KR20180006393A - 압축기 시스템 가압을 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
제1 단부에서 하류측 압축기 시스템(3)에 그리고 제2 단부에서 적어도 상류측 압축기 시스템(2)의 하나의 추출 구역 또는 분기 구역(tie-out region)에 연결되는 추출 라인(bleeding line)(5)을 사용함에 의해, 상류측 압축기 시스템(2)에 작동적으로 연결되는 하류측 압축기 시스템(3)을 가압하는 방법이 제공된다.
Description
본 명세서에 개시되는 대상의 실시예들은, 직렬의 적어도 2개의 압축기 시스템을 포함하는 설비의 가압을 위한 방법 및 장치에 대응한다.
가압 설비의 분야에서, 예를 들어 높은 최종 압력에 도달되어야만 할 때, 직렬의 제1 및 제2 압축기 시스템을 두는 것이 통상적이다.
용어 "압축기 시스템"은, 일반적으로, 가스 터빈 및/또는 증기 터빈 및/또는 속도 가변형 전기 모터 및/또는 속도 고정형 모터에 의해 구동되는, 단일 압축기, 예를 들어 단일 스테이지 또는 복수 스테이지 (바람직하게 원심형) 압축기, 및 복수의 압축기 양자 모두를 의미하고; 전형적으로, 압축기 시스템 내의 상기 압축기들(단일 또는 복수 스테이지)에 더하여, 예를 들어, 흡입/방출 격리 밸브들, (바람직하게 격리 밸브들과 평행한) 흡입/방출 가압 밸브들, 스로틀 밸브, 흡입 스크러버(suction scrubber), 원심형 압축기, 후단 냉각기, 서지 방지 밸브(anti-surge valve), 흡입/방출 체크 밸브, 폐색 방지 밸브(anti-choke valve), 고온 가스 바이패스 밸브, (서지 방지 밸브와 평행한) 저온 가스 바이패스 밸브, 블로우 다운 밸브(blow down valve), 배기 밸브, 이완 밸브와 같은, 다른 구성요소들이 또한 일반적으로 제공된다.
바람직하게, 본 설명에서, 상류측 압축기 시스템은, 복수 스테이지 압축기(예를 들어, 저-중간 압력 또는 저-중간-고 압력)이며 그리고 하류측 압축기 시스템은, 단일 스테이지 압축기(예를 들어, 높은 압력 또는 매우 높은 압력)이다.
전형적으로, 2개의 압축기 시스템은 각각, 전용 구동기에 의해 작동되는 것이며: 예를 들어, 상류측 압축기 시스템은 터빈에 의해 작동되는 가운데, 하류측 압축기 시스템은 전기 모터 또는 가스 터빈에 의해 작동되고; 다른 작동 수단이, 상이한 경우들에서, 본 설명으로부터 벗어남 없이 제공될 수 있다.
2개의 압축기 시스템은, 배관에 의해 연결되며, 배관에는 2개의 밸브, 즉 격리 밸브와 가압 밸브가 병렬로 제공된다.
설비가 운전 중일 때 제1 밸브가 사용되는 가운데, 제2 밸브는, 단지 하류측 압축기 시스템의 가압을 위해서만 작용한다.
실제로, 설비가 운전 중일 때, 문제점이 하류측 압축기 시스템에서 발생하는 경우, 하류측 압축기 시스템을 정지 상태로 만들도록 (예를 들어 대기압에 거의 근접한 값까지) 하류측 압축기 시스템을 감압하는 것이 필요할 것이다.
일부 경우에, 이러한 작동은, 상류측 압축기 시스템이, 부분 또는 완전 재순환 모드에서 작동하는, 운전 상태를 유지하는 가운데, 하류측 압축기 시스템을 적당하게 배기함에 의해 달성된다.
따라서, 상류측 압축기 시스템이 작동 중이며 그리고 상류측 압축기 시스템이 통상적으로 "작동 모드에서의 방출 압력"보다 낮은 "재순환 모드에서(또는 루프 모드에서)의 방출 압력"으로 가스를 압축하는 가운데, 하류측 압축기 시스템은 예를 들어 대략 대기압과 동등한 더 낮은 압력에 놓이는 상태를 초래한다.
