Компрессорная установка

 

Использование: в компрессоростроении, особенно в компрессорных установках, предназначенных для перекачки газа из отключенных для ремонта или плановых замен участков магистральных газопроводов в параллельные действующие газопроводы, и относится к установкам, использующим многоступенчатые центробежные компрессоры. Сущность изобретения: компрессорная установка содержит газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого оснащен средствами соединения с участком трубопровода, при этом в установку введены низконапорная компрессорная ступень и смеситель, всасывающий патрубок низконапорной ступени оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа, вход смесителя соединен с нагнетательными патрубками многоступенчатого центробежного компрессора и низконапорной компрессорной ступени, а выход смесителя оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа в сечении, расположенном ниже по потоку по отношению к соединению с этой магистралью всасывающего патрубка низконапорной компрессорной ступени, позволяющие охлаждать газ на нагнетании многоступенчатой секции холодным газом из действующего насоса. 1 ил.

Изобретение предназначено для перекачки газа из отключенных для ремонта или плановых замен участков магистральных газопроводов в параллельные действующие газопроводы и относится к установкам, использующим многоступенчатые центробежные компрессоры. Компрессорная установка должна выполняться мобильной.

Использование для этой цели компрессоров, применяемых на газоперекачивающих станциях, малоэффективно в связи с ограниченной (≈1,5) степенью сжатия и, следовательно, большими остатками газа в отключенном участке, которые в конечном счете будут сброшены в атмосферу. Ограничение степени сжатия в свою очередь определяется допускаемой температурой закачиваемого в трубопроводы газ, которая в целях сохранения целостности полимерного антикоррозионного покрытия не должна превышать 60^oC.

Повысить степень сжатия компрессора (степень опорожнения отключенного участка) при выполнении условия по ограничению температуры газа на нагнетании можно, применив в компрессоре промежуточные и (или) концевой рекуперативные газоохладители (воздушные или водяные)[1]. К недостаткам этого устройства относятся высокие массогабаритные характеристики газоохладителей, что является серьезным препятствием для реализации компрессорной установки в мобильном исполнении.

В качестве прототипа выбрана компрессорная установка ГПА-Ц- 6,3 [2], содержащая газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого соединен с участком трубопровода, из которого производится перекачка газа, а выходной патрубок соединен с трубопроводом, в который производится нагнетание. Как отмечалось ограниченная степень сжатия установки является причиной больших остатков газа в отключенном участке и, следовательно, больших потерь газа и загрязнения окружающей среды при сбросе этих остатков.

Цель изобретения - компрессорная установка с повышенной степенью сжатия и минимизированными массой и габаритами. Поставленная цель достигается тем, что в состав компрессорной установки, содержащей газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого оснащен средствами соединения с участком трубопровода, из которого производится перекачка газа, дополнительно введены: низконапорная компрессорная ступень и смеситель, всасывающий патрубок низконапорной ступени оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа, вход смесителя соединен с нагнетательными патрубками многоступенчатого центробежного компрессора и низконапорной компрессорной ступени, а выход смесителя оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа в сечении, расположенном ниже по потоку по отношению к соединению с этой магистралью всасывающего патрубка низконапорной компрессорной ступени.

Принципиальная схема мобильной компрессорной установки и схема соединения ее с газопроводами представлены на чертеже.

Передвижная компрессорная установка состоит из газотурбинного привода 1, кинематически соединенного с ротором компрессора, на котором установлены колеса 2 высоконапорной секции и колесо 3 низконапорной секции. Патрубки нагнетания обеих секций компрессора 6,7 соединены с входом смесителя 4, выход которого оснащен средством соединения с действующим участком газопровода 10. Всасывающий патрубок высоконапорной секции 8 оснащен средством соединения с отключенным участком газопровода 11. Стрелками показано направление потоков в соединительных линиях.

Основной принцип предлагаемого технического решения заключается в использовании для охлаждения газа на нагнетании высоконапорной секции компрессора идентичного газа, отбираемого из действующих участков газопровода. При этом, так как потребная степень сжатия низконапорной ступени компрессора составляет ≈ 1,03, то подогрев в ней будет незначительным, а затраты мощности на прокачку газа в количествах, сопоставимых с расходом газа через высоконапорную секцию, не превысят 2,5% от мощности высоконапорной секции (при этом степень сжатия высоконапорной секции составит ≈ 3). Принимая во внимание то, что в химической промышленности применяются компрессоры, в едином корпусе сжатия которых выполняются многоступенчатая секция и одноступенчатая низконапорная секция рецикла, а также то, что смеситель в данном случае может быть выполнен в виде трубы, можно судить о незначительном росте массы и габаритов установки за счет введения этих дополнительных элементов.

Применение предлагаемого устройства позволит более чем вдвое повысить опорожнение отключенного участка по сравнению с применением для этих целей устройства - прототипа. Протяженность отключаемых участков магистральных газопроводов составляет то 50 до 150 км и передвижная компрессорная установка способна откачать до 70% газа из них, что только для одного участка с начальным давлением 70 ата составит от 3,5 до 10,5 млн. нм³.

Формула изобретения

Компрессорная установка, содержащая газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого оснащен средствами соединения с участком трубопровода, из которого производится перекачка газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени сжатия и минимизации массы и габаритов, в состав установки дополнительно введены низконапорная компрессорная ступень и смеситель, всасывающий патрубок низконапорной ступени оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа, вход смесителя соединен с нагнетательными патрубками многоступенчатого центробежного компрессора и низконапорной компрессорной ступени, а выход смесителя оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа в сечении, расположенном ниже по потоку по отношению к соединению с этой магистралью всасывающего патрубка низконапорной компрессорной ступени.

РИСУНКИ

Рисунок 1