СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО К СТРАВЛИВАНИЮ В АТМОСФЕРУ ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОММУНИКАЦИЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ Российский патент 2022 года по МПК F17D1/00 

Изобретение относится к транспорту газа путем сжатия и может быть использовано для экономии газа на собственные нужды компрессорной станции, обеспечивающей транспорт газа по магистральному газопроводу.

Известно устройство «Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов (варианты)», суть которого заключается в перекрытии опорожняемого участка на его входе, направлении газа через перемычки в обвод опорожняемого участка по параллельным нитям газопровода до ближайшей компрессорной станции с целью перекачки и использования на собственные нужды некоторого объема газа, предназначенного к стравливанию. Дата подачи заявки 19.03.2008, F17D 1/07, Патент №2362087:

Известно также устройство «Способ опорожнения участков трубопроводов от газа в многониточных системах магистральных газопроводов», суть которого аналогична плюс дополнительное использование мобильных газоперекачивающих устройств. Дата подачи заявки 16.06.2010, МПК F17D 1/07, Патент №2426937.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является Патент №2426937 от 16.06.2010, МПК F17D 1/07. Но описанное устройство не может быть принято за прототип изобретения, так как оно применяется для опорожнения магистральных трубопроводов, а предлагаемое изобретение применяется для опорожнения технологических коммуникаций компрессорной станции.

Поэтому прототипом будет классическое исполнение компрессорной станции (КС), включающей трубопроводы, сосуды высокого давления и технологическое оборудование, начиная от крана отбора газа из магистрального газопровода на входе, до крана на выходе компрессорной станции, через который в магистральный газопровод газ возвращают после сжатия двигателем газоперекачивающего агрегата (ГПА). Топливный газ к двигателю ГПА подают через индивидуальный блок топливного газа (БТГ) или общий для всех ГПА компрессорного цеха. При этом в процессе эксплуатации, а также при выполнении ремонта и обслуживания технологической обвязки цеха, входных и выходных шлейфов КС, проверки аварийного останова КС, предусмотрено нормальное технологическое стравливание природного газа в атмосферу. Вследствие этого, происходят значительные потери газа, расходы на экологический сбор и наносится вред экологии.

Технической задачей изобретения является использование на собственные нужды газа, технологически предназначенного к стравливанию в атмосферу из коммуникаций компрессорной станции.

Решение поставленной задачи продемонстрировано с помощью схем на фиг. 1 - фиг. 6.

На фиг. 1 слева изображена исходная схема питания ГПА, работающего через блок топливного газа (БТГ). Газ из входного трубопровода поступает на вход БТГ через открытый кран Кр.12 и Кр.12Б. Для сравнения, справа представлена схема питания ГПА, работающего через измененную схему.

На фиг. 2 изображена схема питания двигателя ГПА при параллельной работе через измененную схему. К коллектору технологического стравливания (Коллектор) через краны подключают: контуры нагнетателей всех ГПА, аппараты воздушного охлаждения, входные и выходные трубопроводы компрессорной станции и другие коммуникации, газ из которых при выполнении ремонта или обслуживания предназначен к стравливанию в атмосферу. На схеме к Коллектору подключен контур нагнетателя через Кр.5-ТС. Этот кран и кран Кр.12Б при работе ГПА закрыты. Газ из входного трубопровода через открытый кран Кр.12 и Кр.12-2, далее через фильтр Ф1 поступает на вход регулятора РД1, который редуцирует газ до минимально допустимого давления и через Кр. 12-1 подает на вход БТГ. Значение минимально допустимого давления на выходе регулятора настраивают исходя из технических характеристик питаемого оборудования (ГПА, котельная, электростанция). Для питания двигателя ГПА давление на выходе регулятора настроено на 28 кгс/см². Также к выходу РД1 через обратный клапан (ОК) и кран Кр.12-3 подключен Коллектор. При давлении в Коллекторе менее 28 кгс/см², ОК закрыт обратным перепадом давления газа и, таким образом, Коллектор отключен от входа БТГ.

На фиг. 3 изображена схема питания двигателя при нормальном останове ГПА (или аварийном останове без стравливания). На остановленном ГПА по алгоритму закрывают Кр.1, Кр.2, Кр.12, Кр.12-3 и открывают Кр.9 и Кр.12Б, через которые стравливают топливный газ из отсеченных участков остановленного двигателя. Затем открывают Кр.5-ТС и газ из отсеченного кранами контура нагнетателя поступает в Коллектор. Давление в Коллекторе станет более 28 кгс/см2, прямой перепад давления газа откроет обратный клапан ОК и газ из Коллектора через Кр.12-3, ОК и Кр.12-1 поступит на вход БТГ всех работающих ГПА. Одновременно к Коллектору будут подключены и другие потребители газа, находящиеся в работе. При этом регулятор РД1, через который газ из входного трубопровода подавали к БТГ, закроется повышенным давлением газа, поступившем на его выход из Коллектора.

