RU2554670C1 - Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations - Google Patents

Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations Download PDF

Info

Publication number
RU2554670C1
RU2554670C1 RU2014122039/06A RU2014122039A RU2554670C1 RU 2554670 C1 RU2554670 C1 RU 2554670C1 RU 2014122039/06 A RU2014122039/06 A RU 2014122039/06A RU 2014122039 A RU2014122039 A RU 2014122039A RU 2554670 C1 RU2554670 C1 RU 2554670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compressor
gas
multiplier
compressors
shaft
Prior art date
Application number
RU2014122039/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рафаиль Минигулович Минигулов
Олег Евгеньевич Васин
Василий Всеволодович Боднарук
Original Assignee
Открытое акционерное общество "НОВАТЭК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" filed Critical Открытое акционерное общество "НОВАТЭК"
Priority to RU2014122039/06A priority Critical patent/RU2554670C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554670C1 publication Critical patent/RU2554670C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: gas-compressor unit includes a gas-turbine engine, a multiplier connected to it, having two power takeoff shafts and two compression stages in the form of a low pressure compressor and a high pressure compressor, which are connected with a process loop and each of which is connected to the corresponding power takeoff shaft.
EFFECT: improving vibration characteristics and efficiency of unit operation, simplifying a process flow diagram and excluding the need for use of additional equipment; providing symmetric load distribution to the multiplier.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к отрасли нефтяного и газового машиностроения, в частности к газокомпрессорным агрегатам, применяемым на дожимных компрессорных станциях для компримирования углеводородных газов для дальнейшей транспортировки по магистральным трубопроводам или использования в технологических процессах подготовки и переработки газа.The invention relates to the industry of oil and gas engineering, in particular to gas compressor units used at booster compressor stations for compressing hydrocarbon gases for further transportation through main pipelines or for use in gas preparation and processing processes.

На дожимных компрессорных станциях для достижения высоких степеней сжатия (более 4,0) применяется двухступенчатое компримирование с промежуточным охлаждением газа. Существующие технологические схемы дожимных компрессорных станций предполагают следующие варианты компоновки газоперекачивающих агрегатов с центробежными компрессорами:At booster compressor stations, two-stage compression with intermediate gas cooling is used to achieve high compression ratios (over 4.0). Existing technological schemes of booster compressor stations suggest the following layout options for gas pumping units with centrifugal compressors:

- две автономных дожимных компрессорных станции первой и второй ступеней сжатия с газокомпрессорными агрегатами, в состав которых входят одноступенчатые однокорпусные центробежные компрессоры с прямым приводом от газотурбинного двигателя;- two autonomous booster compressor stations of the first and second compression stages with gas compressor units, which include single-stage single-case centrifugal compressors with direct drive from a gas turbine engine;

- дожимная компрессорная станция, в состав которой входят газокомпрессорные агрегаты с двухступенчатыми двухкорпусными компрессорами с промежуточным охлаждением, расположенными на одном валу, привод которых осуществляется от приводного газотурбинного двигателя через промежуточный повышающий редуктор (мультипликатор), имеющий один вал отбора мощности;- a booster compressor station, which includes gas compressor units with two-stage two-case compressors with intermediate cooling, located on one shaft, the drive of which is carried out from the gas turbine engine through an intermediate boost gearbox (multiplier) having one power take-off shaft;

- дожимная компрессорная станция, в состав которой входят газокомпрессорные агрегаты с двухсекционными однокорпусными центробежными компрессорами с промежуточным охлаждением, привод которых осуществляется от приводного газотурбинного двигателя через промежуточный повышающий редуктор (мультипликатор), имеющий один вал отбора мощности.- a booster compressor station, which includes gas compressor units with two-section single-shell centrifugal compressors with intermediate cooling, the drive of which is carried out from a gas turbine engine through an intermediate boost gearbox (multiplier) having one power take-off shaft.