전체 설비가 재기동되어야만 할 때, 우선 하류측 압축기 시스템을 다시 가압하는 것이 필요하다.
이는 일반적으로, 2개의 압축기 시스템을 연결하는 배관 상의 상기 가압 밸브를 개방함에 의해 달성되며; 그러나 가압 밸브의 개방은, 줄-톰슨 효과로 인한 관련 온도 강하를 동반하는 가스의 실질적으로 등엔탈피 팽창으로 이어진다.
높은 분자량을 구비하는 가스의 경우, 줄-톰슨 효과는 특히 중요하며 그리고 이는 하류측 압축기 시스템에서의 상당한 온도 강하로 이어진다.
예를 들어, "원유 및 가스" 분야에서, 그러한 설비들은, 가스정들(gas wells) 또는 유사한 것에 가스 주입을 실행하기 위해, 메탄 및 다른 탄화수소들이 풍부한 가스 혼합물을 250 bar보다 더 높은 압력까지 압축하는데 사용되며; 특히, 가스가, 가스 조성에 의존하여, 28 내지 44 Kmol/Kg 사이에 포함되는 값과 동등하거나 그보다 더 높을 때, (비-제한적인 예로서) 가스가 비교적 높은 분자량을 갖는 것으로 간주될 수 있고; 이러한 범위의 분자량이 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는 대신, 단지 본 발명에 의해 달성되는 이점이 더욱 강하게 느껴지는 범위에 대한 표시로서 의도된다는 것이, 강조되어야만 한다.
이러한 경우들에서, 가압 밸브에 의한 하류측 압축기 시스템의 가압 도중에, 가압 밸브에서의 압력 강하가 매우 높고; 예를 들어, 상류측 압축기 시스템이 저/중간 압력 복수 스테이지 압축기 시스템인 경우, 그러한 압력 강하는 약 250 bar에 달할 수 있으며; 상류측 압축기 시스템이 저/중간/고 압력 복수 스테이지 압축기 시스템인 경우, 이러한 값을 초과하게 된다.
그러한 가설 하에서, 줄-톰슨 효과는, 가스 내의 그리고 그에 따라 하류측 압축기 시스템 내의 온도 강하로 이어져, 하류측 압축기 시스템을 매우 낮은 온도로 가져가도록 하고; 최소 온도가 최소 장비 설계 온도 아래로 강하하면, 기계적 무결성 문제의 위험이 발생될 수 있을 것이다.
특히 첨부된 도 1을 참조하면, 줄-톰슨 효과는, 가스의 유형에 그리고 팽창 이전의 가스의 온도 및 압력에 의존하고; 줄-톰슨 효과는, 격리된 상태로 유지됨에 따라 열이 주변 환경과 교환되지 않도록 하는 가운데, 가스가 밸브를 통과하도록 압박될 때, 가스의 온도 변화를 설명한다.
실험적으로 다음과 같이 계산된다:
여기서:
T1는, 밸브의 하류에서 측정될 수 있는, 밸브 출구에서의 온도이다. 예를 들어, 밸브 출구와 압축기 입구 사이의 배관 내에서.
T2는, 밸브의 상류에서 측정될 수 있는, 밸브 입구에서의 온도이다. 예를 들어, 밸브 입구와 압축기 출구 사이의 배관 내에서.
p1는, 밸브의 하류에서 측정될 수 있는, 밸브 출구에서의 압력이다. 예를 들어, 밸브 출구와 압축기 입구 사이의 배관 내에서.
p2는, 밸브의 상류에서 측정될 수 있는, 밸브 입구에서의 압력이다. 예를 들어, 밸브 입구와 압축기 출구 사이의 배관 내에서.
ΔP는, 전용 압력 강하 디바이스들에 의해 측정될 수 있는, 밸브를 가로지르는 압력 강하이다.
μJT는, 줄-톰슨 계수이며; 이러한 값은 측정되지 않는 대신 계산된다.
