CN1867754A - 用于管道内流动的气体增压的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种增加管线14内流动气体的压头的辅助装置，压头由至少一个燃气轮机16提供，燃气轮机运行第一增压装置12，辅助装置包括：蒸汽轮机28，其可操作连接到第二增压装置24；第一连接装置31，用于在管线与第二增压装置间提供流体连通；第二连接装置2，用于在第一增压装置与第二增压装置间提供流体连通；加热装置32，用于使蒸汽轮机的工作流体汽化。实施例中提供了管线的旁通装置，旁通装置具有旁通管道48B和关闭阀系统44B，以通过旁通管道将第一增压装置连接到管线的下游部分。另一实施例中提供了利用中间流体的热量汽化工作流体的汽化器。此外，本发明提供一种对管线内流动气体的压头增压的方法，以输送在天然气管线传输系统内的天然气。

Description

用于管道内流动的气体增压的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于管道内流动的增压流体、尤其是气体增压的装置和方法。本发明尤其可用于对管线增压压缩机结构的管道内流动的压缩气体的装置和方法。

背景技术

进来，使用天然气已经变得越来越普遍，因此，世界上会使用越来越多的气体管道。此外，系统的效率变得越来越重要，所述系统为压缩在这种气体管道内流动的气体的压缩机提供动力。常常使用燃气轮机为这种装置中的压缩机提供动力。然而，这种装置的效率较低，而且排入到周围环境中的燃气轮机的废气具有较高的温度，而没有对其中的热量进行利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩在管道内流动的气体的新的改进方法和装置，所述方法和装置降低或基本克服了所述缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种能够显著改善增压效率和管线性能的方法和装置。

本发明的另一目的在于提供一种可在现有增压站内进行改进的装置，以及提供一种改进的方法，尤其是其可对现有增压站或周围区域进行最小或标准的改进。

本发明的另一目的在于提供一种能够使现有增压站和管线输送更高流量的装置和方法。

本发明的另一目的在于提供一种易于安装和操作的装置和方法。

本发明的另一目的在于提供一种机械生产相对简单并且生产和维修经济的装置。

本发明涉及一种用于增加管线内流动的气体的压头的辅助装置，所述压头由至少一个运行第一增压装置的燃气轮机提供，所述辅助装置包括：

蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

第一连接装置，其用于在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

第二连接装置，其用于在所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通；以及

加热装置，其用于使所述蒸汽轮机的工作流体汽化。

此外，本发明还涉及一种用于增加管线内流动的气体的压头的辅助装置，所述压头可由至少一个运行第一增压装置的燃气轮机提供，所述辅助装置包括：

蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

第一连接装置，其用于在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

第二连接装置，其用于在所述第一增压装置和第二增压装置之间提供流体连通；

加热装置，其用于使所述蒸汽轮机的工作流体汽化；以及

用于所述管线的旁通装置，其具有旁通管道和关闭阀系统，以通过旁通管道将所述第一增压装置连接到所述管线的下游部分。

有益地是，所述工作流体在封闭的回路内流动，该回路包括可操作地连接到所述加热装置的热交换器，该热交换器通常为发热锅炉装置，用于回收由所述至少一个燃气轮机产生的废热，所述回路还包括一个用于产生所述工作流体冷凝物的合适的冷凝器和使所述工作流体进入所述加热装置的泵装置。

此外，本发明涉及一种用于增加管线内流动的气体的压头的辅助装置，所述压头可由至少一个运行第一增压装置的燃气轮机提供，所述辅助装置包括：

(a)蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)第一连接装置，其用于在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(c)第二连接装置，其用于在所述第一增压装置和第二增压装置之间提供流体连通；

(d)加热装置，其用于使所述蒸汽轮机的工作流体汽化；

(e)中间流体；

(f)加热器，其利用从所述加热装置的热量加热所述中间流体并产生受热的中间流体；

(g)工作流体汽化器，其利用从受热中间流体的热量使所述液态工作流体汽化以形成汽化的工作流体和冷却的中间流体；以及

(h)流体冷凝器，其冷凝所述膨胀的有机汽化工作流体以产生工作流体冷凝物，从而使工作流体冷凝物被输送到工作流体汽化器中。

本发明还涉及增压装置和相应的方法，用于为管线内流动的气体提供压力，包括：

至少一个合适的燃气轮机，其适用于运行第一增压装置，该第一增压装置与所述管线流体连通，以在所述管线内提供第一压头；以及

至少一个根据本发明的辅助装置，其与所述管线和燃气轮机流体连通，以在所述管线内提供第二压头。

本发明还涉及一种将气体从至少一个源头输送到至少一个目的地的管线和相应方法，包括提供并使用至少一个这样的增压装置用于为所述管线内流动的气体提供流体压力。

此外，本发明涉及一种用于增加管线内流动的气体的压头的方法，该压头可由至少一个具有第一增压装置的燃气轮机提供，该方法包括：

(a)提供一个蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(c)在由所述燃气轮机驱动的所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通；以及

(d)使所述蒸汽轮机的工作流体汽化并在所述蒸汽轮机内膨胀所述汽化的工作流体以为驱动所述第二增压装置提供动力，从而在除了由所述第一增压装置提供第一压头之外还为穿过第二增压装置流动的气体提供第二压头。

此外，本发明还涉及一种增加在天然气管线内流动的天然气的压头的方法，该压头可由至少一个运行第一增压装置的燃气轮机提供，该方法包括：

(a)提供一个蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)在所述天然气管线与所述第二增压装置之间提供流体连通，所述天然气管线为天然气管线传输系统中的一部分；

(c)在由所述燃气轮机驱动的所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通，以从所述第一增压装置和第二增压装置输送在所述天然气管线内流动的天然气；以及

(d)使所述蒸汽轮机的工作流体汽化并在所述蒸汽轮机内膨胀所述汽化的工作流体，以为驱动所述第二增压装置提供动力，并在除了由所述第一增压装置为所述天然气提供第一压头之外还为穿过第二增压装置流动的天然气提供第二压头。

有益地是，在上述的两个步骤(d)中，所述燃气轮机的废气中的热量用于汽化所述工作流体，并且可选的，还包括冷凝排出所述燃气轮机的膨胀的蒸汽以形成冷凝物的步骤，该步骤通常通过合适的气冷式冷凝器完成。之后将冷凝物返回到合适的发热锅炉以根据步骤(d)汽化所述工作流体。可选的，在步骤(d)中，由所述燃气轮机的废气中的热量加热过的受热中间流体通常用于汽化所述工作流体以形成汽化的工作流体，并且所述工作流体可在通过蒸汽轮机膨胀之后被冷凝以形成工作流体冷凝物，以便所述工作流体冷凝物可由受热的中间流体重新进行汽化。还可选的，由燃气轮机的废气中的热量进行汽化的汽化中间流体用于汽化所述工作流体以形成汽化的工作流体，并且所述工作流体可在穿过蒸汽轮机膨胀之后被冷凝以形成工作流体冷凝物，以便所述工作流体冷凝物由汽化的中间流体重新进行汽化。可提供副蒸汽轮机，其使汽化的中间工作流体膨胀以产生动力和膨胀的汽化中间工作流体，并且所述副蒸汽轮机可操作地连接到所述第二增压装置以对由燃气轮机提供的压头进一步增压。