Наиболее близким решением к предложенному изобретению является блочно-комплектная турбокомпрессорная установка для транспортировки углеводородного газа, состоящая из двухкорпусного центробежного компрессора с расположением корпусов компрессоров низкого и высокого давления на одном валу, газотурбинного привода с мультипликатором, технологического контура, оснащенного запорной и регулирующей арматурой, а также датчиками системы автоматизированного управления установкой, притом технологический контур имеет линейную компоновку, а ступени сжатия двухкорпусного центробежного компрессора оснащены аппаратами воздушного охлаждения и сепараторами (см. Патент RU №2464448, опубликован 20.10.2012).The closest solution to the proposed invention is a block-complete turbocharger installation for the transportation of hydrocarbon gas, consisting of a double-shell centrifugal compressor with the location of the compressor housings low and high pressure on one shaft, a gas turbine drive with a multiplier, a process circuit equipped with shut-off and control valves, as well as sensors of the automated control system of the installation, moreover, the technological circuit has a linear layout, and the compression stages of the double-shell centrifugal compressor are equipped with air-cooling units and separators (see Patent RU No. 2464448, published on October 20, 2012).

Недостатками вышеуказанных схем и наиболее близкого решения являются:The disadvantages of the above schemes and the closest solutions are:

- сложная технологическая схема;- complex technological scheme;

- длинная линия вала центробежного компрессора;- a long line of the shaft of a centrifugal compressor;

- невозможность применения высокотехнологичного вертикального разъема корпуса для компрессора первой ступени компримирования;- the inability to use a high-tech vertical housing connector for the compressor of the first stage of compression;

- невысокая эффективность агрегата, вызванная невозможностью применения компрессоров первой и второй ступеней сжатия с различными номинальными оборотами;- low efficiency of the unit, caused by the inability to use compressors of the first and second compression stages with different nominal speeds;

- сложность проведения технического обслуживания в процессе эксплуатации и во время проведения капитального ремонта;- the complexity of the maintenance during operation and during the overhaul;

- наличие взаимного механического и газодинамического влияния роторов компрессоров первой и второй ступеней компримирования;- the presence of mutual mechanical and gas-dynamic effects of compressor rotors of the first and second stages of compression;

- технологические ограничения по линейным размерам и напорным характеристикам в случае применения однокорпусных компрессоров;- technological limitations on linear dimensions and pressure characteristics in the case of single-case compressors;

- сложность унификации газокомпрессорных агрегатов первой и второй ступеней компримирования;- the difficulty of unification of gas compressor units of the first and second stages of compression;

- низкая вибрационная устойчивость.- low vibration resistance.

Техническим результатом изобретения является улучшение вибрационных характеристик и повышение эффективности работы агрегата за счет возможности применения компрессоров первой и второй ступеней сжатия с различными номинальными оборотами при одновременном исключении взаимного влияния роторов компрессоров, упрощение технологической схемы, обеспечение симметричного распределения нагрузки на мультипликатор.The technical result of the invention is to improve the vibrational characteristics and increase the efficiency of the unit due to the possibility of using compressors of the first and second compression stages with different nominal speeds while eliminating the mutual influence of compressor rotors, simplifying the technological scheme, ensuring a symmetrical load distribution on the multiplier.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что газокомпрессорный агрегат содержит газотурбинный двигатель, связанный с ним мультипликатор, имеющий два вала отбора мощности, и две ступени сжатия в виде соединенных технологическим контуром компрессора низкого давления и компрессора высокого давления, каждый из которых связан с соответствующим валом отбора мощности.The technical result of the invention is achieved due to the fact that the gas compressor unit contains a gas turbine engine, an associated multiplier having two power take-off shafts, and two compression stages in the form of a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected by a technological circuit, each of which is connected to a corresponding shaft power take-off.

Кроме того, валы отбора мощности мультипликатора расположены параллельно друг другу.In addition, the PTO shafts are parallel to each other.

Кроме того, каждый из указанных компрессоров имеет корпус с вертикальным разъемом.In addition, each of these compressors has a housing with a vertical connector.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен двухвальный газокомпрессорный агрегат.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a twin-shaft gas compressor unit.