줄-톰슨 계수는, 프로세스가 등엔탈피인 것을 고려하면, 아래와 같아진다:
방정식은, 미분 형식(differential format)으로 표현될 수 있다:
이상의 방정식들은, 줄-톰슨 계수가 영(0)보다 더 큰 경우에, 압력 강하가 더 높으면, 온도 강하가 더 높다는 것을 보여준다.
예로서, (가압 밸브의 하류와 상류에서의) 250 bar의 압력 변화 및 상류측 압축기 시스템으로부터의 약 100℃의 배출 가스 온도, 약 39 Kmol/kg의 분자량을 갖는 가스를 고려하면, 하류측 압축기 시스템은 약 -54℃의 온도를 갖는다.
줄-톰슨 효과는 압력 강하에 직접적으로 비례하기 때문에, 종래기술에서는, 하류측 압축기 시스템 내의 온도 강하(줄-톰슨 계수가 영(0)보다 더 클 때의 압력 강하의 결과)를 감소시키기 위해, 상류측 압축기 시스템의 운반 압력이 감소된다.
이는, 부분적으로 또는 전체적으로, 상류측 압축기 시스템을 배기함에 의해, 상류측 압축기 시스템의 운반 압력을 감소시킴에 의해, 그에 따라 가압 밸브에서의 압력 강하를 감소시킴에 의해, 그리고 그에 따라, 마지막으로, 가스의 그리고 그에 따라 하류측 압축기 시스템의 온도 감소를 완화함에 의해, 달성된다.
비록 원칙적으로, 이러한 가압 방법은 기능적이만, 몇 가지 결점을 갖는다.
첫째로, 상류측 압축기 시스템의 운반 압력을 감소시킨 이후에, 운반 압력은 다시 작용 압력으로 되어야만 하며, 이는 시간을 소모하며 그리고 약간의 부가적 에너지를 요구하기 때문에, 생산 손실이 발생한다.
둘째로, 일부 경우에, 상류측 압축기 시스템은, 추가의 시간 및 에너지 낭비 그리고 감소된 생산을 동반하는 가운데, 완전히 재기동되어야만 하는 경우가 발생한다.
셋째로, 가스 방출로 인한, 환경적 충격들이, 불이익으로 이어질 수 있다.
따라서, 압축기 시스템 가압을 위한 줄-톰슨 효과 완화를 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 일반적인 필요성이 존재한다.
중요한 개념이, 상류측 압축기 시스템 유체 자체의 운반 압력보다 더 낮은 압력을 구비하는 상류측 압축기 시스템으로부터의 유체의 적어도 하나의 추기(bleeding)에 의해 달성되는, 하류측 압축기 시스템 내에 공급되는 유체의 압력의 (단계적인) 불연속적 증가에 의해, 하류측 압축기 시스템 내의 유체의 압력을 증가시키는 것이다.
따라서, 줄-톰슨 효과를 초래하는 가스의 엔탈피 변화가, 복수의 엔탈피 변화로 분할된다.
이는, 각각의 가압 단계에서, 압력 및 결과적인 에너지 균형 변화가 각 단계에서의 온도의 차이를 완화하여, 설비가 더 낮은 온도 강하를 경험하기 때문에, 종래기술 결점들이 극복되는 것을 허용한다.
그에 따라, 유리하게 높은 압력에서 고 분자량 가스를 사용하여 가압 밸브의 출구에서의 임계적인 낮은 온도를 회피하는 것이 가능하기 때문에, 종래기술 결점들은, 극복된다.
더불어, 기체 밀도 및 결과적으로 흡수되는 토크를 감소시킴으로써 하류측 압축기 시스템의 압축기 기동(startup)을 개선하는 것이, 압축기 시스템들 및 장비를 위한 재료 선택에서의 제약 감소를 구비하는 것이, 연소되고 배기되는 가스의 잠재적인 절약으로 인해 가스 방출을 감소시키는 것이, 그리고 생산에 대한 공정 손실 위험을 완화하는 것이, 가능하다.
