Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция

 

Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция размещена параллельно газораспределительной станции с подводящим газ трубопроводом высокого давления и отводящим - низкого давления. Всасывающая линия многоступенчатого компрессора соединена с газопроводом высокого давления. Компрессор выполнен гидроприводным и снабжен масляным насосом с ротационным пневматическим двигателем объемного действия. Двигатель связан на входе с газопроводом высокого давления, а на выхлопе - с газопроводом низкого давления. Использование изобретения позволит снизить затраты энергии, увеличить надежность газонаполнительной станции и упростить ее конструкцию. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к газовой промышленности, в частности к автомобильным газонаполнительным компрессорным станциям (далее по тексту - АГНКС).

Все более расширяющееся использование природного газа в качестве автомобильного топлива приводит к появлению новых типов АГНКС с улучшенными техническими и экономическими показателями.

Известны типовые АГНКС, состоящие из блоков предварительной очистки, сжатия, включающего в свою очередь блоки компрессорных установок и системы охлаждения, осушки газа, хранения газа с блоками аккумуляторов и блок газозаправочных колонок (см., например, А.Х. Сафин и др. "Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции", ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Обзорная информация "Компрессорное машиностроение", серия ХМ-5, 1986 год, стр. 2-3). Недостатком АГНКС данного типа является сложность общей конструкции станции и значительная энергоемкость, поскольку внешний источник энергии необходим, прежде всего, для работы компрессора.

Наиболее близкой к настоящему изобретению является АГНКС с параллельным подключением к газораспределительной станции (далее по тексту - ГРС). АГНКС при этом включает в себя трехступенчатый компрессор с приводом от двухцилиндрового двигателя двойного действия (см. , например, Патент СССР SU 1825401 A3, МКИ F 04 В 41/00, Бюл. 24, 30.06.93).

Недостатками АГНКС данной конструкции является недостаточная степень использования энергии, сложность используемого оборудования и ненадежность работы.

Задача настоящего изобретения состоит в создании АГНКС нового типа.

Технический результат состоит в снижении затрат энергии, увеличении надежности АГНКС, упрощении ее конструкции и условий эксплуатации.

Указанный технический результат достигают за счет того, что в автомобильной газонаполнительной компрессорной станции, размещенной параллельно газораспределительной станции с подводящим газ трубопроводом высокого давления и отводящим - низкого давления и содержащей многоступенчатый компрессор, всасывающая линия которого соединена с газопроводом высокого давления, компрессор выполнен гидроприводным и снабжен реверсивным масляным насосом с ротационным пневматическим двигателем объемного действия, связанным на входе с газопроводом высокого давления, а на выхлопе - с газопроводом низкого давления.

Сущность настоящего изобретения состоит в следующем.

Размещение АГНКС параллельно ГРС является частным случаем в сети газозаправочных станций. Известно, что при равном конечном давлении сжатия компрессоры для АГНКС тем проще, чем выше давление всасывания, поскольку это приводит к снижению общего отношения давлений и уменьшению количества ступеней сжатия. С увеличением начального давления снижается также и потребляемая мощность, что позволяет использовать одну и ту же базу компрессора для создания машин увеличенной производительности. Снижение потребляемой мощности равнозначно снижению энергетических затрат (см., например, А.Х. Сафин и др. "Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции", ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Обзорная информация "Компрессорное машиностроение", серия ХМ-5, 1986 год, стр. 4). Таким образом, подключение АГНКС к магистральным газопроводам в условиях максимального давления природного газа является наиболее перспективным и правильным и должно быть использовано при любой возможности подобного подключения. ГРС сооружают в конце каждого магистрального газопровода или отвода от него. Они предназначены для снижения давления газа и поддержания этого давления в заданных пределах. Снижение давления газа до сегодняшнего дня проводят при его редуцировании без использования значительного энергетического потенциала сжатого газа (см., например, "Эксплуатационнику магистральных газопроводов", Справочное пособие, М., Изд. "Недра", 1987 год, стр. 116-122). Размещение АГНКС в параллель с ГРС позволяет использовать энергию сжатого магистрального газа для сжатия природного газа с исходным давлением, равным давлению в магистрали, до давления, соответствующего требованиям, предъявляемым к газу, заправляемому в автомобильные баллоны. Это и предусмотрено в известном техническом решении. В известном решении при этом используют сложные устройства, позволяющие сжать часть исходного магистрального газа за счет энергии другой его части. Очевидна необходимость разделения общего потока газа, поступающего на ГРС, фактически на три потока: поток, направляемый на редуцирование, поскольку общий поток газа значительно превосходит потребный для собственно сжатия на АГНКС и для работы сжимающего компрессора, поток, направляемый на сжатие в компрессоре, и поток, направляемый для работы компрессора. В решении, приведенном выше, используют двухцилиндровый двигатель двойного действия для работы многоступенчатого компрессора. Отработанный газ, использованный для работы компрессора, направляют в линию газа низкого давления ГРС (в линию газа после редуцирования). Таким образом, снижение давления исходного газа до потребного на ГРС, в той его части, которая поступает для работы компрессора, проходит с полезным использованием энергии.