Двухвальный газокомпрессорный агрегат для дожимных компрессорных станций представляет собой газотурбинную установку, которая содержит приводной газотурбинный двигатель 1, с которым связан мультипликатор 2 (повышающий редуктор), имеющий два параллельно расположенных друг к другу вала отбора мощности 3 и 4. Установка также содержит двухкорпусной центробежный компрессор, включающий две ступени сжатия в виде компрессора 5 низкого давления и компрессора 6 высокого давления, соединенных технологическим контуром 9. Центробежный компрессор имеет аппарат 7 промежуточного воздушного охлаждения, расположенный в составе технологического контура 9 между двумя ступенями сжатия. Центробежные компрессоры 5 и 6 имеют корпусы с высокотехнологичным вертикальным разъемом типа «баррель» (не показаны) и расположены на силовой раме (не показана) параллельно друг другу. Компрессор 5 низкого давления связан с ведомым валом 3 мультипликатора 2, а компрессор 6 высокого давления связан с ведомым валом 4 мультипликатора 2, таким образом, компрессоры 5, 6 имеют независимые друг от друга приводы, каждый из которых имеет свои обороты в процессе эксплуатации.The twin-shaft gas compressor unit for booster compressor stations is a gas turbine installation, which contains a gas turbine engine 1, to which a multiplier 2 (boost reduction gear) is connected, having two power take-off shafts 3 and 4 parallel to each other. The installation also contains a double-shell centrifugal compressor, comprising two stages of compression in the form of a compressor 5 low pressure and compressor 6 high pressure connected by a technological circuit 9. Centrifugal compressor There is an apparatus 7 for intermediate air cooling, located in the technological circuit 9 between two stages of compression. Centrifugal compressors 5 and 6 have housings with a high-tech vertical “barrel” type connector (not shown) and are located on a power frame (not shown) parallel to each other. The low-pressure compressor 5 is connected to the driven shaft 3 of the multiplier 2, and the high-pressure compressor 6 is connected to the driven shaft 4 of the multiplier 2, thus, the compressors 5, 6 have independent drives, each of which has its own speed during operation.

В состав газокомпрессорного агрегата также входит технологическое укрытие 8 с технологическим контуром 9 (с инженерными системами обеспечения), оснащенным трубопроводами, запорной и регулирующей арматурой, а также датчиками контроля.The gas compressor unit also includes a technological shelter 8 with a technological circuit 9 (with engineering support systems), equipped with pipelines, shutoff and control valves, as well as control sensors.

Конструкция корпусов центробежного компрессора предусматривает возможность установки сменных проточных частей на большее отношение давлений, что позволяет обеспечить работу газокомпрессорного агрегата в широком диапазоне производительности и входных давлений.The design of the centrifugal compressor housings provides for the possibility of installing replaceable flowing parts at a higher pressure ratio, which allows the gas compressor unit to operate in a wide range of capacity and inlet pressures.

Для передачи крутящего момента от вала силовой турбины приводного газотурбинного двигателя 1 к валам 3, 4 компрессоров низкого и высокого давлений 5, 6 служит мультипликатор 2 с параллельным расположением двух валов отбора мощности 3, 4. Силовая турбина (выходной вал) приводного газотурбинного двигателя 1 соединена с ведущим валом мультипликатора 2 посредством упругой «сухой» муфты (не показана), позволяющей компенсировать неточность монтажа соединяемых валов, а также тепловые перемещения за счет упругих элементов. Ведомые валы 3, 4 мультипликатора 2 соединены через муфту (не показана) с валами роторов компрессоров низкого и высокого давления 5, 6.To transmit torque from the shaft of the power turbine of the driving gas turbine engine 1 to the shafts 3, 4 of the low and high pressure compressors 5, 6, a multiplier 2 with a parallel arrangement of two power take-off shafts 3, 4 is used. A power turbine (output shaft) of the driving gas turbine engine 1 is connected with the drive shaft of the multiplier 2 by means of an elastic "dry" coupling (not shown), which allows to compensate for the inaccuracy of the installation of the connected shafts, as well as thermal displacement due to the elastic elements. The driven shafts 3, 4 of the multiplier 2 are connected through a clutch (not shown) with the shafts of the rotors of low and high pressure compressors 5, 6.

Компримируемый газ поступает на вход компрессора 5 низкого давления, далее после охлаждения в промежуточном газоохладителе 7 на вход компрессора 6 высокого давления, после чего подается в нагнетательный трубопровод.Compressed gas is supplied to the inlet of the low-pressure compressor 5, then after cooling in the intermediate gas cooler 7 to the inlet of the high-pressure compressor 6, after which it is supplied to the discharge pipe.

