Способ подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты Российский патент 2023 года по МПК F17D1/02 F04D25/16 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту газа и может быть использовано для подачи топливного газа с разным давлением на газоперекачивающие агрегаты (далее - ГПА) с различными моделями газотурбинных двигателей (далее - ГТД) в границах одного компрессорного цеха.

В границах одного компрессорного цеха, как правило, располагаются несколько ГПА с одинаковым типом ГТД, работающих на одном значении давления топливного газа и в случае, например, выхода из строя ГТД на одном из ГПА, его необходимо заменить на новый, отвечающий заданному значению давления топливного газа. Но, в связи с загруженностью заводов-изготовителей сроки ремонта ГТД могут быть достаточно продолжительны, что может нарушить заданный режим транспорта природного газа. В таком случае, вышедший из строя ГТД заменяют на имеющийся ГТД с аналогичной мощностью. Однако, в существующей обвязке топливного коллектора не предусмотрена подача топливного газа с разным значением давления на разные типы ГТД ГПА. Для решения данной проблемы был разработан предлагаемый способ.

Известен способ подачи топливного газа на ГПА, включающий отбор топливного и пускового газа из двух точек: со всасывающего коллектора (после блока пылеуловителей) и с нагнетательного коллектора до аппарата воздушного охлаждения (далее - АВО). Топливный газ, пройдя сепараторы высокого давления, где происходит отделение влаги и твердых частиц, поступает к подогревателям газа и далее в блок подготовки топливного и пускового (далее - БТПГ) газа, где происходит дополнительная очистка в фильтрах и редуцирование до давления 2,5 ± 0,2 МПа. После БТПГ топливный газ поступает в сепараторы низкого давления, где происходит окончательная очистка, и далее в коллектор топливного газа, из которого отбирается на агрегаты при открытии крана. [Техническое обучение персонала на компрессорных станциях газотранспортных предприятий, материалы для технической учебы, «Компрессорная станция»: https://infoks.ru/produkty/tekhnicheskaya-ucheba-material/58-kompressornaya-stantsiya].

Недостатком известного способа является невозможность подачи топливного газа с разным значением давления на ГПА с различными типами ГТД из-за того, что в текущей обвязке топливного коллектора не предусмотрена подача топливного газа на разные типы ГТД ГПА.

Известен способ подачи топливного газа на ГПА, включающий отбор газа из выходного коллектора пылеуловителей, поступление газа на блок очистки или газосепаратор, где происходит его очистка от механических примесей, дальнейшее поступление газа в фильтр-сепаратор, где происходит его более глубокая очистка от механических примесей и влаги, дальнейшее поступление газа в подогреватель типа ПТПГ-30, где подогревается до температуры 45-50°С, дальнейшее поступление газа в линию редуцирования, где происходит разделение на два потока: один поток направляется на блок редуцирования топливного газа, другой поток на блок редуцирования пускового газа. Топливный газ редуцируется до давления 0,6-2,5 МПа в зависимости от давления воздуха за осевым компрессором. После блока редуцирования топливный газ поступает в сепаратор, где происходит его повторная очистка от выделившейся при редуцировании влаги, и затем в топливный коллектор ГПА. В камеру сгорания топливный газ поступает через кран, стопорный и регулирующий клапаны. [Официальный сайт ООО «Газпром трансгаз Краснодар», учебно-производственный центр, электронный учебник «Установка подготовки топливного, пускового и импульсного газа»: https://krasnodar-tr.gazprom.ru/d/textpage/ab/171/04.-ehlektronnyj-uchebnik_-rabota-ustanovki-podgotovki-puskovogo.docx].

Недостатком известного способа является невозможность подачи топливного газа с разным значением давления на ГПА с различными типами ГТД из-за того, что в текущей обвязке топливного коллектора не предусмотрена подача топливного газа на разные типы ГТД ГПА.

Известен способ подачи топливного газа на ГПА, выбранный заявителем в качестве прототипа, включающий отбор газа из технологических трубопроводов в четырех точках: до и после крана узла подключения КС, из коллекторов КС. Затем газопровод объединяется в общий коллектор и по нему газ поступает в блок подготовки топливного, пускового и импульсного газа (БПТПИГ). В блоке фильтров БПТПИГ газ предварительно очищается от конденсата, механических примесей и затем подается в блоки осушки и подогревателей, где его температура повышается до 25°С (общецеховая система подогрева топливного газа должна включать не менее двух подогревателей, в том числе один резервный). После подогревателя газовый поток разделяется на три потока, идущие в системы импульсного, пускового и топливного газов. Поток топливного газа редуцируется в блоке редуцирования до давления 0,6 - 2,5 МПа в зависимости от давления в камере сгорания КС ГТУ. После блока редуцирования топливный газ проходит через узел измерения с датчиками, дополнительно очищается от конденсата в сепараторе и поступает в топливный коллектор ГПА. [Учебник «Компрессоры в технологических процессах: газораспределительные, компрессорные станции магистральных газопроводов и автомобильные газонаполнительные компрессорные станции», п. 4.10. «Установки подготовки топливного, пускового импульсного газа и газа для собственных нужд», с. 260-263 / Р.А. Кантюков, Р.Р. Кантюков, М.Б. Хадиев, И.В. Хамидуллин, В.А. Максимов: Казан. нац. исслед. технол. ун-т. Казань, 2014. - 645 с., ISBN 978-5-85903-087-3].

