Компрессорная станция для транспортировки нефтяного газа Советский патент 1992 года по МПК F04B41/02 

V

Изобретение относится к компрессоро- строению и может быть использовано в кон- струкциях компрессорных станций, применяющихся для сбора, транспортировки, обратной закачки нефтяного газа с целью интенсификации добычи нефти или утилизации газа, а также его переработки.

Известна конструкция компрессорной установки для транспорта природного газа на основе применения газомотокомпрессо- ра с утилизационной холодильной машиной, используемой для охлаждения наддувочного воздуха в приводной части газомоторного компрессора, а также для охлаждения масла в маслосистеме компрессорной установки. Компрессорная установка имеет в своем составе теплообменник, заполненный антифризом, в который помещены змеевики для охлаждающей воды, а также для хладагента холодильной машины. Холодильная машина является абсорбционным холодильным агрегатом, в котором источником тепла для осуществления холодильного цикла является газовый подогреватель.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемой конструкции компрессорной станции является конструкция компрессорной станции, содержащая компрессорный агре- гат с газотурбинным приводом авиационного типа, теплообменное и сепарационное оборудование с системой отвода и сбора конденсата, абсорбционную систему осушки с системой регенерации жидкого сорбен- та, а также систему отопления отдельных блоков-контейнеров оборудования станции.

В такой компрессорной станции комп- римирование нефтяного газа в диапазоне значений молекулярных весов 17,5-29,0 осуществляется применением сменных проточек частей, что создает дополнительные трудности в производстве из-за большого разнообразия элементов проточной части и невозможности обеспечить унификацию компрессоров для газовой и нефтяной промышленности.

Кроме того, сепарационное оборудование, трубная обвязка и арматура системы сбора конденсата выбираются исходя из максимального количества конденсата, выделяющегося в процессе компримирования тежелого нефтяного газа, что приводит к увеличению металлоемкости изготавливав- мого оборудования в том случае если станция работает на более легком нефтяном газе.

Существенным является также то, что доля утилизированного тепла выхлопных газов газотурбинной установки за счет подогрева жидкости, используемой для отопления блоков-контейнеров компрессорной станции также составляет незначительную величину, так что в целом эффективность применения приводных газотурбинных установок остается весьма низкой.

Кроме того, в составе компрессорной станции имеется абсорбционная система осушки, которая сушит газ до точки росы (-10) - (-20)°С перед подачей его в трубопровод для закачки в скважины или транспортировки по трубопроводам.

Система осушки довольно сложна по конструкции, имеет значительную металлоемкость и требует квалифицированного обслуживания в период эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в компрессорной станции для транспорта газа, содержащей центробежный компрессор, подключенный к газотурбинному приводу, имеющему выхлопную шахту, подключенный к входу компрессора входной сепаратор и отопительную систему, станция дополнительно содержит блок утилизации тепла стремя теплообменниками, абсорбционную холодильную машину, снабженную абсорбером, кипятильником-генератором, испарителем и конденсатором, и два утилизационных теплообменника, установленные в выхлопной шахте, при этом испаритель подключен к магистрали нефтяного газа перед входным сепаратором, испаритель-генератор подключен к первому по ходу потока газов утилизационному теплообменнику, конденсатор - к первому теплообменнику блока утилизации,абсорбер - к второму теплообменнику, а отопительная система - последовательно к третьему теплообменнику и к второму утилизационному теплообменнику.

На чертеже представлена принципиальная схема станции в блочно-комплект- ном исполнении.

Компрессорная станция содержит входной сепаратор 1, центробежный компрессор 2, газотурбинный привод 3, имеющий выхлопную шахту 4, газоохладители 5 и 6, промежуточный и концевой сепараторы 7 и 8, систему 9 отопления. Станция содержит также абсорбционную холодильную машину (АХМ) 10, установленную перед сепаратором 1, снабженную абсорбером 11, кипятильником-генератором 12, испарителем 13 и конденсатором 14. Кипятильник-генератор 12 с помощью трубопроводов подключен к теплообменнику-утилизатору 15, установленному в выхлопной шахте 4,

испаритель 13 подключен к магистрали нефтяного газа перед входным сепаратором 1. Станция включает блок 16 утилизации тепла стремя теплообменниками 17, 18 и 19, при этом конденсатор 14 подключен к теплообменнику 17, абсорбер 11 подключен к теплообменнику 18, а отопительная система 9 последовательно подключена к утилизационному теплообменнику 20, установленному в выхлопной шахте 4, и теплообменнику 19 блока 16 утилизации тепла. Для циркуляции рабочих сред по трубопроводам, обеспечивающим работу АХМ 10 и системы 9 отопления в составе станции имеются насосы 21-25, а для поддержания тепловых режимов холодильного цикла АХМ 10 - аппараты воздушного охлаждения 26 и 27,

Компрессорная станция работает следующим образом.