В случае применения газокомпрессорного агрегата в технологической схеме с промежуточной низкотемпературной сепарацией, компрессор 5 низкого давления используется для компримирования попутного нефтяного газа, а компрессор 6 высокого давления - сухого отбензиненного газа.In the case of using a gas compressor unit in a technological scheme with intermediate low-temperature separation, a low-pressure compressor 5 is used to compress associated petroleum gas, and a high-pressure compressor 6 is used for dry stripped gas.

Таким образом, благодаря вышеописанному выполнению газокомпрессорного агрегата с двумя валами отбора мощности обеспечивается возможность использования в качестве ступеней низкого и высокого давления компрессоров с различными номинальными оборотами; уменьшается длина вала компрессора вдвое; улучшаются вибрационные характеристики как компрессоров, так и всего агрегата в целом; обеспечивается симметричное распределение нагрузки на ведущую шестерню мультипликатора за счет наличия двух параллельных валов отбора мощности; исключается взаимное влияние роторов компрессоров низкого и высокого давления, особенно в диапазоне нештатных режимов; в случае применения в составе двухступенчатой дожимной компрессорной станции с промежуточным циклом низкотемпературной сепарации, обеспечивается возможность унификации агрегатов первой и второй ступеней путем использования одного приводного газотурбинного двигателя как для привода компрессора низкого давления (первой ступени) для сжатия попутного нефтяного газа, так и компрессора высокого давления (второй ступени) - для сжатия сухого отбензиненного газа; благодаря наличию высокотехнологичного корпуса с вертикальным разъемом значительно упрощается как его техническое обслуживание в процессе эксплуатации, так и проведение капитального ремонта компрессоров.Thus, due to the above-described embodiment of a gas compressor unit with two power take-off shafts, it is possible to use compressors with different nominal revolutions as stages of low and high pressure; the compressor shaft length is reduced by half; vibration characteristics of both compressors and the entire unit as a whole are improved; symmetrical load distribution on the drive gear of the multiplier is provided due to the presence of two parallel power take-off shafts; mutual influence of rotors of low and high pressure compressors is excluded, especially in the range of emergency conditions; if a low-temperature separation cycle is used as part of a two-stage booster compressor station, it is possible to unify the units of the first and second stages by using a single gas turbine engine to drive a low pressure compressor (first stage) to compress associated petroleum gas and a high pressure compressor (second stage) - for compressing dry stripped gas; Due to the presence of a high-tech housing with a vertical connector, both its maintenance during operation and the overhaul of compressors are greatly simplified.

При необходимости достижения высоких степеней сжатия агрегат позволяет применять на обеих ступенях компримирования однокорпусные двухсекционные центробежные компрессоры с промежуточным охлаждением.If it is necessary to achieve high compression ratios, the unit allows the use of single-casing two-section centrifugal compressors with intermediate cooling at both stages of compression.

Claims (3)

1. Газокомпрессорный агрегат, содержащий газотурбинный двигатель, связанный с ним мультипликатор, имеющий два вала отбора мощности, и две ступени сжатия в виде соединенных технологическим контуром компрессора низкого давления и компрессора высокого давления, каждый из которых связан с соответствующим валом отбора мощности.1. A gas compressor unit comprising a gas turbine engine, an associated multiplier having two power take-off shafts and two compression stages in the form of a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected by a process circuit, each of which is connected to a corresponding power take-off shaft. 2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что валы отбора мощности мультипликатора расположены параллельно друг другу.2. The unit according to claim 1, characterized in that the power take-off shafts of the multiplier are parallel to each other. 3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что каждый из указанных компрессоров имеет корпус с вертикальным разъемом. 3. The unit according to claim 1, characterized in that each of these compressors has a housing with a vertical connector.
RU2014122039/06A 2014-05-30 2014-05-30 Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations RU2554670C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014122039/06A RU2554670C1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014122039/06A RU2554670C1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2554670C1 true RU2554670C1 (en) 2015-06-27