본 명세서에 개시되는 대상의 제1 실시예는, 제1 단부에서 하류측 압축기 시스템에 그리고 제2 단부에서 적어도 상류측 압축기 시스템의 하나의 추출(bleeding)(또는 분기(tie-out)) 구역에 연결되는 배관을 사용함에 의해, 상류측 압축기 시스템에 작동적으로 연결되는 하류측 압축기 시스템을 가압하는 방법에 대응한다.
본 명세서에 개시되는 대상의 제2 실시예는, 순차적으로 메인 헤더를 포함하는 상류측 압축기 시스템, 상류측 압축기 시스템의 메인 헤더에 작동적으로 연결되는 공급 배관을 포함하는 하류측 압축기 시스템을 포함하고, 2개의 압축기 시스템은, 작동 유체를 증가하는 압력들에서 압축하도록 의도되는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치로서,
상기 장치는, 적어도 하나의 제1 추출 배관 및 추출 밸브를 포함하는, 적어도 하나의 추출 라인을 포함하고,
상기 추출 라인은,
- 상류측 압축기 시스템의 제1 추출 구역으로서, 그러한 제1 추출 구역 내에서, 유체는 상류측 압축기 시스템의 메인 헤더 내의 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓이는 것인, 제1 추출 구역에,
- 하류측 압축기 시스템의 상기 공급 배관에
연결되는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치에 대응한다.
더욱 일반적으로, "추출 구역"이, 그 내부에서 유체 압력이 상류측 압축기 시스템의 메인 헤더 내의 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓이는, 상류측 압축기 시스템의 임의의 구역, 영역, 또는 부분으로 고려될 수 있고; 일부 특정의 (이에 국한되는 것은 아니지만) 경우들에서, 그러한 추출 구역은, 상류측 압축기 시스템의 압축기 스테이지이다.
여기에 통합되며 그리고 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은, 본 발명의 대표적인 실시예들을 예시하며 그리고, 상세한 설명과 함께, 이러한 실시예들을 설명한다.
도 1은, 상이한 가스들에 대한 온도 변화에 관한 줄-톰슨 계수 변화 다이어그램을 도시하고;
도 2는, 본 명세서에 개시되는 대상의 제1 실시예를 도시하며;
도 3은, 본 명세서에 개시되는 대상의 다른 실시예를 도시한다.
도 1은, 상이한 가스들에 대한 온도 변화에 관한 줄-톰슨 계수 변화 다이어그램을 도시하고;
도 2는, 본 명세서에 개시되는 대상의 제1 실시예를 도시하며;
도 3은, 본 명세서에 개시되는 대상의 다른 실시예를 도시한다.
대표적인 실시예들에 대한 뒤따르는 설명은, 첨부 도면들을 참조한다.
뒤따르는 설명은, 본 발명을 제한하지 않는다. 대신에, 본 발명의 범위는 첨부 특허청구범위에 의해 한정된다.
"일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 명세서 전체에 걸친 참조는, 실시예와 연관되어 설명되는 특정 특징, 구조, 또는 특성이, 개시된 대상의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전체에 걸친 여러 개소들에서의 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 문구들의 출현은, 반드시 동일한 실시예를 참조하는 것은 아니다. 나아가, 특정 특정적 구성들, 구조들 또는 특성들이, 하나 이상의 실시예에서 임의의 적당한 방식으로 조합될 수 있을 것이다.
도 2 및 도 3의 장치들(1 및 10)을 설명하기 이전에, 비록 본 명세서에 설명되는 방법의 원리를 이해하기 위해 도 2 또는 도 3을 참조할 수 있지만, 실행된 방법을 설명하는 것이 더 양호할 수 있을 것이다.
하나의 주된 실시예에서, 방법은, 제1 단부에서 하류측 압축기 시스템에 그리고 제2 단부에서 적어도 상류측 압축기 시스템(2)의 하나의 추출 구역(바람직하게, 이에 국한되는 것은 아니지만, 압축기 스테이지) 또는 분기 구역에 연결되는 추출 라인(5)을 사용함에 의해, 상류측 압축기 시스템(2)에 작동적으로 연결되는 하나의 하류측 압축기 시스템(3)을 가압하는 것에 맞춰진다.
