专利名称:流过纯净气体的中间储存装置的制作方法
本发明涉及到联接在一个气体分配导管上的一个流过纯净气体的中间储存装置，它具备至少一个高压储存器，至少一个低压储存器及至少一个升压压缩机。
在利用综合的气化煤装置进行发电和生产甲醇的一个中型负荷的发电厂中，专利(VPA83P6027＝P3319732.6)中已经提出一方面在气化煤装置及联接于其后的气体净化装置之间，及另一方面气化煤装置与使用该制造出的纯净气体的各个用户之间均插入一个所谓的流过纯净气体的中间储存装置，在超过气体供应量时用它来存储过剩的纯净气体，而在气体供应不足时用它来给出附加的纯净气体。这种短时出现的纯净气体需量的过盈及不足特别可能发生在下述情况时当燃气轮机为了平衡用电量需要的上升必须短时加载运行，或是在用电量下降时短时地减载运行，而煤气气化器却不能跟上这些需要量的变化摆动。那么燃气轮机发电厂的一个特征即为它对燃烧气体管路中的压力摆动反应极为敏感。同样地由于燃气轮机减载也必须接入的各种其它的纯净气体用户也要求纯净气体的供气管道中的压力值保持很小的误差。
这个发明是以解决下列任务为基础的该流过纯净气体的中间储存装置这样地构成，即在供气增加和突然摆动时，及首先是纯净气体的需要量摆动时纯净气体导管中的压力以很小的误差保持恒定。同时该流过纯净气体的中间储存装置应该保证有最大可能的运行可靠性及最少的投资费用。
所提出的这个任务将根据本发明如此地解决无论是低压储存器的进气导管还是高压储存器的出气导管均与气体分配导管相联接，在联接低压储存器和高压储存器的联接导管中装入了至少一个升压压缩机，在低压及高压储存器的进气及出气导管上还装入了根据压力传感器可进行调节的阀。藉此在气体分配导管中的压力就能在一个予定带宽范围内自动地保持衡定。
当低压储存器的工作压力始终地保持低于气体分配导管中的最小压力及高压储存器的工作压力始终高于气体分配导管中的最大压力时，这些情况下仅需打开阀门进行压力调节而无需将泵起动即可作到对过量的纯净气体的一种极无惰性的接纳。
当为了减少储存器的温度在每个升压压缩机后联接上一个热交换器时，无论是储存器的容量，还是储存器压力的最大值或是最小值均能被提高。这在低压储存器中即在其进气管上引入热交换器也是同样适用的。
如果对于高压存储器装配一个直接和气体分配导管相联又至少设有一个升压压缩机的高压旁通进气导管时，该流过纯净气体的中间存储装置的单位时间接纳容量可以加大。此外，在向高压储存器直接储存时泵的功率可以节省，因为是从气体分配导管的压力基准出发的而不是从低压储存器较低的压力基准出发决定必须增加压力的。相应地也可以同样地考虑在气体分配导管上联接上一个低压旁通进气导管，它直接地使第一个升压压缩机前的联接导管的低压侧和气体分配导管联接起来。在高压的及低压储存器之间大的压力差可以利用在联接导管中串联较多个的升压压缩机进行调和。
本发明另外的特征将根据附图中描述的实施例进行说明。附图为描述具有两个并联联接的低压储存器及二个并联联接的高压储存器的流过纯净气体的中间存储装置的结构图，在图示描述中人们可以识别出气体分配导管1，由一个在附图中未出现的气化煤的装置产生出来的并在其后联接的净化器2中净化了的所谓纯净气体通过了该管1传导给一个燃气轮机的燃烧室及另外的用户4，5，例如一个乙醇合成装置。联接在这个气体分配导管1上的流过纯净气体的中间储存装置6在实施例中具有两个低压储存器7，8及二个高压储存器9，10，一方面两个低压储存器7，8相互并联另一方面两个高压储存器9，10相互并联，而低压储存器及高压储存器通过一个总的联接导管11相互联接起来。该联接导管在实施例中装备了两个相互串联的中间压缩机12，13。对于每个中间压缩机均有一个中间冷却器直接联接在其后。此外在联接导管11上还装入了一个回程阀16。
这两个低压储存器7，8中的每一个经过一个隔离进气导管17，18再联接到气体分配导管1上去的。在这个进气导管中既装上了一个阻塞阀19，20，一个进气调节阀21，22，还装上了一个回程阀23，24。两个进气调整阀是与装在气体分配导管上的每一个压力传感器25，26相联接的，在压力传感器处可以整定该气体分配导管的最大允许压力。此外这些进气调整阀21，22或是相应地还有进气导管17，18上装入的阻塞阀19，20经过另一个联接在低压储存器7，8上的压力传感器27，28联接起来，该压力传感器可整定在低压储存器7，8中的最大许可压力上。在低压储存器中为了限制储存温度装入了对应的一个冷却器29，30。最后在低压储存器7，8进气导管17，18中可考虑至少有一个辅助冷却器31，32用于冷却流入的纯净气体。
