RU198343U1

RU198343U1 - MODULAR COMPRESSOR STATION

Info

Publication number: RU198343U1
Application number: RU2020112710U
Authority: RU
Inventors: Иван Викторович Болтышев; Василий Викторович Горшков; Сергей Николаевич Зимин; Наиль Джамильевич Хакимов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пензенский завод компрессорного машиностроения" (ОАО "Пензкомпрессормаш")
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-07-02

Abstract

(57) Полезная модель относится к области добычи и переработки газового конденсата, в частности к модульной станции, предназначенной для повышения давления газа в шлейфах газосборной сети газовых месторождений, находящихся в заключительной стадии разработки. Техническим результатом полезной модели является создание модульной компрессорной станции, перерабатывающей поступающий газ в промышленных масштабах с высоким уровнем надежности, при этом простой и удобной при эксплуатации и транспортировке и обладающей малым пятном застройки. Технический результат достигается при использовании модульной компрессорной станции, содержащей первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации, второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки, аппарат воздушного охлаждения, причем первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации и второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки соединены между собой посредством элементов разъемного соединения с образованием единого блока, на крыше которого установлен аппарат воздушного охлаждения. 1 з. п. ф-лы; 2 ил.(57) The utility model relates to the field of production and processing of gas condensate, in particular, to a modular station designed to increase the gas pressure in the loops of the gas gathering network of gas fields in the final stages of development. The technical result of the utility model is the creation of a modular compressor station that processes the incoming gas on an industrial scale with a high level of reliability, while simple and convenient in operation and transportation and with a small building patch. The technical result is achieved when using a modular compressor station containing the first module of the compressor unit and automation, the second separation module, high-voltage equipment and a diesel generator set, an air cooler, the first compressor unit and automation module and the second separation module, high-voltage equipment and diesel- the generator set are connected to each other by means of detachable connection elements to form a single block, on the roof of which an air cooling apparatus is installed. 1 h. p. f-ly; 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области добычи и переработки газового конденсата, в частности к модульной станции, предназначенной для повышения давления газа в шлейфах газосборной сети газовых месторождений, находящихся в заключительной стадии разработки.The utility model relates to the field of production and processing of gas condensate, in particular to a modular station designed to increase gas pressure in the plumes of the gas collection network of gas fields that are in the final stages of development.

В настоящее время все большее распространение получают мобильные компрессорные станции для получения сжатого газа, представляющие собой контейнеры с необходимым оборудованием, которые быстро могут быть транспортированы с одного места добычи газа на другое. Подобные решения позволяют запустить работу на новом месте в кратчайшие сроки, при этом сэкономить время на монтаж и демонтаж оборудования, что в целом удешевляет процессы по получению сжатого газа.Currently, mobile compressor stations for receiving compressed gas, which are containers with the necessary equipment, which can quickly be transported from one place of gas production to another, are becoming more widespread. Such solutions allow you to start work in a new place as soon as possible, while saving time on installation and dismantling of equipment, which generally reduces the cost of processes for producing compressed gas.

Например, известна модульная система для получения сжатого природного газа (RU2631954C1, 27.09.2017), которая представляет собой транспортабельный контейнер, содержащий поршневой компрессор для сжатия поступающего газа и выдачи сжатого газа потребителю, сушильный блок, выполняющий роль сепаратора, двигательную установку, насосную систему для подачи масла и линию отведения масла, охладители газа, расположенные в контейнере, блок питания, контроллер управления, резервуары для хранения газа.For example, a modular system for producing compressed natural gas is known (RU2631954C1, 09.27.2017), which is a transportable container containing a reciprocating compressor for compressing incoming gas and delivering compressed gas to a consumer, a drying unit acting as a separator, a propulsion system, and a pump system for oil supply and oil discharge line, gas coolers located in the container, power supply, control controller, gas storage tanks.