이러한 가압은, 상류측 압축기 시스템이 운전 상태를 유지하는 가운데, 하류측 압축기 시스템이, 어떤 이유로, 감압되었을 때, 발생한다.
상류측 압축기 시스템은 바람직하게, 작동 또는 "표준" 모드, 또는 완전 또는 부분 재순환 모드 양자 모두에서, 운전 상태를 유지한다는 것을 알아야만 한다.
이러한 후자의 경우들에서, 상류측 압축기 시스템의 메인 헤더로부터 나오는 유체의 전부 또는 일부가, 다시 상류측 압축기 시스템의 입구로 재순환된다.
이러한 경우(완전 또는 부분 재순환 모드)에, "재순환 모드에서의 (또는 "루프 모드에서의") 방출 압력"은 일반적으로, "작동 모드에서의 방출 압력"보다 낮다(양자 모두 상류측 압축기 시스템의 메인 헤더(21)에서 측정됨).
상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21)는, 하류측 압축기 시스템의 공급 배관(31)에 공급하고, 2개의 압축기 시스템(2, 3)은, 증가하는 압력들에서 작동 유체를 압축하도록 의도된다.
하류측 압축기 시스템(3) 내의 유체가 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓일 때, 하류측 압축기 시스템(3)의 가압 단계가 제공된다.
이상에 언급된 하류측 압축기 시스템 압력은 공급 배관(31) 내에서 측정되는 유체의 압력이며: (양자 모두의 압축기 시스템(2, 3)이 운전 중인) 정상 작동 상태에서, 메인 헤더(21) 내의 그리고 공급 배관(31) 내의 유체 압력들은, 실질적으로 동등한 가운데(임의의 차이는 헤더(21, 31) 내의 파이프들 및 부속품들의 압력 강하의 결과임), 하류측 압축기 시스템(3)이 작동하지 않고 있으며 그리고 (상류측 압축기 시스템(2)이 작동 중인 가운데) 운반 파이프(21) 내의 유체 압력보다 더 낮은 압력으로 감압되는 경우, 공급 배관(31) 내에서 측정되는 유체 압력이, 2개의 배관(21,31)을 연결하는 격리 밸브가 폐쇄된 상태로 유지된다는 사실 덕분에, 운반 배관(21) 내의 유체 압력보다 더 낮다는 것을, 알아야만 한다.
본 명세서에서 제공되는 교시에 따르면, 하류측 압축기 시스템(3)의 가압 단계는 적어도, 하류측 압축기 시스템(3)의 유체 압력보다 더 높은 압력을 구비하는 유체를 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에 공급함에 의해 발생하고, 가압 단계는 적어도 하나의 제1 추출 페이즈를 제공하며, 제1 추출 페이즈 도중에,
(a) 작동 상태의 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 제1 압력에서, 제1 유체를 상류측 압축기 시스템(2)으로부터 추출하는 것, 및
(b) 하류측 압축기 시스템(3) 내에서, 유체 압력이 제1 압력과 실질적으로 동등한 상태에 도달할 때까지, 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에 적어도 상기 유체를 공급하는 것
이 제공된다.
그러한 압력은, 임의의 밸브 압력 강하가 작을 것이라는 관점에서, "실질적으로" 동등하다.
다른 실시예에 따르면, 가압 단계는, 제1 추출 페이즈를 뒤따르는 복수의 추출 페이즈를 제공하고, 여기서 복수의 추출 페이즈 중의 각각의 추출 페이즈는,
(c) 상류측 압축기 시스템(2)으로부터, 바로 앞선 추출 페이즈에서의 유체의 압력으로부터 작동 상태의 상류측 압축기 시스템(2)의 운반 배관(21) 내의 유체의 압력까지의 범위의 개별적인 압력에서, 개별적인 유체를 추출하는 것,
(d) 하류측 압축기 시스템(3) 내에서, 유체 압력이 실제 추출 페이즈(임의의 발생하는 추출 밸브 압력 강하가 작음)에서의 유체의 개별적인 압력과 실질적으로 동등한 상태에 도달할 때까지, 하류측 압축기 시스템(3)에, 바람직하게 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에 적어도 상기 유체를 공급하는 것
을 제공한다.
