Газоперекачивающий агрегат Советский патент 1980 года по МПК F04B17/00 

I

Изобретение относится к технике транспорта природного газа, а более конкретно - к устройству газопарохолодильного газоперекачивающего агрегата, устанавливаемого на компрессорной станции магистрального газопровода, а также может быть использовано в стационарной теплоэнергетике.

Известны парогазохолодильные агрегаты, содержащие парогазовую установку с силовой паровой, турбиной и трубодетандером, размещенным после напорных экономайзеров в газоходе выпускных газов 1.

Недостаток известного агрегата заключается в жесткой связи между выработкой механическойэнергии и холода.

Известен газоперекачивающий агрегат, содержащий .нагнетатель с приводом и последовательно установленные за нагнетателем по ходу газа теплообменник-охладитель и турбодетандер первой ступени 2.

Недостаток этого агрегата заключается в его неэкономичности.

Цель изобретения - повышение экономичности.

Эта цель достигается тем, что привод выполнен Б виде парогазовой установки с размещенными в выхлопном тракте газовой турбины турбодетандером, на одном валу с последним установлен турбодетандер топливного газа установки, а к выходу обоих турбодетандеров подключены теплообменники, которые параллельно сообщены по охлаждаемой среде с выходом турбодетаидера первой ступени.

На чертеже приведена схема газоперекачивающего агрегата.

Он имеет комперссор 1, установленный на одном валу с газовой турбиной 2. Компрессор 1 связан трубопроводом 3 с высоконапорным парогенератором 4, который трубопроводом 5 связан с дополнительной камерой 6 сгорания, размешенной перед входом в газовую турбину 2. Газовая турбина 2 соединена с котлом-утилизатором 7, который соединен трубопроводом 8 с паровой турбиной 9 с электрическим генератором 10.

Последовательно к котлу-утилизатору 7 подключены экономайзер 11 первой ступени, экономайзер 12 второй ступени и газоохла20 дитель 13. Экономайзер 11 связан трубопроводом 14 с подогревателем 15 питательной воды, а экономайзер 12 с трубопроводом 16 - с деаэратором 17 и трубопроводом 18 через конденсатный насос 19 с конденсатором 20 паровой турбины 21. На одном валу с паровой турбиной 21 установлен газовый нагнетатель 22 и газовый турбодетандер 23 первой ступени охлаждения газа. Между нагнетателем 22 и турбодетандером 23 размещен теплообменник-охладитель 24.

Газовый нагнетатель 22 связан с магистральным газопроводом 25, а трубопроводом 26 - с турбодетандером 27 топливного газа. На одном валу с турбодетандером 27 размещены врздухонагнетатель 28, турбодетандер 29 газовоздущной смеси, который через сепаратор 30 связан с газоохладителем 13. К сепаратору 30 подключен сборник 31 конденсата.

Воздухонагнетатель 28 трубопроводо.м 32 включен между экономайзером 12 и газоохладителем 13. Деаэратор 17 имеет питательный насос 33, который трубопроводом 34 подключен к котлу-утилизатору 7.

Паровая турбина 9 включена трубопроводом 35между паровой турбиной 21 и конденсатором 20.

Турбодетандер 23 трубопроводом 36 и трубопроводом 37 соединен с теплообменником 38 природного газа и теплообменником 39 топливного газа.

Теплообменник 38 соединен трубопроводом 40 с турбодетандером 29, теплообменник 39 трубопроводом 41 - с турбодетандером 27 и трубопроводом 42 - с парогенератором 4.

Теплообменник 38 имеет выхлопной коллектор 43 и соединен трубопроводом 44 с магистральным газопроводом.

Дополнительная камера сгорания 5 связана трубопроводом 45 с трубопроводом 42. Высоконапорный парогенератор 4 паропроводом 46 соединен g паровой турбиной 21.

Работает газоперекачивающий агрегат следующим образом.

В компрессоре 1 сжимается засасываемый из окружающей среды воздух, который подается в камеру сгорания высоконапорного парогенератора 4, в его радиационных и конвективных поверхностях нагрева образуется пар, поступающий по паропроводу 46 в приводную паровую турбину 21. Часть воздуха после компрессора 1 направляется в дополнительную камеру сгорания 6, которая используется для поддерживания постоянной температуры продуктов сгорания (при переменной нагрузке) перед газовой турбиной 2 путем сжигания в ней топлива. После парогенератора 4 и дополнительной камеры сгорания 6 газовоздущная смесь (продукты горения топлива) поступают в газовую турбину 2, являющуюся приводом для воздущного компрессора 1.

Газовая турбина 2 работает с противодавлением.

После газовой турбины газовоздушная смесь поступает в котел-утилизатор 7, где генерируется пар для турбины 9 собственных нужд привода генератора 10. После котла-утилизатора 7 паровоздущная смесь поступает последовательно в напорные экономайзеры 11, 12 первой и второй ступеней, охлаждается конденсатом, поступающим с помощью конденсатного насоса 19 сначала в экономайзере .12 второй ступени, затем в деаэратор 17. Из деаэратора 17 питательным насосом 33 питательная вода подается в экономайзер 11 первой ступени, высоконапорный парогенератор 4 и в котел-утилизатор 7. Для охлаждения газовоздущной смеси после экономайзеров может быть применен при необходимости воздущный или водяной газоохладитель 3, включенный в схему агрегата. Вместе с продуктами горения топлива (газовоздушной смесью) в этом газоохладителе 13 производится также и охлаждение сжатого в воздухонагнетателе 28 воздуха, подводимого по трубопроводу 32. Далее газовоздущная смесь поступает в сепаратор 30 капельной влаги, в котором осуществляется ее выделение из продуктов сгорания топлива, конденсат собирается в сборнике конденсата 31; конденсат используется для восполнения его утечек в системе питания. Далее отсепарировакная от капельной влаги газовоздушная смесь поступает в турбодетандер 29 газовоздушной смеси, где расширяется, охлаждается и превращается 3 хладагент, который охлаждает транспортируемый газ в теплообменнике 38, куда газ поступает после газового турбодетандера 23 по трубопроводу 36. Мощность, развиваемая турбодетандером 29, используется для привода воздухонагнетателя 22. После теплообменника 38 газовоздушная смесь (продукты сгорания) идет в выхлопной коллектор 43. Для привода воздухонагнетателя 28 используется также мощность, развиваемая турбодетандером 27 топливного газа, в котором топливный газ, поступающий из магистрального газопровода 25 и трубопровода 26, срабатывает свой располагаемый теплоперепад, превращается в хладагент и охлаждает газ в теплообменнике 39. Вторая ступень охлаждения использует в качестве хладагента газовоздушную смесь и топливный газ. Паровая турбина 21 служит для привода газового нагнетателя 22, включенного в систему магистрального газопровода 25. Для обеспечения дополнительного охлаждающего эффекта сверх полученного в результате использования в качестве хладагента газовоздушной смеси и топливного газа в первой ступени охлаждения в газовом нагнетателе 22 увеличивают ступень повыщения давления, а после нагнетателя 22 газ поступает в газовоздущный или газоводяной поверхностный теплообменник-охладитель 24, охлаждаетсяВ нем и направляет- ся в газовый Турбодетандер 23, в котором расширяется и охлаждается, а развиваемая турбодетандером 23 мощность используется для привода газового нагнетателя 22, вслед