Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода

Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в газоперекачивающих агрегатах компрессорных станций магистральных газопроводов. Сущность изобретения: газотурбинная установка (ГТУ) содержит компрессор (К) 1, камеру сгорания (КС) 2, турбину 3, турбодетандер (ТД) 4, нагнетатель 5, газопровод низкого и высокого давления (ГНД и ГВД), аккумулирующую емкость (АЕ) 8, подкачивающий компрессор ПК 14. В начальный период запуска ГТУ газ из АЕ 8 поступает на ТД 4, где расширяется, совершая работу в К 1 и выходит в ГНД. В процессе работы ГТУ газ из АЕ 8 подается э КС 2 до выравнивания между ними давлений . Оставшийся в АЕ 8 газ ПК 14 подается также в КС 2. При остановке ГТУ газ из отключаемого участка ГВД ПК 14 подается в АЕ 8. 1 ил. Ё VI VI О 00 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы«1776845 А1 (sI>s F 02 С 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

t ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ --:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

V (Ь

00 ф

Ql (21) 4910601/06 (22) 12.02.91 (46) 23.11.92. Бюл. hh 43 (71) Киевский технологический институт neI.кой промышленности (72) В.H.Êðûæàíîâñêèé, П.В.Зайцев, А.В.Алексеев, В.И.Никишин и А.И.Марченко (56) Лебедев-Цветков. Оборудование и рабочие процессы газотурбинных компрессорных станций. Л.: Недра, 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 935638, кл. F 02 С 6/00, 1980. (54) ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА (57) Использование: в газоперекачивающих агрегатах компрессорных станций магистЛ

12 ральных газопроводов. Сущность изобретения: газотурбинная установка (ГТУ) содержит компрессор (К) 1, камеру сгорания (КС) 2, турбину 3, турбодетандер (ТД) 4, нагнетатель 5, газопровод низкого и высокого давления (ГНД и ГВД), аккумулирующую емкость (АЕ) 8, подкачивающий компрессор

ПК 14. В начальный период запуска ГТУ гаэ из АЕ 8 поступает на ТД 4, где расширяется, совершая работу в К 1 и выходит в ГНД, В процессе работы ГТУ гаэ иэ АЕ 8 подается в

КС 2 до выравнивания между ними давлений. Оставшийся в АЕ 8 гаэ ПК 14 подается также в КС 2. При остановке ГТУ гаэ из отключаемого участка ГВД ПК 14 подается в

AE 8. 1 ил.

1776845

50

Изобретение относится к газотурбостроению, в частности к устройству газотурбинных установок (ГТУ), работающих на газовом топливе и входящих в состав газоперекачивающих агрегатов (ГПА) компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов, Известны ГТУ для КС магистральных газопровода, содержащие компрессор, воздухоподогреватель, камеру сгорания, турбину, турбодетандер, нагнетатель, газопровод высокого давления и газопровод низкого давления.

При-запуске указанной установки топливный газ из газопровода под давлением подается в турбодетандер, раскручивает его и выбрасывается в атмосферу. При этом теряется большое количество топливного газа и загрязняется окружающая среда, Кроме этого, при остановках ГТУ газ, находящийся в соединительных трубопроводах ГТУ и

ГПА, также выбрасывается в атмосферу, Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор, камеру сгорания и турбину, турбодетандер. соединенный с ротором компрессора, нагнетатель, соединенный с ротором турбины, газопровод низкого давления и газопровод высокого давления, соединенные соответственно с входом и выходом нагнетателя, и аккумулирующую емкость, соединенную трубопроводами с газопроводом высокого давления и камерой сгорания, Указанная установка позволяет повысить экономичность при запуске за счет уменьшения выброса природного газа из турбодетандера в атмосферу.

Однако, и такая ГТУ не обеспечивает необходимого уровня экономичности и защиты окружающей атмосферы, так как при остановках ГТУ газ, находящийся в соединительных трубопроводах ГТУ и части газопровода высокого давления от выхода нагнетателя до задвижки, выбрасывается в атмосферу или дожигается в атмосфере, загрязняя окружающую среду, Целью изобретения является повышение экономичности установки за счет снижения потери топливного газа и уменьшения загрязнения окружающей атмосферы.

Указанная цель достигается тем, что газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода. содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор, камеру

20 сгорания и турбину, турбодетандер, соединенный с ротором компрессора, нагнетатель, соединенный с ротооом турбины, газопровод низкого давления и газопровод высокого давления, соединенные соответственно с входом и выходом нагнетателя, и аккумулирующую емкость, соединенную трубопроводами с газопроводом высокого давления и камерой сгорания, дополнительно содержит подкачивающий компрессор, вход и выход которого соединены трубопроводами с аккумулирующей емкостью, камерой сгорания и входом турбодетандера, вход подкачивающего компрессора соединен также с газопроводом высокого давления, а аккумулирующая емкость соединена трубопроводом с входом турбодетандера.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с аналогами и прототипом обеспечивает повышение экономичности установки и уменьшение загрязнения окружающей среды за счет того, что при остановке ГТУ дополнительно введенный подкачивающий компрессор позволяет практически полностью откачать топливный газ из соединительных трубопроводов и отключаемой части газопровода в аккумулирующую емкость, что снижает потери топливного газа. Кроме этого, благодаря тому, что вход и выход подкачивающего компрессора соединены трубопроводами с аккумулирующей емкостью, камерой сгорания и входом турбодетандера, обеспечивается практически полное откачиаание газа из аккумулирующей емкости и использование его в камере сгорания или турбодетандере. Все это, а также соединение выхода турбодетандера с газопроводом низкого давления, позволяет выпускать газ из турбодетандера не в атмосферу, а в газопровод низкого давления. Кроме этого, соединение. аккумулирующей емкости непосредственно с входом турбодетандера позволяет использовать накоплений в аккумулирующей емкости газ для раскручивания турбодетандера без применения подкачивающего компрессора (за счет перепада давлений в аккумулирующей емкости и газопроводе низкого давления, .

