RU164131U1

RU164131U1 - BLOCK UNIT FOR HEATING AND REDUCING NATURAL GAS

Info

Publication number: RU164131U1
Application number: RU2016102937/06U
Authority: RU
Inventors: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Александр Васильевич Бураков; Ольга Егоровна Афанасьева
Original assignee: Леонид Григорьевич Кузнецов; Юрий Леонидович Кузнецов; Александр Васильевич Бураков; Ольга Егоровна Афанасьева
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-08-20

Abstract

1. Блочная установка заводского изготовления для подогрева и редуцирования природного газа магистральных газопроводов, включающая узел подогрева газа, узел редуцирования газа, узел подготовки газа на собственные нужды установки, систему управления и соединительные трубопроводы, отличающаяся тем, что все оборудование установки размещено в транспортабельных блок-контейнерах, при этом узел подогрева включает два параллельно подключенных взаиморезервирующих подогревателя газа и дополнительно содержит байпасный трубопровод с ручным краном, узел редуцирования включает две идентичных нитки редуцирования, каждая из которых содержит последовательно расположенные по ходу движения газа кран управляемый, регулирующий клапан, кран ручной, при этом узел редуцирования дополнительно содержит обводную ветку с ручным регулирующим краном и ручным краном, а также узел предохранительных клапанов, содержащих переключающее устройство и два предохранительных клапана с раздельным сбросом газа в атмосферу, а система управления включает два электрогенератора, один из которых работает на газовом топливе, а второй - на дизельном топливе.2. Блочная установка по п. 1, отличающаяся тем, что узел подготовки газа на собственные нужды содержит средства осушки импульсного газа, средства очистки топливного газа высокого давления, средства измерения расхода топливного газа, средства подогрева топливного газа перед редуцированием, средства редуцирования газа высокого давления и средства редуцирования газа низкого давления.3. Блочная установка по п. 1, отличающаяся тем, что все оборудование установки монтируется на едином фундаменте.1. A prefabricated block installation for heating and reducing natural gas of main gas pipelines, including a gas heating unit, a gas reduction unit, a gas treatment unit for the plant’s own needs, a control system and connecting pipelines, characterized in that all installation equipment is located in transportable unit containers, while the heating unit includes two parallel-connected inter-reservation gas heaters and additionally contains a bypass pipeline with manual control Anyway, the reduction unit includes two identical reduction threads, each of which contains a controllable control valve, a manual valve, a manual valve, sequentially located in the direction of gas flow, while the reduction unit additionally contains a bypass branch with a manual control valve and a manual valve, as well as safety valve assembly containing a switching device and two safety valves with separate discharge of gas into the atmosphere, and the control system includes two electric generators, one of which The gas-fueled, and the second - on diesel toplive.2. The block installation according to claim 1, characterized in that the gas preparation unit for own needs contains means for drying pulsed gas, means for purifying high pressure fuel gas, means for measuring fuel gas consumption, means for heating fuel gas before reduction, means for reducing high pressure gas, and means reduction of low pressure gas. 3. Block installation according to claim 1, characterized in that all the equipment of the installation is mounted on a single foundation.

Description

Настоящая полезная модель относится к области транспортировки природного газа по газопроводам и в частности к устройствам для обеспечения плавного заполнения больших участков газопровода после строительства или ремонтных работ природным газом с нормируемыми параметрами.This utility model relates to the field of transporting natural gas through gas pipelines and, in particular, to devices for smoothly filling large sections of a gas pipeline after construction or repair work with natural gas with standardized parameters.

В частности настоящая полезная модель может быть использована для подготовки природного газа, а именно подогрева и редуцирования природного газа до требуемых параметров с целью обеспечения плавного заполнения подводного морского участка магистрального газопровода до необходимого давления.In particular, the present utility model can be used to prepare natural gas, namely, heating and reducing natural gas to the required parameters in order to ensure smooth filling of the underwater section of the main gas pipeline to the required pressure.