Также известна компрессорная станция транспортабельная (RU135015U1, 27.11.2013), принятая за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, которая содержит поршневой многоступенчатый компрессор высокого давления с электрическим приводом, блок осушки и очистки сжатого воздуха, систему охлаждения компрессора, систему охлаждения блока осушки, систему виброизоляции компрессора и систему автоматизированного управления, при этом автоматизированная компрессорная станция размещена в транспортабельном теплоизолированном контейнере, разделенном звукоизолирующей перегородкой на технологический отсек и отсек управления с рабочим местом оператора. В составе компрессора предусмотрен нагреватель масла и агрегат прокачки, обеспечивающий циркуляцию масла в системе смазки компрессора. Также контейнер содержит электрические обогреватели, вентиляционное устройство, датчик температуры воздуха в технологическом отсеке, датчики пожарной сигнализации и контроля загазованности, систему автоматического пожаротушения, средства охранной сигнализации, продувочную емкость для сбора водомасляной эмульсии, отделяемой от воздуха в межступенчатых водомаслоотделителях.A transportable compressor station is also known (RU135015U1, 11.27.2013), adopted as the closest analogue to the claimed solution, which contains a multi-stage piston high-pressure compressor with electric drive, a unit for drying and purification of compressed air, a compressor cooling system, a cooling system for a drying unit, a system vibration isolation of the compressor and the automated control system, while the automated compressor station is located in a transportable insulated container, separated by a soundproofing partition into the technological compartment and the control compartment with the operator’s workstation. The compressor includes an oil heater and a pumping unit that circulates the oil in the compressor lubrication system. The container also contains electric heaters, a ventilation device, an air temperature sensor in the technological compartment, fire alarm and gas control sensors, an automatic fire extinguishing system, security alarms, a purge tank for collecting water-oil emulsion, which is separated from the air in interstage water-oil separators.

Указанные мобильные станции предполагают использование поршневых компрессоров, имеющих ограничения по мощности и предназначенных для сжатия газа в непромышленных масштабах. При этом системы охлаждения компрессоров и сушильных блоков, а также емкость для сбора водомасляной эмульсии входят непосредственно в состав самого контейнера, что отражается на увеличении его размеров и снижении мобильности при транспортировке. Кроме того, указанные станции имеют единую систему смазки, когда одна и та же порция масла контактирует как с подшипниками и уплотнениями, так и со сжимаемой средой компрессора, что сокращает срок его службы.These mobile stations involve the use of reciprocating compressors with power limitations and designed to compress gas on a non-industrial scale. In this case, the cooling systems of compressors and drying units, as well as the capacity for collecting water-oil emulsions, are directly included in the container itself, which is reflected in an increase in its size and a decrease in mobility during transportation. In addition, these stations have a single lubrication system, when the same portion of oil is in contact with bearings and seals, as well as with the compressible medium of the compressor, which reduces its service life.

Подобными недостатками также обладают мобильные станции, представленные на сайтах http://www.compressor-atlas.ru/modulnaya-kompressornaya-stanciya.html (просмотрено 10.03.2020 г.), http://pnevmopostavka.ru/catalog/kompr/03_US.php (просмотрено 10.03.2020 г.).Mobile stations presented on the websites http://www.compressor-atlas.ru/modulnaya-kompressornaya-stanciya.html (viewed on 03/10/2020), http://pnevmopostavka.ru/catalog/kompr/ also have similar disadvantages. 03_US.php (viewed 03/10/2020).

При этом для сжатия газа в промышленных масштабах подобные контейнеры соединяют друг с другом с образованием единого комплекса, как это выполнено, например, согласно патенту Китая №206670189 (опубликовано 24.11.2017 г.). Такие модульные комплексы из нескольких модулей занимают много места непосредственно на месте эксплуатации – обладают большим пятном застройки. Moreover, to compress gas on an industrial scale, such containers are connected to each other with the formation of a single complex, as is done, for example, according to Chinese patent No. 206670189 (published on November 24, 2017). Such modular complexes of several modules take up a lot of space directly at the place of operation - they have a large building spot.