可优选地是，所述方法还包括冷却第一增压装置和第二增压装置所提供的两个压缩阶段之间的气体的步骤，并且可利用第一增压装置和第二增压装置提供的两个压缩阶段之间的气体中排出的热量对合适的传热流体进行加热。还可用由所述燃气轮机提供的废热对传热流体进行加热，并且可选的，可将受热传热流体中的热量传送给热量消耗。

可选的，所述方法还包括提供合适的旁通系统的步骤，例如选择性地使气体从所述管线流到如下通道中的一条或另一条通道

第一通道，在该通道中，由第一增压装置和第二增压装置对气体进行增压；以及

第二通道，在该通道中，流过所述管线的气体绕过第二增压装置。

附图说明

图1示出了本发明的第一实施例的主要部件的总体布置；

图2示出了本发明的第一实施例的主要部件的可选择的总体布置；

图3示出了本发明的第二实施例的主要部件的总体布置。

图4示出了本发明的第三实施例的主要部件的总体布置。

图4(a)和图4(b)部分地示出了蒸汽轮机与图4中的第二压缩机之间的可选择的操作连接模式。

在各附图中相同的附图标记或符号表示相同的部件。

具体实施方式

本发明由权利要求书进行限定，其内容包含在说明书的公开范围之内，现在将结合实施例和附图对其进行描述。

除了特别指出之外，这里所用的术语流体指的是气体、蒸汽、液体以及它们的混合物。

除非特别指出，这里所用的表示相对位置的术语“上游”和“下游”一般分别指的是远离并沿着流体流动方向的方向，所述流体包括气体、液体以及它们的混合物。

这里的“燃气轮机”指的是空气压缩机、燃烧燃料的燃烧器和涡轮机的组合。排出燃烧器的热气体在涡轮机内膨胀，并且涡轮机驱动空气压缩机和外部载荷，例如气体压缩机或交流发电机。其不同于“蒸汽轮机”，这里的“蒸汽轮机”指的是由热高压蒸汽的膨胀驱动的涡轮机。

本发明涉及通常在增压站内进行增压的装置和方法，以为管线内流动的气体提供气体压力，尤其涉及一种除了使用燃气轮机之外还使用蒸汽轮机的装置和相应方法，以向管线内流动的气体提供气体压力。

本文所描述的辅助装置也相应地指副装置或附属装置。

所述增压装置包括：

至少一个合适的燃气轮机，其用于运行第一增压装置，如第一压缩机，其与所述管线流体连通，以为所述管线提供第一压头；以及

至少一个辅助装置，其与所述管线和所述燃气轮机流体连通，以为所述管线提供第二压头。

根据本发明，所述辅助装置包括：

可操作地连接到第二增压装置(如第二压缩机)的蒸汽轮机；

在所述管线和所述第二增压装置之间提供流体连通的第一连接装置；

在所述第一增压装置与第二增压装置之间提供流体连通的第二连接装置；

用于汽化所述蒸汽轮机的工作流体的加热装置。

特别是，本发明的特征在于提供了至少一个第二压缩机，该第二压缩机与第一压缩机(由燃气轮机驱动)串连连接，以进一步增加管线内流动的气体的压力，该第二压缩机直接或不直接地由至少一个蒸汽轮机驱动。

现在参看附图，根据本发明的第一实施例，图1中的附图标记10表示的是压缩在管线内流动的气体的增压装置，其按照本发明进行设计和操作。

装置10还包括至少一个用于压缩在气体管线14内流动的气体的第一压缩机12。第一压缩机12通过联轴器18例如直接或不直接地通过齿轮装置由燃气轮机16驱动和操作。燃气轮机16使用通过进气管20输送的空气并产生用于驱动压缩机12的机械动力。燃气轮机16包括用于压缩由进气管20所输送空气的空气压缩机(未示出)、用于在由空气压缩机和涡轮机(未示出)输送的空气之前燃烧输送到其内的燃料的燃烧器以膨胀热的燃烧产物或排出燃烧器的气体。

特别是，装置10的特征在于还包括第二压缩机24，所述第二压缩机在第一压缩机12附近与第一压缩机12串连，以便进一步压缩通过管道26排出第一压缩机12的压缩气体。第二压缩机24同样直接或不直接地通过联轴器30由蒸汽轮机28驱动或操作。可优选地是，蒸汽轮机28接收来自发热锅炉32的蒸汽，所述蒸汽由锅炉内的液态工作流体产生，所述工作流体接收排出燃气轮机16的废气的热量。冷凝器34可为气冷式或水冷式，优选为气冷式，所述冷凝器34接收排出蒸汽轮机28的膨胀的蒸汽并产生冷凝物，泵36将所述冷凝物从冷凝器34输送到发热锅炉32，从而完成动力循环。虽然所述蒸汽轮机可为汽轮机，但是可优选地是，所述蒸汽轮机可以为使用有机工作流体的有机蒸汽轮机(直接或不直接地使用中间传热流体循环，如热油)。这种有机工作流体可为用于在动力循环中根据有机兰金循环工作的蒸汽轮机的戊烷(正戊烷或已戊烷)或任意合适的有机工作流体。此外，本发明的这个实施例可选择地包括同样由蒸汽轮机28驱动或操作的发电机或交流发电机27。然而，如果优选或如果更加方便的话，所述发电机或交流发电机27可以不必包含在本发明的装置(10’)的实施例中，如图2所示，图2示出了本发明第一实施例的这一选择的主要部件的总体布置。

在该实施例中，第一压缩机12的额定功率优选比第二压缩机24的大。作为非限制性的实施例，也就是这里所述压缩机12能够将在气体管线14内流动的气体压缩到50％以上优选为约80％的所需压头，而第二压缩机24将排出第一压缩机12的压缩过的气体压缩不到50％的所需压头，优选更接近20％的剩余压头。因而，由第一压缩机12提供的第一压头通常基本上远远大于第二压缩机24所提供的第二压头。可优选地是，第一压头约为第二压头的4倍。