Известны различные установки подготовки (очистки, подогрева) и понижения давления природного газа, отбираемого из магистральных газопроводов до необходимого уровня при снабжении газом потребителей промышленных объектов.There are various installations for the preparation (purification, heating) and pressure reduction of natural gas taken from gas pipelines to the required level when supplying gas to consumers of industrial facilities.

Известен блок подготовки топливного, пускового и импульсного газа компрессорной станции магистрального газопровода, содержащий систему фильтрации и редуцирования природного газа, подаваемого в качестве топливного газа в газотурбинный привод газоперекачивающего агрегата (ГПА), систему подготовки пускового газа для раскрутки турбины ГПА и систему подготовки импульсного газа для пневмоприводов запорно-регулирующей арматуры компрессорной станции, при этом в качестве импульсного газа используют сжатый воздух, а система подготовки импульсного газа включает последовательно установленные воздушный компрессор, блок осушки и очистки воздуха и ресивер (патент РФ №71403, МПК F17D 1/065, публ. 2008 г).A known unit for the preparation of fuel, start-up and pulsed gas of a compressor station of a main gas pipeline containing a system for filtering and reducing natural gas supplied as fuel gas to a gas turbine drive of a gas pumping unit (GPU), a start-up gas preparation system for developing a gas turbine turbine and a pulse gas preparation system for pneumatic actuators of shut-off and control valves of the compressor station, while compressed air is used as pulse gas, and the impu gas gas includes a sequentially installed air compressor, an air drying and purification unit, and a receiver (RF patent No. 71403, IPC F17D 1/065, publ. 2008).

Известна установка подготовки газа, содержащая комплекс устройств, предназначенных для очистки природного газа, для измерения расхода газа, для подогрева газа, для редуцирования газа, для подготовки газа на собственные нужды установки, для подготовки импульсного газа, а также системы управления, освещения, теплоснабжения, вентиляции, пожарообнаружения и контроля загазованности, охранной сигнализации, связи, при этом все устройства и системы установки размещены в транспортабельных блок-контейнерах, установленных на едином фундаменте и образующих при сборке единое сооружение (патент РФ №88099, МПК F17D 1/04, публ. 2009 г).A known installation of gas preparation, containing a set of devices designed to purify natural gas, to measure gas flow, to heat gas, to reduce gas, to prepare gas for the plant’s own needs, to prepare pulsed gas, as well as a control system, lighting, heat supply, ventilation, fire detection and gas control, burglar alarms, communications, while all devices and installation systems are located in transportable block containers installed on a single foundation and forming a single structure during assembly (RF patent No. 88099, IPC F17D 1/04, publ. 2009).

Известные установки не могут быть использованы для подготовки природного газа, подаваемого для заполнения подводного морского участка магистрального газопровода, поскольку специфика процесса заполнения морского участка требует обязательного обеспечения следующих функций:Known plants cannot be used for the preparation of natural gas supplied to fill the underwater offshore section of the main gas pipeline, since the specifics of the offshore filling process require the following functions to be provided:

- для предотвращения негативного воздействия на стенки трубопровода находящегося под внешним давлением воды, при подаче в газопровод газа, давление должно подниматься плавно со скоростью не выше 0,025 МПа/час (для предотвращения возникновения нерасчетных напряжений в стенке трубопровода);- to prevent negative effects on the walls of the pipeline of water under external pressure, when gas is supplied to the gas pipeline, the pressure should rise smoothly at a speed of no higher than 0.025 MPa / h (to prevent the occurrence of non-calculated stresses in the pipeline wall);

- для исключения возможности выпадения в трубопроводе конденсата воды и углеводородов, температура газа должна быть выше температуры точки росы по влаге и углеводородам с учетом снижения температуры при редуцировании;- to exclude the possibility of condensation of water and hydrocarbons in the pipeline, the gas temperature should be higher than the dew point temperature for moisture and hydrocarbons, taking into account the temperature reduction during reduction;