이러한 방식으로, 하류측 압축기 시스템(3)의 단계적 가압이 일어나, 이상에 설명된 바와 같이, 줄-톰슨 효과로 인한 하류측 시스템(3) 내의 온도 강하를 감소시키도록 한다.
도 3을 참조하면, 상류측 압축기 시스템(2)이, 적어도, 서로 직렬의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 연속체로 제공될 때, 상기 추출은 바람직하게 적어도, 상기 압축기들의 연속체의 압축기들(201, 202, 203, 204) 중의 각각의 압축기의 운반 배관(211, 212, 213, 214)에서 실행된다.
온도 강하 제어에 관한 더욱 더 양호한 감소를 위해, 바람직하게, 상기 추출은, 상기 압축기들의 연속체의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 각 압축기의 각 운반 배관(211, 212, 213, 214)에서 실행되고, 이러한 방식으로 전체 압력 강하가 복수의 단계로 분할되며; 다른 실시예에서, 상기 추출은, (대안적으로 또는 각 운반 배관에서의 추출과 조합으로) 연속체의 제1 압축기(201) 이전의, 상류측 압축기 시스템의 흡입 배관에서 발생된다.
지금부터 도 2를 참조하면, 압축기 시스템 가압을 위한 장치(1)의 제1 실시예가 도시된다.
장치(1)는, 메인 헤더(21)를 포함하는 상류측 압축기 시스템(2), 및 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21)에 작동적으로 연결되는 공급 배관(31)을 포함하는 하류측 압축기 시스템(3)을 포함한다.
메인 헤더(21)와 공급 배관(31) 사이의 연결은 바람직하게, 당해 기술분야에 그 자체로 공지된 유형의, 적어도 하나의 격리 밸브(90)에 의해 이루어지고; 그러한 밸브(90)는, 메인 헤더(21)와 공급 배관(31) 사이에 제공된다.
2개의 압축기 시스템(2, 3)은, 증가하는 압력들에서 작동 유체를 압축하도록 의도되고, 예를 들어, 상류측 압축기 시스템(2)은, 주변 압력으로부터 저압 및 중간압까지 압축할 수 있으며, 그리고 하류측 압축기 시스템(3)은, 유체를 높은 고압으로 압축하도록 맞춰진다.
본 명세서에서 제공되는 교시에 따르면, 장치(1)는, 적어도 하나의 제1 추출 배관(54) 및 추출 밸브(62)를 포함하는, 적어도 하나의 추출 라인(5)을 더 포함한다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 추출 라인(5)은, 상류측 압축기 시스템(2)의 제1 추출 구역(바람직하게 압축기 스테이지)에 그리고 하류측 압축기 시스템(3)에, 바람직하게 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에, 작동적으로 연결된다.
바람직하게, 제1 추출 배관(54)은, 상류측 압축기 시스템(2)의 그러한 제1 추출 구역(바람직하게 압축기 스테이지)에 연결되며, 그리고 추출 밸브(62)는, 도 2의 예에 도시된 바와 같이, 배관(54)과 공급 배관(31) 사이에 위치하게 된다.
추출 밸브(62)는, 제어 밸브 또는 온/오프 밸브이다.
상류측 압축기 시스템(2)의 제1 추출 구역에서, 유체는, 정상적인 작동 상태(시스템들(2, 3)이 작동 중) 도중에, 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓인다.
이러한 관점에서, 도 2의 비-제한적인 예에서와 같이, 상류측 압축기 시스템(2)의 추출 구역은, 작동 유체가 그 내부에서 그러한 압력에 놓이는, 상기 시스템(2)의 임의의 구역(스테이지)일 수 있으며; 바람직하게 그러한 추출 구역은 압축기 스테이지에 대응한다.