在操作中，由燃气轮机16驱动和操作的第一压缩机12压缩在气体管线14内流动的气体并产生压缩气体。第二压缩机24进一步压缩排出第一压缩机12的压缩气体并在气体管线25的下游部分产生进一步压缩的气体。蒸汽轮机28通过联轴器30驱动或操作第二压缩机24以及发电机或交流发电机27，并接收发热锅炉32所产生的蒸汽，所述发热锅炉32利用排出燃气轮机16的废气中的热量。这些蒸汽在蒸汽轮机28内膨胀并做功，以便蒸汽轮机通过联轴器30驱动第二压缩机24，使其旋转并由此压缩管线26内的压缩气体以在气体管线25内产生进一步压缩的气体。此外，发电机或交流发电机27借助联轴器38而旋转发电。排出蒸汽轮机28的膨胀蒸汽被输送到冷凝器34(优选为气冷式)进行冷凝，产生的冷凝物由循环泵36输送到发热锅炉32，从而完成动力循环。因此，通过发热锅炉使用排出燃气轮机16的废气中的热量，所述系统的效率会更高。当需要管线中增加流速(和增加压力)时，蒸汽轮机上的大部分载荷来自第二压缩机24，发电机或交流发电机输送降低了的电能或电力。另一方面，管线内具有较低流速时，发电机或交流发电机供应的电能或电力将会增加。

根据本发明，可以通过改进工具形式的辅助装置用于增加燃气轮机在管线内产生的气体压力。再次参看图1，在第一个实施例中，所述辅助装置包括可操作地连接到第二压缩机24上的蒸汽轮机28；在第二压缩机24与管线14之间提供流体连通的第一连接装置31；以及在第二压缩机24与由燃气轮机驱动的第一压缩机12之间提供流体连通的第二连接装置23。所述辅助装置还包括合适的加热装置(通常适用于从合适的燃气轮机废气中排出剩余热量，如发热锅炉32)，以汽化蒸汽轮机28的工作流体，以及合适的冷凝器34和完成蒸汽轮机循环的泵36。可选的，辅助装置的蒸汽轮机28可以类似于上述本发明的增压装置的方式直接或非直接地连接到第二压缩机24上，但做了必要地修正。

正如这里所述增压装置，所述辅助装置还可包括与所述第二连接装置连通的中间冷却器，以便冷却第一压缩机与第二压缩机之间的气体。所述中间冷却器装置选择地还包括在闭合回路中流动的合适的传热流体，所述闭合回路包括可操作地连接到所述发热锅炉装置上的热交换器以便产生进一步加热的热交换流体，以及将热交换流体输送到所述发热锅炉装置中的泵结构。可选的，可具有将所述进一步受热的热交换流体中的热量传送给热量消耗的装置。还可选的，所述辅助装置还包括连接到所述蒸汽轮机上的发电装置，和/或合适地连接到所述第二压缩机上的合适的电动机，该电动机可选择地接收来自所述发电装置的电能。

根据第一和实际上的所有实施例，依据流体在管线内流动时管线内压头衰减量，本发明的增压装置(10)作为整体单元可沿管线方便地设置在任意数量的位置上。因而，本发明可用于新的管线压缩机装置中并带来了增加的能量效率水平。例如，相应于由燃气轮机提供的另外的压缩，燃气轮机的大小和能量消耗以及资金和运行成本可在没有大量附加能量损耗的情况下得以减小。

然而，应该指出的是，本发明还可用在现有的管线压缩机装置中，其中，第二压缩机可被添加到现有的管线压缩机装置中(不会超出现有的管线压缩机装置的现有压力上限)。本发明所提供的装置具有多个优点，包括能够使增压站以最优的效率运行，并且当管线内需要高于标准气流的压力时，可使蒸汽轮机在线(on-line)以提供所需的另外压头。另一方面，当不需要由蒸汽轮机所提供的压头时，由蒸汽轮机产生的机械能可被转化为电能而被存储或利用。

在一个实施例中，在本发明中以最优的运行速度和驱动燃气轮机和蒸汽轮机是可能的，从而优化燃气轮机和蒸汽轮机的性能。应该指出的是，根据本发明，通过操作第二压缩机并使其由蒸汽轮机驱动，在管线中流动的气体可获得进一步的压缩而不必增加燃气轮机的燃料消耗，其中所述蒸汽轮机运用发热锅炉产生的蒸汽。这与蒸汽轮机是否产生电无关。

例如由于在峰值载荷时蒸汽轮机提供另外的压头而不是增加燃气轮机的速度，以这种方式至少为燃气轮机提供最优的和稳定的状态也是可能的，从而使维修成本最低并使燃气轮机的工作寿命最长。

第一压缩机12通过管道26与第二压缩机24连通，当两个压缩机共同关闭时，使第一压缩机12和串连的第二压缩机24有效地在管线14内提供压头的效率得到了提高。换句话说，当这两个压缩机一起关闭时，与两个压缩机显著分离的情况相比，共同的压头能够在增压站之间的更长距离的管线内维持有用的压力。两个压缩机的关闭提供了很多益处，如燃气轮机28可足够靠近燃气轮机的排气口22以使废热能够被充分地利用，以及使蒸汽轮机和燃气轮机能够被封装在同一共用结构中(通常为增压站)。此外，二者结合的喘振边界(surge margin)大于第一压缩机的喘振边界，并且与一个可在高速条件下操作的压缩机(可提供结合的压头的一个压缩机)相比，第一压缩机以满流量和低压力下操作。在各自的最优速度下驱动第一和第二压缩机中的一个或两个也是可能的，并且可对燃气轮机和蒸汽轮机进行控制以便使所述燃气轮机具有最小的燃料消耗和最大的压头。同样的考虑可应用于本发明的其它实施例中，但是需要做必要的修正。因此，本发明的串连装置不同于气体管线上的两个连续的压缩机的设置，每一压缩机由一个燃气轮机驱动，通常它们沿着管线彼此相距数百公里。

参看图3，现在描述本发明的第二实施例，其中附图标记10A表示根据本发明的另一实施例设计和操作的增压装置。第二实施例不同于结合图1和图2所描述的实施例，不同之处在于该实施例具有中间冷却器以在进入第二压缩机之前冷却排出第一压缩机的压缩气体。在该实施例中设有中间冷却器50A以在进入第二压缩机24A之前冷却排出第一压缩机12A的压缩气体。通过热交换器60A，从燃气轮机16A的废气中排出的热量也可被添加到中间冷却器50A所排出的热量中，并被输送给使用这些热量的热量消耗。例如，这些热量可被用于工艺用热或工业用热，和/或商业用热和/或家庭用热。可选的，这些热量可被聚集并储存起来以备后用。