- для исключения воздействия высоких температур на стенку трубопровода, а также для предотвращения напряжений в конструкциях вследствие линейного расширения (удлинения) трубопровода при повышении температуры, температура газа не должна превышать нормированную рабочую температуру стенки морского участка газопровода;- to exclude the effect of high temperatures on the wall of the pipeline, as well as to prevent stresses in structures due to linear expansion (elongation) of the pipeline with increasing temperature, the gas temperature should not exceed the normalized operating temperature of the wall of the offshore section of the gas pipeline;

- учитывая большой объем морского участка трубопровода, пропускная способность установки должна быть не менее 100-150 тыс. нм³/час, мощность подогрева при этом должна быть не менее 2,5 МВт, при этом должно быть обеспечено 100% резервирование по пропускной способности и 70% запас по тепловой мощности (в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-230-2008);- given the large volume of the offshore section of the pipeline, the throughput of the installation should be at least 100-150 thousand nm ³ / h, the heating power should be at least 2.5 MW, while 100% redundancy in throughput should be provided and 70% reserve for thermal power (in accordance with STO Gazprom 2-3.5-230-2008);

- узел редуцирования должен обеспечивать возможность изменения давления на выходе от 0 до рабочего в процессе работы, для чего должен быть построенным по схеме: управляемый кран, регулирующий клапан, кран ручной, а также содержать узел предохранительных клапанов (в соответствии с 6.3.3 СТО Газпром 2-3.5-230-2008);- the reduction unit should provide the possibility of changing the outlet pressure from 0 to the worker during operation, for which it should be constructed according to the scheme: a controlled valve, a control valve, a manual valve, and also contain a safety valve assembly (in accordance with 6.3.3 STO Gazprom 2-3.5-230-2008);

- учитывая необходимость работы газопровода в период строительства, установка должна быть автономной, по возможности, использовать для работы управления имеющийся природный газ из газопровода, и при этом иметь не менее двух независимых источников питания.- taking into account the need for the gas pipeline to work during the construction period, the installation should be autonomous, if possible, should use the available natural gas from the gas pipeline for management, and at the same time have at least two independent power sources.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание автономной компактной блочной установки, обеспечивающей подогрев и редуцирование природного газа до требуемых параметров перед подачей его в подводный морской участок магистрального газопровода, характеризующейся высокой мобильностью, простотой и быстротой монтажа по месту размещения установки, надежностью и безопасностью ее транспортировки и эксплуатации.The objective of the proposed utility model is to create an autonomous compact block installation that provides heating and reduction of natural gas to the required parameters before feeding it into the underwater section of the main gas pipeline, characterized by high mobility, simplicity and speed of installation at the installation location, reliability and safety of its transportation and operation .

Технический результат - снижение стоимости и сроков строительства объектов газовой инфраструктуры, необходимой для морского участка магистрального газопровода. Предложенное техническое решение позволяет быстро монтировать установку в заводском исполнении непосредственно на месте строительства, а также обеспечивать плавное заполнение подводного морского участка магистрального газопровода до необходимого давления.The technical result is a reduction in the cost and construction time of gas infrastructure facilities necessary for the offshore section of the main gas pipeline. The proposed technical solution allows you to quickly mount a factory-made installation directly at the construction site, as well as to ensure smooth filling of the underwater offshore section of the main gas pipeline to the required pressure.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Блочная установка заводского изготовления для подогрева и редуцирования природного газа магистральных газопроводов включает узел подогрева газа, узел редуцирования газа, узел подготовки газа на собственные нужды установки, систему управления и соединительные трубопроводы, при этом все оборудование установки размещено в транспортабельных блок-контейнерах. Узел подогрева газа включает два параллельно подключенных взаиморезервирующих подогревателя газа и дополнительно содержит байпасный трубопровод с ручным краном, узел редуцирования включает две идентичных нитки редуцирования, каждая из которых содержит последовательно расположенные по ходу движения газа кран управляемый, регулирующий клапан, кран ручной, при этом узел редуцирования дополнительно содержит обводную ветку с ручным регулирующим краном и ручным краном, а также узел предохранительных клапанов, содержащих переключающее устройство и два предохранительных клапана с раздельным сбросом газа в атмосферу, а система управления включает два электрогенератора, один из которых работает на газовом топливе, а второй - на дизельном топливе.A prefabricated block installation for heating and reducing natural gas of main gas pipelines includes a gas heating unit, a gas reduction unit, a gas treatment unit for the unit's own needs, a control system and connecting pipelines, while all the equipment of the installation is located in transportable block containers. The gas heating unit includes two parallel-connected mutually reserved gas heaters and additionally contains a bypass pipeline with a manual valve, the reduction unit includes two identical reduction threads, each of which contains a controllable, control valve, a manual valve, sequentially located along the gas direction, and a reduction valve additionally contains a bypass branch with a manual control valve and a manual valve, as well as a safety valve assembly containing a switching construction and two safety valves with separate discharge of gas into the atmosphere, and the control system includes two electric generators, one of which runs on gas fuel, and the second on diesel fuel.

