EP3807569B1 - Mobile backfeeding installation - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a mobile reverse installation. It applies, in particular, to gas transport networks for exporting excess renewable gas from a distribution network to a transport network, which has a much higher storage capacity.
- biomethane defines the gas produced from raw biogas resulting from the anaerobic methanation of organic waste (biomass) or by high temperature gasification (followed by synthesis by methanation); purified and treated to make it interchangeable with network natural gas.
- biomethane into the natural gas network is already carried out in Europe.
- natural gas distributors are faced with situations of lack of outlet. Indeed, the consumption of domestic customers varies on average from 1 to 10 between winter and summer on public distribution.
- the injection of biomethane is initially only possible if it is done at a flow rate lower than the minimum flow rate recorded during periods of lower consumption or if the biomethane is produced as close as possible to consumption. When production exceeds the quantities consumed, this tends to saturate the distribution networks during the hot seasons. This situation limits the development of the biomethane production sector by the congestion of the natural gas distribution networks.
- the back-up station is a structure of the transport operator allowing the transfer of gas from the distribution network to the transport network having a large storage capacity, via a gas compressor station.
- the countdown station can be located either near the regulator station, or at another location where the transmission and distribution networks intersect.
- the reverse therefore incorporates a gas compression function to adapt it to the constraints imposed by the downstream of this compressor, that is to say the transport network.
- Current backhauls are fixed installations in which the compressors are placed in buildings. Each compressor is driven by an electric motor connected to the electrical network.
- the configurations of the distribution networks change, in particular when a biogas supplier is connected to them and injects biogas into them or disconnects from them.
- gas consumption on this distribution network may increase or decrease, for example during the installation of a factory or a large consumer area or during its shutdown.
- the reverse capacity can therefore find itself, temporarily or definitively, excess or insufficient.
- a fixed reverse installation can easily be supplemented by a mobile module to increase its compression capacities or to replace a fixed element that is broken down or undergoing maintenance or updating.
- a temporary increase in the capacity requirements of the reverse installation transient overcapacity of the biogas producers, temporary drop in consumption by the gas consumers
- an additional mobile compressor module is added to the reverse installation. And we withdraw it once this temporary increase is completed.
- all the modules of the backhaul installation are mobile, configured to be transported, fully and in working order by removable connection to the interconnection module and to an energy source, on a single vehicle.
- the backhaul installation comprises a mobile autonomous electrical power source.
- the mobile reverse installation does not need to be connected to the electrical network in order to operate.
- the mobile electrical power source is a generator powered by a vehicle engine.
- the same motor can be used to actuate different modules, or even to set the vehicle in motion.
- the electrical power source is an engine supplied with gas at the first pressure.
- the primary energy source is the gas which is to be compressed, which avoids having to transport this primary energy.
- At least one module includes a gas detector and/or a fire detector.
- At least one compressor is mechanically driven by a vehicle engine.
- the same motor can be used to actuate the compressor and to set the vehicle in motion.
- the controller is configured to control the operation of a plurality of compressors based on the compression capacity of the operating compressors.
- the reverse installation further comprises at least one recycling circuit provided with a valve, configured to expand gas at the outlet of a compressor and inject it upstream or at the inlet of said compressor , the automaton being configured to control the operation of the valve of the recycling circuit according to the compression capacity of the operational compressors which are put into operation jointly.
- At least one module of the reverse installation is integrated into a standard container.
- At least one module of the reverse installation is mounted on a vehicle.
- At least one compressor is mechanically driven by a vehicle engine.
- At least one module of the reverse installation is supplied with electrical energy by a generator mounted on the vehicle.
- the reverse installation comprises an air-conditioned mobile analysis laboratory protected from shocks and vibrations, this laboratory comprising a common chromatograph for measuring the THT and the composition of the gas.
- the reverse installation comprises a correlation calorimeter implementing the composition of the gas obtained by a chromatograph.
- the calorific value of the gas is measured indirectly and at a lower cost.
- the reverse installation comprises a hygrometer, for example ceramic.
- This hygrometer being less sensitive than other types of hygrometers to vibrations, the design of the mobile back-up installation is facilitated.
- the reverse installation comprises a dehydration skid and a volumetric counter.
- the reverse installation comprises a valve means in series downstream of at least one compressor.
- the reverse installation comprises a backflow device in series, downstream of at least one compressor.
- the valve means and the discharge valve facilitate the operation of the compressor, in particular when it is started up.
- the backhaul installation comprises a bottled gas storage system and a gas sampling means at different times, for example with pneumatic valves.
- the composition of the gas can be determined in a deferred manner, which reduces the cost price of the installation, compared with the incorporation of a chromatograph.
- the reverse installation comprises a fire control panel, with detector and extinguisher, as well as a gas detection means.
- the reverse installation comprises an electrical cabinet isolated from each compressor by a wall comprising watertight bulkhead passes.
- the analysis of other compound contents is optional and is only carried out if there is a proven risk of contamination of the transport network 10 (example: backflow of a biomethane with a high CO 2 content without the possibility of dilution on the distribution 15 and transport 10 networks, or operated at a very high pressure).
- the reverse installation is equipped with a metering chain consisting of a meter and a local or regional energy determination device in accordance with legal metrology.
- the configuration is chosen by studying the various advantages and disadvantages in terms of cost, availability, size, and possibility of upgrading the compression unit.
- the suction pressure to be considered is the service pressure of the distribution network 15, which depends in particular on the injection pressures of the biomethane producers 17.
- the discharge construction pressure to be considered is the maximum service pressure (“PMS”) ) of the transport network, for example 67.7 bars.
- PMS maximum service pressure
- a recycling circuit 27 fitted with a valve 28 may be provided. The recycling circuit expands gas at the second pressure and injects it upstream or at the inlet of the compressor when at least one compressor is put into operation, under the control of the automaton 25.
- Each compressor 21 can be sealed with oil or with dry packing. In the first case, certain filtration arrangements are put in place (see below).
- a controller 25 performs the functions of piloting 24, of controlling each compressor and of regulation and stability 18 of the network 15. It is noted that, throughout the description, the term “the controller” means a controller or a computer system or a set of automata and/or computer systems (for example one automaton per function).
- filtration is provided in the gas quality compliance function, upstream of the compression to recover any liquids and dust contained in the gas from the distribution network 15.
- a coalescer filter 22 is installed at the outlet of compressor 21, for example with a manual drain and a visual level.
- a cooling system 23 cools all or part of the compressed gas to maintain the temperature downstream, towards the transport network 10, at a value below 55° C. (equipment certification temperature). To ensure the operation of the cooling system 23, the latter is dimensioned on the basis of relevant ambient temperature values according to the meteorological histories.
- the delivery station 12 is an installation, located at the downstream end of the transport network which allows the delivery of natural gas according to the needs expressed by the customer (pressure, flow rate, temperature, etc.). It is therefore the gas expansion interface from the transport network 10 to the distribution network 15 or to certain industrial installations.
- the delivery station 12 therefore incorporates expansion valves to reduce the pressure to adapt to the conditions imposed downstream.
- Data logging is performed to certify operating conditions.
- the reverse installation In the event of an emergency, the reverse installation is isolated from the distribution network 15, by closing the valve 14. An “emergency stop” function makes it possible to stop and make the reverse installation safe.
- the reverse installation is also equipped with pressure and temperature safety devices 26. There is no automatic venting unless contraindicated by safety studies.
- the reverse installation is equipped with fire and gas detection systems 26. A means of protection against overflows is provided to protect the devices, in the form of a physical member such as a restriction orifice or by the intermediary of an automation.
- the flow rate of a reverse can vary from a few hundred to a few thousand Nm 3 /h depending on the case.
- module 34 supplies electrical energy to all the other modules that consume it.
- each of these modules is preferably integrated into an autonomous container, as illustrated in picture 3 .
- the six modules can be transported by truck or truck trailer and can be connected together so that they can form a complete mobile reverse installation.
- Each module can also be connected to a fixed back-up installation to ensure its dedicated functionality in the event of failure of the fixed equipment.
- Each module has its own safeties and its own automaton, which makes it autonomous and independent of the other modules, apart from the overall management of the reverse installation, energy and gas supply, if applicable.
- an interconnection module 36 which distributes the gas between the compression modules 37.
- the interconnection module 36 comprises valves and an interconnection grid (see figure 8 ), to connect the different modules.
- the interconnection module 36 connects to the networks 10 and 15 via an existing flange with a quick connector.
- the interconnect module 36 has flexible connectors.
- a reverse installation 40 which comprises a fixed part in a building, in particular a support slab 41 for the various systems, a cabinet 42 comprising the automaton 33, at least one compressor 43, and a line 44 for electrical and computer connection various systems equipped with sensors and actuators (notably valves).
- the reverse installation 40 comprises at least one reception space, or location, 49 dedicated for an additional compressor close to a free interface of the distribution unit and close to a free interface of the unit collection. The implementation of each additional compressor is thus facilitated.
- the reception space 49 is provided with at least one gas inlet connector 83 at the first pressure, at least one gas outlet connector 81 at the second pressure and at least one energy supply 82 (gas from the distribution network 15 or electricity) for each additional mobile compressor 37.
- This connector 82 can supply an electric or thermal motor for actuating the additional mobile compressor 37 or a generator of a vehicle with gas at the first pressure, generator supplying an electric motor actuating the additional mobile compressor 37.
- the pipes and the electrical supplies are dimensioned for the simultaneous operation of each fixed compressor 43 and of each mobile compressor additional 37.
- the reverse installation 40 can accommodate each additional compressor without the latter having to be associated with a power supply and/or with additional pipes.
- the additional compressor 37 Thanks to the mobility of the additional compressor 37, during a temporary increase in the capacity requirements of the reverse installation 40 (failure or transient overcapacity of the biogas producers, transient drop in consumption by the gas consumers), it is added quickly and easily the mobile additional compressor 37 to the reverse installation 40. And it is removed once this temporary increase is complete.
- the compressor module 37 is mounted on a vehicle 47 and, preferably integrated into a standard container, the transport of the compressor module 37 is facilitated.
- the compressor module 37 is mechanically actuated by a motor of the vehicle 47, as explained opposite the figure 7 .
- a mechanical connection for example with cardan joints, connects a shaft of the engine of the vehicle 47, for example its single engine, to a shaft of the compressor.
- the motor driving the additional compressor 37 is an electric motor or a gas engine using gas from the lower pressure pipe of the distribution network 15.
- At least one additional mobile compressor 37 is supplied with electrical energy by a generator mounted on the vehicle 47, preferably operating with gas from the lower pressure pipeline of the distribution network 15.
- the actuation of the compressor 37 does not require oversizing of the energy supply of the reverse installation 40, compared to the supply of the stationary compressors 43 alone.
- the automaton 33 for controlling the operation of each fixed compressor and of each additional mobile compressor 37 is configured to detect the operational fixed and additional compressors, to determine the compression capacity of the operational compressors and to control the operation of each fixed compressor and of each additional compressor according to the compression capacity of the operational fixed and additional compressors.
- the reception space 49 of at least one additional compressor is configured to accommodate a vehicle carrying at least one additional compressor.
- the installation 40 is configured so that the vehicle 47 accesses by driving from outside the installation to the reception area 49.
- the modular nature of the mobile reverse installation that is the subject of the invention allows the transport network manager to only have to transport the faulty functionalities in the fixed reverse installation. Interventions are therefore simpler and system maintenance can be carried out on one part of the equipment, leaving the other parts functional.
- each module is transported to the place of installation, for example close to a gas expansion station of the transport network and supply of the expanded gas to a distribution network.
- a mobile reverse installation comprises at least the automation module 31, the interconnection module 36 and a compressor module 37.
- the electrical power supply module 34 is preferred, but it can be replaced by a generator associated with a vehicle, as explained next to the figure 7 .
- the modules are connected to each other via the interconnection module 36, and to the pipes of the transport 10 and distribution 15 networks.
- electrical energy and computer modules comprising sensors and / or actuators, for example valves.
- the automaton detects the presence of the additional compressor and its compression capacity. This detection can be automatic, for example by detecting the electrical connection between the automaton and the motor of the compressor, or manual, the installation of the compressor being declared by an operator on a user interface of the automaton.
- the automaton controls the operation of the reverse installation.
- the automaton receives physical quantities picked up by the sensors of the reverse installation, in particular the value of the pressure at the inlet of each compressor.
- the automaton controls the recycling circuit according to the operational compression capacity.
- the single or joint start-up of compressors causes a pressure peak and can cause problems of maximum operating pressure (“PMS”) and minimum pressure (2.5 bars). These risks are avoided by defining limit values and the recycling circuit (re-expanding) is implemented to produce a start-up ramp and break the transient.
- PMS maximum operating pressure
- minimum pressure 2.5 bars
- the automaton receives physical quantities picked up by the sensors of the reverse installation, in particular the value of the pressure at the inlet of each compressor.
- step 59 the automaton controls the stationary operation of the reverse installation, until the compressors stop (see figures 9 and 10 ). Then we return to step 56 for the next phase of putting at least one compressor into operation.
- the compressor 37 and the electrical power supply module can be driven by an autonomous engine or the engine of a vehicle, in particular a truck or a tractor.
