Газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода Советский патент 1985 года по МПК F02C6/00 

1

Изобретение относится к области турбомашиностроения, прег-шущественно к газотурбинным установкам, приводящим нагнетатели природного газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Известна газотурбинная уста1 овка содержащая камеру сгорания и газовую турбину, в которой увеличение мощности и экономичности достигается путем подачи в камеру сгорания пара, вырабатываемого в утилизационном парогенераторе за счет тепла уходящих газов.

Однако по условиям схем газотурбинных установок на газопроводах (со свободной силовой турбиной) количество пара, которое можно подать в зону камеры сгорания, весьма мало по сравнению с возможной его выработкой вкотле-утилизаторе. Подача же пара непосредственно перед cimoвой турбиной газотзфбинной установки значительно менее эффективна. К недостаткам данной газотурбинной установк1 также следует отнести ее высокую стоимость и сложность эксплуатации.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела воздушный цикловой компрессор, камеру сгорания и газовые турбины, линию подачи топливного газа, под1слюченную к камере сгорания через блок редуцирования, и подпиточный компрессор, подсоединенный к выходу циклового компрессора.

Недостатком данной газотурбинной установки является необходимость установки специального авиационного двигателя с дополнительными регулирующими устройствами при ограниченных возможностях форсировки газотурбинной установки из-за приближения режима работы компрессора к границе помпажа и из-за повышения частоты вращения компрессорного вал Кроме того, данная газотурбинная установка не предусматривает утилизации Илмеющихся на компрессорной станции вторичных энергоресурсов, а рассчитана на сжигание дополнительного количества газа в ка071037

честве топлива для авиационного двигателя; все это снижает экономичность установки.

Целью изобретения является повьЕПение экономичности и располагаемой мощности газотурбинной установки /.1;ля сомпрессорной станции магистрального газопровода.

Уксчзанная цель достигается тем,

что газотурбинная установка для

компрессорной станцИи магистрального газопровода, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела возд1пцный циютовой компрессор, камеру сгорания и газовые турбины, линию подачи тогшивмого газа, подключенн та к камере сгорания через блок редуцирования, и подпиточный компрессор, подсоединенный к выходу циклового компрессора, снабжена детандером, подкл1оче1П11 1м к линии подачи топливного газа параллельно блоку ред тдирования и имеющим выходной вал, соединенный с ротором подниточного компрессора, а перед детандером установлен подогреватель топливного газа.

На чертеже изобразкена схема описыi aeмoй газотурбинной установки для компрессорной станции магистрального газопровода.

Газотурбинная установка для компрессорной станции содержит послед-овательно установленные по ходу рабочего тела воздушный цикловой компрессор 1, камеру 2 сгорания и газовые турбины 3 и 4, линию 5 подачи топливного газа, подключенную к камере 2 сгорания через блок 6 редуцирования, и иодпиточный компрессор 7, подсоединенный к выходу циклового компрессора 1. Установка также снабжена детандером S, нодключенИЬ1М к линии 5 подачи топливного газа параллельно блоку 6 редуцирования и имeюupiм выходной вал 9, соединен11ЫЙ с ротором подпиточного компрессора 7, а перед детандером 8 установлен подогреватель 10 топливного газа. Детандер 8 вместе с подпиточным компрессором 7 образуют утилизационный агрегат подпитки.- На линии c -iaToro воздуха после компрессора 7 установлен автоматический клапан 11 и выпускной клапан 12. На линии 5 топливного газа установлен блок 13 осушки и очистки газа

и клапаны 14 топливной системы газотурбинной установки.

Работает установка следующим образом.

При прохождении газа через детандер 8 его давление снижают от своего значения в магистральном газопроводе до необходимого в линии 5 топливного газа. Пропускная способность детандера 8 рассчитана на номинальный расход одной или группы газотурбинных установок. Необходимую температуру газа после расширения обеспечивают за счет работы подогревателя 10. При работе детандера 8 блок 6 редуцирования отключают, или при необходимости он мо.жет пропускать небольшой расход газа для целей регулирования, а также в необходимых случаях - для включения резервных агрегатов. Величину давления в линии 5 топливного газа поддерживают регулятором блока 6 редуцирования.

Приводимый детандером 8 подпиточный компрессор 7 забирает воздух после Боздухоподготовительного уст071037

ройства (на чертеже не показано) газотурбинной установки и подает его в тракт высокого давления за цикловым компрессором 1. Для отключе-ч

5 ния линии после подпиточного компрейсора 7 от останавливаемых или нерабо. тающих агрегатов служит автоматический клапан 11, закрывающийся при падении давления за ним и открываю10 щийся при отсутствии заметного перепада давлений. Выпускной клапан 12 используют при запуске и остановке подпиточного компрессора 7.

15 Данная газотурбинная установка для компрессорной станции магистрального газопровода высокоэкономична и позволяет повысить располагаемую мощность установки и в летнее

20 время года за счет утилизации знергии избыточного давления редуцируемого топливного газа. Это позволяет повысить производительность газопровода в летнее время года и ра25 ционально использовать часть вторичных энергоресурсоа компрессорной станции в течение всего года.

ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ К01-ШРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА, содержащая последовательно установленные по ходу рабочего тела воздушный цикловой компрессор, камеру сгорания и газовые турбины, линию подачи топливного газа, подключенную к камере сгорания через блок редуцирования, и подпиточный компрессор, подсоединенный к выходу циклового компрессора, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, установка снабжена детандером, подключенным к линии подачи топливного газа параллельно блоку (Л редуцирования и имеющим выходной. вал, соединенный с ротором подпйточного компрессора, а перед детандером установлен подогреватель топ§ ливного газа. СО ч