Газоперекачивающий агрегат

Газоперекачивающий агрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газоперекачивающим агрегатам (ГПА), и может быть использовано на компрессорных станциях газопроводов.

В ГПА в качестве топлива приводной газотурбинной установки (ГТУ) центробежного компрессора (ЦБК) используется транспортируемый по газопроводу газ, который подается из всасывающего трубопровода в систему подготовки топливного газа (СПТГ), а затем в камеру сгорания (КС) ГТУ.

Топливный газ (ТГ) при прохождении СПТГ подогревается при помощи электрического взрывозащищенного подогревателя газа (ЭВПГ), который потребляет большое количество электрической энергии, для того, чтобы довести температуру газа из всасывающего трубопровода до рабочего диапазона температур топливного газа приводного ГТУ.

Известен ГПА с СПТГ, содержащей систему подогрева природного газа (ЭВПГ), подаваемого в качестве ТГ в КС ГТУ (см. патент РФ на полезную модель №78896), являющийся наиболее близким аналогом. Недостатком ГПА с такой СПТГ является то, что газ поступает непосредственно из всасывающего трубопровода. Таким образом, ЭВПГ большое количество электроэнергии потребляет на подогрев ТГ до рабочего диапазона температур, что приводит к использованию ЭВПГ высокого класса мощности и большим затратам на электроэнергию при эксплуатации ГПА.

ГПА включает ЦБК, содержащий корпус с крышками, вал с рабочими колесами, думмис, газоход, сообщающий камеру всасывания с задуммисной полостью (см., например, патент РФ №2289729). В задуммисной полости ЦБК, в силу существования газохода, сообщающего камеру всасывания с задуммисной полостью, давление газа равно давлению во всасывающем трубопроводе, а температура равна температуре газа в нагнетательном трубопроводе. Для линейных ГПА, в зависимости от режимов работ, температура газа в задуммисной полости колеблется в диапазоне от 20 до 50°С. При использовании такого газа в качестве топливного, данный диапазон температур является приемлемым для различных ГТУ. Однако газоход, сообщающий камеру всасывания с задуммисной полостью, предназначенный для уменьшения влияния газодинамических сил на вал ЦБК, увеличивает неэффективную циркуляцию газа в проточной части ЦБК, снижая его КПД.

Технической задачей заявляемого технического решения является снижение потребления электроэнергии на подогрев ТГ при эксплуатации ГПА, повышение надежности СПТГ, а также повышение КПД ЦБК.

Технический результат достигается тем, что в ГПА, в состав которого входит ГТУ, СПТГ и ЦБК, включающий думмис и задуммисную полость, задуммисная полость ЦБК соединена трубопроводом с СПТГ приводной ГТУ. Одним из возможных вариантов настоящего технического решения является отбор ТГ из газохода, сообщающего камеру всасывания с задуммисной полостью ЦБК.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предложенного ГПА, на фиг.2 изображен ЦБК (продольный разрез).

ГПА содержит ГТУ 1 с КС 2, приводящая во вращение при помощи трансмиссии 3 ЦБК 4, включающий думмис 5, задуммисную полость 6, присоединенные к ЦБК всасывающий 7 и нагнетательный 8 трубопроводы, СПТГ 9. Перекачиваемый газ по трубопроводу 10 поступает в СПТГ 9 из задуммисной полости 6, и затем по трубопроводу 11 подготовленный ТГ поступает в КС 2 ГТУ 1. В ЦБК 4 приводимый в движение ГТУ 1 по всасывающему трубопроводу 7 поступает транспортируемый газ. Газ компримируется и по нагнетательному трубопроводу 8 поступает в магистраль. Часть компримированного газа в виде протечек циркулирует в проточной части ЦБК 4. Из задуммисной полости 6 по каналу в корпусе ЦБК 4 и по трубопроводу 10, теплый газ поступает в СПТГ 9, где проходит необходимые для конкретных параметров и состава газа процедуры (фильтрацию, редуцирование и т.п.). После чего по трубопроводу 11 подготовленный ТГ поступает в КС 2 ГТУ 1.

По результатам моделирования отбора ТГ из задуммисной полости ЦБК, выявлена достаточность количества газа для отбора его в качестве топливного, неизменность влияния газодинамических сил на вал ЦБК и снижение температуры газа во всасывающей камере.

Благодаря отбору ТГ из задуммисной полости ЦБК, существенно снижается потребляемая мощность ЭВПГ, затраты на электроэнергию при эксплуатации ГПА, а также снижается неэффективная циркуляция газа в проточной части ЦБК, что влечет уменьшение подогрева перекачиваемого газа на всасе, способствуя повышению КПД ЦБК.

Газоперекачивающий агрегат, содержащий газотурбинную установку, систему подготовки топливного газа и центробежный компрессор, включающий думмис, задуммисную полость, отличающийся тем, что задуммисная полость центробежного компрессора соединена трубопроводом с системой подготовки топливного газа приводной газотурбинной установки.