- the power shaft of a tractor 60 drives the mobile compressor 37 and supplies the electricity necessary for the reverse installation.
- a noise barrier (20 dB) and use of the tractor engine at medium power, to reduce noise pollution.
- the power supply module 34 driven by a vehicle engine is, for example of the type described in the international application PCT WO2013182824 .
- the mechanical actuation of the compression module 37 can also be carried out by the engine of this vehicle.
- removable connection means are arranged on the compression module 37. These removable connection means are configured to temporarily connect the connecting shaft of a compressor to a power take-off 61 of a vehicle 60. The rotation of the power take-off causes the rotation of the connecting pin and therefore that of the shaft of the compressor 37, which allows the compressor 37 to operate. Of course, these removable connection means make it possible to quickly disconnect the compression module 37 from the vehicle power take-off 60.
- the removable connection means consist of a transmission shaft fitted with universal joints and a torque limiter.
- a first universal joint is assembled to the connecting axis and a second universal joint is assembled to the power take-off of the vehicle.
- servo means comprise, for each vehicle, a potentiometer and a servomotor or an equivalent, which acts on the variation of the potentiometer according to a setpoint value calculated by the servo means, the potentiometer being configured to be electrically connected to a computer of the vehicle making it possible to control the speed of rotation of an engine of the vehicle.
- the servo-control means comprise, for each vehicle, an actuation system configured to mechanically activate a speed pedal of the vehicle configured to modify the speed of rotation of an engine of said vehicle.
- the automaton module 31 is connected by means of a servo cable to an adjustment device which acts on the engine of the vehicle, so as to regulate the speed of rotation of the engine and thus, to regulate the speed and, therefore, the rotational frequency of the power take-off, which makes it possible to regulate the compression carried out by the compression module 37.
- the automaton module 31 is therefore programmed to transmit a setpoint to the adjustment device making it possible to achieve the servo-control of the motor.
- this adjustment device consists of a servomotor or an equivalent system, powered by an external electrical source, such as a battery, and a potentiometer connected to the servomotor.
- This servomotor makes it possible to modify the setting of the potentiometer in order to change the value of its resistance.
- This servomotor is controlled by the alternator management module.
- This potentiometer is connected by a connection cable to a computer arranged on the vehicle, the computer making it possible to modify the speed of rotation of the engine of the vehicle according to the adjustment of the resistance of the potentiometer.
- the arrangement of such a computer on a vehicle is known to those skilled in the art of vehicles.
- this adjustment device consists of an actuation system which comprises a support pillar comprising at its lower end a magnetic suction cup, or a strut fixed in the cabin or a sufficiently heavy support, allowing assembly temporary actuation system on the floor of the vehicle.
- a control cylinder is mounted in a pivot connection at its rear end, on the support pillar.
- the piston of the control cylinder has its end mounted in a pivot connection on a control lever, one of the ends of which is mounted in a pivot connection at the lower end of the support pillar.
- the second end of the control lever is in contact with a pedal of the vehicle making it possible to modify the speed of rotation of the engine and, therefore, the speed of rotation of the power take-off.
- the automation module therefore makes it possible, by means of the servo cable, to control the control cylinder in order to regulate the speed of the motor.
- the removable connection means between the vehicle and the compressor module 37 may consist of an agricultural cardan transmission mechanism configured to be connected directly or indirectly via a torque to a driving axle of a vehicle of the truck, car or tractor type, for example. It may for example be two rollers capable of receiving a wheel of the vehicle. The rotation of the wheel drives that of the rollers which mesh and drive a power take-off connected to the compressor shaft by a cardan-type transmission.
- the gas coming from the network 15 first flows through the buffer tank module 35 then through the module 32 of verification of gas and metering compliance, the dehydration module 33, a quick-attach hose 71 and a first part 36A of the interconnection module 36.
- This first part 36A comprises inlet valves 72, a connection manifold for gas suction 73 and outlet valves 74.
- Flanged hoses 75 connect each outlet valve 74 to the inlet of a compressor module 37.
- Each outlet of a compressor module 37 is connected by a flanged hose 76 to a second part 36B of the interconnection module 36.
- This second part 36B comprises inlet valves 77, a gas discharge connection manifold 78 and outlet valves 79.
- a quick-attach hose 80 connects the one of the outlet valves 79 to the transport network 10.
- the module 31 performs the functions of safety, control (in pressure or flow regulation) and stability of the network 15 and the module 34 performs the utility functions, in particular power supply .
- Flow regulation means that the flow passing through the compressor is constant when the mobile reverse installation is operating. On the other hand, it is indeed the suction pressure (for example in a medium-pressure network) which triggers the starting and stopping of the compressor when this pressure reaches limit values fixed during step 54.
- the figure 9 represents an example of evolution of the pressure 90 upstream of the compressor and of the flow 91 of the compressor, in a case where the compressor starting pressure limit value is at 4.2 bars and where the stopping pressure limit value of the compressor is at 2.5 bar.
- the automaton regulates the operation of the compressor to have a constant flow rate of 700 Nm 3 /h.
- FIG. 10 illustrates an example of the evolution of the pressure 90 upstream of the compressor and of the flow 91 of the compressor with a pressure setpoint value upstream of the compressor of 4 bars, as a function of the flow 92 of gas consumed by consumers on the distribution network , flow 93 of gas injected by biomethane producers into the distribution network.
- the flow rate 94 of gas supplied by the transport network was also observed.
- a first compressor operates the reverse installation up to its operating limit. If needed, the automaton controls the operation of a second compressor to complete the flow of gas passing through the reverse installation.
- the compressor is driven by a gas engine from which is taken all the hydraulic power necessary to supply the auxiliaries. The installation is then completely independent and does not require connection to the electrical network.
- air coolers are placed at the rear and not above the vehicle. Installation operations are thus reduced since there is no crane operation for the air coolers.
- the reverse installation can be left as it is on site for long-term use or the reverse installation can remain mounted on the truck or trailer during operation.
- the electrical cabinet at the front is isolated from the rest of the installation and notably includes a 3G industrial router for telecommunications.
- a mobile analysis laboratory comprising a common chromatograph for measuring THT and gas components and a hygrometer, for example ceramic, is integrated into the reverse installation.
- the reverse installation can also integrate a dehydration skid and a volumetric meter for invoicing.
- the regulation can be done in flow.
- the pressure on the medium pressure network is not regulated but limited between a minimum and maximum value. For the compressor this means operation where the engine speed is adapted for a fixed volume flow. If the distribution network does not tolerate pressure variations, pressure regulation is chosen. In all cases, it is considered that the pressure of the transport network is regulated elsewhere.
- the compressor can be a horizontal reciprocating compressor, which is more reliable and less fragile than a “V” compressor. With this type of compressor, pressure regulation by variation of engine speed can easily be envisaged.
- This engine can be an engine consuming gas taken from the distribution network at the first pressure.
- Reciprocating compressors allow very high compression ratios and great flexibility in their use.
- a reciprocating compressor can start and run at near zero flow.
- Horizontal reciprocating compressors have, for example, pistons mounted in tandem.
- the compression chamber has a smaller area which allows the compression ratio to be increased.
- a double-acting piston compresses the gas on the way out and on the way back.
- the compression chambers are of equal areas. This configuration is more complex because the segments must be sealed on both sides. Such an arrangement of pistons makes it possible to increase the compactness of a compressor by multiplying the compression chambers.
- Small capacity compressors can be air-cooled, with a fan mounted directly on the shaft.
- the gas is cooled in intermediate exchangers and a glycol water circuit passes through the cylinder liners to also cool the gas during compression.
- valve in series downstream of the compressor in order to facilitate its start-up. Indeed, in the absence of throttling, the motor would have to overcome the back pressure of the network at a reduced speed and under these conditions the motor torque would skyrocket. Whatever the solution chosen for the regulation of the network, a relief valve or a valve downstream of the compressor is recommended for starting the machine.
- a gas motorization makes it possible to guarantee the presence of a source of energy whatever the place considered.
- the motors are of the industrial type.
- Correlation calorimeters can only work for an already known type of gas (natural gas or biomethane), and must be preset accordingly. Indeed, the algorithm which deduces the PCS from the conductivity measurement and a calibration curve cannot operate over a wide range of composition covering natural gas and biomethane.
- the gas is a mixture of natural gas and biomethane, so it is not possible to predict its composition.
- the mobile reverse installation comprises a means of obtaining the composition of the gas.
- the analysis of the gas composition is done by a chromatograph.
- the device can be composed of a pneumatic analysis box, a separate electrical box comprising the electronic components for data processing.
- the electrical box can be deported in the electrical cabinet while the pneumatic analysis box is integrated in an air-conditioned laboratory and protected from vibrations, mounted on the mobile reverse installation.
- the trailer of the mobile reverse installation is equipped with a bottle storage system.
- the gas is sampled at regular time intervals by an automated system (pneumatic valves).
- a single analyzer equips the mobile reverse installation, downstream of the dehydrator.
- the gas composition and THT (TetraHydroThiophene) content analyzer is preferably a single machine. This solution is currently being tested with a view to obtaining approval for the network.
- the mobile reverse installation incorporates an air-conditioned laboratory protected from shocks and vibrations, a laboratory which comprises at least one chromatograph.
- a quartz crystal hygrometer or a ceramic sensor is used.
- Each compression stage is equipped with a valve. If these valves are connected to the distribution network, the influence of the back pressure is taken into account when calculating the coefficient of debt.
- the pressure relief valve setting is PMS (67.7) + 6% maximum.
- the suction valve setting is PS + 6%.
- the reverse installation includes a fire control panel, with detector and extinguisher, as well as gas detection.
- the electrical cabinet is isolated from the compressor by a wall comprising watertight bulkhead passes.
- Vehicle 100 is a fitted, containerized, pre-assembled truck or trailer comprising all the functionalities (motor-compressor and its auxiliaries, cooling circuit with fan, transaction metering, instrumentation and industrial computer).
- the gas engine is supplied by the gas network of lower pressure, in order to avoid expanding the gas that one seeks to compress using the reverse.
- the rear part 101 comprises the air coolers.
- the next part, 102 has the gas engine and an air filter.
- the compressor is in part 103, with its auxiliaries.
- the front part 104 comprises the other functions of the mobile reverse installation, in particular gas analysis, metering, dehydration, remote communication, fire control panel and automatic control).
- a direct motor-compressor coupling there is a direct motor-compressor coupling, an insulated electrical cabinet (in part 104), a water cooling circuit, primary energy extraction on the compressor via a hydraulic system to supply the main consumers (in particular fans and pumps), a battery linked to the vehicle engine and to the compressor motor to supply the electronic auxiliaries (in particular sensors and electrical cabinets), fan included .
- the main source of energy is natural gas.
- the list of consumers includes compressor auxiliaries, fans, dry cooler, compressor water pump, engine auxiliaries, lubricating oil pump, electric oil heater, control-command, alternator 24 volts and control systems.
- Small consumers in particular control cabinet, lighting, instrumentation, metering and gas quality
- a 24V alternator connected to a battery.
- This battery is powered by the gas engine. It is also connected to the truck engine so that the control devices are operational immediately after transport.
- the engine's cooling system, fan and lubrication are supplied by a hydraulic system, the power of which is extracted directly from the engine.
- the pressure regulation is done via the servomotors of the regulators.
- the service valves are manual because it is not necessary to isolate the compressor from the network when the machine is shut down.
- the installation does not have actuators, which reduces consumption.
- actuators a hydraulic or pneumatic supply is preferred. Indeed, these actuators do not consume anything when stopped (unlike electric actuators which maintain a current at their terminals to fight against the closing of the spring).
- the compressor makes it possible to automatically adapt the number of compression stages to the input conditions.
- upstream pressure is high, all compressor stages are energized simultaneously to increase flow.
- the compression is staged with possible intermediate cooling.
- This system improves the adaptation of the compressor to the operating conditions. It makes it possible to avoid the use of a pre-expansion valve (which lowers the overall performance of the system) over a wider pressure range.
- the compressor can quickly lower the pressure of the distribution network (if it is very high) by being in the first mode of operation. Once the pressure has been lowered to a certain predetermined value, the compressor switches to the second mode of operation, to ensure the required compression rate.
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Description
La présente invention concerne une installation de rebours mobile. Elle s'applique, en particulier, aux réseaux de transport de gaz pour exporter des excédents de gaz renouvelable d'un réseau de distribution vers un réseau de transport, qui a une capacité de stockage beaucoup plus élevée.The present invention relates to a mobile reverse installation. It applies, in particular, to gas transport networks for exporting excess renewable gas from a distribution network to a transport network, which has a much higher storage capacity.
La production de biogaz connaît une forte croissance en Europe et sa valorisation conditionne la création d'une filière de méthanisation pérenne. Dans la suite, le « biométhane » définit le gaz produit à partir du biogaz brut issu de la méthanisation anaérobique de déchets organiques (la biomasse) ou par gazéification haute température (suivie d'une synthèse par méthanation) ; épuré et traité de façon à le rendre interchangeable avec du gaz naturel de réseau.The production of biogas is experiencing strong growth in Europe and its recovery conditions the creation of a sustainable methanization sector. In the following, “biomethane” defines the gas produced from raw biogas resulting from the anaerobic methanation of organic waste (biomass) or by high temperature gasification (followed by synthesis by methanation); purified and treated to make it interchangeable with network natural gas.