Узел подготовки газа на собственные нужды содержит средства осушки импульсного газа, средства очистки топливного газа высокого давления, средства измерения расхода топливного газа, средства подогрева топливного газа перед редуцированием, средства редуцирования газа высокого давления и средства редуцирования газа низкого давления.The gas preparation unit for own needs contains means for drying pulsed gas, means for purifying high pressure fuel gas, means for measuring fuel gas consumption, means for heating fuel gas before reduction, means for reducing high pressure gas, and means for reducing low pressure gas.

Все оборудование установки монтируется на едином фундаменте.All equipment of the installation is mounted on a single foundation.

На фиг. 1 представлена схема блочной установки для подогрева и редуцирования природного газа магистральных газопроводов, на фиг. 2 представлена схему узла подготовки газа на собственные нужды установки, на фиг. 3 представлена блочная установка для подогрева и редуцирования природного газа на общем фундаменте.In FIG. 1 is a diagram of a block installation for heating and reducing natural gas of gas pipelines; FIG. 2 is a diagram of a gas preparation unit for the plant’s own needs; FIG. Figure 3 shows a block installation for heating and reducing natural gas on a common foundation.

Блочная установка для подогрева и редуцирования газа включает узел подогрева газа 1, узел редуцирования газа 2, узел подготовки газа на собственные нужды 3, систему управления 4, соединительные газопроводы 5, электрогенератор газовый 6, электрогенератор дизельный 7. Все системы и узлы размещены в транспортабельных контейнерах 8.A block installation for heating and reducing gas includes a gas heating unit 1, a gas reduction unit 2, a gas preparation unit for own needs 3, a control system 4, connecting gas pipelines 5, a gas generator 6, a diesel generator 7. All systems and units are located in transportable containers 8.

Узел подогрева содержит два параллельно подключенных взаиморезервирующих подогревателя газа 9 с запорными кранами 10 и дополнительно содержит байпасный трубопровод с ручным краном 11.The heating unit contains two parallel-connected inter-reservation gas heaters 9 with shut-off valves 10 and additionally contains a bypass pipe with a manual valve 11.

Узел редуцирования газа 2 включает две идентичных нитки редуцирования, каждая из которых содержит последовательно расположенные по ходу движения газа кран управляемый 12, регулирующий клапан 13, кран ручной 14, и дополнительно содержит обводную ветку с ручным регулирующим краном 15 и ручным краном 16, а также узел предохранительных клапанов, содержащих переключающее устройство 17 и два предохранительных клапана 18 с раздельным сбросом газа в атмосферу.The gas reduction unit 2 includes two identical reduction threads, each of which contains a controlled valve 12, a control valve 13, a manual valve 14, sequentially located in the direction of gas movement, and further comprises a bypass branch with a manual control valve 15 and a manual valve 16, as well as a unit safety valves containing a switching device 17 and two safety valves 18 with separate discharge of gas into the atmosphere.

