БЛОК ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2015 года по МПК F17D1/00 B01D29/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в составе газоперекачивающих агрегатов (ГПА) с газотурбинным приводом (газотурбинным двигателем) многоагрегатных компрессорных станций.

Известен агрегатный блок подготовки природного газа (АБППГ), содержащий систему фильтрации, систему подогрева и систему редуцирования природного газа, подаваемого в качестве природного газа в газотурбинный двигатель, и блок управления, связанный электрическими цепями с функциональными исполнительными элементами (патент РФ на полезную модель №78896).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является АБППГ, включающий систему очистки, запорные краны, которые подключены к патрубкам входа и выхода взаимно резервирующих фильтров через отводы, систему подогрева, систему редуцирования и трубопроводы подвода и отвода природного газа (патент РФ на полезную модель № 93928).

Недостатками вышеуказанного АБППГ является то, что фильтры системы очистки заполняются газом не плавно (не равномерно), для подогрева газа требуется электроподогреватель большой мощности и высокой надежности, система дренажа не содержит фильтры, что приводит к снижению надежности работы АБПТГ и высоким требованиям к электропитанию.

Технической задачей данного изобретения является повышение надежности при работе системы подготовки природного газа, подаваемого в качестве топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя.

Технический результат достигается тем, что в блоке подготовки природного газа, подаваемого в камеру сгорания газотурбинного двигателя, содержащем систему очистки, включающую взаимно резервирующие фильтры, запорные краны, систему подогрева, систему редуцирования, и трубопроводы подвода и отвода природного газа на трубопроводе подвода природного газа установлен клапан подвода газа, датчик температуры и газожидкостный сепаратор, установленные перед системой очистки, запорные краны выполнены трехходовыми и установлены на входе в систему очистки на участке трубопровода подвода природного газа и на выходе из системы очистки на участке трубопровода отвода природного газа, блок снабжен дренажной системой, которая содержит клапаны дистанционного управления, при этом система подогрева состоит из газомасляного теплообменника, содержащего регулирующий клапан, и электрического подогревателя, система редуцирования расположена после системы подогрева и содержит регулятор давления, а предохранительный клапан расположен на участке трубопровода отвода газа от системы редуцирования до входа в газотурбинный двигатель.

При этом перед клапанами дистанционного управления дренажной системой могут быть установлены фильтры очистки конденсата.

Все системы блока подготовки природного газа могут быть расположены на единой раме.

Применение клапана и газожидкостного сепаратора перед фильтрами очистки позволяет продлить срок службы фильтрующих элементов, находящихся в системе очистки, за счет плавного заполнения фильтров и предварительной очистки газа от грубых частиц и капельной влаги перед окончательной фильтрацией.

Для исключения одновременного закрытия фильтров природного газа оператором на работающем агрегате введены трехходовые запорные краны.

Применение фильтров очистки конденсата в дренажной системе позволяет снизить вероятность поломки дистанционно-управляемых клапанов продуктами фильтрации.

Применение газомасляного теплообменника позволяет за счет тепла масла, отводимого от ГТД, подогревать газ и снизить потребление электроэнергии на установившихся режимах работы ГТД.

На Фиг. 1 показана принципиальная схема блока подготовки природного газа.

Блок подготовки природного газа включает в себя: клапан подвода газа 1, установленный на участке трубопровода подвода природного газа, датчик температуры 2, датчик давления 3, газожидкостный сепаратор 4, установленный перед системой очистки, трехходовой запорный кран на участке подвода природного газа 5, систему очистки 6, содержащую взаимно резервирующие фильтры, трехходовой запорный кран на участке трубопровода отвода природного газа 7, дренажную систему 8 для слива конденсата с фильтров и сепаратора, содержащую клапаны дистанционного управления 9 и фильтры 10, манометры 11, краны 12, систему подогрева, содержащую газомасляный теплообменник 13, регулирующий клапан 14 на выходе из теплообменника, электрический подогреватель газа 15, узел учета расхода газа 16, систему редуцирования 17, расположенную после системы подогрева, содержащую регулятор давления 18 и манометр 19, датчик температуры 20 и датчик давления 21, предохранительный клапан 22, расположенный на участке трубопровода отвода газа от системы редуцирования до входа в газотурбинный двигатель.

