Газоперекачивающий агрегат

 

„и

Союз Соаетских

Соцкалистических

Республик

O Il И С А Н И «»729379

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву— (22) Заявлено 12.06.74 (21) 2043321/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

F 04 В 17/00

Государстееииый комитет

Опубликовано 25.04.80. Бюллетень № 15 (53) УДК621.438 (088.8) ао делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 05.05.80 (72) Авторы изобретения

А. Н. Ложкин, Ю. Н. Васильев и Ю. Н. Ванюшин

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (71) Заявитель (54) ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИй АГРЕГАТ

Изобретение относится к технике транспорта природного газа, а более конкретно— к устройству газопарохолодильного газоперекачивающего агрегата, устанавливаемого на компрессорной станции магистрального газопровода, а также может быть использовано в стационарной теплоэнергетике.

Известны парогазохолодильные агрегаты, содержащие парогазовую установку с силовой паровой. турбиной и трубодетандером, размещенным после напорных экономайзеров в газоходе выпускных газов (1).

Недостаток известного агрегата заключается в жесткой связи между выработкой механической энергии и холода.

Известен газоперекачивающий агрегат, содержащий.нагнетатель с приводом и последовательно установленные за нагнетателем по ходу газа теплообменник-охладитель и турбодетандер первой ступени (2).

Недостаток этого агрегата заключается в его неэкономичности.

Цель изобретения — повышение экономичности.

Эта цель достигается тем, что привод выполнен в виде парогазов ч установки с размещенными в выхлопном тракте газовой тур2 бины турбодетандером, на одном валу с последним установлен турбодетандер топливного газа установки, а к выходу обоих турбодетандеров подключены теплообменники, которые параллельно сообщены по охлаждаемой среде с выходом турбодетандера первой ступени.

На чертеже приведена схема газоперекачивающего агрегата.

Он имеет комперссор 1, установленный на одном валу с газовой турбиной 2. Компреств сор 1 связан трубопроводом 3 с высоконапорным парогенератором 4, который трубопроводом 5 связан с дополнительной камерой 6 сгорания, размещенной перед входом в газовую турбину 2. Газовая турбина 2 соединена с котлом-утилизатором 7, который соединен трубопроводом 8 с паровой турбиной 9 с электрическим генератором 10.

Поспедовательно к котлу-утилизатору 7 подключены экономайзер 11 первой ступени, экономайзер 12 второй ступени и газоохла2о дитель 13. Экономайзер 11 связан трубопроводом 14 с подогревателем 15 питательной воды, а экономайзер 12 с трубопроводом 16 — с деаэратором 17 и трубопроводом

18 через конденсатный насос 19 с конден729379 сатором 20 паровой турбины 21. На одном валу с паровой турбиной 21 установлен газовый нагнетатель 22 и газовый турбодетандер 23 первой ступени охлаждения газа.

Между нагнетателем 22 и турбо„-етандером

23 размещен теплообменник-охладитель 24.

Газовый нагнетатель 22 связан с магистральным газопроводом 25, а трубопроводом

26 — с турбодетандером 27 топливного газа.

На одном валу с турбодетандером 27 размещены воздухонагнетатель 28, турбодетандер 29 газовоздушной смеси, который через сепаратор 30 связан с газоохладителем 13.

К сепаратору 30 подключен сборник 31 конденсата.

Воздухонагнетатель 28 трубопроводом 32 включен между экономайзером 12 и газоохладителем 13. Деаэратор 17 имеет питательный насос 33, который трубопроводом 34 подключен к котлу-утилизатору 7.

Паровая турбина 9 включена трубопроводом 35 между паровой турбиной 21 и конденсатором 20.

29

Турбодетандер 23 трубопроводом 36 и трубопроводом 37 соединен с теплообменником 38 природного газа и теплообменником

39 топливного газа.

Теплообменник 38 соединен трубопроводом 40 с турбодетандером 29, теплообменник 39 трубопроводом 41 — с турбодетандером 27 и трубопроводом 42 — с парогенератором 4.

Теплообменник 38 имеет выхлопной коллектор 43 и соединен трубопроводом 44 с магистральным газопроводом.

Дополнительная камера сгорания б связана трубопроводом 45 с трубопроводом 42.

Высоконапорный парогенератор 4 паропроводом 46 соединен с паровой турбиной 21.

Работает газоперекачивающий агрегат следующим образом.