На чертеже изображена предлагаемая. установка.

Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода содержит последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор 1, камеру сгорания 2, турбину .3. турбодетандер 4, соединенный с ротором компрессора 1, нагнетатель 5, соединенный с ротором турбины 3. газопровод низкого давления 6 и газопровод высокого давления

1776845 ду в турбодетандер, причем выход

50 турбодетандера соединен с. газопроводом низкого давления, а аккумулирующая емкость соединена трубопроводом с входом турбодетандера.

Составитель И.Василенко

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор

Заказ 4108 Тираж Лодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101

7, соединенные соответственно с входом и выходом нагнетателя 5, аккумулирующую емкость 8, соединенную с газопроводом высокого давления 7 и входом турбодетандера

4 при помощи трубопроводов 9 и 10 с регулируемыми клапанами 11, 12 и 13, подкачивающий компрессор 14, вход которого соединен с газопроводом высокого давления 7 при помощи трубопровода 15 с регулируемым клапаном 16. Вход подкачивающего компрессора 14 соединен также с аккумулирующей емкостью 8 при помощи трубопровода 17 с регулируемым клапаном 18, а также соединен с камерой сгорания 2 и входом турбодетандера 4 при помощи трубопроводов 19. 20, 21, 22 и 10 с регулируемыми клапанами 23, 24 и 13. Выход подкачивающего компрессора 14 соединен с аккумулирующей емкостью 8, камерой сгорания 2 и входом турбодетандера 4 при помощи трубопроводов 25, 26, 20, 21 с регулируемыми клапанами 27, 28, 29, 24 и 13.

Выход турбодетандера 4 соединен с газопроводом низкого давления 6 при помощи магистрали 30 с регулируемым клапаном

31. Для выброса газа в аварийных ситуациях к магистрали 30 подключена выходная магистраль 32 с задержкой 33, а к газопроводу высокого давления 7 подключена выходная магистраль 34 с задвижкой 35. Для отключения газотурбинной установки с нагнетателем 4 от магистрального газопровода, на газопроводе низкого давления 7 установлены соответственно задвижки 36 и 37.

Установка работает следующим образом. В начальный период запуска ГТУ открывают задвижки 36 и 37 и регулируемые клапаны 11, 31 и 13, в результате чего гаэ иэ аккумулирующей емкости 8 поступает на турбодетандер 4, где расширяется, совершая работу в компрессоре 1, и выходит по магистрали 30 в газопровод низкого давления 6.

После запуска установки клапаны 11, 13 и 31 закрывают. В процессе работы установки можно использовать газ, находящийся в аккумулирующей емкости 8, для его сжигания в камере сгорания 2. Для этого открывают клапаны 28, 29 и 24 и газ подается из аккумулирующей емкости 8 в камеру сгорания 2. Когда давление газа в аккумулирующей емкости станет равным давлению в

45 камере сгорания, закрывается клапан 28 и открываются клапаны 18 и 27. а также включается подкачивающий компрессор 14, который откачивает оставшийся газ из аккумулирующей емкости 8 и подает его в камеру сгорания 2. При остановке ГТУ закрываются все клапаны и задвижки. а затем открываются клапаны 12 и 11. При этом газ, находящийся на отключаемом участке газопровода высокого давления 7, поступает в аккумулирующую емкость 8. Когда давление газа в отключаемом участке газопровода и аккумулирующей емкости сравняется, закрываются клапаны 12 и 11 и открываются клапаны 16, 27, 28 и 23, а также включается подкачивающий компрессор 14, который откачивает оставшийся газ из отключаемого участка газопровода высокого давления 7 и трубопроводов 17, 19, 20 21, 26, 10 в аккумулирующую емкость 8, Повышение экономичности ГТУ достигается за счет практически полного исключения выброса природного газа в атмосферу при запуске и остановке ГТУ. Одновременно исключается загрязнение окружающей атмосферы.

Формула изобретения

Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела компрессор. камеру сгорания и турбину, турбодетандер, соединенный с ротором компрессора, нагнетатель, соединенный с ротором турбины, газопровод низкого давления и газопровод высокого давления, соединенные соответственно с входом и выходом нагнетателя, и аккумулирующую емкость, соединенную трубопроводами с гаэопроводом высокого давления и камерой сгорания, отличающаяся тем, что. с целью повышения экономичности установки и уменьшения загрязнения окружающей атмосферы, она снабжена подкачивающим компрессором, вход которого подключен к газопроводу высокого давления, к аккумулирующей емкости, камере сгорания и вхо