Si la méthode de valorisation la plus courante est la production de chaleur et/ou d'électricité, la valorisation sous forme de carburant et l'injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel sont aussi en développement.While the most common recovery method is the production of heat and/or electricity, recovery in the form of fuel and the injection of biomethane into the natural gas network are also under development.
L'injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel est déjà réalisée en Europe. Dans un contexte de fort développement du biométhane, les distributeurs de gaz naturel se trouvent face à des situations de manque d'exutoire. En effet, les consommations des clients domestiques varient en moyenne de 1 à 10 entre l'hiver et l'été sur les distributions publiques. L'injection de biométhane n'est initialement possible que si elle se fait à un débit inférieur au débit minimal relevé pendant les périodes de plus faibles consommations ou si le biométhane est produit au plus proche des consommations. Lorsque la production dépasse les quantités consommées, cela tend à saturer les réseaux de distribution lors des saisons chaudes. Cette situation limite le développement de la filière de production de biométhane par la congestion des réseaux de distribution de gaz naturel. Plusieurs solutions ont été identifiées pour résoudre ce problème : le maillage des réseaux de distribution pour augmenter les capacités de consommation du biométhane produit par la multiplication des consommateurs raccordés, la modulation de la production de biométhane selon les saisons et les besoins de consommation, la micro-liquéfaction et compression pour stocker les productions de biométhane pendant les saisons de faible consommation, le développement d'usages du gaz (pour la mobilité, notamment), ainsi que la réalisation de postes de rebours entre les réseaux de distribution et de transport de gaz naturel.The injection of biomethane into the natural gas network is already carried out in Europe. In a context of strong development of biomethane, natural gas distributors are faced with situations of lack of outlet. Indeed, the consumption of domestic customers varies on average from 1 to 10 between winter and summer on public distribution. The injection of biomethane is initially only possible if it is done at a flow rate lower than the minimum flow rate recorded during periods of lower consumption or if the biomethane is produced as close as possible to consumption. When production exceeds the quantities consumed, this tends to saturate the distribution networks during the hot seasons. This situation limits the development of the biomethane production sector by the congestion of the natural gas distribution networks. Several solutions have been identified to solve this problem: the meshing of distribution networks to increase the consumption capacities of the biomethane produced by the multiplication of connected consumers, the modulation of the production of biomethane according to the seasons and consumption needs, the micro - liquefaction and compression to store biomethane production during low consumption seasons, the development of gas uses (for mobility, in particular), as well as the construction of back-up stations between gas distribution and transport networks natural.
Les installations de rebours sont ainsi une des solutions identifiées pour développer les capacités d'injection de biométhane. Ces installations permettent d'exporter des excédents de biométhane d'un réseau de distribution vers le réseau de transport, en les comprimant et les réinjectant dans ce réseau de transport pour ainsi bénéficier de sa plus grande capacité de stockage de gaz. Ainsi, les producteurs ne devraient plus limiter leurs productions et la rentabilité de leurs projets serait plus facilement assurée. Le poste de rebours est un ouvrage de l'opérateur de transport permettant le transfert de gaz depuis le réseau de distribution vers le réseau de transport disposant d'une grande capacité de stockage, par l'intermédiaire d'une station de compression de gaz. Le poste de rebours peut être localisé soit à proximité du poste de détente, soit à un autre endroit où les réseaux de transport et de distribution se croisent.Backhaul facilities are thus one of the solutions identified for developing biomethane injection capacities. These facilities make it possible to export excess biomethane from a distribution network to the transport network, by compressing them and reinjecting them into this transport network in order to benefit from its greater gas storage capacity. Thus, producers would no longer have to limit their production and the profitability of their projects would be more easily ensured. The back-up station is a structure of the transport operator allowing the transfer of gas from the distribution network to the transport network having a large storage capacity, via a gas compressor station. The countdown station can be located either near the regulator station, or at another location where the transmission and distribution networks intersect.
Le rebours intègre donc une fonction de compression du gaz pour l'adapter aux contraintes imposées par l'aval de ce compresseur, c'est-à-dire le réseau de transport. Les rebours actuels sont des installations fixes dans lesquelles les compresseurs sont placés dans des bâtiments. Chaque compresseur y est entrainé par un moteur électrique raccordé au réseau électrique.The reverse therefore incorporates a gas compression function to adapt it to the constraints imposed by the downstream of this compressor, that is to say the transport network. Current backhauls are fixed installations in which the compressors are placed in buildings. Each compressor is driven by an electric motor connected to the electrical network.
Pour des questions économiques, certains rebours ne sont équipés que d'un compresseur assurant 100% du débit. Ces rebours ne garantissent donc pas un fonctionnement normal en cas de panne du seul compresseur. Mais l'installation d'un second compresseur assurant 100% du débit pour assurer un secours en cas de panne d'un rebours fixe est une solution onéreuse. En cas de panne d'un poste de rebours, les producteurs de biométhane ne peuvent ainsi plus fournir leur production de biométhane. De même, en cas de raccordement d'un nouveau fournisseur de biométhane sans installation préalable d'un poste de rebours qui devient nécessaire, les producteurs de biométhane sont pénalisés. De même, le besoin d'un poste de rebours peut être ponctuel ou un investissement dans un tel poste de rebours peut-il être différé, notamment dans l'attente d'autres raccordements de producteurs de biométhane, avec les mêmes conséquences pour cette filière.For economic reasons, some reverses are only equipped with a compressor ensuring 100% of the flow. These countdowns therefore do not guarantee normal operation in the event of failure of the compressor alone. But the installation of a second compressor ensuring 100% of the flow to provide backup in the event of failure of a fixed reverse is a costly solution. In the event of a breakdown of a backhaul station, biomethane producers can no longer supply their biomethane production. Similarly, if a new biomethane supplier is connected without prior installation of a back-up station which becomes necessary, the biomethane producers are penalized. Similarly, the need for a back-up station can be temporary or an investment in such a back-up station can be deferred, in particular while waiting for other connections of biomethane producers, with the same consequences for this sector. .
Par ailleurs, les configurations des réseaux de distribution évoluent, notamment lorsqu'un fournisseur de biogaz y est relié et y injecte du biogaz ou s'en déconnecte. Parallèlement, la consommation de gaz sur ce réseau de distribution peut augmenter ou réduire, par exemple lors de l'installation d'une usine ou d'une grande surface consommatrice ou lors de son arrêt. La capacité du rebours peut donc se retrouver, transitoirement ou définitivement, excédentaire ou insuffisante.Furthermore, the configurations of the distribution networks change, in particular when a biogas supplier is connected to them and injects biogas into them or disconnects from them. At the same time, gas consumption on this distribution network may increase or decrease, for example during the installation of a factory or a large consumer area or during its shutdown. The reverse capacity can therefore find itself, temporarily or definitively, excess or insufficient.
Plus généralement, les installations de rebours existantes ne permettent pas une évolution de leur dimensionnement en fonction du besoin.More generally, the existing reverse installations do not allow their sizing to change according to need.
Les rebours actuels sont des installations fixes où les compresseurs sont placés dans des bâtiments. Les rebours actuels ne permettent donc pas une rapidité et une flexibilité d'intervention sur les réseaux.Current backhauls are fixed installations where the compressors are placed in buildings. The current countdowns therefore do not allow rapid and flexible intervention on the networks.
On connaît le documentWe know the document
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. La présente invention vise une installation de rebours comportant :
- des modules comportant les fonctions suivantes :
- ∘ au moins un compresseur pour comprimer du gaz,
- ∘ un automate de commande de fonctionnement d'au moins un compresseur,
- ∘ au moins un capteur de conformité de qualité du gaz circulant dans le compresseur,
- ∘ au moins un compteur pour compter un débit de gaz circulant dans le compresseur et
- ∘ au moins un filtre pour filtrer le gaz circulant dans le compresseur ; et
- un module d'interconnexion entre les autres modules et avec un réseau de gaz à une première pression et un réseau de gaz à une deuxième pression supérieure à la première pression ;
- modules with the following functions:
- ∘ at least one compressor to compress gas,
- ∘ an operating control automaton for at least one compressor,
- ∘ at least one gas quality conformity sensor circulating in the compressor,
- ∘ at least one counter to count a flow of gas circulating in the compressor and
- ∘ at least one filter to filter the gas circulating in the compressor; And
- an interconnection module between the other modules and with a gas network at a first pressure and a gas network at a second pressure higher than the first pressure;
Grâce à ces dispositions, une installation de rebours fixe peut aisément être complétée par un module mobile pour augmenter ses capacités de compression ou pour suppléer un élément fixe en panne ou en cours de maintenance ou de mise à jour. Ainsi, pendant une augmentation temporaire des besoins en capacité de l'installation de rebours (surcapacité transitoire des producteurs de biogaz, baisse transitoire de la consommation par les consommateurs de gaz), on ajoute un module compresseur supplémentaire mobile à l'installation de rebours. Et on le retire une fois cette augmentation temporaire achevée.By virtue of these provisions, a fixed reverse installation can easily be supplemented by a mobile module to increase its compression capacities or to replace a fixed element that is broken down or undergoing maintenance or updating. Thus, during a temporary increase in the capacity requirements of the reverse installation (transient overcapacity of the biogas producers, temporary drop in consumption by the gas consumers), an additional mobile compressor module is added to the reverse installation. And we withdraw it once this temporary increase is completed.
L'installation de rebours mobile objet de l'invention a pour but d'adresser notamment les trois finalités suivantes :
- assurer un secours mobile et un taux de disponibilité plus important en cas de panne d'une installation de rebours mobile déjà existante,
- offrir la possibilité de différer un investissement dans une installation de rebours fixe,
- d'offrir une solution temporaire en cas d'urgence (besoin ou retard) et
- de répondre à des besoins ponctuels ou trop faibles pour justifier un investissement sur une installation de rebours fixe. Ce qui permet donc de renforcer le développement des capacités d'injection déjà initié par les installations de rebours fixes et donc de maximiser l'accueil des projets d'injection de biométhane.
- provide mobile backup and a higher availability rate in the event of a breakdown of an existing mobile reverse installation,
- offer the possibility of deferring an investment in a fixed reverse installation,
- to offer a temporary solution in case of emergency (need or delay) and
- meet occasional needs or needs that are too low to justify investing in a fixed reverse installation. This therefore makes it possible to strengthen the development of injection capacities already initiated by the fixed reverse installations and therefore to maximize the reception of biomethane injection projects.
Dans des modes de réalisation, tous les modules de l'installation de rebours sont mobiles, configurés pour être transportés, intégralement et en état de fonctionnement par connexion amovible au module d'interconnexion et à une source énergétique, sur un seul véhicule.In embodiments, all the modules of the backhaul installation are mobile, configured to be transported, fully and in working order by removable connection to the interconnection module and to an energy source, on a single vehicle.
Grâce à ces dispositions, des besoins temporaires de rebours, par exemple dans l'attente de la mise en place d'une installation de rebours fixe, peuvent être comblés par une installation de rebours mobile.Thanks to these provisions, temporary backhaul needs, for example while waiting for the installation of a fixed backhaul installation, can be met by a mobile backhaul installation.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte une source d'alimentation électrique autonome mobile.In some embodiments, the backhaul installation comprises a mobile autonomous electrical power source.
Grâce à ces dispositions, l'installation de rebours mobile n'a pas besoin, pour fonctionner, d'être reliée au réseau électrique.Thanks to these provisions, the mobile reverse installation does not need to be connected to the electrical network in order to operate.
Dans des modes de réalisation, la source d'alimentation électrique mobile est une génératrice mise en fonctionnement par un moteur de véhicule.In embodiments, the mobile electrical power source is a generator powered by a vehicle engine.
Grâce à ces dispositions, un même moteur peut être utilisé pour actionner différents modules, voire pour mettre le véhicule en mouvement.Thanks to these arrangements, the same motor can be used to actuate different modules, or even to set the vehicle in motion.
Dans des modes de réalisation, la source d'alimentation électrique est un moteur alimenté en gaz à la première pression.In embodiments, the electrical power source is an engine supplied with gas at the first pressure.
Grâce à ces dispositions, la source d'énergie primaire est le gaz qui est à comprimer, ce qui évite d'avoir à transporter cette énergie primaire.Thanks to these provisions, the primary energy source is the gas which is to be compressed, which avoids having to transport this primary energy.
Dans des modes de réalisation, au moins un module comporte un détecteur de gaz et/ou un détecteur d'incendie.In embodiments, at least one module includes a gas detector and/or a fire detector.
Grâce à ces dispositions, la sécurité de l'installation de rebours mobile est assurée par au moins un des modules qu'elle comporte.Thanks to these provisions, the security of the mobile reverse installation is ensured by at least one of the modules that it comprises.
Dans des modes de réalisation, au moins un compresseur est mécaniquement actionné par un moteur de véhicule.In embodiments, at least one compressor is mechanically driven by a vehicle engine.