Также следует отметить следующее. В условиях района эксплуатации с экстремально низкими температурами (район Крайнего Севера) при охлаждении масла и газа окружающим воздухом возможно промерзание систем маслоохладителя и газоохладителя. Для исключения такого промерзания используют промежуточный теплоноситель (тосол, этиленгликоль и т.д.), сохраняющий свойства в таких условиях. Для охлаждения промежуточного теплоносителя в мобильных станциях, в том числе вышеуказанных, используют аппараты воздушного охлаждения (АВО), которые устанавливаются в виде отдельного блока рядом с мобильными станциями, таким образом, дополнительно увеличивая пятно застройки.The following should also be noted. In the conditions of the operating area with extremely low temperatures (the Far North region), when cooling oil and gas with ambient air, the oil cooler and gas cooler systems may freeze. To exclude such freezing, an intermediate coolant (antifreeze, ethylene glycol, etc.) is used, which retains its properties under such conditions. To cool the intermediate coolant in mobile stations, including the above, air cooling units (ABOs) are used, which are installed as a separate unit next to the mobile stations, thus further increasing the development spot.

Техническим результатом полезной модели является создание модульной компрессорной станции, перерабатывающей поступающий газ в промышленных масштабах с высоким уровнем надежности.The technical result of the utility model is the creation of a modular compressor station that processes incoming gas on an industrial scale with a high level of reliability.

Технический результат достигается тем, что модульной компрессорной станции (далее - МКУ), содержащей первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации, второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки, аппарат воздушного охлаждения, причем первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации и второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки соединены между собой посредством элементов разъемного соединения с образованием единого блока, на крыше которого установлен аппарат воздушного охлаждения. The technical result is achieved by the fact that a modular compressor station (hereinafter - MKU) containing the first module of the compressor unit and automation, the second separation module, high-voltage equipment and diesel generator set, air cooling apparatus, the first module of the compressor unit and automation and the second separation module , high-voltage equipment and a diesel generator set are interconnected by means of detachable elements with the formation of a single unit, on the roof of which an air-cooling apparatus is installed.

Первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации и второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки соединены в единый блок посредством скрепления, например, стяжными шпильками, болтами с гайками. Также могут быть использованы другие элементы разъемного соединения, которые позволяют надежно фиксировать указанные первый и второй модули между собой на месте эксплуатации и при необходимости быстро проводить демонтаж станции. The first module of the compressor unit and automation and the second module of separation, high-voltage equipment and a diesel generator set are connected into a single unit by fastening, for example, tie rods, bolts with nuts. Other detachable connection elements can also be used that can reliably fix the indicated first and second modules with each other at the place of operation and, if necessary, quickly dismantle the station.

АВО установлен и закреплен на крыше единого блока при помощи элементов разъемного соединения, например, стяжных шпилек, болтов с гайками. Также могут быть использованы другие элементы разъемного соединения, позволяющие проводить быстрый монтаж и демонтаж АВО.ABO is installed and fixed on the roof of a single unit with the help of detachable connection elements, for example, tie rods, bolts with nuts. Other detachable connection elements can also be used, allowing for quick installation and dismantling of the ABO.

Первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации включает в себя винтовой компрессор, а система смазки винтового компрессора и подшипников первого модуля компрессорного агрегата и автоматизации выполнена раздельной.The first compressor unit and automation module includes a screw compressor, and the lubrication system of the screw compressor and bearings of the first compressor unit and automation module is separate.