Узел подготовки газа на собственные нужды установки (фиг. 2) содержит средства осушки импульсного газа - фильтры импульсного газа 19, средства очистки топливного газа высокого давления - фильтры-сепараторы топливного газа 20, средства измерения расхода топливного газа - расходомер 21, средства подогрева топливного газа перед редуцированием - электрический подогреватель газа 22, средства редуцирования газа высокого давления - регуляторы давления 23 и средства редуцирования газа низкого давления - регуляторы давления 24. Все оборудование, обеспечивающее подготовку газа имеет 100% резерв, и отсечную арматуру, обеспечивающую переключения между основным и резервным оборудованием.The gas preparation unit for the plant’s own needs (Fig. 2) contains means for drying pulsed gas — pulse gas filters 19, means for purifying high pressure fuel gas — fuel gas separators 20, means for measuring fuel gas consumption — a flow meter 21, and means for heating fuel gas before reduction - an electric gas heater 22, high pressure gas reduction means - pressure regulators 23 and low pressure gas reduction means - pressure regulators 24. All equipment provided ivayuschee preparation has 100% gas reserve, and the shut-off valve, providing switching between the main and standby equipment.

Все оборудование узла подогрева и редуцирования природного газа (фиг. 3) монтируется на едином фундаменте 25.All equipment of the heating and reduction unit of natural gas (Fig. 3) is mounted on a single foundation 25.

Работает блочная установка для подогрева и редуцирования газа следующим образом.Works block installation for heating and gas reduction as follows.

Блочную установку привозят на строительную площадку в транспортабельных контейнерах (см. фиг. 1 и 3), монтируют на едином основании 25, соединяют между собой трубопроводами 5, после чего установка готова к работе.The block installation is brought to the construction site in transportable containers (see Figs. 1 and 3), mounted on a single base 25, connected by pipelines 5, after which the installation is ready for operation.

Газ высокого давления из магистрального газопровода поступает в установку для подогрева и редуцирования газа (фиг. 1), при этом основной поток газа поступает в узел подогрева 1, где подогревается до необходимой температуры в одном из подогревателей 9, а часть газа из газопровода поступает в узел подготовки газа на собственные нужды 3, где газ подготавливается для использования в качестве топлива для подогревателей 9 и электрогенератора 6. В узле подогрева газа 1 предусмотрены запорные краны 10 для отключения рабочего и включения в работу резервного подогревателя 9, а также имеется байпасный трубопровод с ручным краном 11, для обеспечения возможности подачи газа в обход узла подогрева, когда подогрев не требуется.High pressure gas from the main gas pipeline enters the installation for heating and gas reduction (Fig. 1), while the main gas stream enters the heating unit 1, where it is heated to the required temperature in one of the heaters 9, and part of the gas from the gas pipeline enters the unit gas preparation for own needs 3, where gas is prepared for use as fuel for heaters 9 and an electric generator 6. In the gas heating unit 1, shut-off valves 10 are provided to turn off the worker and turn on the cutter vnogo heater 9 and has a bypass line with a manual cock 11, to provide gas flow bypassing possible heating unit when the heating is required.

Газ после узла подогрева поступает в узел редуцирования газа 2, в котором происходит снижение давления от входного давления до требуемого давления в соответствии с рабочим режимом. Для редуцирования в одной из взаиморезервирующих веток открываются краны управляемый 12 и 14, а регулирующий клапан 13 по сигналам от системы управления 4 обеспечивает плавное повышение давление в выходном газопроводе. При выходе из строя регулирующего клапана происходит переключение рабочей и резервной ниток редуцирования, на резервной нитке открываются краны 12 и 14, а на рабочей закрываются. Также редуцирование газа возможно производить вручную при помощи кранов 15 и 16. При повышении выходного давления выше расчетного более чем на 15% произойдет срабатывание одного из предохранительных клапанов 18 и сброс избыточного давления в атмосферу. Клапаны 18 также имеют резерв, вводимый в работу с помощью переключающего устройства 17.The gas after the heating unit enters the gas reducing unit 2, in which the pressure decreases from the inlet pressure to the required pressure in accordance with the operating mode. For reduction, in one of the mutually reserving branches open valves 12 and 14, and the control valve 13, based on signals from the control system 4, provides a smooth increase in pressure in the outlet gas pipeline. When the control valve fails, the working and backup reduction threads switch, the cranes 12 and 14 open on the backup thread, and close on the working thread. It is also possible to carry out gas reduction manually using taps 15 and 16. When the output pressure rises above the design pressure by more than 15%, one of the safety valves 18 will operate and excess pressure will be released into the atmosphere. The valves 18 also have a reserve introduced into operation by means of a switching device 17.