Family

ID=53498601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014122039/06A RU2554670C1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554670C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177708U1 (en) * 2017-01-19 2018-03-06 Рафаиль Минигулович Минигулов Compressor unit for the production of LNG - liquefied natural gas
RU2662016C2 (en) * 2016-10-27 2018-07-23 Рафаиль Минигулович Минигулов Method for reserving power of drive of compressor shop and system for its implementation
RU185431U1 (en) * 2018-05-07 2018-12-05 Рафаиль Минигулович Минигулов Compressor unit for underground gas storage (UGS) F 04D 27/00
RU195473U1 (en) * 2018-08-17 2020-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") Vertical centrifugal pump with replaceable flow parts
RU2771912C1 (en) * 2021-08-13 2022-05-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025117A1 (en) * 2000-09-19 2002-03-28 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap High-pressure multi-stage centrifugal compressor
DE102005007847A1 (en) * 2004-06-09 2006-01-26 Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto Motor with mechanism for storing mechanical energy for portable applications
RU2386818C2 (en) * 2008-10-23 2010-04-20 Валерий Игнатьевич Гуров Gas turbogenerator
RU2464448C2 (en) * 2008-09-02 2012-10-20 ОАО "Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им. М.В. Фрунзе" Complete modular turbocompressor plant for transportation of hydrocarbon gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002025117A1 (en) * 2000-09-19 2002-03-28 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap High-pressure multi-stage centrifugal compressor
DE102005007847A1 (en) * 2004-06-09 2006-01-26 Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto Motor with mechanism for storing mechanical energy for portable applications
RU2464448C2 (en) * 2008-09-02 2012-10-20 ОАО "Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им. М.В. Фрунзе" Complete modular turbocompressor plant for transportation of hydrocarbon gas
RU2386818C2 (en) * 2008-10-23 2010-04-20 Валерий Игнатьевич Гуров Gas turbogenerator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662016C2 (en) * 2016-10-27 2018-07-23 Рафаиль Минигулович Минигулов Method for reserving power of drive of compressor shop and system for its implementation
RU177708U1 (en) * 2017-01-19 2018-03-06 Рафаиль Минигулович Минигулов Compressor unit for the production of LNG - liquefied natural gas
RU185431U1 (en) * 2018-05-07 2018-12-05 Рафаиль Минигулович Минигулов Compressor unit for underground gas storage (UGS) F 04D 27/00
RU195473U1 (en) * 2018-08-17 2020-01-29 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") Vertical centrifugal pump with replaceable flow parts
RU195473U9 (en) * 2018-08-17 2020-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтекамский машиностроительный завод" (ООО "НКМЗ") Vertical centrifugal pump unit with replaceable flow parts
RU2771912C1 (en) * 2021-08-13 2022-05-13 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2524144B1 (en) Integral compressor-expander
RU2554670C1 (en) Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations
RU2591745C2 (en) Engine-compressor unit (versions), method of repairing said unit and method of compressing gas
CN103967791B (en) Air compressor is pressed in integral type screw rod
RU2012155580A (en) DEVICE OF A PARALLEL DYNAMIC COMPRESSOR AND METHODS RELATING TO IT
AU2013273476B2 (en) Combination of two gas turbines to drive a load
US8047809B2 (en) Modular air compression apparatus with separate platform arrangement
KR20120085652A (en) Improvements in multi-stage centrifugal compressors
TW201331463A (en) A compressor arrangement
RU2403416C1 (en) Gas-compressor plant
RU2464448C2 (en) Complete modular turbocompressor plant for transportation of hydrocarbon gas
US3477239A (en) Multistage compression drive in gas separation
RU134244U1 (en) GAS PUMPING UNIT
RU2400646C1 (en) System for withdrawal of gas from cut-off section of gas line into operating gas line and procedure for withdrawal of gas from cut-off section of gas line into operating gas line
CN103764256A (en) Gas system for compressing a process gas
CN102619769A (en) High-pressure centrifugal fan
US20110171015A1 (en) Centrifugal compressor and fabricating method thereof
EP2826998B1 (en) Air compression system and cooling structure thereof
CN204061174U (en) Air compressor is pressed in integral type screw rod
RU86678U1 (en) GAS PUMPING UNIT
RU147859U1 (en) MOBILE COMPRESSOR STATION
CN107532605B (en) Method and apparatus for supercharging a compressor system
RU202532U1 (en) Combined compressor installation
RU2653643C1 (en) Centrifugal multi-stage compressor unit
CN104533792A (en) Medium-pressure micro-oil screw compressor system and working method thereof