СИСТЕМА РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА Российский патент 1994 года по МПК F02C6/08 F04D25/04 

Изобретение относится к области проектирования строительства и эксплуатации газоперекачивающих станций, где устанавливаются агрегаты с газотурбинным приводом.

Аналогичные существующие системы редуцирования и подготовки пускового и топливного газа для газовых турбин (ГТ) не позволяют утилизировать отработанный газ после турбодетандера, с контура нагнетателя, а также другие газы, стравливаемые в атмосферу [1] , [2] .

Энергетическая установка [2] состоит из газотурбинной установки с нагнетателем, теплообменника, двух турбодетандеров, запорной арматуры и соединительных трубопроводов. Здесь предлагается понижение давления с помощью турбодетандера, а на выходе подается в камеры сгорания турбин. При работе турбодетандера энергия вращения превращается в электрическую энергию, а излишки газа вырабатывают энергию на другом турбодетандере. Этот способ не позволяет утилизировать природный газ, выбрасываемый в атмосферу.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является система редуцирования и подготовки пускового, топливного газов газовых турбин (ГТ) [3] . Она состоит из пункта редуцирования, сепараторов, запорной арматуры и соединяющих трубопроводов. Пункт редуцирования состоит из регуляторов давления, замерных диафрагм, предохранительных клапанов, запорной арматуры и соединительных трубопроводов. Система редуцирования предназначена для подачи пускового газа к турбодетандеру с целью запуска турбины и подачи топливного газа в камеры сгорания турбин. Отбор газа в систему производится из магистрального газопровода на узле подключения за экраном N 30, из коллектора импульсного газа, подключенного к входному и нагнетательным газопроводам цеха. Газ направляется в пункт редуцирования где делится на два потока: пусковой и топливный. Пусковой газ проходит через регуляторы, снижающие его давление, затем через замерную диафрагму поступает в коллектор и далее через краны N 11, 13 к турбодетандеру. Топливный газ редуцируется до давления необходимого для камер сгорания турбин, затем поступает в сепараторы, где проходит повторную очистку от выделившейся влаги, и далее по коллектору топливного газа через замерную диафрагму - к камере сгорания каждой турбины. В качестве редуцирующих клапанов применяются регуляторы прямого действия высокого давления с пневматической нагрузкой типа РД-64 и РДЭ-64, которые снижают давление (высокое давление) природного газа и автоматически поддерживают его на заданном уровне.

Целью изобретения является утилизация отработанного пускового, контурного газа и с других источников, выбрасываемых в атмосферу на газоперекачивающих станциях.

Для этого предлагаемая система редуцирования пускового и топливного газов, состоящая из регуляторов давления, запорных арматур и соединительных трубопроводов, дополнена эжектором. При редуцировании газа эжектором преобразованная энергия ускоряет поток газа, благодаря чему энергия скорости потока газа используется для всасывания природных газов, которые раньше стравливались в атмосферу. При помощи эжектора собирается отработанный пусковой газ и газ, стравливаемый из контура нагнетателей и с других источников. Параллельное подключение регулятора давления позволяет регулировать производительность и давление газа на выходе эжектора, а последовательное подключение регулятора давления позволяет выдавать постоянное давление на вход эжектора. При помощи эжектора еще понижается давление природного газа до давления топливного газа без резкого снижения температуры газа.

На чертеже показана схема системы редуцирования газа.

Она состоит из регуляторов давления 1, 2, 3, эжектора 4, предохранительных клапанов 5, 6, газосепараторов 7, запорных арматур 8-15, коллекторов 16-20 и соединительных трубопроводов. Запорная арматура 8, 15 и линия трубопроводов 16, 19, 20 представляют предлагаемую вновь монтируемую систему редуцирования, которая будет работать совместно с прежней системой редуцирования. Трубопроводы 16, 19 соединены соответственно в компрессорных цехах с выходными трубопроводами из пусковых турбодетандеров турбин и с трубопроводами стравливающие природный газ из контура нагнетателя, а также могут быть подключены другие источники природного газа, которых необходимо собрать и утилизировать. Трубопроводы 17, 18 являются существующими коллекторами подачи топливного газа на камеры сгорания и пускового газа на турбодетандеры газовых турбин газоперекачивающей станции. После регулятора давления 1 газ подается на активное (рабочее) сопло, а пассивный поток подается по трубопроводу 20 через обратный клапан 21 в камеру смешения эжектора 4 и инжектируется активным потоком в эжектор, из него смешанный поток идет через кран 15 и сепараторы 7 в топливный коллектор 17.

В исходном состоянии природный газ подается через открытые краны 9, 14 и регулятор давления 2 в сепараторы 7, где проходит вторичную очистку и поступает в топливный коллектор 17. Краны 8, 11, 12, 13, 15 закрыты. Регуляторы давления 1, 3 не работают. Во время переключений на газоперекачивающей станции, например, пуска и останова турбин, низкопотенциальный газ подается по трубопроводам 16, 19 на эжектор 4. Открываются краны 8, 15, тем самым включается в работу эжектор 4 и регулятор 1. Природный газ будет проходить через меньшее сопротивление через эжектор, чем через регулятор давления 2, поэтому основной поток газа пойдет через эжектор 4, который будет отсасывать пусковой газ из коллектора 16, а контурный газ отсасывается по коллектору 19. При превышении давления контурного газа большего давления топливного газа эжектор не будет работать по прямому назначению, а как дросселирующее сопло. Если давление контурного газа будет меньше давления топливного газа, то вступает в работу эжектор, как струйный компрессор. Аналогично будут собираться и другие газы, пригодные для топлива камер сгорания. Предлагаемая система редуцирования газа позволяет утилизировать природный газ, выбрасываемый в атмосферу, поэтому она представляет экологически чистую и ресурсосберегающую технологию.

Использование: на газоперекачивающих компрессорных станциях. Сущность изобретения: система редуцирования газа, состоящая из регуляторов давления, запорных арматур, эжектора и соединительных трубопроводов, имеет эжектор, активное сопло которого подсоединено к регулятору давления, а пассивное - к источникам природного газа, а на выходе эжектор сообщен с потребителем газа. Система способна собирать низкопотенциальный газ и забирать газ более высокого давления при репродуцировании основного рабочего газа, за счет чего появляется попутный положительный эффект - не происходит резкого снижения температуры газа. 1 ил.

СИСТЕМА РЕДУЦИРОВАНИЯ ГАЗА, содержащая регуляторы давления, запорную арматуру, предохранительные клапаны, соединенные трубопроводом с потребителем газа, отличающаяся тем, что, с целью утилизации природного газа, стравливаемого в атмосферу, система снабжена эжектором, активное сопло которого присоединено к регулятору давления, а пассивное - к источникам природного газа, причем эжектор на выходе сообщен с потребителем газа.