Указанные первый и второй модули представляют собой два транспортных модуля максимальной заводской готовности, внутри которых расположено необходимое оборудование. Также по периметру боковых стенок первого и второго модулей, которые будут непосредственно прилегать друг другу с образованием единого блока, выполняются необходимые отверстия, через которые на месте установки компрессорной станции будут проходить элементы разъемного соединения. Такое обеспечение возможности соединения и разделения двух модулей позволяет упростить монтаж, демонтаж и транспортировку МКУ. The indicated first and second modules are two transport modules of maximum factory readiness, inside which the necessary equipment is located. Also, along the perimeter of the side walls of the first and second modules, which will be directly adjacent to each other with the formation of a single unit, the necessary holes are made through which the detachable connection elements will pass at the installation site of the compressor station. This providing the ability to connect and separate the two modules allows you to simplify the installation, dismantling and transportation of the MCU.

При этом следует отметить, что указанные первый и второй модули, а также АВО не предназначены для раздельного использования. Полноценное функционирование МКУ возможно только при соединении всех составных частей между собой и синхронизации оборудования, расположенного внутри первого и второго модулей, а также АВО.It should be noted that these first and second modules, as well as ABO, are not intended for separate use. The full functioning of the MCU is possible only by connecting all the components together and synchronizing equipment located inside the first and second modules, as well as ABO.

Расположение аппарата воздушного охлаждения для охлаждения промежуточного теплоносителя на крыше образованного единого блока из двух модулей позволяет обеспечить как полноценное охлаждение отсеков МКУ с оборудованием, так и компактное размещение станции на местности или уменьшение пятна застройки.The location of the air-cooling apparatus for cooling the intermediate coolant on the roof of the formed single unit of two modules allows both full cooling of the MCU compartments with the equipment, as well as compact station placement on the ground or reduction of the building spot.

Раздельная система смазки винтового компрессора и подшипников первого модуля компрессорного агрегата и автоматизации предполагает выполнение разных контуров смазки подшипников и впрыска масла в мощный винтовой компрессор, что обеспечивает его более долгий срок службы с учетом работы по перекачке газа в промышленных масштабах.The separate lubrication system of the screw compressor and bearings of the first module of the compressor unit and automation involves the implementation of different circuits of bearing lubrication and oil injection into a powerful screw compressor, which ensures its longer service life taking into account gas pumping on an industrial scale.

На фиг. 1 показан общий вид заявляемой МКУ. In FIG. 1 shows a General view of the inventive MCU.

На фиг. 2 показано внутреннее устройство первого и второго модулей заявляемой МКУ. In FIG. 2 shows the internal structure of the first and second modules of the claimed MCU.

МКУ состоит из двух модулей, соединенных в единый блок: первого модуля компрессорного агрегата и автоматизации 1 и второго модуля сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки (ДГУ) 2. Для уменьшения пятна застройки на крыше образованного блока расположен аппарат воздушного охлаждения (АВО) 3, который необходим для охлаждения промежуточного теплоносителя (фиг. 1). MKU consists of two modules connected in a single unit: the first module of the compressor unit and automation 1 and the second separation module, high-voltage equipment and diesel generator set (DGU) 2. To reduce the build-up spot on the roof of the formed block is an air cooling apparatus (ABO) 3, which is necessary for cooling the intermediate coolant (Fig. 1).

Первый модуль компрессорного агрегата и автоматизации 1 содержит винтовой компрессор 4, электродвигатель 5, систему маслоотделения 6 и маслоохлаждения 7, кожухотрубчатый газоохладитель (теплообменник) 8, отсек автоматизации 9.The first module of the compressor unit and automation 1 contains a screw compressor 4, an electric motor 5, an oil separation system 6 and oil cooling 7, a shell-and-tube gas cooler (heat exchanger) 8, an automation compartment 9.

Второй модуль сепарации, высоковольтного оборудования и дизель-генераторной установки (ДГУ) 2 содержит сепарационное оборудование подготовки газа 10, отсек высоковольтного оборудования 11, отсек ДГУ 12.The second separation module, high-voltage equipment and diesel generator set (DGU) 2 contains separation equipment for gas preparation 10, a compartment of high-voltage equipment 11, a compartment of DGU 12.