Grâce à ces dispositions, un même moteur peut être utilisé pour actionner le compresseur et pour mettre le véhicule en mouvement.Thanks to these provisions, the same motor can be used to actuate the compressor and to set the vehicle in motion.
Dans des modes de réalisation,
Dans des modes de réalisation, le module d'interconnexion comporte, de plus :
- une unité mobile de distribution pour distribuer du gaz provenant d'un réseau de gaz à une première pression à plusieurs modules par une interface et
- une unité mobile de collecte pour collecter le gaz provenant de chaque dit module à une deuxième interface.
In embodiments, the interconnect module further comprises:
- a mobile distribution unit for distributing gas from a gas network at a first pressure to several modules via an interface and
- a mobile collection unit for collecting gas from each said module at a second interface.
Grâce à ces dispositions, les flux de gaz entre les différents modules sont aisément mis en place pour l'exploitation d'une installation de rebours.Thanks to these provisions, the gas flows between the various modules are easily set up for the operation of a reverse installation.
Dans des modes de réalisation, l'automate est configuré pour commander le fonctionnement d'une pluralité de compresseurs en fonction de la capacité de compression des compresseurs opérationnels.In embodiments, the controller is configured to control the operation of a plurality of compressors based on the compression capacity of the operating compressors.
Grâce à ces dispositions, l'évolution des capacités de compression de l'installation de rebours est aisée. En effet, un module compresseur peut aisément être mis en service ou retiré dans cette installation.Thanks to these provisions, the evolution of the compression capacities of the reverse installation is easy. Indeed, a compressor module can easily be commissioned or removed in this installation.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte, de plus, au moins un circuit de recyclage muni d'une vanne, configuré pour détendre du gaz en sortie d'un compresseur et l'injecter en amont ou en entrée dudit compresseur, l'automate étant configuré pour commander le fonctionnement de la vanne du circuit de recyclage en fonction de la capacité de compression des compresseurs opérationnels qui sont mis en fonctionnement conjointement.In some embodiments, the reverse installation further comprises at least one recycling circuit provided with a valve, configured to expand gas at the outlet of a compressor and inject it upstream or at the inlet of said compressor , the automaton being configured to control the operation of the valve of the recycling circuit according to the compression capacity of the operational compressors which are put into operation jointly.
Grâce à ces dispositions, la stabilité du réseau de distribution est assurée, quelle que soit la capacité de compression opérationnelle des compresseurs mis en fonctionnement conjointement, c'est-à-dire simultanément ou avec un différé temporel réduit.Thanks to these provisions, the stability of the distribution network is ensured, whatever the operational compression capacity of the compressors put into operation jointly, that is to say simultaneously or with a reduced time delay.
Dans des modes de réalisation, au moins un module de l'installation de rebours est intégré dans un container standard.In embodiments, at least one module of the reverse installation is integrated into a standard container.
Dans des modes de réalisation, au moins un module de l'installation de rebours est monté sur un véhicule.In embodiments, at least one module of the reverse installation is mounted on a vehicle.
Grâce à chacune de ces dispositions, le transport de ce module est facilité.Thanks to each of these provisions, the transport of this module is facilitated.
Dans des modes de réalisation, au moins un compresseur est mécaniquement actionné par un moteur du véhicule.In embodiments, at least one compressor is mechanically driven by a vehicle engine.
Dans des modes de réalisation, au moins un module de l'installation de rebours est alimenté en énergie électrique par un générateur monté sur le véhicule.In embodiments, at least one module of the reverse installation is supplied with electrical energy by a generator mounted on the vehicle.
Grâce à chacune de ces dispositions, l'actionnement du compresseur ne nécessite pas de surdimensionnement de l'alimentation électrique de l'installation de rebours, par rapport à l'alimentation des seuls compresseurs fixes.By virtue of each of these arrangements, the actuation of the compressor does not require oversizing of the electrical power supply of the reverse installation, with respect to the power supply of the stationary compressors alone.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un laboratoire d'analyse mobile climatisé et protégé des chocs et vibrations, laboratoire comportant un chromatographe commun pour la mesure du THT et la composition du gaz.In some embodiments, the reverse installation comprises an air-conditioned mobile analysis laboratory protected from shocks and vibrations, this laboratory comprising a common chromatograph for measuring the THT and the composition of the gas.
Grâce à ces dispositions, un même chromatographe permet plusieurs mesures.Thanks to these provisions, the same chromatograph allows several measurements.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un calorimètre à corrélation mettant en oeuvre la composition du gaz obtenue par un chromatographe.In some embodiments, the reverse installation comprises a correlation calorimeter implementing the composition of the gas obtained by a chromatograph.
Ainsi, le pouvoir calorifique du gaz est mesuré indirectement et à moindre coût.Thus, the calorific value of the gas is measured indirectly and at a lower cost.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un hygromètre, par exemple à céramique.In embodiments, the reverse installation comprises a hygrometer, for example ceramic.
Cet hygromètre étant moins sensible que d'autres types d'hygromètres aux vibrations, la conception de l'installation de rebours mobile est facilitée.This hygrometer being less sensitive than other types of hygrometers to vibrations, the design of the mobile back-up installation is facilitated.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un skid de déshydratation et un compteur volumétrique.In some embodiments, the reverse installation comprises a dehydration skid and a volumetric counter.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un moyen de vannage en série à l'aval d'au moins un compresseur.In some embodiments, the reverse installation comprises a valve means in series downstream of at least one compressor.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un déverseur en série, à l'aval d'au moins un compresseur.In some embodiments, the reverse installation comprises a backflow device in series, downstream of at least one compressor.
Le moyen de vannage et le déverseur facilitent le fonctionnement du compresseur, notamment lors de sa mise en marche.The valve means and the discharge valve facilitate the operation of the compressor, in particular when it is started up.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un système de stockage de gaz en bouteille et un moyen de prélèvement de gaz à différents instants, par exemple à vannes pneumatiques.In some embodiments, the backhaul installation comprises a bottled gas storage system and a gas sampling means at different times, for example with pneumatic valves.
Grâce à ces dispositions, la composition du gaz peut être déterminée de manière différée, ce qui réduit le coût de revient de l'installation, par rapport à l'incorporation d'un chromatographe.By virtue of these provisions, the composition of the gas can be determined in a deferred manner, which reduces the cost price of the installation, compared with the incorporation of a chromatograph.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte une centrale à incendie, avec détecteur et extincteur, ainsi qu'un moyen de détection de gaz.In some embodiments, the reverse installation comprises a fire control panel, with detector and extinguisher, as well as a gas detection means.
Dans des modes de réalisation, l'installation de rebours comporte un cabinet électrique isolé de chaque compresseur par une paroi comportant des passe-cloisons étanches.In some embodiments, the reverse installation comprises an electrical cabinet isolated from each compressor by a wall comprising watertight bulkhead passes.
Grâce à chacune de ces dispositions, la sécurité de l'installation est renforcée.Thanks to each of these provisions, the safety of the installation is reinforced.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 représente, sous forme d'un schéma bloc, une installation de rebours connue dans l'art antérieur, - la
figure 2 représente, sous forme d'un schéma bloc, une installation de rebours objet de l'invention, - la
figure 3 représente, schématiquement, l'assemblage de différents modules d'une installation de rebours objet de l'invention, - la
figure 4 représente, schématiquement, des modules d'un mode de réalisation mobile d'une installation de rebours, - la
figure 5 représente, schématiquement, une installation de rebours fixe comportant un module mobile, - la
figure 6 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes de mise en place et fonctionnement d'une installation de rebours objet de l'invention, - la
figure 7 représente une interface mécanique entre un véhicule et un compresseur, - la
figure 8 illustre les composants d'un module d'interconnexion dans une installation de rebours mobile complète, - la
figure 9 représente des évolutions de débit et de pression lors de la régulation en débit du fonctionnement de l'installation de rebours, - la
figure 10 représente des évolutions de débit et de pression lors de la régulation en pression du fonctionnement de l'installation de rebours et - la
figure 11 représente une installation de rebours objet de l'invention, montée sur un véhicule.
- there
figure 1 represents, in the form of a block diagram, a reverse installation known in the prior art, - there
figure 2 represents, in the form of a block diagram, a reverse installation which is the subject of the invention, - there
picture 3 schematically represents the assembly of different modules of a reverse installation which is the subject of the invention, - there
figure 4 schematically represents modules of a mobile embodiment of a reverse installation, - there
figure 5 schematically represents a fixed reverse installation comprising a mobile module, - there
figure 6 represents, in the form of a flowchart, the steps for setting up and operating a reverse installation that is the subject of the invention, - there
figure 7 represents a mechanical interface between a vehicle and a compressor, - there
figure 8 illustrates the components of an interconnection module in a complete mobile backhaul installation, - there
figure 9 represents changes in flow and pressure during the flow regulation of the operation of the reverse installation, - there
figure 10 represents changes in flow rate and pressure during the pressure regulation of the operation of the backhaul installation and - there
figure 11 represents a reverse installation object of the invention, mounted on a vehicle.
La
- le traitement et le contrôle 19 de la conformité de la qualité du gaz aux prescriptions techniques de l'opérateur de transport,
- le comptage 20 des quantités transférées,
- la compression du gaz en provenance du réseau de
distribution 15, par au moinsun compresseur 21, il s'agit généralement de compresseurs à moteur électrique et à pistons, avec deux ou trois étages de compression, - la
régulation 24 en pression ou en débit, la filtration 22, amont et aval,la gestion 18 de la stabilité du fonctionnement du réseau de distribution,- les organes de sécurité 26 et
- les outils de pilotage 24 et de suivi de l'installation de rebours.
- the treatment and
control 19 of the conformity of the quality of the gas with the technical requirements of the transport operator, - the counting 20 of the quantities transferred,
- the compression of the gas coming from the
distribution network 15, by at least onecompressor 21, these are generally compressors with an electric motor and pistons, with two or three compression stages, -
regulation 24 in pressure or flow, -
filtration 22, upstream and downstream, -
management 18 of the stability of the operation of the distribution network, - the
security organs 26 and - tools for piloting 24 and monitoring reverse installation.
Ces différentes fonctions sont décrites ci-dessous. Il s'y ajoute des utilités (sources électriques, réseau de communication, etc.) nécessaires à la conduite d'une installation industrielle. L'installation de rebours est dimensionnée en tenant compte :
- de la pression d'exploitation du réseau de
transport 10 et de celle du réseau dedistribution 15. La première doit être comprise entre 30 et 60 bars sur le réseau régional et peut atteindre 85 bars sur le réseau principal. La seconde est de l'ordre de 4 à 19 bars sur les réseaux MPC (Réseau Moyenne Pression de type C, soit une pression entre 4 et 25 bars) et inférieure à 4 bars sur les réseaux MPB (Réseau Moyenne Pression de type B, soit une pression entre 50 millibars et 4 bars), - de la capacité maximale de production des producteurs de biométhane 17 susceptibles d'injecter du biométhane dans le réseau de
distribution 15, capacité qui varie de quelques dizaines de Nm3/h pour les plus petites unités, à plusieurs centaines de Nm3/h pour les plus grosses, - de la consommation des consommateurs 16 sur le réseau de
distribution 15, notamment la consommation minimale et - de la faculté du réseau de
distribution 15 à absorber des variations de pression (volume en eau).
- the operating pressure of the
transport network 10 and that of thedistribution network 15. The first must be between 30 and 60 bars on the regional network and can reach 85 bars on the main network. The second is around 4 to 19 bars on the MPC networks (medium pressure network type C, i.e. a pressure between 4 and 25 bars) and less than 4 bars on the MPB networks (medium pressure network type B, i.e. a pressure between 50 millibars and 4 bars), - the maximum production capacity of the
biomethane producers 17 capable of injecting biomethane into thedistribution network 15, a capacity which varies from a few tens of Nm 3 /h for the smallest units, to several hundred Nm 3 /h for the biggest ones, - the consumption of
consumers 16 on thedistribution network 15, in particular the minimum consumption and - the ability of the
distribution network 15 to absorb pressure variations (volume of water).
L'ensemble de ces données permet de déterminer le débit maximal de l'installation de rebours et d'estimer sa durée de fonctionnement. Cette durée peut varier, selon les cas, d'un fonctionnement occasionnel (10 à 15 % du temps) jusqu'à un fonctionnement quasi-permanent. Cet exercice doit aussi intégrer le fait que les installations des producteurs 17 ne sont pas mises en service simultanément mais au fur et à mesure des années.All of this data makes it possible to determine the maximum flow rate of the reverse installation and to estimate its operating time. This duration can vary, depending on the case, from occasional operation (10 to 15% of the time) to almost permanent operation. This exercise must also take into account the fact that the facilities of the
Concernant l'analyse 19 de la conformité du gaz, des écarts existent entre les spécifications de qualité de gaz appliquées aux réseaux de transport 10 et de distribution 15, du fait des différentes pressions d'exploitation, de l'infrastructure, des matériaux, des usages et des interfaces avec les stockages souterrains. Les spécifications des réseaux de transport 10 sont généralement les plus contraignantes que celles des réseaux de distribution 10. Ainsi, pour garantir que l'installation de rebours de gaz du réseau de distribution 15 vers le réseau de transport 10 s'insère dans le fonctionnement opérationnel du réseau de transport 10, les dispositions suivantes sont prévues :
- une unité de déshydratation 29 à l'amont de la
compression 21, pour réduire les risques de condensation sur le réseau haute pression de transport, de formation d'hydrates et de corrosion, - en option, un laboratoire d'analyse des paramètres de combustion (indice de Wobbe, pouvoir calorifique et densité de gaz) pour injecter les relevés dans le système de détermination des énergies de l'opérateur de transport.
