КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 1999 года по МПК F04B41/00 F04B39/06 

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к транспорту природного газа на значительные расстояния, и может быть использовано на компрессорных станциях, повышающих давление природного газа в ходе его транспортирования.

Известна компрессорная станция (см. "Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы ч. 1 Газопроводы. ОНТП 51-1-85 Мингазпром" М. 1985, стр. 42-43). Известная компрессорная станция содержит газоперекачивающий аппарат, систему принудительного маслоснабжения трущихся частей газоперекачивающих аппаратов и теплообменный аппарат охлаждения масла, в котором охлаждающим агентом является воздух.

Недостатком известной компрессорной станции является зависимость применяемых аппаратов воздушного охлаждения масла от климатических условий района размещения станции, требующая использования аппаратов с повышенным коэффициентом запаса для учета неблагоприятных условий работы в жаркое летнее время. Недостаточный отвод тепла от масла, подаваемого в газоперекачивающий аппарат, может привести к аварийной ситуации.

Наиболее близкой к заявляемой является компрессорная станция транспортного газопровода, включающая соединенный с газопроводом всасывающим и нагретательным трубопроводами газоперекачивающий аппарат и установку принудительного маслоснабжения, оснащенную маслоохладителем с разделенными теплопередающей поверхностью пространствами для охлаждаемого масла и охлаждающего агента, которым является вода, и снабженным входным и выходным штуцерами для подачи масла в межтрубное пространство. (см. "Эксплуатационнику магистральных газопроводов. Справочное пособие". М., изд. "Недра", 1987, стр. 100-106).

Недостатком известной компрессорной станции является необходимость размещения на территории станции дополнительных громоздких систем регенерации и охлаждения воды, применяемой в качестве охлаждающего агента, и проведение мероприятий по очистке теплопередающих поверхностей теплообменных аппаратов от отложений солей жесткости, снижающих коэффициент теплопередачи.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является исключение регенерации охлаждающего агента маслоохладителя за счет применения в качестве охлаждающего агента природного газа магистрального газопровода.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что известная компрессорная станция транспортного газопровода природного газа, включающая соединенный с газопроводом всасывающим и нагнетательным трубопроводами газоперекачивающий аппарат и установку принудительного маслоснабжения, имеющую маслоохладитель с разделенными теплопередающей поверхностью простанствами для охлаждающего агента и охлаждаемого масла, снабженными входными и выходными штуцерами, согласно изобретению всасывающий трубопровод соединен со входным и выходным штуцерами пространства для охлаждающего агента маслоохладителя. Причем всасывающий трубопровод в месте соединения с маслоохладителем снабжен байпасной линией с запорным органом, соединение всасывающего трубопровода со штуцерами маслоохладителя выполнено посредством отводов, между которыми на всасывающем трубопроводе установлен создающий местное гидравлическое сопротивление элемент, выполненный в виде конфузора, после которого на всасывающем трубопроводе установлен диффузор. При этом конфузор и диффузор соединены между собой имеющей отверстия горловиной, размещены внутри всасывающего трубопровода и соединены с его стенками по периметрам входа конфузора и выхода диффузора.

Использование природного газа, забираемого из всасывающего трубопровода и возвращаемого в тот же трубопровод с температурой, которая сохраняется в течение года в пределах 7-12^oC, делает работу компрессорной станции независимой от климатических условий. Стабильность параметров охлаждающего агента позволяет рассчитать и применять маслоохладители без значительного запаса теплопередающей поверхности, что снижает габариты маслоохладительной системы и эксплуатационные расходы.

Для регулирования величины потока газа, проходящего через маслоохладитель, и величины гидравлического сопротивления на всасывающем трубопроводе в месте соединения с маслоохладителем устанавливается байпасная линия с запором.

Размещение внутри всасывающего трубопровода создающего гидравлическое сопротивление элемента в виде конфузора и соединенных с ним горловины с отверстиями и диффузора позволяет иметь минимальную потерю давления газового потока. Кроме того, увеличение скорости газа на выходе из конфузора определяет нарастание скоростного напора и падения статического напора, разность между статическим напором всасывающего трубопровода до гидравлического элемента сопротивления и после него и является движущей силой для формирования потока, направляемого в маслоохладитель.

Установка элемента, создающего местное гидравлическое сопротивление внутри всасывающего трубопровода с оснащением горловины отверстиями, позволяет выполнить его из тонколистового металла.

На чертеже изображена схема компрессорной станции транспортного газопровода с маслоохладителем.