Устройство работает следующим образом:

Природный газ проходит через клапан 1, необходимый для безопасного заполнения фильтров 6, затем в газожидкостном сепараторе 4 происходит предварительная очистка от жидких, мелкодисперсных и твердых частиц из газового потока в поле центробежных сил. Контроль давления и температуры газа, подводимого к блоку подготовки, осуществляется датчиком температуры 2 и датчиком давления 3.

После предварительной очистки газ направляется в фильтры 6 для тонкой очистки. Контроль давления в фильтрах осуществляется манометрами 11. Дренаж газа при замене фильтрующих элементов производится кранами 12.

Конденсат с блока фильтров и сепаратора проходит в дренажную систему 8, которая содержит клапаны 9 для дистанционного управления дренажной системой.

При этом для защиты от повреждения клапанов конденсат может дополнительно быть подвергнут очистке фильтрами 10. Очищенный газ подается в систему подогрева, где он подогревается в газомасляном теплообменнике 13.

На байпасной линии газомасляного теплообменника установлен регулирующий клапан 14, необходимый для регулирования температуры газа на выходе из теплообменника.

В электрическом подогревателе 15 газ нагревается до необходимой температуры в момент запуска ГПА.

Далее газ проходит через узел учета расхода 16 и через систему редуцирования 17, содержащую регулятор давления 18 попадает в газотурбинный двигатель.

Манометр 19 необходим для настройки давления газа после регулятора, датчик температуры 20 и датчик давления 21 для контроля давления и температуры после регулятора.

При этом на участке трубопровода от системы редуцирования до входа в газотурбинный двигатель стоит предохранительный клапан 22, необходимый для стравливания давления газа.

Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить эксплуатационные характеристики блока подготовки природного газа, снизить потребление электроэнергии на подогрев газа, а также повысить его надежность.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к блоку подготовки природного газа, подаваемого в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Блок подготовки природного газа содержит систему очистки, содержащую взаимно резервирующие фильтры, запорные краны, которые подключены к входу и выходу взаимно резервирующих фильтров, систему подогрева, систему редуцирования. Блок снабжен клапаном подвода природного газа, датчиком температуры и газожидкостным сепаратором, установленными перед системой очистки, дренажной системой и предохранительным клапаном. Установленные на входе в систему очистки и на выходе из нее запорные краны выполнены трехходовыми. Система подогрева состоит из газомасляного теплообменника, содержащего регулирующий клапан для регулирования температуры природного газа, и электрического подогревателя. Система редуцирования содержит регулятор давления, а предохранительный клапан расположен на участке трубопровода отвода природного газа от системы редуцирования до входа в газотурбинный двигатель. Использование изобретения позволяет улучшить эксплуатационные характеристики блока подготовки природного газа и повысить его надежность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Блок подготовки природного газа, подаваемого в камеру сгорания газотурбинного двигателя, содержащий систему очистки, включающую взаимно резервирующие фильтры, запорные краны, систему подогрева, систему редуцирования и трубопроводы подвода и отвода природного газа, отличающийся тем, что он снабжен установленным на трубопроводе клапаном подвода природного газа, датчиком температуры и газожидкостным сепаратором, установленными перед системой очистки, дренажной системой и предохранительным клапаном, при этом запорные краны выполнены трехходовыми и расположены на входе в систему очистки на участке трубопровода подвода природного газа и на выходе из системы очистки на участке трубопровода отвода природного газа, дренажная система содержит клапаны дистанционного управления, а система подогрева состоит из газомасляного теплообменника, содержащего регулирующий клапан для регулирования температуры природного газа на выходе из теплообменника, и электрического подогревателя, система редуцирования расположена после системы подогрева и содержит регулятор давления, а предохранительный клапан расположен на участке трубопровода отвода газа от системы редуцирования до входа в газотурбинный двигатель.

2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что перед клапанами дистанционного управления дренажной системы установлены фильтры очистки конденсата.

3. Блок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что все системы блока расположены на единой раме.