- a
dehydration unit 29 upstream of thecompression 21, to reduce the risks of condensation on the high-pressure transport network, formation of hydrates and corrosion, - as an option, a combustion parameter analysis laboratory (Wobbe index, calorific value and gas density) to feed the readings into the transport operator's energy determination system.
À la discrétion de l'opérateur de transport, l'analyse d'autres teneurs de composés (CO2, H2O, THT, etc.) est optionnelle et n'est réalisée que s'il y a un risque avéré de contamination du réseau de transport 10 (exemple : rebours d'un biométhane avec une forte teneur en CO2 sans possibilité de dilution sur les réseaux de distribution 15 et de transport 10, ou opéré à une pression très élevée).At the discretion of the transport operator, the analysis of other compound contents (CO 2 , H 2 O, THT, etc.) is optional and is only carried out if there is a proven risk of contamination of the transport network 10 (example: backflow of a biomethane with a high CO 2 content without the possibility of dilution on the
Concernant le comptage de gaz 20, l'installation de rebours est équipée d'une chaîne de comptage constituée d'un compteur et d'un dispositif de détermination de l'énergie local ou régional conformément à la métrologie légale.Concerning
Concernant la compression de gaz, l'unité de compression permet de comprimer le surplus de production de biométhane à la pression de service du réseau de transport 10. En fonction de critères économiques et de disponibilités de l'installation, plusieurs configurations sont possibles, par exemple
un compresseur 21 réalisant 100 % du besoin de rebours maximum,- deux
compresseurs 21 réalisant chacun 100 % du besoin de rebours maximum où - deux
compresseurs 21 réalisant chacun 50 % du besoin de rebours maximum.
- a
compressor 21 performing 100% of the maximum reverse demand, - two
compressors 21 each performing 100% of the maximum reverse demand where - two
compressors 21 each performing 50% of the maximum reverse demand.
La configuration est choisie par une étude des différents avantages et inconvénients en termes de coûts, de disponibilité, d'encombrement, et de possibilité d'évolution de l'unité de compression. La pression d'aspiration à considérer est la pression de service du réseau de distribution 15, qui dépend notamment des pressions d'injection des producteurs de biométhane 17. La pression de construction au refoulement à considérer est la pression maximale de service (« PMS ») du réseau de transport, par exemple 67,7 bars. Pour assurer le démarrage, la protection anti-pompage de chaque compresseur 21 (hors compresseur à pistons) ou le fonctionnement en recyclage stabilisé, un circuit de recyclage 27 muni d'une vanne 28 peut être prévu. Le circuit de recyclage détend du gaz à la deuxième pression et l'injecte en amont ou en entrée du compresseur lors de la mise en fonctionnement d'au moins un compresseur, sous la commande de l'automate 25.The configuration is chosen by studying the various advantages and disadvantages in terms of cost, availability, size, and possibility of upgrading the compression unit. The suction pressure to be considered is the service pressure of the
L'étanchéité de chaque compresseur 21 peut être réalisée à l'huile ou à garniture sèche. Dans le premier cas, certaines dispositions de filtration sont mises en place (voir ci-dessous).Each
Un automate 25 réalise les fonctions de pilotage 24, de commande de chaque compresseur et de régulation et de stabilité 18 du réseau 15. On note que, dans toute la description, le terme « l'automate » signifie un automate ou un système informatique ou un ensemble d'automates et/ou de systèmes informatiques (par exemple un automate par fonction).A
Concernant la régulation, l'évolution de la pression du réseau de distribution 15 à proximité de l'installation de rebours est corrélée au débit de gaz transitant par l'installation de rebours. Ces évolutions sont le résultat du fonctionnement dynamique des consommations de gaz sur le réseau de distribution 15, des capacités injectées de biométhane par les producteurs 17 et du fonctionnement de l'installation de livraison, par le biais d'une vanne 14, et de rebours. On intègre donc des possibilités d'adaptation de la plage de fonctionnement de la pression d'aspiration de l'installation de rebours, ainsi qu'une régulation des compresseurs 21 qui peut anticiper les contraintes s'exerçant sur le réseau de distribution 15, selon les configurations rencontrées. C'est une différence avec les postes de livraison sans rebours, pour lesquels la pression est régulée sur le point de livraison de façon à être fixe, quelles que soient les consommations par les consommateurs 16. En conséquence, le mode de régulation (pression ou débit) du flux en rebours vers le réseau de transport 10 est adapté au bon fonctionnement de l'installation de rebours.Concerning the regulation, the evolution of the pressure of the
Selon les spécifications des compresseurs et pour éviter leur détérioration ou du fait des contraintes liées au fonctionnement du réseau de transport 10, une filtration est prévue dans la fonction de conformité de qualité de gaz, en amont de la compression pour récupérer les éventuels liquides et les poussières contenues dans le gaz issu du réseau de distribution 15. De plus, dans le cas d'un compresseur 21 à étanchéité à l'huile, un filtre coalesceur 22 est installé en sortie du compresseur 21, par exemple avec une purge manuelle et un niveau visuel.According to the specifications of the compressors and to avoid their deterioration or because of the constraints linked to the operation of the
Un système de refroidissement 23 refroidit tout ou partie du gaz comprimé pour maintenir la température à l'aval, vers le réseau de transport 10, à une valeur inférieure à 55 °C (température de certification des équipements). Pour assurer le fonctionnement du système de refroidissement 23, celui-ci est dimensionné à partir de valeurs de température ambiante pertinentes selon les historiques météorologiques.A
Le poste de livraison 12 est une installation, située à l'extrémité aval du réseau de transport qui permet la livraison du gaz naturel en fonction des besoins exprimés par le client (pression, débit, température...). Il s'agit donc de l'interface de détente du gaz du réseau de transport 10 vers le réseau de distribution 15 ou vers certaines installations industrielles. Le poste de livraison 12 intègre donc des vannes de détente pour diminuer la pression pour s'adapter aux conditions imposées par l'aval.The
Pour éviter des phénomènes d'instabilité, l'installation de rebours ne doit pas fonctionner simultanément avec le poste 12 de détente et livraison du réseau de transport 10 vers le réseau de distribution 15. Des valeurs limites de démarrage et d'arrêt de l'installation de rebours sont fixées en conséquence et chaque automate 25 d'une installation combinant détente 12 et rebours est adapté de façon à interdire la simultanéité de ces deux fonctions. Les installations de rebours, lors de leur phase de démarrage, de fonctionnement et d'arrêt, limitent les perturbations du réseau amont (distribution 15) et du réseau aval (transport 10) en évitant notamment de déclencher des sécurités en pression du poste de livraison 12. Les paramètres suivants sont pris en compte :
- nombre de cycles de démarrage et d'arrêt de chaque compresseur 21 et sa compatibilité avec les recommandations du fournisseur du compresseur 21,
- le démarrage et l'arrêt de chaque compresseur 21 par une routine, faisant suite à une temporisation,
- l'utilisation d'un volume tampon (non représenté) en amont de chaque compresseur 21, pour amortir les variations de pression et de débit du réseau de
distribution 15.
- number of start and stop cycles of each
compressor 21 and its compatibility with the recommendations of the supplier of thecompressor 21, - the starting and stopping of each
compressor 21 by a routine, following a time delay, - the use of a buffer volume (not shown) upstream of each
compressor 21, to dampen the variations in pressure and flow rate of thedistribution network 15.
Une fonction de pilotage et de supervision réalisée par l'automate 25 permet d'obtenir :
- un mode de fonctionnement automatique,
- une visualisation/supervision du fonctionnement de l'installation de rebours et
- le démarrage de l'installation de rebours.
- an automatic operating mode,
- visualization/supervision of the operation of the reverse installation and
- the start of the reverse installation.
L'historisation des données est réalisée pour attester des conditions de fonctionnement.Data logging is performed to certify operating conditions.
En cas d'urgence, l'installation de rebours est isolée du réseau de distribution 15, par la fermeture de la vanne 14. Une fonction « arrêt d'urgence » permet d'arrêter et de mettre en sécurité l'installation de rebours. L'installation de rebours est aussi munie de dispositifs de sécurité en pression et en température 26. Il n'y a pas mise à l'évent automatique sauf contre-indication des études de sécurité. L'installation de rebours est équipée de systèmes de détection incendie et gaz 26. Un moyen de protection contre les sur-débits est prévu pour protéger les appareils, sous la forme d'un organe physique tel qu'un orifice de restriction ou par l'intermédiaire d'un automatisme.In the event of an emergency, the reverse installation is isolated from the
On note que le débit d'un rebours peut varier de quelques centaines à quelques milliers de Nm3/h selon les cas.It is noted that the flow rate of a reverse can vary from a few hundred to a few thousand Nm 3 /h depending on the case.
La
le module 37 regroupe les fonctions decompression 21,de filtration 22, de refroidissement 23 et recyclage 27et 28,le module 31 regroupe les fonctions de sécurité 26, de pilotage 24 et de stabilité du réseau 18,le module 32 regroupe les fonctions de vérification de conformité de la qualité dugaz 19 et de comptage 20 etle module 33 comporte la fonction de déshydratation 29.
-
module 37 combines the functions ofcompression 21,filtration 22, cooling 23 and 27 and 28,recycling -
module 31 groups togethersafety 26,control 24 andnetwork stability 18 functions, - the
module 32 combines the gas quality conformity verification functions 19 and counting 20 and -
module 33 includesdehydration function 29.
Deux modules s'ajoutent à cet ensemble de modules :
un module 34 comporte les fonctions d'utilité, notamment d'alimentation électrique etun module 35 comporte un réservoir tampon pour stocker du gaz issu du réseau de distribution en amont de la compression et limiter ainsi les effets transitoires lors du déclenchement de la compression.
- a
module 34 comprises the utility functions, in particular power supply and - a
module 35 includes a buffer tank for storing gas from the distribution network upstream of the compression and thus limiting the transient effects when the compression is triggered.
Les relations du module 34 avec les autres modules ne sont pas représentées en
Les six modules différents regroupent ainsi les composants d'une même fonctionnalité d'une installation de rebours :
- le
module de compression 37 pour la fonction de compression du gaz en cas de panne du compresseur fixe. Le compresseur est soit entrainé par le moteur du camion qui le transporte ou le tracte, soit entrainé par un moteur électrique alimenté par le module d'alimentation électrique ou le réseau électrique du site existant. Pour pouvoir s'adapter à une large gamme de débit, il est possible de raccorder plusieurs modules de compression en parallèle via un module d'interconnexion, le module 31 d'automatisme contenant un automate programmable afin d'acquérir l'ensemble des données nécessaires à la surveillance des différents modules fonctionnels, avec une interface homme machine permettant de visualiser l'état des modules et de passer les commandes lorsque le rebours fonctionne en mode manuel,le module 32 d'instrumentation contenant différents analyseurs de gaz en O2, H2O, CO2 et THT ainsi qu'une unité de comptage de type transactionnel. Ce module contient également un filtre permettant de séparer les particules solides et liquides potentiellement entrainées par le gaz naturel du réseau de distribution,le module 33 de déshydratation (utilisation optionnelle) pour gérer les teneurs en eau différentes entre les réseaux de distribution et de transport,le module 34 d'alimentation électrique contenant un groupe électrogène, pour alimenter le module de compression, et un système d'alimentation sans interruption (batteries avec leur chargeur et éventuellement onduleur) pour alimenter le contrôle-commande des différents modules etle module 35 de ballon tampon grand volume (utilisation optionnelle) pour- o garantir un volume suffisamment important à l'aspiration de la compression, afin de respecter les temps de démarrage et d'arrêt du groupe de compression et
- o avoir un volume suffisant pour absorber les surpressions en cas d'incident
- the
compression module 37 for the function of gas compression in the event of failure of the fixed compressor. The compressor is either driven by the engine of the truck that transports or tows it, or driven by an electric motor powered by the electrical power supply module or the electrical network of the existing site. To be able to adapt to a wide range of speeds, it is possible to connect several compression modules in parallel via an interconnection module, - the
automation module 31 containing a programmable automaton in order to acquire all the data necessary for monitoring the various functional modules, with a man-machine interface allowing the status of the modules to be viewed and orders to be placed when the countdown is operating in manual mode, - the
instrumentation module 32 containing various gas analyzers for O 2 , H 2 O, CO 2 and THT as well as a transaction type metering unit. This module also contains a filter to separate solid and liquid particles potentially entrained by natural gas from the distribution network, - the dehydration module 33 (optional use) to manage the different water contents between the distribution and transport networks,
- the
power supply module 34 containing a generator, to power the compression module, and an uninterruptible power supply system (batteries with their charger and possibly inverter) to power the control-command of the various modules and - the large volume buffer tank module 35 (optional use) for
- o guarantee a sufficiently large volume at the suction of the compression, in order to respect the starting and stopping times of the compression unit and
- o have sufficient volume to absorb overpressure in the event of an incident
En dehors du module 35 de ballon tampon grand volume, chacun de ces modules est préférentiellement intégré dans un container autonome, comme illustré en
Les six modules sont transportables par un camion ou une remorque de camion et raccordables entre eux de manière à pouvoir former une installation de rebours mobile complet. Chaque module est également raccordable à une installation de rebours fixe pour assurer sa fonctionnalité dédiée en cas de panne du matériel fixe. Chaque module comporte ses propres sécurités et son propre automate, ce qui le rend autonome et indépendant des autres modules, en dehors du pilotage global de l'installation de rebours, de l'énergie et de l'arrivée de gaz, le cas échéant.The six modules can be transported by truck or truck trailer and can be connected together so that they can form a complete mobile reverse installation. Each module can also be connected to a fixed back-up installation to ensure its dedicated functionality in the event of failure of the fixed equipment. Each module has its own safeties and its own automaton, which makes it autonomous and independent of the other modules, apart from the overall management of the reverse installation, energy and gas supply, if applicable.