На фиг. 4 изображена схема завершения питания двигателя из Коллектора. После выработки газа из стравливаемого участка до 28 кгс/см², регуляторы РД1 работающих ГПА откроются в результате понижения давления на их выходе и газ через них вновь поступит к БТГ, восстановив, таким образом, питание двигателя ГПА из входного трубопровода. Обратным перепадом давления газа закроется клапан ОК, и газ из Коллектора перестанет поступать на вход БТГ работающих ГПА. На остановленном ГПА, при отсутствии потребителей газа с более низким значением предварительного редуцирования, в соответствии с алгоритмом кран Кр.5-ТС закрывают, а кран Кр.5 открывают и остаток газа стравливают в атмосферу.

На фиг. 5 представлена схема переходных процессов при изменении питания двигателя. При питании двигателя из входного трубопровода через РД1, на входе штатного регулятора поддерживается давление 28 кгс/см2, а после регулятора РД на вход двигателя поступает давление 25 кгс/см². При питании двигателя из стравливаемых коммуникаций через Коллектор, на вход штатного регулятора поступит давление в диапазоне 75÷28 кгс/см², при этом регулятор РД обеспечивает на вход двигателя прежнее давление 25 кгс/см².

На фиг. 6 представлена схема при наличии потребителей газа с более низким значением предварительного редуцирования. После завершения питания двигателей ГПА из Коллектора, продолжится питание двигателей электростанции собственных нужд (ЭСН) и котельной. В соответствии с техническими характеристиками, для питания котельной и электростанции давление на входе БТГ должно быть не менее 10 кгс/см², а на выходе БТГ давление питающего газа равно 3 кгс/см². Поэтому в данном случае на выходе регулятора РД1 настраивают давление газа, равное 10 кгс/см². Подключение к общему Коллектору произойдет аналогичным образом и одновременно с ГПА. После выработки газа из Коллектора до 10 кгс/см², на остановленном ГПА по алгоритму кран Кр.5-ТС закрывают, а кран Кр.5 открывают и остаток газа стравливают в атмосферу.

В результате происходит автоматическое переключение питания двигателя ГПА на газ, предназначенный к стравливанию в атмосферу, и восстановление прежнего питания после выработки газа до определенного давления из отсеченных кранами участков. Порог использования газа из Коллектора ограничен минимальным значением давления газа на входе регуляторов топлива основной ступени редуцирования РД, достаточном для работы потребителя. Первым закончит питание из Коллектора потребитель с наибольшим требуемым давлением топливного таза, а последним - с наименьшим. Этот способ может быть реализован на станции как с одним цехом, так и с несколькими цехами. Изобретение позволяет использовать 60% от объема газа, который обычно стравливают в атмосферу.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к магистральному газопроводу. Способ использования газа, предназначенного к стравливанию в атмосферу из технологических коммуникаций компрессорной станции, включающей трубопроводы, сосуды высокого давления и технологическое оборудование, начиная от крана отбора газа из магистрального газопровода на входе до крана на выходе компрессорной станции, через который в магистральный газопровод газ возвращают после сжатия двигателем газоперекачивающего агрегата, к которому подают газ для питания через блок топливного газа (БТГ). При этом, с помощью регулятора давления редуцируют газ до минимально допустимого значения ко входу БТГ, а с другой стороны через кран и обратный клапан к этому же входу БТГ посредством коллектора через краны подключают коммуникации с газом, предназначенным к стравливанию в атмосферу. Достигается повышение экологичности. 6 ил.

Способ использования газа, предназначенного к стравливанию в атмосферу из технологических коммуникаций компрессорной станции, включающей трубопроводы, сосуды высокого давления и технологическое оборудование, начиная от крана отбора газа из магистрального газопровода на входе до крана на выходе компрессорной станции, через который в магистральный газопровод газ возвращают после сжатия двигателем газоперекачивающего агрегата, к которому подают газ для питания через блок топливного газа (БТГ), отличающийся тем, что с помощью регулятора давления редуцируют газ до минимально допустимого значения ко входу БТГ, а с другой стороны через кран и обратный клапан к этому же входу БТГ посредством коллектора через краны подключают коммуникации с газом, предназначенным к стравливанию в атмосферу, что позволяет автоматически переключать питание двигателя на газ, предназначенный к стравливанию в атмосферу, и возвращать прежнее питание после выработки газа до минимально допустимого давления.