이러한 방식으로, 어떤 유체 유동이, 상류측 압축기 시스템(2)으로부터 추출될 수 있으며 그리고, 이상에 설명된 바와 같이 줄-톰슨 효과로 인한 온도 강하를 감소시키도록, 하류측 압축기 시스템(3)의 압력을 정상 작동 값들까지 상승시키기 위해 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같은, 다른 예에서, 여기에서 참조 부호 '10'으로 지시되는 장치는, 상기 추출 라인(5)에 그리고 상류측 압축기 시스템(2)의 개별적인 중간 추출 구역(압축기 스테이지)에 작동적으로 연결되는, 복수의 부가적인 추출 배관(51, 52, 53, 54)을 더 포함한다.
다시, 각각의 개별적인 추출 구역(압축기 스테이지)에서, 유체는, 작동 상태에서, 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 그리고 다른 추출 구역의 압력과 상이한, 압력에서 추출된다.
주어진 예에서, 상류측 압축기 시스템(2)의 4개의 추출 구역이 제공되지만, 다른 실시예에서, 상이한 개수의 추출 구역 그리고 또한 추출 라인들의 상이한 분기 및 접속 위치가 제공될 수 있다(예를 들어, 추출 라인은 압축기 시스템(2) 흡입 라인에서 분기되며 그리고 압축기 시스템(3)의 방출 라인으로 접속됨).
바람직하게, 도 3의 예에서와 같이, 상류측 압축기 시스템(2)은, 서로 직렬의 압축기들(201, 202, 203, 204)(이 경우, 4개의 압축기)의 연속체를 포함한다.
상기 압축기들의 연속체의 각각의 압축기(201, 202, 203, 204)는, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)을 포함하며: 직렬로 놓이는, 상류측 압축기의 각 운반 배관은, 단계적으로 유체를 압축하도록, 하류측 압축기의 공급 배관에 작동적으로 연결된다.
본 명세서에 주어지는 교시에 따르면, 추출 배관들(51, 52, 53, 54) 중의 적어도 일부는, 각각, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)과 소통 상태에 놓인다.
바람직하게, 도시된 바와 같이, 모든 추출 배관(51, 52, 53, 54)이, 각각, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)과 소통 상태에 놓인다.
이러한 방식으로, 유체가 그 내부에서, 이상에 설명된 방법을 실행하기 위해, 장치의 정상 작동 상태에서의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 상이한 압력에 놓이는, 개별적인 추출 구역(압축기 스테이지)으로부터 유체를 추출할 가능성을 유지하는 가운데, 장치(10)의 전체적 복잡성을 감소시킬 수 있다.
바람직하게, 각 추출 배관(51, 52, 53, 54) 상에, 예를 들어 제어 밸브 또는 온/오프 밸브와 같은, 부가적인 밸브들이 제공될 수 있다.
Claims (8)
- 제1 단부에서 하류측 압축기 시스템(3)에 그리고 제2 단부에서 적어도 상류측 압축기 시스템(2)의 하나의 추출 구역 또는 분기 구역에 연결되는 추출 라인(5)을 사용함에 의해, 상류측 압축기 시스템(2)에 작동적으로 연결되는 하류측 압축기 시스템(3)을 가압하는 방법.