В заводских условиях изготавливаются первый 1 и второй 2 модули, которые оснащаются необходимым оборудованием. Также заранее готовится полноценный блок АВО 3. Транспортируются указанные модули 1, 2 и АВО 3 по отдельности. На месте эксплуатации боковые стенки модулей 1, 2 скрепляются между собой по периметру стяжными шпильками или болтами с гайками с образованием единого блока. Далее обеспечивается соединение коммуникаций между отсеками каждого из модулей. АВО 3 устанавливается на крыше полученного единого блока и закрепляется посредством стяжных шпилек или болтов с гайками. Полноценное функционирование МКУ возможно только в случае соединения между собой указанных модулей 1, 2 и АВО 3, а также при синхронизации оборудования, расположенного внутри модулей 1, 2.In the factory, the first 1 and second 2 modules are manufactured, which are equipped with the necessary equipment. A full ABO 3 unit is also prepared in advance. The indicated modules 1, 2 and ABO 3 are transported separately. At the site of operation, the side walls of modules 1, 2 are fastened together around the perimeter by tie rods or bolts with nuts to form a single unit. Further, the connection of communications between the compartments of each of the modules is provided. ABO 3 is installed on the roof of the resulting single unit and is fixed by means of tie rods or bolts with nuts. The full functioning of the MCU is possible only if the specified modules 1, 2 and ABO 3 are connected to each other, as well as during synchronization of equipment located inside the modules 1, 2.

Внутри образованного единого блока устанавливаются световая и звуковая сигнализация, включающаяся при аварии, пожаре и повышенном уровне загазованности, выключатели, предназначенные для включения и отключения освещения, вентилятора продувки, нагреватели, соединительные коробки, светильники, грузоподъемное устройство. приточно-вытяжная вентиляция. Также может быть предусмотрена установка любого другого дополнительного оборудования.Light and sound alarms are installed inside the formed single unit, which turns on in the event of an accident, fire, and an increased level of gas contamination, switches designed to turn on and off the lighting, purge fan, heaters, junction boxes, lighting fixtures, lifting device. supply and exhaust ventilation. Installation of any other optional equipment may also be provided.

При переводе МКУ в транспортное положение АВО 3 снимается, модули 1, 2 отсоединяются друг от друга. Полученные три транспортных блока далее перемещают по дорогам общего пользования на новое место эксплуатации.When translating the MCU into the transport position ABO 3 is removed, modules 1, 2 are disconnected from each other. The resulting three transport blocks are then moved along public roads to a new place of operation.

МКУ работает следующим образом.MKU works as follows.

Газ поступает на прием в сепаратор-пробкоуловитель, затем в сепаратор второй ступени, входящие в состав сепарационного оборудования подготовки газа 10. Очищенный газ поступает в мощный винтовой компрессор 4. После компримирования газо-масляная смесь поступает в маслоотделитель 6, затем газ охлаждается в кожухотрубчатом газоохладителе 8 и поступает на финальную ступень маслоотделения – фильтры-коалесцеры. Затем газ проходит через узел учета и далее поступает в трубопровод к потребителю.The gas is received at the separator-cork separator, then to the second stage separator, which are part of the gas preparation separation equipment 10. The purified gas enters a powerful screw compressor 4. After compression, the gas-oil mixture enters the oil separator 6, then the gas is cooled in a shell-and-tube gas cooler 8 and enters the final stage of oil separation - filter-coalescers. Then the gas passes through the metering unit and then enters the pipeline to the consumer.

Жидкость из вышеуказанных сепараторов по сигналу уровнемера с помощью центробежного насоса откачивается в трубопровод, расположенный на выходе из МКУ. Дренажный насос продублирован и имеет резерв. Дренажная емкость, предназначенная для слива жидкости при ремонте, располагается не отдельно от МКУ, а под отсеком с сепарационным оборудованием 9, что дополнительно способствует уменьшению пятна застройки.The liquid from the above separators by the signal of the level gauge is pumped out using a centrifugal pump into the pipeline located at the outlet of the MCU. The drain pump is duplicated and has a reserve. The drainage tank, designed to drain the liquid during repair, is not located separately from the MCU, but under the compartment with separation equipment 9, which additionally helps to reduce the development spot.

