Газоперекачивающий агрегат Советский патент 1982 года по МПК F04D25/02 

(54) ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к турбомаших ностроению, в частности к газоперекачивающим агрегатам, транспортирующим природный газ ПО-магистральнымгазопроводам.

Известен агрегат, содержащий приводной двигатель, имеющий компрессор с коллектором воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный через обгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с газопроводом, а выходной с камерой сгорания 11.

Однако такое выполнение характеризуется относительно малой динамичностью из-за низкой температуры подводимого в камеру газа и увеличенно- го расхода воздуха робственных нужд. При этом практически не используется хладопроизводительность расширяющегося -в турбодетандере газа.

Известен также газоперекачивающий агрегат, содержащий приводной газо- i турбинный двигатель, имеющи й компрессор с...коллектором воздуха собственных нужд, камеру сгорания и воздушный тракт, сообщающий с ней компрессор, и турбодетандер, соединенный через обгонную муфту с двигателем и сообщенный входной магистралью с 5 газопроводом, а выходной - через теплообменник - с камерой сгорания С2.

Однако при таком выполнений экономичность использования газа, выходяfQ щего из турбодетандера, недостаточно высока. Хладопроизводительность расширяющегося в трубодетандере газа используется незначительно.

Целью изобретения ялвяется повышение экономичности использования газа,

15 выходящего из турбодетандера.

Цель достигается тем, что в газоперекачивающем агрегате к турбодетандеру посредством сцепной муфты подсоединен вспомогательный воздушный

20 компрессор, нагнетательная линия которого сообщена с коллектором ха, собственных нужд и теплообменником, а последний установлен в воздушном тракте двигателя перед камерой сгора25ния..

Обгонная и сцепная муфты могут быть снабжены поочередно включаюй№.м их механизмом управления.

На чертеже представлена схема газо30перекачивающего агрегата. Агрегат содержит приводной газотурбинный двигатель, имеющий компре сор 1 с коллектором 2 воздуха собст венных нужд, камеру сгорания 3 и во душный тракт 4, сообщающий с ней компрессор. 1, и турбодетандер5, .соединенный через обгонную муфту б двигателем и сообщенный входной маг стралью 7 с газопроводом 8, а выход ной 9 - через теплообменник 10 с ка мерой сгорания 3. К турбодетанпиоу посредством сцепной муфты ll подсое динен вспомогательный воздушный ком рессор 12, нагнетательная линия 13 которого сообщена с коллектором 2 воздуха собственных нужд и теплообменником 10, а последний установлен в воздушном тракте 4 двигателя пере камерой сгорания 3, Если газоперека чивающий агрегат имеет приводной двигатель, выполненный с регенерацией тепла уходящих газов, то регенератор 14 размещен в воздушном тра те 4 между компрессором 1 и теплообменником 10. Обгонная б и сцепная 11 муфты снабжены поочередно включа юцщм их механизмом управления (не показан). Теплообменник 10 может быть выпо7 нен из двух последователь но расположенных секций,холодной частью которые подключены к выходной магистрали 9 турбодетандера 5, а горячей частью первая по ходу газа секция - к нагнетательной линии 13, а вторая - к воздушному тракту 4. Возможно параллельное размещение сек ций теплообменника 10. В этом случае холодная часть подключена к выходной магистрали 9 и нагнетательной линии 13, а горячая часть - к воздуш ному тракту 4. Коллектор 2 соединен трубопроводом 15 с уплотнением 16 и трубопроводом 17, снабженным заслонкой 18 с эжектором 19 отсоса паров масла. Участок 20 нагнетательной линии 13 на выходе из теплообменника О подключен к системе охлаждения агрегата (при последовательном размещении секций теплообменника 10 или к системе, обогрева элементов агрегата (при параллельном размещении) . Системы охлаждения и обогрева (не показаны). При необходимости использования воздуха собственных нужд и для охлаждения, и для обогрева, теплообменник 10 может быть выполнен из четырех секций, попарно размещенных последовательно и параллельно. Выходная магистраль 9 снабжена сбросным отводом 21 с краном 22 Турбодетандер 5 снабжен также байпасным каналом 23 с краном 24. в входной магистрали 7 установлена задвижка 25, в выходной магистрали 9 - кран 26. Научастке 20 нагнетательной линии 13 размещена заслонка 27, а трубопро вода 15 - заслонка 28. При запуске агрегата открывают задвижку 25, и природный газ из газопровода 8 поступает по входной магистрали 7 в турбодетандер 5, где, расширяясь, совершает работу по приводу двигателя (муфта 6 включена). Газ из турбодетандера 5 по выходной магистрали 9 входит в теплообменник 10, где подогревается воздухом из-за компрессора 3 иди из-за регенератора 14 (при регенеративном выполнении двигателя), после чего поступает в камеру сгорания 3, При выходе двигателя на заданную частоту вращения муфту 6 отключают и одновременно включают муфту 11. При включении муфты 11 работа турбодетандера передается воздушному компрессору 12, сжатый воздух из которого по нагнетательной линии 13 поступает частично Е коллектор 2, частично по участку 20 в теплообменник 10, где нагревается газ, расширившийся в турбодетандере 5, одновременно охлаждаясь, и охлажденный поступает в систему охлаждения двигателя. Описанный теплообмен осуществляется 3 первой секции теплообменника 10 (при последовательном размещении секций) . Во второй секции газ подогревается теплом воздуха из-за компрессора 1 (или регенератора 14), и нагретый поступает в камеру 3. При параллельном размещении секций в теп- , лообменнике 10 воздух из участка . 20 и газ, поступивший в теплообменник 10, нагреваются воздухом из-за компрессора 1 (или регенератора 14). В этом случае температура воздуха из-за компрессора 12 после нагрева в теплообменнике 10 выше, чем при последовательном размещении секций и имеет уровень, достаточный для использования в системе обогрева элементов агрегата. Воздух из коллектора 2 идет на надув уплотнения 16 для устранения попадания паров масла в проточную часть компрессора 1, которые являются причиной для образования отложений на лопатках компрессора 1, приводящих к снижению КПД двигателя и агрегата в целом. Для отсоса паров масла используется эжектор 19, активным рабочим телом которого служит воздух, поступающий из коллектора 2 по трубопроводу 17 при открытии заслонки 18. В-отдельных случаях, например при запуске для регулирования компрессора 12, открывают кран 22, и частично выбрасывают через отвод 21 газ в атмосферу. Регулирование расходов воздуха на собственные нужды -осуществляют заслонками 27 и 28. Регулирование мощности турбодетандера 5 осуществляют-кранами 24, 26 и 22 и задвижкой 25.