Ainsi la mise en exploitation d'une installation de rebours entièrement mobile ainsi que l'évolution des capacités d'une installation de rebours fixe ou mobile sont aisées. En effet, il suffit de raccorder les différents modules ou d'ajouter un module à une installation existante.Thus the commissioning of an entirely mobile reverse installation as well as the evolution of the capacities of a fixed or mobile reverse installation are easy. Indeed, it suffices to connect the various modules or to add a module to an existing installation.
On observe, en
On observe, en
On observe, en
Dans le mode de réalisation illustré en
L'espace d'accueil 49 est muni d'au moins un connecteur 83 d'entrée de gaz à la première pression, d'au moins un connecteur 81 de sortie de gaz à la deuxième pression et d'au moins un connecteur d'alimentation énergétique 82 (gaz provenant du réseau de distribution 15 ou électricité) de chaque compresseur mobile supplémentaire 37. Ce connecteur 82 peut alimenter un moteur électrique ou thermique d'actionnement du compresseur mobile supplémentaire 37 ou une génératrice d'un véhicule en gaz à la première pression, génératrice alimentant un moteur électrique actionnant le compresseur mobile supplémentaire 37.The
Les canalisations et les alimentations électriques (non représentées) sont dimensionnées pour le fonctionnement simultané de chaque compresseur fixe 43 et de chaque compresseur mobile supplémentaire 37. Ainsi, l'installation de rebours 40 peut accueillir chaque compresseur supplémentaire sans que celui-ci ne doive être associé à une alimentation et/ou à des canalisations supplémentaires.The pipes and the electrical supplies (not shown) are dimensioned for the simultaneous operation of each fixed
On observe, en
Grâce à la mobilité du compresseur supplémentaire 37, pendant une augmentation temporaire des besoins en capacité de l'installation de rebours 40 (panne ou surcapacité transitoire des producteurs de biogaz, baisse transitoire de la consommation par les consommateurs de gaz), on ajoute rapidement et aisément le compresseur supplémentaire mobile 37 à l'installation de rebours 40. Et on le retire une fois cette augmentation temporaire achevée.Thanks to the mobility of the
Du fait que le module compresseur 37 est monté sur un véhicule 47 et, préférentiellement intégré dans un container standard, le transport du module compresseur 37 est facilité.Because the
Dans des modes de réalisation, le module compresseur 37 est mécaniquement actionné par un moteur du véhicule 47, comme exposé en regard de la
Dans des modes de réalisation, au moins un compresseur mobile supplémentaire 37 est alimenté en énergie électrique par un générateur monté sur le véhicule 47, fonctionnant préférentiellement avec du gaz issu de la canalisation à plus basse pression du réseau de distribution 15. Ainsi, l'actionnement du compresseur 37 ne nécessite pas de surdimensionnement de l'alimentation énergétique de l'installation de rebours 40, par rapport à l'alimentation des seuls compresseurs fixes 43.In embodiments, at least one additional
Dans le mode de réalisation illustré en
- au moins le compresseur fixe 43 entre le réseau de
distribution de gaz 15 à une première pression, et le réseau de transport degaz 10 à la deuxième pression et - l'espace
d'accueil 49 d'au moins un compresseur supplémentaire, espace muni d'au moins un connecteur 83 d'entrée de gaz à la première pression, d'au moins un connecteur 81 de sortie de gaz à la deuxième pression et, optionnellement, d'au moins un connecteur d'alimentation énergétique 82 (gaz provenant du réseau dedistribution 15 ou électricité) du compresseurmobile supplémentaire 37, l'unité 31 de distribution pour distribuer du gaz provenant du réseau de gaz à la première pression à chaque compresseur fixe et au connecteur d'entrée de gaz à la première pression pour au moins un compresseurmobile supplémentaire 37 etl'unité 32 de collecte pour collecter le gaz provenant de chaque compresseur fixe et du connecteur de sortie de gaz à la deuxième pression pour chaque compresseurmobile supplémentaire 37.
- at least the fixed
compressor 43 between thegas distribution network 15 at a first pressure, and thegas transport network 10 at the second pressure and - the
reception space 49 of at least one additional compressor, space equipped with at least onegas inlet connector 83 at the first pressure, at least onegas outlet connector 81 at the second pressure and , optionally, at least one power supply connector 82 (gas from thedistribution network 15 or electricity) of the additionalmobile compressor 37, - the
distribution unit 31 for distributing gas from the gas network at the first pressure to each fixed compressor and to the gas inlet connector at the first pressure for at least one additionalmobile compressor 37 and - the
collection unit 32 to collect the gas from each stationary compressor and from the gas outlet connector at the second pressure for each additionalmobile compressor 37.
L'automate 33 de commande de fonctionnement de chaque compresseur fixe et de chaque compresseur mobile supplémentaire 37, est configuré pour détecter les compresseurs fixes et supplémentaires opérationnels, pour déterminer la capacité de compression des compresseurs opérationnels et commander le fonctionnement de chaque compresseur fixe et de chaque compresseur supplémentaire en fonction de la capacité de compression des compresseurs fixes et supplémentaires opérationnels.The
En
La nature modulaire de l'installation de rebours mobile objet de l'invention permet au gestionnaire de réseau de transport de n'avoir à transporter que les fonctionnalités en panne dans l'installation de rebours fixe. Les interventions sont donc plus simples et la maintenance du système peut être réalisée sur une partie de l'équipement, laissant les autres parties fonctionnelles.The modular nature of the mobile reverse installation that is the subject of the invention allows the transport network manager to only have to transport the faulty functionalities in the fixed reverse installation. Interventions are therefore simpler and system maintenance can be carried out on one part of the equipment, leaving the other parts functional.
On observe, en
Au cours d'une étape 51, on transporte chaque module au lieu d'implantation, par exemple à proximité d'un poste de détente de gaz du réseau de transport et de fourniture du gaz détendu à un réseau de distribution.During a
Une installation de rebours mobile comporte au moins le module d'automatisme 31, le module d'interconnexion 36 et un module compresseur 37. Le module d'alimentation électrique 34 est préférentiel, mais il peut être remplacé par une génératrice associée à un moteur de véhicule, comme exposé en regard de la
Au cours d'une étape 52, on réalise le raccordement des modules, entre eux par l'intermédiaire du module d'interconnexion 36, et aux canalisations des réseaux de transport 10 et de distribution 15. On relie aussi électriquement les modules consommant de l'énergie électrique et informatiquement les modules comportant des capteurs et/ou des actionneurs, par exemple des vannes.During a
Au cours d'une étape 53, l'automate détecte la présence du compresseur supplémentaire et sa capacité de compression. Cette détection peut être automatique, par exemple par la détection de la liaison électrique entre l'automate et le moteur du compresseur, ou manuelle, l'installation du compresseur étant déclarée par un opérateur sur une interface utilisateur de l'automate.During a
Au cours d'une étape 54, l'automate définit le paramétrage du fonctionnement de l'installation de rebours mobile en fonction de la capacité de compression opérationnelle (c'est-à-dire y compris le module compresseur mais sans tenir compte des compresseurs en panne ou à l'arrêt, par exemple pour maintenance ou mise à jour). Le paramétrage du fonctionnement consiste essentiellement à fixer :
- des valeurs limites de pression et d'autres grandeurs physiques mesurées par des capteurs intégrés aux différents appareils présents dans l'installation et
- éventuellement, des valeurs de paramètres d'actionnement de vannes et d'autres appareils, telles que des durées de temporisation ou des courbes d'évolution.
- pressure limit values and other physical quantities measured by sensors integrated into the various devices present in the installation and
- optionally, valve actuation parameter values and other devices, such as time delays or evolution curves.
Au cours d'une étape 55, l'automate commande la mise en fonctionnement de l'installation de rebours.During a
Au cours d'une étape 56, l'automate reçoit des grandeurs physiques captées par les capteurs de l'installation de rebours, notamment la valeur de la pression en entrée de chaque compresseur.During a
Au cours d'une étape 57, l'automate réalise un asservissement du circuit de recyclage en fonction de la capacité de compression opérationnelle. En effet, le démarrage unitaire ou conjoint de compresseurs provoque un pic de pression et peut engendrer des problèmes de pression maximale de service (« PMS ») et de pression minimale (2,5 bars). On évite ces risques en définissant des valeurs limites et on met en oeuvre le circuit de recyclage (re-détente) pour réaliser une rampe de démarrage et casser le transitoire.During a
Au cours d'une étape 58, l'automate reçoit des grandeurs physiques captées par les capteurs de l'installation de rebours, notamment la valeur de la pression en entrée de chaque compresseur.During a
Au cours d'une étape 59, l'automate réalise un asservissement du fonctionnement stationnaire de l'installation de rebours, jusqu'à l'arrêt des compresseurs (voir
Comme illustré en
Préférentiellement, on prévoit un écran anti-bruit (20dB) et une utilisation du moteur du tracteur à une puissance moyenne, pour réduire les nuisances sonores.Preferably, provision is made for a noise barrier (20 dB) and use of the tractor engine at medium power, to reduce noise pollution.
Le module d'alimentation électrique 34 animé par un moteur de véhicule est, par exemple du type décrit dans la demande internationale
L'actionnement mécanique du module de compression 37 peut aussi être réalisé par le moteur de ce véhicule.The mechanical actuation of the
Comme on le constate sur la
Comme illustré sur la
Dans des modes de réalisation, des moyens d'asservissement comprennent, pour chaque véhicule, un potentiomètre et un servomoteur ou un équivalent, qui agit sur la variation du potentiomètre en fonction d'une valeur de consigne calculée par les moyens d'asservissement, le potentiomètre étant configuré pour être raccordé électriquement à un calculateur du véhicule permettant de commander la vitesse de rotation d'un moteur du véhicule. Dans une variante de réalisation, les moyens d'asservissement comprennent, pour chaque véhicule, un système d'actionnement configuré pour activer mécaniquement une pédale de vitesse du véhicule configurée pour modifier la vitesse de rotation d'un moteur dudit véhicule.In embodiments, servo means comprise, for each vehicle, a potentiometer and a servomotor or an equivalent, which acts on the variation of the potentiometer according to a setpoint value calculated by the servo means, the potentiometer being configured to be electrically connected to a computer of the vehicle making it possible to control the speed of rotation of an engine of the vehicle. In a variant embodiment, the servo-control means comprise, for each vehicle, an actuation system configured to mechanically activate a speed pedal of the vehicle configured to modify the speed of rotation of an engine of said vehicle.
Ainsi, le module d'automate 31 est raccordé par le biais d'un câble d'asservissement à un dispositif de réglage qui agit sur le moteur du véhicule, en sorte de réguler la vitesse de rotation du moteur et ainsi, de réguler la vitesse et, donc, la fréquence de rotation de la prise de force, ce qui permet de réguler la compression réalisée par le module de compression 37.Thus, the
Le module d'automate 31 est donc programmé pour transmettre une consigne au dispositif de réglage permettant de réaliser l'asservissement du moteur. Dans un mode de réalisation, non illustré en détail sur les figures, ce dispositif de réglage est constitué d'un servomoteur ou d'un système équivalent, alimenté par une source électrique externe, telle qu'une batterie, et d'un potentiomètre connecté au servomoteur.The
Ce servomoteur permet de modifier le réglage du potentiomètre afin de changer la valeur de sa résistance. Ce servomoteur est commandé par le module de gestion d'alternateur. Ce potentiomètre est raccordé par un câble de connexion à un calculateur agencé sur le véhicule, le calculateur permettant de modifier la vitesse de rotation du moteur du véhicule en fonction du réglage de la résistance du potentiomètre. L'agencement d'un tel calculateur sur un véhicule est connu de l'homme de métier du domaine des véhicules.This servomotor makes it possible to modify the setting of the potentiometer in order to change the value of its resistance. This servomotor is controlled by the alternator management module. This potentiometer is connected by a connection cable to a computer arranged on the vehicle, the computer making it possible to modify the speed of rotation of the engine of the vehicle according to the adjustment of the resistance of the potentiometer. The arrangement of such a computer on a vehicle is known to those skilled in the art of vehicles.