МКУ имеет раздельную систему смазки, которая предполагает выполнение отдельных контура впрыска масла в винтовой компрессор 4 и контура смазки подшипников и уплотнений (не показаны). Указанные контуры изолированы друг от друга посредством торцевых уплотнений. В таком случае масло, поступающее на смазку подшипников и уплотнений, не контактирует с сжимаемой средой, тем самым обеспечивая более долгий ресурс мощного винтового компрессора 4 для надежного выполнения работы по сжатию газа и работе МКУ в промышленных масштабах. При этом раздельная система смазки позволяет применять не дорогие марки масла отечественных производителей типа ТП22С, что также снижает эксплуатационные затраты.MKU has a separate lubrication system, which involves the implementation of a separate oil injection circuit in the screw compressor 4 and the lubrication circuit of bearings and seals (not shown). These circuits are isolated from each other by mechanical seals. In this case, the oil supplied to the lubrication of bearings and seals does not come into contact with a compressible medium, thereby providing a longer service life of a powerful screw compressor 4 for reliable performance of gas compression and MKU operation on an industrial scale. At the same time, a separate lubrication system allows the use of expensive brands of oil of domestic manufacturers such as TP22S, which also reduces operating costs.

Промежуточный теплоноситель (тосол, этиленгликоль и т.д.)с помощью центробежного насоса подается на вход в маслоохладители 7 системы впрыска и системы смазки, кожухотрубчатый газоохладитель 8. Давление в системах поддерживается с помощью перепускного клапана. Расход промежуточного теплоносителя через теплообменники в зависимости от режима работы регулируется с помощью регулирующей арматуры. An intermediate coolant (antifreeze, ethylene glycol, etc.) is fed through a centrifugal pump to the inlet of the oil coolers 7 of the injection system and the lubrication system, a shell-and-tube gas cooler 8. The pressure in the systems is maintained by the bypass valve. The flow rate of the intermediate coolant through the heat exchangers, depending on the operating mode, is regulated by means of control valves.

После охлаждения масла и газа промежуточный теплоноситель для охлаждения поступает в АВО 3, и далее вновь возвращается в систему охлаждения.After cooling the oil and gas, the intermediate coolant for cooling enters the ABO 3, and then returns to the cooling system.

Преимуществами заявляемой конструкции МКУ являются:The advantages of the claimed design MKU are:

малое пятно застройки;small building spot;

раздельная система смазки (увеличенный ресурс, снижение эксплуатационных затрат);separate lubrication system (increased resource, reduced operating costs);

наличие промежуточного теплоносителя, позволяющего использовать МКУ в районах с экстремально низкими температурами окружающего воздуха, в том числе в районах Крайнего Севера;the presence of an intermediate coolant that allows the use of MCU in areas with extremely low ambient temperatures, including in areas of the Far North;

оптимальный КПД в широком диапазоне эксплуатации;optimal efficiency in a wide range of operation;

простая и удобная транспортировка перемещения МКУ на другие объекты с адаптацией на другие технологические параметры.simple and convenient transportation of MKU displacement to other objects with adaptation to other technological parameters.

Claims

1. A modular compressor station, characterized in that it contains a first module and a second module for the necessary equipment, the first module and the second module being interconnected via detachable elements to form a single unit, the roof of which serves to install an air cooling apparatus, the first and the second modules are two transport modules of maximum factory readiness, in which openings for passage of detachable connection elements at the installation site of the compressor station are made along the perimeter of the side walls that serve to directly fit together in a single unit.

2. The modular compressor station according to claim 1, characterized in that the first transport module and the second transport module of the installation are connected in a single unit by fastening with tie rods or bolts with nuts.