Газовые компрессоры с двухцилиндровыми пневматическими двигателями двойного действия не получили распространения из-за ряда присущих им недостатков, из которых основным является низкий коэффициент полезного действия, что связано с необходимостью постоянного превышения усилий на поршень со стороны рабочего газа над усилием на поршень со стороны сжимаемого газа. В настоящее время преимущественными для АГНКС признаются компрессоры с гидравлическим приводом, движение поршней в которых проходит с использованием масляного насоса. Вследствие незначительной массы деталей, движущихся возвратно-поступательно, пуск и остановка компрессоров подобного типа происходят очень быстро. Симметричность конструкции обуславливает полную уравновешенность сил инерции в компрессорных цилиндрах, что допускает установку машин без фундаментов. Эксплуатация гидроприводных компрессоров не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала (см. , например, А. Х. Сафин и др. "Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции", ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Обзорная информация "Компрессорное машиностроение", серия ХМ-5, 1986 год, стр.33-45).

Представляется и технологически, и экономически целесообразным использовать энергию подводимого к ГРС газа и оснастить АГНКС, устанавливаемую в параллель с ГРС, гидроприводным компрессором с обычным масляным насосом, приводимым во вращение ротационным пневматическим двигателем объемного действия, например роторно-пластинчатым двигателем с эксцентричной установкой вала.

Отработанный в двигателе природный газ с давлением, сниженным до уровня, обеспечиваемого собственно оборудованием ГРС при редуцировании, и газ, подвергнутый редуцированию, направляют в единый газопровод низкого давления ГРС.

Использование подводимого к АГНКС газа с высоким давлением согласно указанному выше снижает потребную степень сжатия, а коэффициент полезного действия при использовании газа для вращения вала масляного насоса с последующим использованием масла для работы компрессора увеличивается не менее чем в два раза.

Конструкция АГНКС по настоящему изобретению представлена схематически на чертеже.

Гидроприводной компрессор 1 на входе газа соединен с магистральным газопроводом высокого давления 2. На выходе газа из отдельных ступеней сжатия или после последней ступени гидроприводной компрессор 1 соединен с аккумуляторами сжатого газа 3. С газопроводом высокого давления 2 также соединены на входе ГРС 4 и ротационный пневматический двигатель объемного действия 5. ГРС 4 включает в себя редуцирующие устройства газа и соединена на выходе газа с газопроводом низкого давления 6. На выходе газа ротационный пневматический двигатель объемного действия 5 также соединен с газопроводом низкого давления 6. Вал ротационного пневматического двигателя объемного действия 5 соединен с валом масляного насоса 7. Масляный насос 7 связан на входе и выходе масла трубопроводами со сборником масла 8.

Устройство по изобретению работает следующим образом.

Природный газ поступает по магистральному газопроводу высокого давления 2 к ГРС 4. Редуцирующие устройства ГРС 4 снижают давление исходного газа, который далее направляют в газопровод низкого давления 6. Из магистрального газопровода высокого давления 2 природный газ одновременно поступает в ротационный пневматический двигатель объемного действия 5, который приводит во вращение масляный насос 7. Отработанный в двигателе 5 газ далее направляют в газопровод низкого давления 6. В масляный насос 7 масло поступает из сборника масла 8 и далее с повышенным давлением - в ротационный гидроприводной компрессор 1. Совершив работу по повышению давления газа, масло возвращается в сборник 8. Из газопровода высокого давления 2 исходный природный газ направляют также в гидроприводной компрессор 1. Сжатый в компрессоре 1 газ с давлением, соответствующим потребному для заправки баллонов, поступает в аккумуляторы сжатого газа 3 и из них - в автомобильные баллоны.

Таким образом, ротационный пневматический двигатель 5 по сути играет роль редуцирующего устройства, а ГРС 4 и ротационный пневматический двигатель 5 установлены по ходу газа параллельно.

Известные по отдельности элементы устройства (гидроприводной компрессор, масляный насос с двигателем и ротационный пневматический двигатель объемного действия) связаны в настоящем изобретении таким образом, что все устройство приобретает новые свойства, обеспечивающие указанный выше технический результат.

Формула изобретения

Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция, размещенная параллельно газораспределительной станции с подводящим газ трубопроводом высокого давления и отводящим - низкого давления и содержащая многоступенчатый компрессор, всасывающая линия которого соединена с газопроводом высокого давления, отличающаяся тем, что компрессор выполнен гидроприводным и снабжен масляным насосом с ротационным пневматическим двигателем объемного действия, связанным на входе с газопроводом высокого давления, а на выхлопе - с газопроводом низкого давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1