Dans une variante de réalisation, ce dispositif de réglage est constitué d'un système d'actionnement qui comprend un pilier support comprenant à son extrémité inférieure une ventouse magnétique, ou un étai fixé dans la cabine ou un support suffisamment lourd, permettant l'assemblage temporaire du système d'actionnement sur le plancher du véhicule. Un vérin de commande est monté en liaison pivot à son extrémité arrière, sur le pilier support. Le piston du vérin de commande a son extrémité montée en liaison pivot sur un levier de pilotage, dont une des extrémités est montée en liaison pivot à l'extrémité inférieure du pilier support. La seconde extrémité du levier de pilotage est en contact avec une pédale du véhicule permettant de modifier la vitesse de rotation du moteur et, donc, la vitesse de rotation de la prise de force. Le module d'automatisme permet donc, par le biais du câble d'asservissement, de commander le vérin de commande afin de réguler la vitesse du moteur.In a variant embodiment, this adjustment device consists of an actuation system which comprises a support pillar comprising at its lower end a magnetic suction cup, or a strut fixed in the cabin or a sufficiently heavy support, allowing assembly temporary actuation system on the floor of the vehicle. A control cylinder is mounted in a pivot connection at its rear end, on the support pillar. The piston of the control cylinder has its end mounted in a pivot connection on a control lever, one of the ends of which is mounted in a pivot connection at the lower end of the support pillar. The second end of the control lever is in contact with a pedal of the vehicle making it possible to modify the speed of rotation of the engine and, therefore, the speed of rotation of the power take-off. The automation module therefore makes it possible, by means of the servo cable, to control the control cylinder in order to regulate the speed of the motor.
Dans une variante de conception des moyens de connexion amovible entre le véhicule et le module compresseur 37, ceux-ci peuvent être constitués d'un mécanisme de transmission par cardan agricole configuré pour être raccordé directement ou indirectement par l'intermédiaire d'un limiteur de couple à un essieu moteur d'un véhicule du type camion, voiture ou tracteur, par exemple. Il peut par exemple s'agir de deux rouleaux capables de recevoir une roue du véhicule. La rotation de la roue entraîne celle des rouleaux qui engrènent et entraînent une prise de force raccordée à l'arbre du compresseur par une transmission de type cardan. On peut également prévoir une pièce configurée pour être engagée sur les gougeons ou sur les écrous de serrage de la roue d'un véhicule et un système de levage du véhicule permettant de lever les roues motrices, pour les positionner hors de contact du sol, ladite pièce constituant une prise de force qui est raccordée à l'arbre du compresseur par une transmission de type cardan.In a design variant of the removable connection means between the vehicle and the
On observe, en
En dehors de ce circuit de gaz, le module 31 assure les fonctions de sécurité, de pilotage (en régulation de pression ou de débit) et de stabilité du réseau 15 et le module 34 assure les fonctions d'utilité, notamment d'alimentation électrique.Apart from this gas circuit, the
On décrit, ci-dessous, deux types de régulations envisagées pour le compresseur. La régulation en débit signifie que le débit qui transite par le compresseur est constant lorsque l'installation de rebours mobile fonctionne. En revanche c'est bien la pression d'aspiration (par exemple en réseau moyenne pression) qui déclenche le démarrage et l'arrêt du compresseur lorsque cette pression atteint des valeurs limites fixées au cours de l'étape 54. La
Dans le cas de la régulation en pression, le débit qui transite dans l'installation de rebours mobile évolue de façon à ce que la pression d'aspiration (par exemple en réseau moyenne pression) reste constante. La
On voit, en
Dans le cas de la présence de deux compresseurs, un premier compresseur assure le fonctionnement de l'installation de rebours jusqu'à sa limite de fonctionnement. En cas de besoin, l'automate commande le fonctionnement d'un deuxième compresseur pour compléter le débit de gaz traversant l'installation de rebours.In the case of the presence of two compressors, a first compressor operates the reverse installation up to its operating limit. If needed, the automaton controls the operation of a second compressor to complete the flow of gas passing through the reverse installation.
Dans des modes de réalisation, l'entrainement du compresseur est fait par un moteur à gaz sur lequel est prélevée toute la puissance hydraulique nécessaire pour alimenter les auxiliaires. L'installation est alors complètement indépendante et ne nécessite pas de raccordement au réseau électrique.In some embodiments, the compressor is driven by a gas engine from which is taken all the hydraulic power necessary to supply the auxiliaries. The installation is then completely independent and does not require connection to the electrical network.
Dans des modes de réalisation dans lesquels l'installation de rebours est transportée sur un camion ou une remorque, comme en
Le cabinet électrique à l'avant est isolé du reste de l'installation et comprend notamment un routeur industriel 3G pour la télécommunication.The electrical cabinet at the front is isolated from the rest of the installation and notably includes a 3G industrial router for telecommunications.
Un laboratoire d'analyse mobile, comprenant un chromatographe commun pour la mesure du THT et des composants du gaz et un hygromètre, par exemple à céramique, est intégré à l'installation de rebours. L'installation de rebours peut aussi intégrer un skid de déshydratation et un compteur volumétrique pour la facturation.A mobile analysis laboratory, comprising a common chromatograph for measuring THT and gas components and a hygrometer, for example ceramic, is integrated into the reverse installation. The reverse installation can also integrate a dehydration skid and a volumetric meter for invoicing.
Plusieurs installations de rebours peuvent être installées en parallèle, notamment pour les cas de faible consommation de gaz et d'importante injection de biogaz sur le réseau de distribution.Several reverse installations can be installed in parallel, in particular for cases of low gas consumption and significant injection of biogas into the distribution network.
Spécifications fonctionnelles de l'installation de rebours mobile :
- F1 : Permettre la transmission d'un débit volumique fini de gaz depuis le réseau de distribution moyenne pression vers le réseau de transport à haute pression en période creuse,
- F2 : Garantir l'autonomie complète de l'installation de rebours mobile,
- F3 : Garantir une absence de variation en pression du réseau de distribution,
- F4 : Respecter les spécifications de conformité des réseaux,
- F5 : Respecter les spécifications de qualité des réseaux.
- F1: Allow the transmission of a finite gas volume flow from the medium-pressure distribution network to the high-pressure transport network during off-peak periods,
- F2: Guarantee the complete autonomy of the mobile reverse installation,
- F3: Guarantee an absence of variation in pressure of the distribution network,
- F4: Comply with network compliance specifications,
- F5: Comply with network quality specifications.
On note que la teneur en eau admissible sur le réseau de GRT GAZ et GRDF sont différentes. En effet, en dépit du fait que les deux réseaux ont le même point de rosée, le taux d'humidité absolu (exprimé en mg.Nm -3) varie avec la pression. Les teneurs admissibles en CO2 et O2 sont également différentes. Les spécifications sont résumées dans le tableau ci-dessous :
De plus, la température de sortie de l'installation de rebours mobile ne doit pas être inférieure aux préconisations applicables au réseau de transport. Le comptage transactionnel couvre le débit normal comprimé, exprimé en énergie (kWh), à partir du PCS.In addition, the outlet temperature of the mobile reverse installation must not be lower than the recommendations applicable to the transmission network. Transactional metering covers normal compressed throughput, expressed in energy ( kWh ), from the PCS.
Si la pression du réseau moyenne pression tolère une plage de pression importante (à priori plutôt des réseaux 8 barG ou 20 barG), la régulation peut se faire en débit. Dans ce cas, la pression sur le réseau moyenne pression n'est pas régulée mais bornée entre une valeur minimale et maximale. Pour le compresseur cela signifie un fonctionnement où le régime moteur est adapté pour un débit volumique fixe. Si le réseau de distribution ne tolère pas de variation de pression on opte pour une régulation en pression. Dans tous les cas, on considère que la pression du réseau de transport est régulée par ailleurs.If the pressure of the medium pressure network tolerates a large pressure range (a priori rather 8 barG or 20 barG networks), the regulation can be done in flow. In this case, the pressure on the medium pressure network is not regulated but limited between a minimum and maximum value. For the compressor this means operation where the engine speed is adapted for a fixed volume flow. If the distribution network does not tolerate pressure variations, pressure regulation is chosen. In all cases, it is considered that the pressure of the transport network is regulated elsewhere.
Deux solutions sont possibles. Dans le cas où l'on souhaite un régime fixe au compresseur, pour rester notamment dans sa plage de fonctionnement optimale, on met en oeuvre un dispositif de recyclage qui permet de garantir une pression haute (en sortie du compresseur) supérieure à la pression du réseau de transport. Le débit normal au compresseur est constant. La pression du réseau de distribution est régulée par un déverseur. Dans le cas où le compresseur accepte un régime variable, on va réguler la pression par le régime moteur du moteur qui actionne le compresseur. Cette solution nécessite l'emploi d'un variateur de fréquence qui pilote le moteur du compresseur.Two solutions are possible. In the case where a fixed speed is desired for the compressor, in order to remain in particular in its optimum operating range, a recycling device is implemented which makes it possible to guarantee a high pressure (at the outlet of the compressor) higher than the pressure of the transportation network. The normal flow to the compressor is constant. The pressure of the distribution network is regulated by a backpressure device. In the case where the compressor accepts a variable speed, the pressure will be regulated by the engine speed of the engine which actuates the compressor. This solution requires the use of a frequency converter which drives the compressor motor.
Le compresseur peut être un compresseur alternatif horizontal, plus fiable et moins fragile qu'un compresseur en « V ». Avec ce type de compresseur, la régulation en pression par variation de régime moteur peut facilement être envisagée. Ce moteur peut être un moteur consommant du gaz prélevé sur le réseau de distribution à la première pression.The compressor can be a horizontal reciprocating compressor, which is more reliable and less fragile than a “V” compressor. With this type of compressor, pressure regulation by variation of engine speed can easily be envisaged. This engine can be an engine consuming gas taken from the distribution network at the first pressure.
Les compresseurs alternatifs autorisent des taux de compression très élevés et une grande souplesse dans leur utilisation. Un compresseur alternatif peut démarrer et fonctionner à un débit proche de zéro. Les compresseurs alternatifs horizontaux ont, par exemple, des pistons montés en tandem. La chambre de compression à une aire plus petite ce qui permet d'augmenter le taux de compression. Un piston à double effet comprime le gaz à l'aller et au retour. Les chambres de compression sont d'aires égales. Cette configuration est plus complexe car les segments doivent être étanches des deux côtés. Un tel arrangement de pistons permet d'augmenter la compacité d'un compresseur en multipliant les chambres de compression.Reciprocating compressors allow very high compression ratios and great flexibility in their use. A reciprocating compressor can start and run at near zero flow. Horizontal reciprocating compressors have, for example, pistons mounted in tandem. The compression chamber has a smaller area which allows the compression ratio to be increased. A double-acting piston compresses the gas on the way out and on the way back. The compression chambers are of equal areas. This configuration is more complex because the segments must be sealed on both sides. Such an arrangement of pistons makes it possible to increase the compactness of a compressor by multiplying the compression chambers.
Les compresseurs de faible capacité peuvent être refroidis à l'air, avec un ventilateur monté directement sur l'arbre. Pour les compresseurs de plus grosses capacités, le gaz est refroidi dans des échangeurs intermédiaires et un circuit d'eau glycolée passe dans les chemises des cylindres afin de refroidir le gaz également lors de la compression.Small capacity compressors can be air-cooled, with a fan mounted directly on the shaft. For larger capacity compressors, the gas is cooled in intermediate exchangers and a glycol water circuit passes through the cylinder liners to also cool the gas during compression.
Il est préférable de vanner en série à l'aval du compresseur afin de faciliter son démarrage. En effet, en l'absence de vannage, le moteur devrait vaincre la contre-pression du réseau à une vitesse réduite et dans ces conditions le couple moteur grimperait en flèche. Quelle que soit la solution retenue pour la régulation du réseau, un déverseur ou une vanne en aval du compresseur est recommandé pour le démarrage de la machine.It is preferable to valve in series downstream of the compressor in order to facilitate its start-up. Indeed, in the absence of throttling, the motor would have to overcome the back pressure of the network at a reduced speed and under these conditions the motor torque would skyrocket. Whatever the solution chosen for the regulation of the network, a relief valve or a valve downstream of the compressor is recommended for starting the machine.
Concernant la motorisation, une motorisation au gaz permet de garantir la présence d'une source d'énergie quel que soit l'endroit considéré. Les moteurs sont de type industriel.Concerning the motorization, a gas motorization makes it possible to guarantee the presence of a source of energy whatever the place considered. The motors are of the industrial type.
Plusieurs alarmes sont implémentées sur l'installation de rebours :
- Teneur en THT inférieur au seuil obligatoire en aval du déshydrateur,
- Teneur en eau anormalement élevée en amont du déshydrateur,
- Teneur en eau supérieure au seuil préconisé sur le réseau de transport en aval du déshydrateur,
- Sur-qualité du gaz en amont.