在与联接导管11相联的低压储存器7，8的出气导管33，34中，除去一个阻塞阀35，36及回程阀37，38外，还有一个低压出气闭锁阀39，40，它受到一个联接在低压储存器上的，并按照低压储存器7，8中的最大允许压力整定的压力传感器41，42的调节。
两个高压储存器9，10中的每一个的出气导管43，44上，除去一个阻塞机构45，46和一个回程阀47，48外还有一个所谓的高压出气调节阀49，50。这些出气调节阀可通过联接在气体分配导管1上并以其最小允许压力整定的压力传感器51，52来调节。不是高压出气调节阀49，50，就是相应地在高压储存器9，10的二个出气导管43，44中任一个上引入的阻塞机构45，46中的每一个受到和与高压储存器相联接的，并按高压储存器所允许最低压力加以整定的压力传感器53，54的调节。高压储存器9，10除通过一个阻塞机构55，56及一个回程阀57，58外，还通过一个相应的进气闭锁阀59，60和联接导管11相联接。每一个进气闭锁阀59，60经由联接在高压储存器9，10上的，并以其最大压力整定的压力传感器61，62来调节。
在实施例中与这两个高压储存器9，10并联了一个具有单个升压压缩机63的高压旁通进气导管64，它还配有阻塞机构65，回程阀66及电机控制阀67。在高压旁通进气导管64的中升压压缩机63的后面联接了一个热交换器68。在实施例中还示出了一个对应于高压旁通进气导管64而采用的低压旁通进气导管69。它将气体分配导管1和联接导管11的低压侧联接起来。在该低压旁通进气导管69中设有一个电机调节阀70，它和阻塞机构71，回程阀72相串联。在实施例中这儿还引入了一个用于冷却纯净气体的辅助冷却器73。
如果随着纯净气体消耗的降低，例如燃气轮机功率的下降，气体分配导管1中的压力上升了，那么装在气体分配导管上的压力传感器25，26当超过其予整定的最大压力时即对在低压储存器7，8进气管17，18上的进气调节阀21，22进行调节。该进气调节阀21，22还经过一个选择开关(在附图上未示出)以下列方式相互地联锁即每次仅只能有一个由所属的压力传感器来调节，或为每一次另一个或者多个进气导管总是一直保持关闭。现在过剩的纯净气体经由被调节的进气导管和装在其上的辅助冷却器流入所属的低压储存器中。在这儿其意义为低压储存器中的压力持续地处在低于气体分配导管中的最低压力的数值上。现在该低压储存器7或8在相对于由传感器25，26所调节的进气调节阀21或22的工作位置上吸取了过剩的纯净气体，其结果是在气体分配导管中保持了最低压力。如果该低压储存器以这种方式达到它的最大许可压力时，那么装在低压储存器7，8上的压力传感器27，28就调节进气调节阀至关闭，经过了选择开关调节另一个进气调节阀打开。现在将在另一导管中通它所属的压力传感器25或26对应于气体分配导管1中的供气或是气体压力进行调节。在实施例中低压储存器7，8上的压力传感器27，28的调节导管每一个分别与进气调节阀21，22相联。在此，用接在低压存储器上的传感器不控制进气阀而控制串接的阻塞阀19，20也是有可能的。
只要低压储存器7，8中的一个达到其予整定的最大压力并与气体分配导管1阻断时，将通过开关逻辑装置及另一个与低压储存器联接的压力传感器41，42来调节低压出气闭锁阀39，40＊，接着开始在联接导管中的中间压缩机12，13并且调节高压储存器的进气闭锁阀59，60。用此方法这个被注满了的低压储存器将重新被泵抽空了，而高压储存器中的一个将充入由泵抽来的纯净气体。
高压储存器9，10中的每一个上装有传感最大允许压力的压力传感器61，62。借助这些压力传感器61，62使得和联接导管11相联的所属进气闭锁阀在该高压储存器达到了它的最大压力时被关闭，并且使另一个进气闭锁阀打开。
如果在气体分配导管1中的气体压力下降到最低值时，该高压出气调节阀49，50将由压力传感器51，52根据气体分配导管中的予整定最低压力被调节至开启，以保持在气体分配导管内必要的，予整定的最低压力。
为了减小影响调节精度的不稳定状态，同时仅允许两个相互并联的高压储存器中有一个其中的气体能被抽空。如果在高压储存器中的压力降低至被整定的最小压力值时，那么将借助于和该高压储存器相联接的压力传感器53，54，或是控制由所属的高压出气调节阀49，50，或是控制由位于同一出气导管中的阻塞机构45，46进行关闭。借助于一个在附图上未示出的开关逻辑装置将同时地使得另一个有待充气的高压储存装置的高压出气调节阀或阻塞机构受到操纵或调节到开启。该高压出气调节阀的工作位置将由所属的压力传感器51，52来决定。因此向气体分配导管1中继续输送的纯净气体的任务这时将由另一个高压储存器来承担。通过相应的单个阀门的联锁就保证了安全，使得任一个高压储存器不能同时地既由中间压缩机12，13进行充气又向气体分配导管1进行供气。因此在阻塞机构45，46打开时及同一出气导管43，44上的高压出气调节阀49，50打开时，借助于所属的操纵逻辑装置(附图中未示出)总是同时地使得同一高压储存器的进气闭锁阀59，60关闭。