因此，通过将热量传递到中间冷却器50A中的传热介质，中间冷却器50A冷却排出第一压缩机12A并在管线26A中流动的压缩气体，以便将冷却的压缩气体输送给第二压缩机24A，并由中间冷却器50A产生受热的传热介质。此外，仍存在于燃气轮机16A的废气中的热量被传递到由中间冷却器50A输送的热交换器60A中的传热介质。排出热交换器60A的另外的受热传热介质被输送给热量消耗使用，如工业用热过程。在该实施例中，由于排出第一压缩机12A的压缩气体在被输送到第二压缩机24A之前得到冷却，因此增加了在气体管线内流动的气体的压缩效率。除此之外，该实施例中的部件基本等同于图1和图2所示实施例中的组成部件。一般来说，该实施例的操作类似于图1和图2所示实施例的操作，但是此处的中间冷却器50A用于通过将热量传递到中间冷却器50A内的传热介质(如水)冷却排出第一压缩机12A并在管线16内流动的压缩气体，以便将冷却的压缩气体输送到第二压缩机24A并由中间冷却器50A产生受热的传热介质。此外，仍存在于燃气轮机16A的废气中的热量被输送到由中间冷却器50A输送的热交换器60A的传热介质中。排出热交换器60A的另外的受热传热介质被输送给热量消耗62A使用，如工业用热过程。在该实施例中，由于排出第一压缩机12A的压缩气体在被输送到第二压缩机24A之前得到冷却，因此增加了在气体管线内流动的气体的压缩效率。

现在参看图4，结合该图将对本发明的第三实施例进行描述，其中附图标记10B表示根据本发明的第三实施例设计和操作的增压装置。在该实施例中，其被认为是目前完成本发明最好的方式，并且其可选择地和优选地包括用于冷却排出第一压缩机的压缩气体的中间冷却器以及用于排出仍存在于燃气轮机的废气中的热量的可选择的热交换器，设置旁通管线48B以便利用发电机或交流发电机与由蒸汽轮机所驱动或操作的第二压缩机相结合。实际上，该实施例的其它装置基本上与图3所示的实施例相同。因此，该实施例中的装置10B也包括用于压缩在气体管线14内流动的气体的第一压缩机12B，如图4所示。燃气轮机16B通过联轴器18B驱动或操作第一压缩机12B，所述燃气轮机16B使用通过输送管20B供应的空气并产生驱动压缩机12B的机械能。燃气轮机16B包括用于压缩通过进气管20B所输送空气的空气压缩机(未示出)，在空气压缩机和涡轮机(未示出)所输送的空气中燃烧输送到其中的燃料的燃烧器(未示出)，以使排出燃烧器的热的燃烧产物或气体膨胀。燃气轮机16B产生的废气通过竖管22B排出。

如图4所示，所述装置10B还包括压缩通过管线26B排出第一压缩机12B的压缩气体的第二压缩机24B。中间冷却器50B冷却通过管线26B排出第一压缩机12B的压缩气体并将从压缩气体中所排出的热量传递到传热流体，如水等，排出中间冷却器50B的冷却后的压缩空气被输送到第二压缩机24B中。第二压缩机24B通过联轴器3OB也由蒸汽轮机28B驱动或操作。可优选地是，蒸汽轮机28B接收来自发热锅炉32B的蒸汽，所述蒸汽由锅炉中的液态工作流体产生，所述工作流体接收排出燃气轮机16B的废气的热量。冷凝器34B可为气冷式或水冷式，优选为气冷式，所述冷凝器34B接收排出蒸汽轮机28B的膨胀蒸汽并产生冷凝物，该冷凝物由泵36B从冷凝器34B输送到发热锅炉32B，从而完成动力循环。虽然所述蒸汽轮机可为水蒸汽轮机，但可优选地是，所述蒸汽轮机为使用有机工作流体的有机蒸汽轮机(直接或不直接地使用中间传热流体循环，例如使用热油)。例如，这种有机工作流体可为在动力循环中的有机蒸汽轮机中用作工作流体的戊烷(正戊烷或已异戊烷)，或任意其它有机液，或者其它合适的液体，所述有机蒸汽轮机根据有机兰金循环进行操作。此外，仍存在于燃气轮机16B的废气中的热量被传递到由中间冷却器50B输送的热交换器6OB中的传热介质。排出热交换器6OB的进一步受热的传热介质被输送给热量消耗使用。

此外，本发明的该实施例包括发电机或交流发电机27B，其同样由蒸汽轮机28B和第二压缩机24B所驱动或操作(类似于图3所示的由蒸汽轮机28A驱动或操作的发电机或交流发电机27A)。发电机或交流发电机27B通过机械联轴器38B连接到蒸汽轮机28B上，而发电机或交流发电机27B通过可选择性地脱开的机械联轴器30B连接到第二压缩机24B上。

然而，与第一实施例相比，根据第三实施例的装置包括具有阀42B和44B的关闭阀系统40B和旁通系统65B。因此，第一压缩机12B可通过管道26B和关闭阀42B与第二压缩机24B选择连通，并且第二压缩机的下游侧通过管道43B和止回阀45B连接到管线14的下游部分25。可选的，第一压缩机12B可通过旁通管道48B和阀44B与管线14的下游部分25选择连通。因此，管道26B朝向两个阀42B和44B分叉，与之类似，管道43B和489B在止回阀45B的下游汇集在一起。此外，该实施例包括用于控制旁通系统的操作并使增压装置10B的操作最优的控制器55B。

可选的，阀42B和44B可由合适的双向阀替代。

在该实施例中，如果由于某种原因，气体管线14内气体的流量降低从而所需的气体压力也较低，气流可通过旁通管道48B转向以便省掉第二压缩机24B，因而由蒸汽轮机28B操作的发电机或交流发电机27B所产生的电量将会增加。另一方面，如果气体管线14内气体的流量增加了，由蒸汽轮机28B操作的发电机或交流发电机27B所输送的电力负载降低或者甚至被消除，以将增加的机械能输送给第二压缩机24B。

可选的，所述阀系统40B可如此进行操作：完全关闭两个阀，例如为了停止气体的流动，在这种情况下，上游的压缩机通常也被关闭。

另外，在该实施例中，第一压缩机12B的额定功率大于第二压缩机24B的额定功率。作为非限制性的实施例，第一压缩机12B将气体管线14内流动的气体压缩到50％以上优选约为80％的所需压头，而第二压缩机24B将排出第一压缩机12B的压缩气体压缩不到50％的所需压头，优选更接近20％的剩余压头。因此，由第一压缩机12B所提供的第一压头通常远远大于由第二压缩机24B所提供的第二压头。可优选地是，第一压头约比第二压头大约4倍。