Газ поступает по трубопроводу в АХМ 10, где охлаждается до температуры, при которой обеспечивается выпадение в виде жидкой фракции тяжелых углеводородов, а также воды, которые в сепараторе 1 отделяются от технологического газа и отводят в дренажную систему станции.

После обработки газа в АХМ 10 его молекулярный вес уменьшается до такого значения, при котором обеспечивается высокоэффективный процесс компримиро- вания в центробежном компрессоре, что осуществляется в цилиндрах низкого и высокого давления компрессора 2 с охлажде- нием технологического газа в газоохладителях 5 и 6, и с отделением жидкости в сепараторах 7 и 8. Характеристики и режимы работы газоохладителей 5 и 6 сепараторов 7 и 8 определяются составом газа и режимами работы АХМ 10 и цилиндрами компрессора 2.

Благодаря охлаждению технологического газа осушка газа на выходе не требуется. Газ с выхода компрессорной станции направляется в технологический трубопровод для распределения потребителям.

Работа абсорбционной холодильной машины 10 обеспечивается за счет утилизации тепла выхлопных газов приводной ГТУ 3. В связи с этим испаритель-генератор 12 АХМ подключен системой трубопроводов к утилизационному теплообменнику 15, установленному в выхлопной шахте 4. Циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом 35.

Испарившийся хладагент поступает в конденсатор 14. Конденсация паров хладагента обеспечивается за счет подвода охлаждающей жидкости, избыточное тепло которой за счет наличия теплообменника 17 используется для подогрева теплоносителя,

заполняющего блок 16 утилизации. Сконцентрированный холодильный агент, пройдя регулирующий вентиль, обеспечивает охлаждение транспортируемого газа в испарителе 13.

Отвод тепла, выделяющегося в процессе абсорбции при работе АХМ 10, осуществляется рабочей средой, циркулирующий с помощью насоса 22 по трубопроводам через утилизационный теплообменник 18.

Доохлаждение рабочих жидкостей при необходимости осуществляется в АВО 26 и 27.

Система отопления станции 9 с помощью трубопровода подключена к утилизационному теплообменнику 19, в котором осуществляется предварительный подогрев теплоносителя. По трубопроводу теплоноситель системы 9 отопления подается в утилизационный теплообменник 20, установленный в выхлопной шахте ГТУ 4, в котором осуществляется нагрев теплоносителя до требуемой температуры, а затем он подается в систему 9 отопления станции.

Таким образом, предложенная конструкция компрессорной станции для транспорта нефтяного газа позволяет обеспечить эффективную работу станции при изменении состава газа в широком диапазоне молекулярных весов углеводородной смеси, повысить производительность станции при уменьшении энергозатрат и отказаться от осушки технологического газа в специальной системе осушки перед подачей его потребителю.

Формула изобретения Компрессорная станция для транспортировки нефтяного газа, содержащая центробежный компрессор, подключенный к газотурбинному приводу, имеющему выхлопную шахту, подключенный к входу компрессора входной сепаратор и отопительную систему, отличающаяся тем, что, с

целью повышения надежности, станция дополнительно содержит блок утилизации тепла с тремя теплообменниками, абсорбционную холодильную машину, снабженную абсорбером, кипятильником-генератором,

испарителем и конденсатором, и два утилизационных теплообменника, установленных в выхлопной шахте, при этом испаритель подключен к магистрали нефтяного газа перед входным сепаратором, кипятильник-генератор подключен к первому по ходу потока газа утилизационному теплообменнику, конденсатор- к первому теплообменнику, а отопительная система - последовательно к третьему теплообменнику и к второму утилизационному теплообменнику.

Изобретение позволяет повысить надежность за счет применения абсорбционной холодильной машины 10 для утилизации тепла выхлопных газов газотурбинного привода 3. Нефтяной газ охлаждают в испарителе 13, устраняют из него влагу в сепараторе 1 и сжимают в компрессоре 2, пропуская через газоохладители 5 и 6 и концевые сепараторы 7 и 8. Машина 10 снабжена абсорбером 11, кипятильником-генератором (КГ) 12, испарителем 13 и конденсатором 14. Тепло в КГ 12 поступает от теплообменника-утилизатора 15, установленного в выхлопной шахте 4. Станция снабжена блоком утилизации тепла 16 с тремя теплообменниками 17, 18 и 19, которые подключены соответственно к конденсатору 14,абсорберу 11 и утилизационному теплообменнику 20. 1 ил. (Л С