而且两路低压储存器7，8的阀还利用类似的形式相互进行联锁。其结果是当从气体分配导管1出来的纯净气体经由进气导管17，18向这些低压储存器中的一个充气时，没有一个低压储存器能借助在联接导管上引入的中间压缩机12，13与此同时被抽空气体。因此当一个进气调节阀打开时，利用操纵逻辑装置同时地关闭同一低压储存器上的低压出气闭锁阀。同样地，若不用前叙办法，用阻塞阀19，20相对于低压出气闭锁阀39，40也能被施于如上的调节。借助于每个低压储存器本身的进气和出气导管的相互联锁及两个相互并联的储存器的进气导管和出气导管的相互联锁降低了对进气调节阀21，22的调节粗度产生不利影响的不稳定状态。
为了平衡在气体分配导管中较多的气体过剩，在这个流过纯净气体的中间储存装置6中的高压旁通进气导管64可以被投入运行，同时从一个监视站出发将打开所属的电机调节阀67并使升压压缩机63投入运行。借此较多的气体过盈可以直接地储入高压储存器9，10的一个当中去，这个由高压旁通进气导管的气体吸取能够被低压储存器中的一个替代地或附加上地来实现。此外，为了解决这个问题，亦可用如下的方法截取较多的气体余量如同在实施例中描述的，考虑用一个低压旁通进气导管69来实现，借助在那儿装入的电机调节阀70的调整，在相对于中间压缩机12，13的确定泵功率时过剩的气体量额经由联接导管11被泵抽入高压储存器9，10中的一个上。在较多的气体过剩量的吸取时，投入运转高压旁通进气导管64或是低压旁通进气导管69是比较经济的作法，因为是从气体分配导管中的较高的压力基准出发的，而不是从低压储存器7，8中一个较低的压力基准出发来决定必须进行压缩气体的。
由于调节技术的原因，在打开电机调节阀67，70时总也是同时地关闭低压储存器的进气导管17，18上的阻塞阀19，20。借助于在单个压缩机12;13后联接的中间冷却器14，15以及在进气导管17，18，69中联接在其前面的辅助冷却器，能使得在7至10中的单个储存器中的气体温度被限制在最大允许的数值内。借此这些储存器中的储存容量就得到提高。在低压储存器上装入的冷却器允许其本身的温度保持在一个予定的温度基准上。
18个权利要求
一张附图。
附图标号表气体分配导管 1气体净化器 2燃烧室 3用户 4，5流过纯净气体的中间储存装置 6低压储存器 7，8高压储存器 9，10联接导管 11中间压缩机 12，13中间冷却器 14，15回程阀 16进气导管 17，18阻塞阀 19，20进气调节阀 21，22回程阀 23，24压力传感器 25，26，27，28冷却器 29，30辅助冷却器 31，32出气导管 33，34阻塞机物 35，36回程阀 37，38低压出气闭镇阀 39，40压力传感器 41，42出气导管 43，44
阻塞机物 45，46回程阀 47，48高压出气调节阀 49，50压力传感器 51，52，53，54阻塞机物 55，56回程阀 57，58进气闭镇阀 59，60压力传感器 61，62升压压缩机 63高压旁通进气导管 64阻塞机物 65回程阀 66电机调节阀 67热交换器 68低压旁通进气导管 69电机调节阀 70阻塞阀 71回程阀 72辅助冷却器 7权利要求
1.联接在一个气体分配导管上的流过纯净气体的中间存储装置，它具备至少一个高压储存器，至少一个低压储存器及至少一个升压压缩机，其特征为无论是低压储存器(7，8)的进气导管(17，18)或是高压储存器(9，10)上的出气导管(43，44)均和气体分配导管(1)相联接，在联接低压储存器与高压储存器的联接导管(11)中至少装入一个升压压缩机，并且由压力传感器(25，26，27，28，41，42，51，52，53，54，61，62)调节的阀(19，20，21，22，39，40，45，46，49，50，59，60)装设在低压储存器和高压储存器的进气导管及出气导管之中。
2.根据权项1的流过纯净气体的中间存储装置，其特征为低压储存器(7，8)的工作范围处于气体分配导管(1)的最低压力以下。
3.根据权项1的流过纯净气体的中间存储装置，其特征为高压储存器(9，10)的工作范围超过气体分配导管(1)中的最大压力。