Недостатком прототипа является невозможность подачи топливного газа с разным значением давления на ГПА с различными типами ГТД из-за того, что в текущей обвязке топливного коллектора не предусмотрена подача топливного газа на разные типы ГТД ГПА.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание способа c возможностью подачи топливного газа с разным давлением на газоперекачивающие агрегаты с различными моделями газотурбинных двигателей в границах одного компрессорного цеха.

Технический результат предлагаемого способа подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты заключается в повышении эксплуатационной надежности компрессорного цеха и обеспечении заданного режима транспорта газа.

Технический результат в способе подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты, включающем отбор газа и дальнейшее его поступление на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа, содержащий в свою очередь блок очистки и блок фильтров, дальнейшее поступление газа в подогреватель, затем в коллектор топливного газа, далее на блок редуцирования, после в топливный коллектор, далее в блок фильтрации, затем в ГПА, достигается тем, что до блока редуцирования топливного газа дополнительно монтируют перемычку, для этого один конец перемычки монтируют к существующему топливному коллектору второго ГПА, а другой конец перемычки монтируют к коллектору топливного газа, также после блока редуцирования до топливного коллектора первого ГПА монтируют дополнительный газопровод, также между дополнительным газопроводом и топливным коллектором второго ГПА монтируют крановую обвязку, включающую в себя три шаровых крана и свечу.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.

На чертеже представлена схема устройства подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты, где: 1 - пылеуловители, 2 - межцеховые газопроводы, 3 - узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа, 4 - подогреватели газа, 5 - коллектор топливного газа, 6 - перемычка, 7 - шаровый кран, 8 - блок редуцирования, 9 - газопровод, 10 - шаровый кран, 11 - шаровый кран, 12 - шаровый кран, 13 - свеча, 14 - топливный коллектор ГПА № 2, 15 - топливный коллектор ГПА № 1, 16 - блок фильтров, 17 - ГПА № 2, 18 - ГПА № 1.

Способ подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты заключается в следующем.

Отобранный газ с пылеуловителей направляют на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа, содержащий в свою очередь блок очистки и блок фильтров, после чего газ направляют в подогреватель, затем в коллектор топливного газа, далее на блок редуцирования, после в топливный коллектор, далее в блок фильтрации, затем в ГПА, причем, до блока редуцирования топливного газа дополнительно монтируют перемычку, для этого один конец перемычки монтируют к существующему топливному коллектору второго ГПА, а другой конец перемычки монтируют к коллектору топливного газа, также после блока редуцирования до топливного коллектора первого ГПА монтируют дополнительный газопровод, также между дополнительным газопроводом и топливным коллектором второго ГПА монтируют крановую обвязку, включающую в себя три шаровых крана и свечу.

Пылеуловители 1 представляют собой сосуды цилиндрической формы со встроенными в них циклонами и устанавливаются на входе в компрессорные станции для очистки от механических примесей и влаги.

Межцеховые газопроводы 2, коллектор топливного газа 5, перемычка 6, газопровод 9, топливный коллектор ГПА № 1 14, топливный коллектор ГПА № 2 15 предназначены для транспортировки газа и изготовляются из бесшовных труб малоуглеродистой стали и выполнены в надземном исполнении с укладкой на специальные опоры.

Узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа 3 имеет, как правило, блочное исполнение и включают в себя следующее оборудование: циклонный сепаратор или блок очистки, адсорбер или блок осушки, блок редуцирования топливного газа 8, трубопроводы, замерное устройство. Узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа 3 предназначен для очистки, осушки и поддержания требуемого давления и расхода перед подачей его в камеру сгорания

Подогреватель газа 4 представляет собой теплообменник, в котором трубный пучок газа высокого давления погружен в раствор, например, диэтиленгликоля. Подогрев газа осуществляется с целью обеспечения устойчивой работы блока редуцирования и недопущения его промерзания.

