, a burner, a flame tube located in the heat exchanger, a chimney, a fuel gas supply pipeline, a gas or gas-liquid mixture supply pipeline, a product coil fixed in the heat exchanger housing, a gas or gas-liquid mixture discharge pipeline, consisting in the fact that the fuel gas is supplied to the heater and is sent through the fuel gas supply pipeline through the heat exchanger to the burner for combustion, after which the resulting combustion products are sent to the flame tube, and the heat from the flame tube is used to heat the intermediate heat carrier, after which the product flow combustion is fed into the chimney, while the gas or gas-liquid mixture supplied for heating is sent through the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture to the product coil of the heat exchanger to transfer heat from the intermediate heat carrier to the heated gas or gas-liquid mixture, In other words, the heated gas or gas-liquid mixture from the product coil is sent through the gas or gas-liquid mixture discharge pipeline, characterized in that the heater additionally includes a thermoelectric generator, and the thermoelectric generator hot flow heat exchanger and the first heat exchanger are installed in the chimney, and with the pipeline The cold flow heat exchanger of the thermoelectric generator and the second heat exchanger are connected to the gas or gas-liquid mixture supply, while the flow of combustion products passing in the chimney and the flow of gas or gas-liquid mixture supplied for heating, passing in the pipeline for supplying gas or gas-liquid mixture, are directed, respectively , into heat exchangers of hot and cold flows of a thermoelectric generator, between which thermoelectric generator modules are installed, and the mentioned flows of fuel combustion products and supplied for heating g phase transitions of the low-boiling working fluid in a closed cycle, while the low-boiling working fluid in the liquid phase is supplied from the receiver by a pump to the first heat exchanger, heated and gasified in it, then sent to the turbine kinematically connected to the electric generator rotor, and after operation on the turbine, the working fluid is cooled and condensed in the second heat exchanger, after which it is sent back to the receiver, while the electric power from the thermoelectric generator is used to power the electric drive of the pump.

3. The method of operation of the gas heater according to claim 1 or 2, characterized in that, after operation on the turbine, the working fluid is first sent to the radiator and cooled by an air flow forced by a fan kinematically connected to the turbine.