Заявляемая компрессорная станция содержит газоперекачивающий аппарат 1, соединенный с транспортным магистральным газопроводом 2 посредством всасывающего трубопровода 3 (данная связь не обозначена) и нагнетающего трубопровода 4. Всасывающий трубопровод 3 снабжен создающим местное гидравлическое сопротивление элементом 5, выполненным в виде конфузора. После элемента 5 внутри всасывающего трубопровода установлен диффузор 6, соединенный с конфузором посредством горловины 7, имеющей на поверхности отверстия 8. Маслоохладитель 9 имеет трубное пространство 10 для охлаждающего газа и межтрубное пространство 11 для охлаждаемого масла. Трубное пространство 10 снабжено входным штуцером 12 и выходным штуцером 13. Межтрубное пространство 11 снабжено входным штуцером 14 и выходным штуцером 15. Всасывающий трубопровод 3 соединен со входным штуцером 12 трубного пространства 10 до места установки элемента 5 посредством отвода 16 и с выходным штуцером 13 пространства 10 после места установки элемента 5 посредством отвода 17.

Компрессорная станция работает следующим образом. Транспортируемый природный газ для повышения давления поступает из транспортного магистрального газопровода 2 по всасывающему трубопроводу 3 к газоперекачивающему аппарату 1, трущиеся поверхности которого требуют принудительной подачи масла, нагревающегося в ходе его работы. Установка внутри всасывающего трубопровода 3 элемента 5, создающего местное гидравлическое сопротивление, приводит к перепаду давления и к отбору части газа из всасывающего трубопровода 3 и его прохождение через отвод 16 и входной штуцер 12 в трубное пространство 10 маслоохладителя 9, выходной штуцер 13 и отвод 17, отверстия 8 горловины 7 и диффузор 6 во всасывающий трубопровод 3 и газоперекачиваюший аппарат 1. После компремирования газ вновь направляется по нагнетательному трубопроводу 4 в магистральный газопровод 2. Горячее масло после газоперекачивающего аппарата 1 поступает через входной штуцер 14 в межтрубное пространство 11 маслоохладителя 9, а охлажденное вновь подается в газоперекачивающий аппарат 1 через выходной штуцер 15.

Использование заявляемого технического решения обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
- снижение габаритов системы маслоохлаждения;
- исключение операций и оборудования для регенерации охлаждающего агента:
- стабильность работы станции в любых климатических условиях;
- охрану водных ресурсов и улучшение экологической обстановки станции;
- снижение эксплуатационных расходов;
- упрощение системы автоматического управления.

Станция может быть использована для повышения давления природного газа в ходе его транспортирования. Магистральный газопровод соединен всасывающим и нагнетательным трубопроводами с газоперекачивающим аппаратом компрессорной станции, включающей установку принудительного маслоснабжения. Маслоохладитель установки разделен теплопередающей поверхностью на пространства для охлаждающего агента и охлаждаемого масла. Всасывающий трубопровод магистрального газопровода соединяют с входным и выходным штуцерами пространства для охлаждающего агента маслоотделителя. Всасывающий трубопровод в месте соединения с маслоохладителем снабжают байпасной линией с запорным органом. Кроме того, соединение всасывающего трубопровода с штуцерами выполнено посредством отводов, между которыми устанавливают элемент, создающий местное гидравлическое сопротивление. Элемент выполняют в виде конфузора, а после конфузора устанавливают диффузор. Такое выполнение станции обеспечивает возможность исключения регенерации охлаждающего агента маслоохладителя за счет применения в качестве охлаждающего агента природного газа магистрального газопровода. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Компрессорная станция транспортного газопровода природного газа, включающая соединенный с газопроводом всасывающим и нагнетательным трубопроводами газоперекачивающий аппарат и установку принудительного маслоснабжения, имеющую маслоохладитель с разделенными теплопередающей поверхностью пространствами для охлаждающего агента и охлаждающего масла, снабженными входными и выходными штуцерами, отличающаяся тем, что всасывающий трубопровод соединен с входным и выходным штуцерами пространства для охлаждающего агента маслоохладителя. 2. Компрессорная станция по п.1, отличающаяся тем, что всасывающий трубопровод в месте соединения с маслоохладителем снабжен байпасной линией с запорным органом. 3. Компрессорная станция по п.1, отличающаяся тем, что соединение всасывающего трубопровода с штуцерами маслоохладителя выполнено посредством отводов, между которыми на всасывающем трубопроводе установлен создающий местное гидравлическое сопротивление элемент. 4. Компрессорная станция по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что создающий местное гидравлическое сопротивление элемент выполнен в виде конфузора. 5. Компрессорная станция по пп.1, 3 и 4, отличающаяся тем, что после конфузора на всасывающем трубопроводе установлен диффузор.