在操作中，由燃气轮机16B驱动或操作的第一压缩机12B压缩在气体管线14内流动的气体并产生压缩气体。第二压缩机24B进一步压缩排出第一压缩机12B的压缩气体并在气体管线25B内产生进一步压缩的气体。通过将从压缩气体中排出的热量传递到中间冷却器5OB内的传热流体，中间冷却器5OB冷却排出第一压缩机12B并存在于管线26B内的压缩气体，并产生冷却的压缩气体。蒸汽轮机28B驱动或操作第二压缩机24B以及发电机或交流发电机27B，并接收发热锅炉32B利用排出燃气轮机16B的废气中的热量所产生的蒸汽。这些蒸汽在蒸汽轮机28B内膨胀并做功，以使蒸汽轮机驱动第二压缩机24B，使其旋转从而压缩排出中间冷却器5OB的冷却的压缩气体，在气体管线14的下游部分25产生进一步压缩的气体。此外，发电机或交流发电机通过机械联轴器38B由蒸汽轮机28B驱动旋转并产生电力。另外，可脱开的联轴器3OB连接到所述发电装置27B和所述第二压缩机24B，其中所述可脱开的联轴器选择性地使第二压缩机脱开所述发电装置。排出蒸汽轮机28B的膨胀蒸汽被输送到冷凝器34B(其优选为气冷式)进行冷凝并产生冷凝物，所述冷凝物由循环泵36B输送到发热锅炉32B从而完成动力循环。

所述关闭阀系统40B和用于第二压缩机24B的可脱开的机械联轴器3OB输送管线内的气体从而绕过第二压缩机24B，当由于某种原因使管线内的气体流量较低时，其借助旁通管道48B和可脱开的机械联轴器3OB而被脱开(参见图4A)。因此，在这种情况下，第二压缩机24B被气流所省略，并且蒸汽轮机28B和发电机或交流发电机27B将会产生增加的电能，交流发电机27B机械地从第二压缩机24B上脱开以增加效率，如图4所示。可优选地是，可脱开的联轴器3OB还包括操作所述可脱开的联轴器的装置以便所述第二压缩机在管线内气体的流量较低时进行脱开并使气体通过所述旁通装置的第二管道48B流动，所述旁通装置利用所述关闭阀系统40B。

在第三实施例的另一种选择中，参看图4B，其中示出了蒸汽轮机、发电机或交流发电机与第二压缩机之间的联轴器的另一示例。在此处，发电机或交流发电机27B通过联轴器38B旋转并产生电力和电能，至少部分电力用于驱动电动机39D以驱动第二压缩机24B。因此，在这种方式中，省略掉了第二压缩机并增加了由蒸汽轮机28B驱动的交流发电机或发电机产生的电能。

此外，仍存在于燃气轮机16B的废气中的热量被传递给热交换器6OB中的传热介质，该传热介质由中间冷却器5OB输送。排出热交换器6OB的另外的受热的传热介质被输送给热量消耗62B使用。例如，这些热量可用于工艺用热和/或家庭用热。可选的，这些热量可被聚积或储存起来以备后用。

另外，控制器或控制系统55B控制所述装置尤其是所述第一压缩机和所述第二压缩机以及所述燃气轮机和所述蒸汽轮机的操作。控制系统55B还包括使所述装置操作最优的装置，尤其是在燃气轮机内燃烧的燃料的消耗最优的装置。所述控制系统还可包括具有节流阀或用于控制蒸汽轮机的操作的可变喷嘴的装置。这种燃料消耗优化装置可包括燃料计量装置。

在本发明中存在两种极端情况。第一种情况出现在由燃气轮机16B驱动的压缩机12B以最大的速度旋转而由蒸汽轮机28B驱动的压缩机24B以合适的速度旋转以获得管线内气体的所需流量时。在这种情况下，燃气轮机12B的燃气轮机燃烧器的燃料消耗将最大。另一方面，在另一种极端情况下，压缩机24B以最大速度旋转而压缩机12B以合适的速度旋转以使管线内气体保持所需的流量。在这种情况下，燃气轮机12B的燃气轮机燃烧器的燃料消耗将最小。本发明的控制器或控制系统55B控制压缩机12B、压缩机24B和蒸汽轮机28B的速度以便尽快地使燃气轮机16B的燃气轮机燃烧器的燃料消耗最小，并使管线内气体的流量最小，尽管存在波动。

在操作中，控制器55B为两个压缩机12B和24B选择最优的速度，以使燃气轮机的燃烧器(未示出)内燃烧的燃料消耗最小。所述控制系统首先要确保获得穿过管线14的所需气体流量，随后在测量燃料的流量时采取增加每一压缩机12B和24B运转速度的步骤，并选择两个压缩机速度的组合以便使燃料流量保持最小，从而获得最高效率。可选的，可试验性(并周期性地重新验证)地绘制一组最优性能曲线，所述曲线可用在控制系统55B中以便作为气体流量、每一压缩机的入口和出口压力及温度的函数选择每一压缩机12B和24B的最优压缩机的速度。通过改变燃气轮机控制器的速度指令来控制压缩机12B的速度，该燃气轮机控制器操纵燃气轮机的燃烧器的燃料计量阀46B。与之类似，通过改变蒸汽轮机控制器的速度指令来控制第二压缩机24B的速度，该蒸汽轮机控制器操纵蒸汽轮机的节流阀或可变喷嘴47B。

此外，应该指出的是，本发明可用于现有的管线压缩机装置中，其中，将第二压缩机添加到现有的管线压缩机装置中(不会超出现有管线压缩机装置的现有压力上限)。可选的，本发明可用于新的管线压缩机装置中并会增加能量效率。

并且，应该指出的是，结合附图2描述的该种选择没有包括电动机或交流发动机，其可用于本发明的所以实施例中。

在上面的描述中，应该指出的是，所述蒸汽轮机可优选为使用有机工作流体，例如戊烷的有机蒸汽轮机(直接或不直接地使用中间传热流体循环，如使用热油)。这种有机工作流体可为根据有机兰金循环的动力循环中的戊烷(正戊烷或已戊烷)或其它合适的有机液。

参看图4，本发明辅助装置的另一实施例包括辅助装置的第一实施例中的所有部件，可选的，其还可包括用于所述管线的旁通装置，所述旁通装置包括：

第一管道和第二管道，每一管道包括合适的关闭阀装置；

共用的第一连接器，其适用于将所述第一管道和第二管道连接到第一增压装置；

共用的第二连接器，其适用于将所述第一管道和第二管道连接到所述管线；

其中所述第一管道在关闭阀装置的下游与所述第二增压装置连通；以及

其中所述第一管道还包括在所述第二连接器与所述第二增压装置中间的止回阀。

所述关闭阀系统40B包括阀42B和44B和旁通系统65B，类似于这里所述增压装置的第三实施例中所述相应部件，但做了必要的修正。

类似地是，辅助装置的所有实施例还可包括连接到第一连接装置31或第二连接装置23和第二压缩机上的中间冷却器。

应该注意，当使用非直接的循环时，美国专利No.US6571548公开了一种装置和方法，其公开的内容引入这里作为参考，将所公开的装置和方法结合到本发明的装置和方法中。因此，在这种选择中，根据申请号为09/860,516(等同于EP1158161A2)的美国专利所公开的方法和装置，其中所公开的内容引入这里作为参考，中间传热流体(如高压水或热油)可用于使蒸汽轮机的工作流体汽化。此外，在非直接的循环中，也可使用申请号为09/702,711(等同于EP1174590A2)的美国专利申请所公开装置和方法，其中所公开的内容引入这里作为参考，其中例如使用合成烷化芳香传热流体作为中间流体。在使用申请号为09/702,711的美国专利申请所公开的装置和方法的过程中，中间传热流体和有机工作流体被汽化并用于操作蒸汽轮机，并且所述蒸汽轮机由汽化的有机工作流体驱动，所述两个蒸汽轮机都可用于操作或驱动第二压缩机。