В компрессоре 1 сжимается засасываемый из окружающей среды воздух, которь.й подается в камеру сгорания высоконапор- щ ного парогенератора 4, в его радиационных и конвективных поверхностях нагрева образуется пар, поступающий по паропроводу 46 в приводную паровую турбину 21. Часть воздуха после компрессора 1 направляется в дополнительную камеру сгорания 6, кото- 4 рая используется для поддерживания постоянной температуры продуктов сгорания (при переменной нагрузке) перед газовой турбиной 2 путем сжигания в ней топлива. После парогенератора 4 и дополнительной камеры сгорания 6 газовоздушная смесь (продукты горения топлива) поступают в газовую турбину 2, являющуюся приводом для воздушного компрессора 1.

Газовая турбина 2 работает с противодавлением.

После газовой турбины газовоздушная смесь поступает в котел-утилизатор 7, где генерируется пар для турбины 9 собственных нужд привода генератора 10. После котла-утилизатора 7 паровоздушная смесь поступает последовательно в напорные экономайзеры 11, 12 первой и второй ступеней; охлаждается конденсатом, поступающим с помощью конденсатного насоса 19 сначала в экономайзере 12 второй ступени, затем в деаэратор 17. Из деаэратора 17 питательным насосом 33 питательная вода подается в экономайзер 11 первой ступени, высоконапорный парогенератор 4 и в котел-утилизатор 7. Для охлаждения газовоздушной смеси после экономайзеров может быть применен при необходимости воздушный или водяной газоохладитель 13, включенный в схему агрегата. Вместе с продуктами горения топлива (газовоздушной смесью) в этом газоохладителе 13 производится также и охлаждение сжатого в воздухонагнетателе

28 воздуха, подводимого по трубопроводу 32.

Далее газовоздушная смесь поступает в сепаратор 30 капелькой влаги, в котором осуществляется ее выделение из продуктов сгорания топлива, конденсат собирается в сборнике конденсата 31; конденсат используется для восполнения его утечек в системе питания. Далее отсепарированная от капельной влаги газовоздушная смесь поступает в турбодетандер 29 газовоздушной смеси, где расширяется, охлаждается H превращается з хладагент, который охлаждает транспортируемый газ в теплообменнике 38., куда газ поступ ет после газового турбоде1андера

23 по трубопроводу 36. Мощность, развиваемая турбодетандером 29, используется для привода воздухонагнетателя 22. После теплообменника 38 газовоздушная смесь (продукты сгорания) идет в выхлопной коллектор 43. Для привода воздухонагнетателя 28 используется также мощность, развиваемая турбодетандером 27 топливногс газа, в котором топливный газ, поступающий из магистрального газопровода 25 и трубопровода

26, срабатывает свой раснолагаемый теплоперепад, превра;цается в хладагент и охлаждает газ в теплообменнике 39. Вторая ступень охлаждения использует в качестве хладггента газовоздушную смесь и топливный газ. Паровая турбина 21 служит для привода газово-о нагнетателя 22, включенного в систему магистрального газопровода 25. Для обеспечения дополнительного охлаждающего эффекта сверх полученного в результате использования в качестве хладагента газовоздушной смеси и топливного газа в первой ступени охлаждения и газовом нагнетателе 22 увеличивают ступень повышения давления, а после нагнетателя 22 газ поступает в газовоздушный или газоводяной поверхностный теплообменник-охладитель 24,охлаждается в нем и направляет- ся в газовый турбодетандер 23, в котором расширяется и охлаждается, а развиваемая турбодетандером 23 мощность используется для привода газового нагнетателя 22, вслед729379

Формула изобретения

Составитель А.Моравский

Редактор Н. Катаманина Техред К. Шуфрич Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1236!32 Тираж 725 Подписное

Ц Н И И НИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ствие чего уменьшается потребная мощность паровой турбины 21. Из указанных элементов и рабочих процессов состоит первая ступень охлаждения. В зависимости от времени года охлаждающий эффект первой ступени может измениться. Применение газоперекачивающего агрегата на компрессорной станции повысит производительность магистрального газопровода и снизит эксплуатационные расходы.

Газоперекачивающий агрегат, преимущественно для магистральных газопроводов, содержащий нагнетатель с приводом и последовательно установленные за нагнетателем по ходу газа теплообменник-охладитель ь и турбодетандер первой ступени, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения экономичности, привод выполнен в виде парогазовой установки с размещенными в выхлопном тракте газовой турбины турбодетандером, на одном валу с последним установлен турбодетандер топливного газа установки, а к выходу обоих турбодетандеров подключены теплообменники, которые параллельно сообщены по охлаждаемой среде с выходом турбодетандера первой ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 394575, кл. F 02 К 25/00, 1971.

2. Стоккер В. Ф. Холодильная техника и кондиционирование воздуха. М., «Машиностроение>, 1962, с. 163 — 165.