Газ, поступивший в узел подготовки газа на собственные нужды установки (см. фиг. 2) проходит очистку в фильтрах фильтрах-сепараторах 20, затем проходит измерение расхода в расходомере 21, затем часть газа осушается в фильтрах импульсного газа 19, а остальной газ направляется на подогрев в подогревателе 22, а затем в узел редуцирования высокого давления, где его давление снижается до значения 0,6 МПа (предусмотрено для топливного газа подогревателей газа 9), после редуцирования част газа отбирается на узел редуцировании низкого давления, где его давление снижается до значения 0,05 МПа (предусмотрено для топливного газа газового электрогенератора 6). Импульсный газ используется в качестве привода клапанов 12 узла редуцирования 2.The gas supplied to the gas preparation unit for the plant’s own needs (see Fig. 2) is cleaned in filters with separator filters 20, then it measures the flow rate in the flow meter 21, then part of the gas is dried in the pulse gas filters 19, and the rest of the gas is directed to heating in heater 22, and then to the high-pressure reduction unit, where its pressure drops to 0.6 MPa (provided for fuel gas of gas heaters 9), after reduction, a portion of the gas is taken to the low-pressure reduction unit, where yes the phenomenon is reduced to a value of 0.05 MPa (provided for fuel gas of a gas electric generator 6). Pulse gas is used as a valve actuator 12 of the reduction unit 2.

При работе установку для подогрева и редуцирования газа использует электроэнергию необходимую для работы системы управления 4 от электрогенератора 6, при этом предусмотрен дополнительный резервный электрогенератор 7 работающий на дизельном топливе, обеспечивающий работу установки на режимах при котором отсутствует газ.During operation, the installation for heating and reducing gas uses the electric energy necessary for operation of the control system 4 from the electric generator 6, while an additional backup electric generator 7 operating on diesel fuel is provided, which ensures the operation of the installation in modes in which there is no gas.

Настоящая полезная модель обеспечивает снижение стоимости и сроков ввода в строй объектов газовой промышленности, таких как морской участок газопровода, за счет использования блочного способа строительства, когда все блоки изготавливаются и испытываются на заводе-изготовителе, и быстро монтируются на месте эксплуатации, а также за счет автономности электроснабжения, обеспечивающей работу установки без строительства на объекте электростанций.This utility model provides a reduction in the cost and timing of commissioning of gas industry facilities, such as the offshore section of the gas pipeline, by using the block method of construction, when all the blocks are manufactured and tested at the factory, and are quickly mounted at the place of operation, as well as due to autonomy of power supply, ensuring the operation of the installation without construction at the facility of power plants.

Claims

1. A prefabricated block installation for heating and reducing natural gas of main gas pipelines, including a gas heating unit, a gas reduction unit, a gas treatment unit for the plant’s own needs, a control system and connecting pipelines, characterized in that all installation equipment is located in transportable unit containers, while the heating unit includes two parallel-connected inter-reservation gas heaters and additionally contains a bypass pipeline with manual control Anyway, the reduction unit includes two identical reduction threads, each of which contains a controllable control valve, a manual valve, a manual valve, sequentially located in the direction of gas flow, while the reduction unit additionally contains a bypass branch with a manual control valve and a manual valve, as well as safety valve assembly containing a switching device and two safety valves with separate discharge of gas into the atmosphere, and the control system includes two electric generators, one of which The gas-fueled, and the second - on the diesel fuel.

2. The unit installation according to claim 1, characterized in that the gas preparation unit for own needs contains means for drying pulsed gas, means for purifying high pressure fuel gas, means for measuring fuel gas consumption, means for heating fuel gas before reduction, means for reducing high pressure gas and low pressure gas reduction means.

3. Block installation according to claim 1, characterized in that all the equipment of the installation is mounted on a single foundation.