- 제 1항에 있어서,
상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21)가 하류측 압축기 시스템의 공급 배관(31)에 공급하고, 2개의 압축기 시스템(2,3)은 증가하는 압력들에서 작동 유체를 압축하도록 의도되는 경우에, 그리고 하류측 압축기 시스템(3) 내의 유체가 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21)에서의 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓일 때, 적어도, 하류측 압축기 시스템(3)에, 바람직하게 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에, 하류측 압축기 시스템(3)의 압력보다 더 높은 압력을 구비하는 유체를, 공급함에 의해, 하류측 압축기 시스템(3)의 가압 단계가 제공되는 경우에;
상기 가압 단계는, 적어도 하나의 제1 추출 페이즈를 제공하고, 제1 추출 페이즈 도중에:
(a) 작동 상태의 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 제1 압력에서, 상류측 압축기 시스템(2)으로부터 제1 유체를 추출하는 것; 및
(b) 하류측 압축기 시스템(3) 내에서, 유체 압력이, 임의의 밸브 압력 강하가 작은 가운데, 제1 압력과 실질적으로 동등한 상태에 도달할 때까지, 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에 적어도 상기 유체를 공급하는 것
이 제공되는 것인, 방법. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 가압 단계는, 상기 제1 추출 페이즈를 뒤따르는 복수의 추출 페이즈를 제공하고, 여기서 복수의 추출 페이즈 중의 각각의 추출 페이즈는:
(c) 상류측 압축기 시스템(2)으로부터, 바로 앞선 추출 페이즈에서의 유체의 압력으로부터 작동 상태의 상류측 압축기 시스템(2)의 운반 배관(21) 내의 유체의 압력까지의 범위의 개별적인 압력에서, 개별적인 유체를 추출하는 것;
(d) 하류측 압축기 시스템(3) 내에서, 유체 압력이, 임의의 추출 밸브 압력 강하가 작은 가운데, 실제 추출 페이즈에서의 유체의 개별적인 압력과 실질적으로 동등한 상태에 도달할 때까지, 하류측 압축기 시스템(3)에, 바람직하게 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에, 적어도 상기 유체를 공급하는 것
을 제공하는 것인, 방법. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상류측 압축기 시스템(2)은, 적어도, 서로 직렬의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 연속체에 의해 제공되고, 상기 추출은, 적어도, 상기 압축기들의 연속체의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 각 압축기의 운반 배관(211, 212, 213, 214)에서, 바람직하게 상기 압축기들의 연속체의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 각 압축기의 각 운반 배관(211, 212, 213, 214)에서, 실행되는 것인, 방법. - 압축기 시스템 가압을 위한 장치(1, 10)로서:
메인 헤더(21)를 포함하는 상류측 압축기 시스템(2);
상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21)에 작동적으로 연결되는 공급 배관(31)을 포함하는 하류측 압축기 시스템(3)
을 포함하고,
상기 2개의 압축기 시스템(2, 3)은, 증가하는 압력들에서 작동 유체를 압축하도록 의도되며;
상기 장치(1, 10)는, 적어도 하나의 제1 추출 배관(54) 및 추출 밸브(62)를 포함하는, 적어도 하나의 추출 라인(5)을 포함하고,
상기 추출 라인(5)은:
- 상류측 압축기 시스템(2)의 제1 추출 구역으로서, 그러한 제1 추출 구역 내에서, 유체는 상류측 압축기 시스템(2)의 메인 헤더(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 압력에 놓이는 것인, 제1 추출 구역에,
- 하류측 압축기 시스템(3), 바람직하게 하류측 압축기 시스템(3)의 공급 배관(31)에,
연결되는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 추출 라인(5)에 그리고 상류측 압축기 시스템(2)의 개별적인 중간 추출 구역에 작동적으로 연결되는 복수의 부가적 추출 배관(51, 52, 53, 54)을 더 포함하고, 개별적인 추출 구역 내에서, 유체는, 작동 상태에서, 상류측 압축기 시스템(2)의 운반 배관(21) 내의 유체의 압력보다 더 낮은 그리고 다른 추출 구역 내의 유체의 압력과 상이한, 압력에 놓이는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치. - 제 6항에 있어서,
상류측 압축기 시스템(2)은, 서로 직렬의 압축기들(201, 202, 203, 204)의 연속체를 포함하고, 상기 압축기들의 연속체의 각각의 압축기(201, 202, 203, 204)는, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)을 포함하며, 그리고 상기 추출 배관들(51, 52, 53, 54) 중의 적어도 일부는, 각각, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)과 소통 상태에 놓이는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치. - 제 6항에 있어서,
모든 추출 배관(51, 52, 53, 54)이, 각각, 개별적인 운반 배관(211, 212, 213, 214)과 소통 상태에 놓이는 것인, 압축기 시스템 가압을 위한 장치.
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