因此，用于辅助装置的加热装置可包括热量回收系统，包括：

中间流体；

加热器，其利用加热装置的热量加热所述中间流体并产生受热的中间流体；

工作流体汽化器，其利用受热的或汽化的中间流体的热量汽化所述液态工作流体或汽化中间流体以形成汽化的工作流体和冷却的中间流体；

流体冷凝器，其使膨胀的有机汽化工作流体冷凝以产生工作流体冷凝物，以便将工作流体冷凝物输送到工作流体汽化器。

可选的，所述热量回收系统可包括副蒸汽轮机，其中：

所述加热器包括汽化器，该汽化器利用加热装置的热量使中间流体汽化并产生汽化的中间流体；

所述副蒸汽轮机使汽化的中间工作流体膨胀，该蒸汽轮机产生能量并产生膨胀的汽化中间工作流体；

所述工作流体汽化器利用汽化的中间流体的热量汽化所述液态工作流体以形成汽化的工作流体和中间流体冷凝物；

所述流体冷凝器冷凝所述膨胀的有机汽化工作流体以产生工作流体冷凝物，以便将工作流体冷凝物输送到工作流体汽化器。

所述副蒸汽轮机还可可操作地连接到第二压缩机以对所述燃气轮机提供的压头进行进一步地增压。可选的，所述副蒸汽轮机可操作地连接到第三增压装置，该第三增压装置与第二增压装置连通，以对燃气轮机提供的压头进行进一步的增压。

通常，所述中间流体包括热传热流体，例如热油或合成烷化芳香传热流体。

因此，通过使用本发明，尤其是参考图4、图4a和图4b，采用第二压缩机和蒸汽轮机以有效地增加第一压缩机的操作。

此外，本发明提供了一种在大型天然气传输系统中将天然气从一个位置传输到另一位置的天然气传输方法。这种传输系统可分布在几十到几百公里的范围上。通过使用作为这种天然气传输系统的一个整体部分的本发明，这种天然气传输系统在操作中有效并且提供了操作的灵活性，从而这种操作在不同的天然气流量下都是有效的。

可选的，对于所有实施例来说，发热锅炉还可包括热量或加热装置的紧急情况替代热源和/或备用热源和/或辅助热源。例如，一个单独的辅助发热锅炉(例如其由热源进行加热，如合适的气体、液体或固体燃料)用于加热所述工作流体。当由于故障或维修而使燃气轮机不能运转时，这种替代热源可能非常有用，从而启动增压装置以为管线14至少提供一些所需压头。

对于所有的实施例，可选的，连接到蒸汽轮机上的发电机或交流发电机产生的电力可部分地或完全地转向电网，例如与之类似地是，连接到第二压缩机上的电机可从这种电网获得电能。因此，超过驱动第二压缩机所需的多余电能可被使用或出售。

运输气体的类似问题有时同样会在液体(如油或水)的大量运输过程中遇到。虽然这里的描述指的是气体管线并使用压缩机作为增压装置，但是本发明所述装置和方法也可用于通过管线增压和运输液体(如油或水)，这与上述的气体管线具有相似的方式，但做了必要的修正，其中所述增压装置现在指的是泵装置而不是压缩机装置。

虽然结合一个燃气轮机和一个蒸汽轮机对上面的实施例进行了描述，但是，本发明的装置实际上可包括多个燃气轮机和/或多个蒸汽轮机，所述多个燃气轮机和/或多个蒸汽轮机可以任意顺序、沿管线的任意特定位置或多个位置串连排列。每一燃气轮机的废弃热量可由共用的或单独的装置来获得以提供共用热源或单独的热源，与之类似，共用的工作流体可用于操作所有或一组蒸汽轮机，或者每一蒸汽轮机可利用专门的工作流体和工作流体汽化回路工作。在增压站内具有多于一个的燃气轮机或多于一个的蒸汽轮机的好处是所述涡轮机可比等同燃烧速度的较大的涡轮机个小，并且还具有操作的灵活性。安全边界应当为涡轮机故障的一个或另一个。

尽管这里描述的实施例包括在至少一个蒸汽轮机的上游的至少一个燃气轮机但是所述装置也可相反，即所述燃气轮机位于蒸汽轮机的下游。

本发明的方法和装置所实现的优点和改进结果可容易地从本发明的优选实施例中看出。在不脱开本发明的主旨和所附权利要求书的范围的情况下可做出各种改变和改进。

Claims (78)

1.一种用于增加管线内流动的气体的压头的辅助装置，所述压头可由运行第一增压装置的至少一个燃气轮机提供，所述辅助装置包括：

(a)蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)第一连接装置，其用于在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(c)第二连接装置，其用于在所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(d)加热装置，其用于使所述蒸汽轮机的工作流体汽化；以及

(e)用于所述管线的旁通装置，其具有旁通管道和关闭阀系统，以通过旁通管道将所述第一增压装置连接到所述管线的下游部分。

2.如权利要求1所述的辅助装置，其中还包括用于所述管线的旁通装置，所述旁通装置包括：

(a)第一管道和第二管道，每一管道包括合适的关闭阀装置；

(b)用于将所述第一管道和所述第二管道连接到所述第一增压装置的共用第一连接器；

(c)用于将所述第一管道和所述第二管道连接到所述管线的共用第二连接器；

(d)其中所述第一管道在其所述关闭阀装置的下游与所述第二增压装置连通；以及

(e)其中所述第一管道还包括在所述第二连接器与所述第二增压装置中间的止回阀。

3.如权利要求1或2所述的辅助装置，其中在闭合回路内流动的所述工作流体包括可操作地连接到所述加热装置的热交换器，还包括用于产生所述工作流体冷凝物的合适的冷凝器和用于将所述工作流体提供到所述加热装置的泵装置。

