Газораспределительная станция

 

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к газораспределительной технике, и может быть использовано в автоматизированных системах подачи природного газа от магистральных газопроводов к потребителю. Газораспределительная станция содержит установленные последовательно по ходу газа в трубопроводе, соединяющем между собой газопроводы высокого и низкого давления, подогреватель 1 газа высокого давления, одним входом соединенный с магистральным газопроводом высокого давления, а другим через регулирующий клапан 2 подогревателя газа высокого давления соединен с газопроводом низкого давления, управляющий вход регулирующего клапана 2 подогревателя газа высокого давления соединен с регулятором 3 подогревателя 1 газа высокого давления, турбину 4, выходным валом соединенную с валом электрогенератора 5, и первый датчик 6 температуры, установленный в газопроводе низкого давления. Для повышения экономической эффективности использования избыточного давления при обеспечении стабильности выходных эксплуатационных параметров газопровод низкого давления снабжен датчиком 7 давления, подогревателем 8 газа низкого давления, холодильной камерой 9, вторым датчиком 10 температуры и смесителем 11, соединенным с выходом турбины 4, вход турбины 4 снабжен регулирующим клапаном 12 турбины, управляющим входом, соединенным с регулятором 13 турбины, который соединен с датчиком 7 давления, выход подогревателя 1 газа высокого давления газопроводом с регулирующим клапаном 14 холодильной камеры 9 соединен со смесителем 11, управляющий вход регулирующего клапана 14 холодильной камеры 9 соединен с выходом регулятором 15 холодильной камеры 9, входом соединенным со вторым датчиком 10 температуры, вход подогревателя 8 газа низкого давления газопроводом с регулирующим клапаном 16 подогревателя 8 газа низкого давления соединен с входом регулирующего клапана 2 подогревателя 1 газа высокого давления, управляющий вход регулирующего клапана 16 подогревателя 8 газа низкого давления соединен с выходом регулятора 17 подогревателя 8 газа низкого давления, входом соединенного первой импульсной линией с первым датчиком 6 температуры, регулятор 3 подогревателя 1 газа высокого давления третьей импульсной линией соединен с датчиком 18 оборотов выходного вала турбины. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к газораспределительной технике, и может быть использовано в автоматизированных системах подачи природного газа от магистральных газопроводов потребителю.

Известны газораспределительные станции, производящие электроэнергию и холод за счет утилизации избыточного давления газа, образующегося при снижении давления транспортируемого газа до величины, требуемой потребителям (см. патент РФ N 2079771, 2079040, 2073168, 2073169; заявки РФ N 95103496/06, N 95101873/06; авт. св. СССР N 1721387, N 1610193, 799577; МКИ F 17 D 1/00-1/075; ЭИ ИРЦ Газпром, сер. Транспорт и подземное хранение газа, 1984, вып. 2, 1-28, стр. 3-10).

Известные ГРС содержат для уменьшения давления газа редуцирующие клапаны или турбодетандер, а также другие необходимые технологические узлы: подогреватели газа, очистители газа, измерители его расхода и устройства управления, установленные в трубопроводе, соединяющем между собой газопроводы высокого и низкого давления.

Указанные ГРС обладают разным уровнем экономичности использования энергии избыточного давления.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче к предлагаемому техническому решению является изобретение по патенту РФ N 2079771 - прототип, МКИ 6F 17 D 1/07 "Установка для утилизации энергии сжатого природного газа", содержащая установленные последовательно по ходу газа в трубопроводе, соединяющем между собой газопроводы высокого и низкого давлений, подогреватель с топкой, горелка которой через регулирующий клапан подключена к газопроводу низкого давления. Регулирующий клапан импульсной линией соединен с датчиком температуры, также размещенным в газопроводе низкого давления.

Недостатком рассмотренной установки является неполное использование энергии избыточного давления газа.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение экономической эффективности использования энергии избыточного давления газа при обеспечении стабильности выходных эксплуатационных параметров, а именно давления и температуры газа при одновременном повышении КПД надежности, экологичности, а также снижении эксплуатационных расходов.

Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в газораспределительной станции, содержащей установленные последовательно по ходу газа в трубопроводе, соединяющем между собой газопроводы высокого и низкого давления, подогреватель газа высокого давления, одним входом соединенный с газопроводом высокого давления, а другим - через регулирующий клапан подогревателя газа высокого давления соединен с газопроводом низкого давления; управляющий вход регулирующего клапана подогревателя газа высокого давления соединен с регулятором подогревателя газа высокого давления; турбину, выходным валом соединенную с валом электрогенератора и первый датчик температуры, установленный в газопроводе низкого давления, предлагается газопровод низкого давления снабдить датчиком давления, подогревателем газа низкого давления, холодильной камерой, вторым датчиком температуры и смесителем, соединенным с выходом турбины; вход турбины снабдить ругулирующим клапаном турбины, управляющим входом, соединенным с регулятором турбины, который четвертой импульсной линией соединен с датчиком давления. При этом выход подогревателя газа высокого давления газопроводом с регулирующим клапаном холодильной камеры соединен со смесителем. Управляющий вход регулирующего клапана холодильной камеры соединен с выходом регулятора холодильной камеры, входом соединенным второй импульсной линией со вторым датчиком температуры. Вход подогревателя газа низкого давления газопроводом с регулирующим клапаном подогревателя газа низкого давления соединен с входом регулирующего клапана подогревателя газа высокого давления. Управляющий вход регулирующего клапана подогревателя газа низкого давления соединен с выходом регулятора подогревателя газа низкого давления, входом соединенного первой импульсной линией с первым датчиком температуры. Регулятор подогревателя газа высокого давления третьей импульсной линией соединен с датчиком оборотов выходного вала турбины.