Шаровые краны 7,10,11,12 предназначены для перекрытия потока рабочей газа в газопроводе. Размер шаровых кранов варьируются в зависимости от размера газопроводов.

Свеча 13 включает в себя ствол с патрубком оголовок, цилиндрическую опору (основание). Свеча 13 предназначена для сброса без процесса горения горючих, трудногорючих и негорючих газов путем рассеивания.

Блок фильтров 16 состоит из нескольких линий фильтрации, размещенных на единой раме с управляемой арматурой и контрольно-измерительными приборами и предназначен для очистки топливного газа непосредственно перед ГПА.

ГПА № 1 18 предназначен для компримирования природного газа на компрессорных станциях. Основными элементами ГПА являются центробежный нагнетатель (компрессор) и его привод (ГТД). На ГПА № 1 18 установлен, например, ГТД АЛ-41СТ, работающий на значении давления топливного газа, которое равно 35 кгс/см².

ГПА № 2 17 выполняет аналогичную ГПА № 1 18 функцию, однако на ГПА № 2 17 установлен, например, НК-36СТ, работающий на значении давления топливного газа, которое должно быть не менее 40 кгс/см².

Рассмотрим осуществление предлагаемого способа подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты, посредствам работы устройства, представленного на чертеже.

Газ отбирается из выходного коллектора пылеуловителей 1, поступает, по межцеховому газопроводу 2, на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа 3, где происходит его очистка от механических примесей и влаги, затем газ по другому межцеховому газопроводу 2 поступает в подогреватель 4, где подогревается до требуемой температуры и после этого поступает коллектор топливного газа 5, где разделяется на два направления. Часть топливного газа проходит на перемычку 6 с открытом шаровым краном 7, при этом шаровый кран 10 закрыт, и поступает в топливный коллектор ГПА № 2 14, затем на блок фильтров 16 и далее в ГТД ГПА № 2 17. Другая часть топливного газа вновь поступает на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа 3 в блок редуцирования 8, где редуцируется до требуемого давления, а затем, по газопроводу 9, при этом шаровый кран 11 закрыт, поступает в топливный коллектор ГПА № 1 15, затем на блок фильтров 16 и далее в ГТД ГПА № 1 18.

Шаровые краны 9, 10, 11 закрыты и открываются лишь для сброса излишних горючих, трудногорючих и негорючих газов путем их рассеивания через свечу 12. Данная обвязка необходима по требованиям безопасности.

Таким образом, техническая проблема решена и технический результат достигнут.

В примере конкретной реализации планируется использование заявляемого способа в Шеморданском ЛПУМГ в компрессорном цехе № 6, компрессорной станции «Арская».

Заявляемое техническое решение промышленно применимо и будет применено на компрессорной станции ООО «Газпром трансгаз Казань».

Изобретение относится к трубопроводному транспорту газа и может быть использовано для подачи топливного газа с разным давлением
на газоперекачивающие агрегаты с различными моделями газотурбинных двигателей в границах одного компрессорного цеха. Способ подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты включает отбор газа и дальнейшее его поступление на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа. Узел подготовки содержит блок очистки и блок фильтров. Газ поступает в подогреватель, затем в коллектор топливного газа, далее на блок редуцирования, после в топливный коллектор, далее в блок фильтрации, затем в ГПА. До блока редуцирования топливного газа дополнительно монтируют перемычку, для этого один конец перемычки монтируют к существующему топливному коллектору второго ГПА, а другой конец перемычки монтируют к коллектору топливного газа. После блока редуцирования до топливного коллектора первого ГПА монтируют дополнительный газопровод. Между дополнительным газопроводом и топливным коллектором второго ГПА монтируют крановую обвязку, включающую в себя три шаровых крана и свечу. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности компрессорного цеха и обеспечении заданного режима транспорта газа. 1 ил.

Способ подачи топливного газа на газоперекачивающие агрегаты, включающий отбор газа и дальнейшее его поступление на узел подготовки топливного, пускового и импульсного газа, содержащий в свою очередь блок очистки и блок фильтров, дальнейшее поступление газа в подогреватель, затем в коллектор топливного газа, далее на блок редуцирования, после в топливный коллектор, далее в блок фильтрации, затем в ГПА, отличающийся тем, что до блока редуцирования топливного газа дополнительно монтируют перемычку, для этого один конец перемычки монтируют к существующему топливному коллектору второго ГПА, а другой конец перемычки монтируют к коллектору топливного газа, также после блока редуцирования до топливного коллектора первого ГПА монтируют дополнительный газопровод, также между дополнительным газопроводом и топливным коллектором второго ГПА монтируют крановую обвязку, включающую в себя три шаровых крана и свечу.