4.如权利要求1至3任一所述的辅助装置，其中所述加热装置包括用于回收由所述至少一个燃气轮机产生的废热的发热锅炉装置。

5.如权利要求1至4任一所述的辅助装置，其中所述加热装置包括热量回收系统，该系统包括：

a)中间流体；

b)加热器，其利用所述加热装置的热量加热所述中间流体并产生受热的中间流体；

c)工作流体汽化器，其利用所述受热中间流体的热量使所述液态工作流体汽化以形成汽化的工作流体和冷却的中间流体；以及

d)流体冷凝器，其冷凝所述膨胀的有机汽化工作流体以产生工作流体冷凝物，从而使所述工作流体冷凝物被输送到所述工作流体汽化器。

6.如权利要求5所述的辅助装置，还包括副蒸汽轮机，并且其中

所述加热器包括利用所述加热装置的热量使所述中间流体汽化并产生汽化的中间流体的汽化器；

所述副蒸汽轮机使所述汽化的中间工作流体膨胀并产生动力，并产生膨胀的汽化中间工作流体；

所述工作流体汽化器利用所述汽化的中间流体的热量汽化所述液态工作流体以形成汽化的工作流体和中间流体冷凝物；以及

所述流体冷凝器冷凝所述膨胀的有机汽化工作流体以产生工作流体冷凝物，以便将所述工作流体冷凝物输送到所述工作流体汽化器。

7.如权利要求6所述的辅助装置，其中所述副蒸汽轮机可操作地连接到第三增压装置，该第三增压装置与所述第二增压装置连通，用于对由所述燃气轮机提供的压头进行进一步增加。

8.如权利要求6所述的辅助装置，其中所述副蒸汽轮机可操作地连接到所述第二增压装置，用于对由所述燃气轮机提供的压头进行进一步增压。

9.如权利要求1至8任一所述的辅助装置，还包括中间冷却装置，该中间冷却装置与所述第二连接装置连通，用于对所述第一增压装置与所述第二增压装置之间流动的气体进行冷却。

10.如权利要求9所述的辅助装置，其中所述中间冷却装置还包括在封闭的回路内流动的合适的传热流体，所述封闭回路包括可操作地连接到所述发热锅炉装置以产生进一步受热的传热流体的热交换器，以及将所述传热流体提供到所述发热锅炉装置的泵装置。

11.如权利要求10所述的辅助装置，还包括将所述进一步受热的传热流体中的热量传递给热量消耗的装置。

12.如权利要求1至11任一所述的辅助装置，还包括连接到所述蒸汽轮机上的发电装置。

13.如权利要求1至12任一所述的辅助装置，还包括连接到所述第二增压装置的合适的电动机。

14.如权利要求13所述的辅助装置，其中所述电动机装置接收来自所述发电装置的电能。

15.如权利要求13所述的辅助装置，还包括连接到所述发电装置和所述第二增压装置的可脱开的联轴器，其中所述可脱开的联轴器选择地使第二增压装置从所述发电装置上脱开。

16.如权利要求1至15任一所述的辅助装置，还包括连接到所述发电装置和所述第二增压装置的可脱开的联轴器，其中所述可脱开的联轴器可选择地使所述第二增压装置从所述发电装置上脱开，并且还包括用于操作所述可脱开的联轴器的装置，以便当在管线内的气流较低时使所述第二增压装置脱开并利用所述关闭阀装置使得气体通过所述旁通装置的所述第二管道流动。

17.如权利要求1至16任一所述的辅助装置，其中所述加热装置包括辅助加热装置。

18.如权利要求17所述的辅助装置，其中所述辅助加热装置包括辅助发热锅炉装置。

19.如权利要求1至18任一所述的辅助装置，其中所述工作流体包括有机流体。

20.如权利要求19所述的辅助装置，其中所述工作流体包括戊烷。

21.如权利要求5至20任一所述的辅助装置，其中所述中间流体包括热传热流体。

22.如权利要求21所述的辅助装置，其中所述中间流体包括热油。

23.如权利要求6至22任一所述的辅助装置，其中所述中间流体包括合成烷化芳香传热流体。

24.一种用于给管线内流动的气体提供压力的增加装置，包括：

至少一个合适的燃气轮机，其适用于运行第一增压装置，该第一增压装置与所述管线流体连通，以在所述管线内提供第一压头；以及

至少一个根据权利要求1-23任一所述的辅助装置，其用于运行所述第二增压装置，该第二增压装置与所述管线和所述燃气轮机流体连通，以在所述管线内提供第二压头。

25.如权利要求24所述的增加装置，其中所述燃气轮机和所述蒸汽轮机被封装在一个共用的结构内。

26.如权利要求24或25所述的增加装置，其中所述第一压头远远大于所述第二压头。

27.如权利要求26所述的增加装置，其中所述第一压头约比所述第二压头大4倍。

28.如权利要求24至27任一所述的增加装置，还包括一合适的控制系统，所述控制系统用于控制所述第一增压装置、所述第二增压装置、所述燃气轮机和所述蒸汽轮机的操作。

29.如权利要求28所述的增加装置，其中所述控制系统还包括优化在所述燃气轮机内燃烧的燃料消耗的装置。

30.如权利要求29所述的增加装置，其中优化在所述燃气轮机内燃烧的燃料的燃料消耗的所述装置还包括燃料计量装置，并且其中所述控制装置还包括节流阀与可变喷嘴中的至少一个以控制所述蒸汽轮机的操作。

31.如权利要求1至30任一所述的增加装置，其中所述第一增压装置和所述第二增压装置包括合适的压缩机。

32.一种将气体从至少一个源头输送到至少一个目的地的管线，包括权利要求24至31任一所述的至少一个增压装置以为所述管线内流动的气体提供流体压力。

33.一种用于增加天然气管线内流动的天然气的压头的方法，该压头可由至少一个运行第一增压装置的燃气轮机提供，该方法包括：

(a)提供一蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)在所述天然气管线与所述第二增压装置之间提供流体连通，所述天然气管线为天然气管线传输系统的一部分；

(c)在所述燃气轮机运行的所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通，以从所述第一增压装置和所述第二增压装置传递所述天然气管线内流动的天然气；

(d)使所述蒸汽轮机的工作流体汽化并在所述蒸汽轮机内膨胀所述汽化的工作流体，以提供动力来运行所述第二增压装置，并除了由所述第一增压装置提供给所述天然气的第一压头之外还为流过所述第二增压装置的天然气提供第二压头。

34.如权利要求33所述的方法，其为所述管线提供旁通装置，所述旁通装置包括旁通管道和关闭阀系统，以通过旁通管道将所述第一增压装置连接到所述管线的下游部分，从而流过所述管线的气体绕过所述第二增压装置。

35.如权利要求33或34所述的方法，其中在所述步骤(d)中，所述燃气轮机的废气中的热量用于汽化所述工作流体。

36.如权利要求33至35任一所述的方法，还包括冷凝排出所述燃气轮机的膨胀的蒸汽以形成冷凝物的步骤。

37.如权利要求36所述的方法，其中所述冷凝步骤由合适的气冷式冷凝器执行。

38.如权利要求36或37所述的方法，还包括将所述冷凝物返回到合适的发热锅炉以根据权利要求33的步骤(d)汽化所述工作流体的步骤。

39.如权利要求33至38任一所述的方法，其中在权利要求33的步骤(d)中，由所述燃气轮机的废气中的热量加热过的受热中间流体用于汽化所述工作流体以形成汽化的工作流体。