4.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为该低压储存器(7，8)的进气阀用的压力传感器(25，26)联接在气体分配导管(1)上。
5.根据权项4的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为该低压储存器(7，8)的进气阀被用作为调节阀。
6.根据权项4的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为当气体分配导管(1)中的压力超过其一个予定的最大压力时，该压力传感器(25，26)打开该低压储存器(7，8)的进气阀(21，22)。
7.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为该高压储存器(9，10)的出气阀(49，50)用的压力传感器(51，52)联接在气体分配导管(1)上。
8.根据权项7的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为该高压储存器(9，10)的出气阀(49，50)用作为调节阀。
9.根据权项7的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为在气体分配导管(1)中的压力低于其一个予定的最小压力时，该压力传感器(51，52)打开该高压储存器(9，10)的出气阀(49，50)。
10.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为对于高压储存器(9，10)设置了一个直接与气体分配导管(1)相联并具有至少一个升压压缩机(63)的高压旁通进气导管(64)。
11.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为一个直接与气体分配导管(1)相联的低压旁通进气导管(69)在联接导管(11)的第一个升压压缩机(12)前面的低压侧上与联接导管(11)相联。
12.根据权项10或11的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为在旁通导管(64，69)上装设了一个遥控的调节阀(67，70)。
13.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为在联接导管(11)中串联了多个的升压压缩机(12，13)。
14.根据权项10及13的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为为了降低储存器的温度，每个升压压缩机(12，13，63)的后面均联接了一个热交换器(14，15，68)。
15.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为为了降低储存器温度用的热交换器(31，32)装设在由气体分配导管(1)传导气体给低压储存器(7，8)用的进气导管(17，18)上。
16.根据权项1的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为在低压储存器(7，8)上设置了为了降低储存器温度用的交热换器(29，30)。
17.根据权项1，10及11的流过纯净气体的中间储存装置，其特征为在旁通进气导管中设置了热交换器(68，73)。
18.根据权项12的流过纯净气体的中间存储装置，其特征为低压进气旁通导管(69)中的调节阀相对于低压储存器(7，8)的进气导管(17，18)上的每个进气阀均有联锁。
专利摘要
本发明涉及到联接在气体分配导管上的一流过纯净气体的中间储存装置，它具备至少一高压储存器，一低压储存器及一升压压缩机。利用这一中间储存装置不仅能明显地储存多余量的或补充不足量的纯净气体，同时也能将气体分配导管中的压力以尽可能小的误差保持其恒定。该发明规定不论在低压储存器中的进气导管，还是高压储存器的出气导管均联接到气体分配导管中，在联接低和高压储存器的联接导管中至少装入一个升压压缩机并且在低压及高压储存器的进气及出气导管中装入由压力传感器进行调节的阀。
文档编号F17D1/20GK85103312SQ85103312
公开日1986年11月12日 申请日期1985年5月13日
发明者戈贝尔, 希夫勒斯 申请人:克拉夫特沃克联合公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan