НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1996 года по МПК F17D1/07 

Изобретение относится к добыче и распределению природного газа и может быть использовано на компрессорных станциях трубопроводного транспорта.

Известна нагнетательная установка природного газа, содержащая нагнетатель с входным и выходным патрубками, включенный между газопроводами низкого и высокого давления, и привод, выполненный в виде газотурборасширителя с входным и выходным патрубками и подводящим и отводящим газопроводами.

Недостатком известной установки является недостаточно высокий КПД из-за высокой температуры отходящих газов.

Задачей изобретения является повышение КПД.

Поставленная задача решается тем, что в нагнетательной установке природного газа, содержащей нагнетатель с входным и выходным патрубками, включенный между газопроводами низкого и высокого давления, и привод, выполненный в виде газотурборасширителя с входным и выходным патрубками и подводящим и отводящим газопроводами, выходной патрубок нагнетателя подключен газопроводами высокого давления к потребителю и входному патрубку газотурборасширителя, причем на газопроводе высокого давления перед газотурборасширителем установлен газовый котел, а выходной патрубок газотурборасширителя подключен к входному патрубку нагнетателя с установленным на нем атмосферным охладителем.

Предлагаемое решение направлено на повышение давления в отводящем газопроводе сверх давления в подводящем газопроводе нагнетательной установки. Газ низкого давления поступает в нагнетатель, где сжимается, и поступает в газопровод высокого давления, при этом сжатие газа осуществляется за счет газотурборасширителя и газового колта, в котором сжигается топливо для последующего совершения работы в газотурборасширителе и передаче ее нагнетателю. При этом обеспечивается повышение давления в отводящем газопроводе установки по сравнению с давлением газа в подводящем газопроводе, что функционально и требуется от нагнетательной установки.

Это осуществляется за счет включения в схему газового котла, с помощью которого в установку вводится необходимая энергия для повышения давления в газопроводе. Для достижения указанного технического результата признак, что выходной патрубок нагнетателя подключен газопроводами высокого давления к потребителю и к входному патрубку газотурборасширителя, с последующим возвратом отобранного газа снова и к входному патрубку нагнетателя, является существенным, так как наличие указанного признака показывает, что в качестве теплоносителя газотурборасширителя используется та же среда, которая используется потребителем.

На чертеже изображена принципиальная схема нагнетательной установки.

Нагнетательная установка природного газа содержит нагнетатель 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, включенный между газопроводами низкого 4 и высокого 5 давления, и привод, выполненный в виде газотурборасширителя 6 с входным 7 и выходным 8 патрубками и подводящими 9 и отводящими 10 газопроводами.

Выходной патрубок 3 нагнетателя 1 подключен газопроводами 5 высокого давления к потребителю и выходному патрубку 7 газотурборасширителя 6, а выходной патрубок 8 газотурборасширителя 6 подключен к входному патрубку 2 нагнетателя 1 с установленным на нем атмосферным охладителем 11.

Установка содержит также регенеративный подогреватель 12 и газовый котел 13, включенные последовательно и установленные на газопроводе 5 высокого давления между выходным патрубком 3 нагнетателя 1 и входным патрубком 7 газотурборасширителя 6, энергетический двигатель 14, установленный на одном валу с газотурборасширителем 6 и нагнетателем 1.

Отводящий газопровод 10 газотурборасширителя 6 снабжен байпасным газопроводом 15, включенным между входным 7 и выходным 8 патрубками газотурборасширителя 6.

Установка работает следующим образом.

Природный газ низкого давления с температурой 15^оС по газопроводу 4 низкого давления через входной патрубок 2 поступает в нагнетатель 1, где сжимается, и поступает через выходной патрубок 3 в газопровод 5 высокого давления с температурой 40-50^оС, давлением 5-6 МПа. Из газопровода 5 высокого давления часть газа с температурой 40-50^оС направляется потребителю, а другая часть в регенеративный подогреватель 12, где происходит предварительный подогрев газа за счет уходящего тепла газотурборасширителем 6. Далее газ высокого давления из регенеративного подогревателя 12 направляется в газовый котел 13, где осуществляется окончательный подогрев газа за счет подводимого тепла сжигаемого топлива.

Из газового котла 13 газ направляется под подводящему газопроводу 9 в газотурборасширитель 6, после расширения отработанный газ низкого давления 3,0-4,0 МПа, имеющий еще достаточно высокую температуру 500-600^оС, по отводящему газопроводу 10 направляется в регенеративный подогреватель 12 и далее с температурой 70-80^оС в атмосферный охладитель 11, где охлаждается с основным потоком газа и поступает в нагнетатель 1.

В переходных режимах энергетический добавительный двигатель 14 с помощью байпасного газопровода 15 обеспечивает циркуляцию рабочей среды в системе предлагаемого привода помимо газотурборасширителя 6 до тех пор, пока не создадутся условия для включения его в работу, например при пуске.

Высокая экономичность нагнетательной установки 40-45% объясняется низкой степенью повышения давления в регенеративном цикле, что позволяет глубоко охладить газ (до 70-80^оС), идущий от газотурборасширителя, снизив тем самым термодинамические потери в цикле, выбрасываемые в окружающую среду.

Использование: на компрессорных станциях трубопроводного транспорта. Сущность изобретения: нагнетатель с входным и выходным патрубками включен между газопроводами (ГП) низкого и высокого давления. Привод выполнен в виде газотурборасширителя (ГТР) с входным и выходным патрубками и подводящим и отводящим ГП. Выходной патрубок нагнетателя подключен ГП высокого давления к потребителю и входному патрубку ГТР. На ГП высокого давления перед ГТР установлен газовый котел. Выходной патрубок ГТР подключен в входному патрубку нагнетателя с установленным на нем атмосферным охладителем. 1 ил.

НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА природного газа, содержащая нагнетатель с входным и выходным патрубками, включенными между газопроводами низкого и высокого давления, и привод, выполненный в виде газотурборасширителя с входным и выходным патрубками и подводящим и отводящим газопроводами, отличающаяся тем, что выходной патрубок нагнетателя подключен газопроводами высокого давления к потребителю и к входному патрубку газотурборасширителя, причем на газопроводе высокого давления перед газотурборасширителем установлен газовый котел, а выходной патрубок газотурборасширителя подключен к входному патрубку нагнетателя с установленным на нем атмосферным охладителем.