40.如权利要求39所述的方法，还包括在通过所述蒸汽轮机膨胀之后冷凝所述工作流体以形成工作流体冷凝物的步骤，以便所述工作流体冷凝物可由所述受热的中间流体重新进行汽化。

41.如权利要求33至38任一所述的方法，在权利要求33中的步骤(d)中，由所述燃气轮机的废气中的热量进行汽化的汽化中间流体用于汽化所述工作流体以形成汽化的工作流体。

42.如权利要求41所述的方法，还包括在通过所述蒸汽轮机膨胀之后冷凝所述工作流体以形成工作流体冷凝物的步骤，以便所述工作流体冷凝物可由所述受热的中间流体重新进行汽化。

43.如权利要求41至42任一所述的方法，还包括提供一个副蒸汽轮机，所述副蒸汽轮机使所述汽化的中间工作流体膨胀以产生动力和产生膨胀的汽化中间工作流体。

44.如权利要求43所述的方法，其中所述副蒸汽轮机可操作地连接到第三增压装置，该第三增压装置与所述管线连通，以对由所述燃气轮机提供的压头进一步增压。

45.如权利要求44所述的方法，除了由所述第二增压装置提供的流体压力以外，还包括将压头提供给流过所述第三增压装置的气体的步骤。

46.如权利要求44或45所述的方法，其中所述第三增压装置包括压缩机。

47.如权利要求43所述的方法，其中所述副蒸汽轮机可操作地连接到所述第二增压装置以对所述燃气轮机提供的压头进一步增压。

48.如权利要求33至47任一所述的方法，还包括冷却由所述第一增压装置和所述第二增压装置提供的压缩阶段之间的所述气体的步骤。

49.如权利要求48所述的方法，还包括利用从所述第一增压装置和所述第二增压装置提供的压缩阶段之间的所述气体中排出的热量对合适的传热流体进行加热的步骤。

50.如权利要求49所述的方法，包括利用由所述燃气轮机提供的废热对所述传热流体进一步加热的步骤。

51.如权利要求49或50所述的方法，还包括将所述受热的传热流体中的热量传递给热量消耗的步骤。

52.如权利要求33至51任一所述的方法，还包括利用由所述蒸汽轮机提供的多余旋转动力产生电力的步骤。

53.如权利要求33至52任一所述的方法，还包括提供合适的电动机，所述电动机适用于选择性地运行所述第二增压装置。

54.如权利要求53所述的方法，包括由连接到所述蒸汽轮机的一合适的发电装置产生的电力提供给所述电动机装置。

55.如权利要求33至54任一所述的方法，包括提供一种有机流体作为所述工作流体的步骤。

56.如权利要求55所述的方法，包括提供戊烷作为所述工作流体的步骤。

57.如权利要求38至56任一所述方法，包括提供一种传热流体作为所述中间流体的步骤。

58.如权利要求57所述的方法，包括提供一种热油作为所述中间流体的步骤。

59.如权利要求40至58任一所述的方法，包括提供合成烷化芳香传热流体作为所述中间流体的步骤。

60.一种用于为管线内流动的气体提供流体压力的方法，包括：

利用第一增压装置为在所述管线内流动的气体提供第一压头，所述第一增压装置由燃气轮机运行；以及

根据权利要求33至59所述的方法，利用第二增压装置为在所述管线内流动的气体提供第二压头。

61.如权利要求60所述的方法，其中所述提供第一压头的步骤提供了远远大于所述第二压头的压头。

62.如权利要求61所述的方法，其中提供第一压头的所述步骤提供了约比所述第二压头大4倍的第一压头。

63.如权利要求60至62任一所述的方法，还包括控制所述燃气轮机、所述第一增压装置、所述蒸汽轮机和所述第二增压装置的操作的步骤。

64.如权利要求63所述的方法，其中所述控制步骤包括运行所述燃气轮机、所述第一增压装置、所述蒸汽轮机和所述第二增压装置，以便优化所述燃气轮机所燃烧的燃料的燃料消耗。

65.如权利要求64所述的方法，其中所述优化步骤包括计量提供给所述燃气轮机的燃料并控制节流阀与可变喷嘴中的至少一个以控制所述蒸汽轮机的操作。

66.如权利要求33至65任一所述的方法，其中所述第一增压装置和所述第二增压装置包括合适的压缩机。

67.一种将气体从至少一个源头传递到至少一个目的地的方法，所述方法包括如权利要求33至66所述，为所述管线内流动的气体提供流体压力。

68.一种用于增加管线内流动的气体的压头的辅助装置，所述压头可由至少一个燃气轮机提供，所述燃气轮机运行第一增压装置，所述辅助装置包括：

(a)蒸汽轮机，其可操作地连接到第二增压装置；

(b)第一连接装置，其用于在所述管线与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(c)第二连接装置，其用于在所述第一增压装置与所述第二增压装置之间提供流体连通；

(d)加热装置，其用于使所述蒸汽轮机的工作流体汽化；

(e)中间流体；

(f)加热器，其利用所述加热装置的热量加热所述中间流体并产生受热的中间流体；

(g)工作流体汽化器，其利用受热中间流体的热量使所述液态工作流体汽化以形成汽化的工作流体和冷却的中间流体；以及

(h)流体冷凝器，其冷凝所述膨胀的有机汽化工作流体以产生工作流体冷凝物，从而使工作流体冷凝物被输送到工作流体汽化器。

69.如权利要求68所述的辅助装置，其中所述工作流体包括有机流体。

70.如权利要求69所述的辅助装置，其中所述工作流体包括戊烷。

71.如权利要求68至70任一所述的辅助装置，其中所述中间流体包括热传热流体。

72.如权利要求71所述的辅助装置，其中所述中间流体包括热油。

73.如权利要求72所述的辅助装置，其中所述中间流体包括合成的烷化芳香传热流体。

74.一种用于为管线内流动的气体提供压力的增压装置，其基本上如结合附图所描述的增压装置。

75.一种将气体从至少一个源头传递到至少一个目的地的管线，其基本上如结合附图所描述的管线。

76.一种用于增加管线内流动的气体的压头的方法，所述压头由至少一个燃气轮机提供，所述燃气轮机运行第一增压装置，其基本上如结合附图所描述的方法。

77.一种用于为管线内流动的气体提供压力的方法，其基本上如结合附图所描述的方法。

78.一种将气体从至少一个源头传递到至少一个目的地的方法，其基本上如结合附图所描述的方法。

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