- THT content below the mandatory threshold downstream of the dehydrator,
- Abnormally high water content upstream of the dehydrator,
- Water content above the recommended threshold on the transport network downstream of the dehydrator,
- Over-quality of gas upstream.
Le comptage transactionnel se fait en énergie. Cette énergie est le produit du PCS (exprimé en kWh/Nm3) par le débit volumique normé.Transactional metering is done in energy. This energy is the product of the PCS (expressed in kWh/Nm 3 ) by the standardized volume flow.
Les instruments de mesure du débit volumique ne renvoient pas la mesure normée. Pour faire le lien, nous utiliserons la relation :
Les calorimètres à corrélation ne peuvent fonctionner que pour un type de gaz déjà connu (gaz naturel ou biométhane), et doivent être préréglés en conséquence. En effet, l'algorithme qui déduit le PCS à partir de la mesure de la conductivité et d'une courbe d'étalonnage ne peut fonctionner sur une large plage de composition couvrant gaz naturel et biométhane.Correlation calorimeters can only work for an already known type of gas (natural gas or biomethane), and must be preset accordingly. Indeed, the algorithm which deduces the PCS from the conductivity measurement and a calibration curve cannot operate over a wide range of composition covering natural gas and biomethane.
Or, à l'endroit où l'installation de rebours mobile est utilisée, le gaz est un mélange de gaz naturel et de biométhane, il n'est donc pas possible de prédire sa composition. Préférentiellement, l'installation de rebours mobile comporte un moyen d'obtenir la composition du gaz. L'analyse de la composition du gaz se fait par un chromatographe.However, at the place where the mobile reverse installation is used, the gas is a mixture of natural gas and biomethane, so it is not possible to predict its composition. Preferably, the mobile reverse installation comprises a means of obtaining the composition of the gas. The analysis of the gas composition is done by a chromatograph.
L'appareil peut être composé d'un coffret d'analyse pneumatique d'un coffret électrique séparé comprenant les composants électroniques pour le traitement des données. Le coffret électrique pourra être déporté dans le cabinet électrique tandis que le coffret d'analyse pneumatique est intégré dans un laboratoire climatisé et protégé des vibrations, monté sur l'installation de rebours mobile.The device can be composed of a pneumatic analysis box, a separate electrical box comprising the electronic components for data processing. The electrical box can be deported in the electrical cabinet while the pneumatic analysis box is integrated in an air-conditioned laboratory and protected from vibrations, mounted on the mobile reverse installation.
L'intégration et l'utilisation d'un chromatographe sur un appareil mobile sont complexes. Pour s'affranchir du problème, on peut déporter l'analyse :
- Au niveau du poste de détente ou du poste rebours s'il se trouve à proximité et qu'il est équipé où
- En laboratoire, a posteriori.
- At the level of the expansion station or the reverse station if it is nearby and it is equipped where
- In the laboratory, a posteriori.
Dans ce dernier cas, la remorque de l'installation de rebours mobile est équipée d'un système de stockage en bouteille. Le gaz est prélevé à intervalle de temps régulier par un système automatisé (vannes pneumatiques).In the latter case, the trailer of the mobile reverse installation is equipped with a bottle storage system. The gas is sampled at regular time intervals by an automated system (pneumatic valves).
Concernant la mesure du THT, un seul analyseur équipe l'installation de rebours mobile, en aval du déshydrateur.Concerning the measurement of THT, a single analyzer equips the mobile reverse installation, downstream of the dehydrator.
L'analyseur de composition du gaz et de teneur en THT (TetraHydroThiophène) est préférentiellement une machine unique. Cette solution est actuellement testée en vue d'obtenir l'agrément pour le réseau. Préférentiellement, l'installation de rebours mobile intègre un laboratoire climatisé et protégé des chocs et vibrations, laboratoire qui comporte au moins un chromatographe.The gas composition and THT (TetraHydroThiophene) content analyzer is preferably a single machine. This solution is currently being tested with a view to obtaining approval for the network. Preferably, the mobile reverse installation incorporates an air-conditioned laboratory protected from shocks and vibrations, a laboratory which comprises at least one chromatograph.
Préférentiellement, un hygromètre à cristal de Quartz ou un capteur céramique est mis en oeuvre.Preferably, a quartz crystal hygrometer or a ceramic sensor is used.
Chaque étage de compression est équipé d'une soupape. Si ces soupapes sont raccordées au réseau de distribution, on tient compte de l'influence de la contrepression sur le calcul du coefficient de débit. Le tarage des soupapes au refoulement est de PMS (67,7) + 6% maximum. Le tarage des soupapes à l'aspiration est de PS + 6%.Each compression stage is equipped with a valve. If these valves are connected to the distribution network, the influence of the back pressure is taken into account when calculating the coefficient of debt. The pressure relief valve setting is PMS (67.7) + 6% maximum. The suction valve setting is PS + 6%.
L'installation de rebours comporte une centrale à incendie, avec détecteur et extincteur, ainsi qu'une détection gaz. Le cabinet électrique est isolé du compresseur par une paroi comportant des passe-cloisons étanches.The reverse installation includes a fire control panel, with detector and extinguisher, as well as gas detection. The electrical cabinet is isolated from the compressor by a wall comprising watertight bulkhead passes.
L'architecture d'une installation de rebours mobile montée sur un véhicule 100 est représentée en
Le moteur gaz est alimenté par le réseau gaz de plus petite pression, afin d'éviter de détendre du gaz que l'on cherche à comprimer à l'aide du rebours. La partie arrière 101 comporte les aérorefroidisseurs. La partie suivante, 102, comporte le moteur à gaz et un filtre d'air. Le compresseur se trouve dans la partie 103, avec ses auxiliaires. La partie avant 104 comporte les autres fonctions de l'installation de rebours mobile, notamment analyse de gaz, comptage, déshydratation, communication à distance, centrale incendie et automate de commande).The gas engine is supplied by the gas network of lower pressure, in order to avoid expanding the gas that one seeks to compress using the reverse. The
Dans ce mode de réalisation, on dispose d'un accouplement direct moteur - compresseur, d'un cabinet électrique isolé (dans la partie 104), d'un circuit de refroidissement à eau, d'une extraction d'énergie primaire sur le compresseur via un système hydraulique pour l'alimentation des principaux consommateurs (notamment fan et pompes), d'une batterie liée au moteur du véhicule et au moteur du compresseur pour l'alimentation des auxiliaires électroniques (notamment capteurs et armoires électriques), de fan inclus. La source principale d'énergie est le gaz naturel. La liste des consommateurs comporte les auxiliaires du compresseur, les ventilateurs, l'aéroréfrigérant, la pompe à eau du compresseur, les auxiliaires du moteur, la pompe à huile de lubrification, le chauffe-huile électrique, le contrôle-commande, l'alternateur 24 voltes et les systèmes de contrôles.In this embodiment, there is a direct motor-compressor coupling, an insulated electrical cabinet (in part 104), a water cooling circuit, primary energy extraction on the compressor via a hydraulic system to supply the main consumers (in particular fans and pumps), a battery linked to the vehicle engine and to the compressor motor to supply the electronic auxiliaries (in particular sensors and electrical cabinets), fan included . The main source of energy is natural gas. The list of consumers includes compressor auxiliaries, fans, dry cooler, compressor water pump, engine auxiliaries, lubricating oil pump, electric oil heater, control-command,
Les petits consommateurs (notamment armoire de commande, éclairage, instrumentation, comptage et qualité gaz) sont alimentés par un l'alternateur 24V relié à une batterie. Cette batterie est alimentée par le moteur à gaz. Elle est également reliée au moteur du camion pour que les organes de contrôle soient opérationnels tout de suite après le transport.Small consumers (in particular control cabinet, lighting, instrumentation, metering and gas quality) are powered by a 24V alternator connected to a battery. This battery is powered by the gas engine. It is also connected to the truck engine so that the control devices are operational immediately after transport.
Le circuit de refroidissement, le fan et la lubrification du moteur sont alimentés par un système hydraulique dont la puissance est extraite directement au moteur.The engine's cooling system, fan and lubrication are supplied by a hydraulic system, the power of which is extracted directly from the engine.
La régulation en pression se fait via les servomoteurs des régulateurs. Les vannes de services sont manuelles car il n'est pas nécessaire d'isoler le compresseur du réseau lorsque la machine est mise à l'arrêt. L'installation ne possède pas d'actionneurs ce qui allège la consommation. Dans des modes de réalisation avec des actionneurs, on privilégie une alimentation hydraulique ou pneumatique. En effet, ces actionneurs ne consomment rien à l'arrêt (au contraire des actionneurs électriques qui maintiennent un courant à leurs bornes pour lutter contre la fermeture du ressort).The pressure regulation is done via the servomotors of the regulators. The service valves are manual because it is not necessary to isolate the compressor from the network when the machine is shut down. The installation does not have actuators, which reduces consumption. In embodiments with actuators, a hydraulic or pneumatic supply is preferred. Indeed, these actuators do not consume anything when stopped (unlike electric actuators which maintain a current at their terminals to fight against the closing of the spring).
Préférentiellement, le compresseur permet d'adapter automatiquement le nombre d'étages de compression aux conditions en entrée. Lorsque la pression en amont est élevée, tous les étages du compresseur sont alimentés simultanément afin d'augmenter le débit. À l'inverse, lorsque la pression en amont est plus faible et que le taux de compression demandé est plus important, la compression est étagée avec un possible refroidissement intermédiaire. Ce système améliore l'adaptation du compresseur aux conditions de fonctionnement. Il permet d'éviter l'emploi d'une vanne de pré-détente (qui fait baisser les performances globales du système) sur une plus large plage de pression. Avec cette solution, le compresseur peut rapidement faire baisser la pression du réseau de distribution (si elle est très élevée) en étant dans le premier mode de fonctionnement. Une fois la pression abaissée à une certaine valeur prédéterminée, le compresseur passe dans le deuxième mode de fonctionnement, pour assurer le taux de compression demandé.Preferably, the compressor makes it possible to automatically adapt the number of compression stages to the input conditions. When upstream pressure is high, all compressor stages are energized simultaneously to increase flow. Conversely, when the upstream pressure is lower and the required compression ratio is higher, the compression is staged with possible intermediate cooling. This system improves the adaptation of the compressor to the operating conditions. It makes it possible to avoid the use of a pre-expansion valve (which lowers the overall performance of the system) over a wider pressure range. With this solution, the compressor can quickly lower the pressure of the distribution network (if it is very high) by being in the first mode of operation. Once the pressure has been lowered to a certain predetermined value, the compressor switches to the second mode of operation, to ensure the required compression rate.
Claims (14)
- Backfeeding installation (30, 40), comprising:- modules (31 à 35 et 37) comprising the following functions:∘ at least one compressor for compressing gas,∘ an automaton for controlling the operation of at least one compressor,∘ at least one sensor for checking the quality compliance of the gas circulating in the compressor,∘ at least one meter for metering a flow rate of gas circulating in the compressor, and∘ at least one filter for filtering the gas circulating in the compressor; and- an interconnection module (36, 36A, 36B) for interconnection between the other modules and with a gas network (15) at a first pressure and a gas network (10) at a second pressure higher than the first pressure;characterized in that at least one of these modules (31 à 35, 37) is mobile, configured to be transported, in its entirety and operational by means of a removable connection to the interconnection module and to a power source, on a single vehicle.
- Backfeeding installation (30, 40), according to claim 1, which comprises a mobile stand-alone electric power source.
- Backfeeding installation (30, 40)according to claim 2, wherein the mobile electric power source is a generator put into operation by a vehicle motor.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 2 or 3, wherein the electric power source is a motor fueled with gas at the first pressure.
- Backfeeding installation (30, 40)according to claims 1 to 4, wherein at least one module comprises a gas detector and/or a fire detector.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 5, wherein at least one compressor is actuated mechanically by a vehicle motor (47).
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 6, wherein the interconnection module (36) comprises:- a mobile distribution unit (36A) for distributing gas from a gas network at a first pressure to several modules (31, à 35, 37) by means of an interface; and- a mobile collection unit (36B) for collecting the gas from each said module at a second interface.
- Backfeeding installation (30, 40)according to claims 1 to 7, wherein the automaton is configured to control the operation of a plurality of compressors as a function of the compression capacity of the operational compressors.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 8, which also comprises at least one recycling circuit (27, 28) equipped with a valve (28), configured to expand the gas exiting from a compressor and inject it upstream from or at the inlet of said compressor when at least one compressor is put into operation, the automaton being configured to control the operation of the valve of the recycling circuit as a function of the compression capacity of the operational compressors that are put into operation jointly.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claim 1 to 9, which comprises a means for valve-control in series downstream from at least one compressor.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 10, which comprises a discharge device in series, downstream from at least one compressor.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claim 1 to 11, which comprises a system for storing gas in bottles, and a means for sampling the gas at different times, for example using pneumatic valves.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 12, which comprises a fire control unit, with detector and extinguisher, and a means for detecting gas.
- Backfeeding installation (30, 40) according to claims 1 to 13, which comprises an electrical cabinet isolated from each compressor by a wall comprising sealed bulkhead fittings.
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