На чертеже представлена схема газораспределительной станции.

Газораспределительная станция содержит подогреватель 1 газа высокого давления, одним входом соединенным с газопроводом высокого давления, а другим входом - через регулирующий клапан 2 - с газопроводом низкого давления, регулятор 3 подогревателя 1 газа высокого давления соединен с управляющим входом регулирующего клапана 2 подогревателя 1 газа высокого давления. Турбина 4 выходным валом соединена с электрогенератором 5, имеющим выход на потребителя электроэнергии. Газопровод низкого давления, имеющий выход на потребителя газа, снабжен первым датчиком 6 температуры и датчиком 7 давления, установленными на выходе подогревателя 8 газа низкого давления, а также последовательно соединенными холодильной камерой 9, вторым датчиком 10 температуры и смесителем 11, соединенным с выходом турбины 4. Выход подогревателя 1 газа высокого давления газопроводом с регулирующим клапаном 12 соединен с входом турбины 4. Управляющий вход регулирующего клапана 12 соединен с выходом регулятора 13, а его вход соединен с четвертой импульсной линией с датчиком 7 давления. Выход подогревателя 1 газа высокого давления соединен также газопроводом с размещенным в нем регулирующим клапаном 14 холодильной камеры 9 со смесителем 11 газопровода низкого давления. Управляющий вход регулирующего клапана 14 соединен с выходом регулятора 15 холодильной камеры 9. Вход регулятора 15 второй импульсной линией соединен со вторым датчиком 10 температуры. Вход регулирующего клапана 2 подогревателя 1 газа высокого давления газопроводом с размещенным в нем регулирующим клапаном 16 соединен с входом подогревателя 8 газа низкого давления. Управляющий вход регулирующего клапана 16 соединен с выходом регулятора 17 подогревателя 8 газа низкого давления. Вход регулятора 17 первой импульсной линией соединен с первым датчиком 6 температуры. Вход регулятора 3 подогревателя 1 газа высокого давления соединен третьей импульсной линией с датчиком 18 оборотов выходного вала турбины 47.

Газораспределительная станция работает следующим образом.

Газ по газопроводу высокого давления поступает в подогреватель 1 газа высокого давления, где подогревается за счет сгорания газа, поступающего через регулирующий клапан 2 из газопровода низкого давления. Регулирующим клапаном 2 управляет регулятор 3, получающий сигнал по третьей импульсной линии от датчика 18 оборотов турбины 4, вращающей электрогенератор 5. Использование в схеме обратных по давлению, температуре и оборотам вала турбины позволяет стабилизировать эксплуатационные параметры, а также работать в более экономичном режиме. Таким образом подогрев газа в подогревателе 1 высокого давления вызывает изменение температуры газа на входе и выходе турбины 4 и в смесителе 11. Для стабилизации температуры в холодильной камере 9 по второй импульсной линии датчиком 10 подается управляющий сигнал на регулятор 15 холодильной камеры 9, который управляет регулирующим клапаном 14, т.е. при снижении температуры по сравнению с настройкой регулятора 15 клапан 14 открывается, а при повышении - закрывается. Стабилизация температуры в газопроводе низкого давления осуществляется датчиком 6 температуры. При этом по первой импульсной линии поступает сигнал в регулятор 17, который управляет регулирующим клапаном 16 подогревателя 8 газа низкого давления, т.е. при снижении температуры по сравнению с настройкой регулятора 17 клапан 16 открывается, а при ее повышении закрывается. Регулирование давления в газопроводе низкого давления осуществляется датчиком 7 давления, подающим сигнал в регулятор 13, на управляющий клапан 12 турбины 4, т.е. при снижении давления по сравнению с настройкой регулятора 13, клапан 12 турбины 4 открывается, при повышении - закрывается.

Формула изобретения

Газораспределительная станция, содержащая установленные последовательно по ходу газа в трубопроводе, соединяющем между собой газопроводы высокого и низкого давления, подогреватель газа высокого давления, одним входом соединенный с газопроводом высокого давления, а другим через регулирующий клапан подогревателя газа высокого давления соединен с газопроводом низкого давления, управляющий вход регулирующего клапана подогревателя газа высокого давления соединен с регулятором подогревателя газа высокого давления, турбину, выходным валом соединенную с валом электрогенератора, и первый датчик температуры, установленный в газопроводе низкого давления, отличающаяся тем, что газопровод низкого давления снабжен датчиком давления, подогревателем газа низкого давления, холодильной камерой, вторым датчиком температуры и смесителем, соединенным с выходом турбины, вход турбины снабжен регулирующим клапаном турбины, управляющим входом, соединенным с регулятором турбины, который четвертой импульсной линией соединен с датчиком давления, выход подогревателя газа высокого давления газопроводом с регулирующим клапаном холодильной камеры соединен со смесителем, управляющий вход регулирующего клапана холодильной камеры соединен с выходом регулятора холодильной камеры, вход которого второй импульсной линией соединен со вторым датчиком температуры, вход подогревателя газа низкого давления газопроводом с регулирующим клапаном подогревателя газа низкого давления соединен с входом регулирующего клапана подогревателя газа высокого давления, управляющий вход регулирующего клапана подогревателя газа низкого давления соединен с выходом регулятора подогревателя газа низкого давления, входом соединенного первой импульсной линией с первым датчиком температуры, регулятор подогревателя газа высокого давления третьей импульсной линией соединен с датчиком оборотов выходного вала турбины.

РИСУНКИ

Рисунок 1