RU2103558C1

RU2103558C1 - Compressor plant

Info

Publication number: RU2103558C1
Application number: RU96104212A
Authority: RU
Inventors: С.С. Евгеньев; Е.В. Коломыцев; В.Е. Трусов
Original assignee: Научно-технический центр "Такт" Акционерного общества "Казанькомпрессормаш"
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: manufacture of compressors; compressor plants for transfer of gas from sections of gas lines disconnected for repair or scheduled replacement of sections to parallel gas lines; compressor plants using multi-stage centrifugal compressors. SUBSTANCE: compressor plant includes gas-turbine drive kinematically connected with rotor of multi-stage centrifugal compressor whose suction branch pipe is provided with devices for connection with section of pipe line. Compressor plant is provided with low-pressure compressor stage and mixer. Suction branch pipe of low- pressure stage is provided with devices for connection with pipe line to which gas is forced. Mixer inlet is connected with delivery branch pipes of multi-stage centrifugal compressor and low-pressure compressor stage; mixer outlet is provided with devices for connection with pipe line to which gas is forced in section located below connection of this line with suction branch pipe of low- pressure compressor stage which makes it possible to cool gas delivered by multi-stage section by cold gas from operating pipe line. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение предназначено для перекачки газа из отключенных для ремонта или плановых замен участков магистральных газопроводов в параллельные действующие газопроводы и относится к установкам, использующим многоступенчатые центробежные компрессоры. Компрессорная установка должна выполняться мобильной. The invention is intended for pumping gas from disconnected for repair or scheduled replacement of sections of main gas pipelines in parallel existing gas pipelines and relates to installations using multistage centrifugal compressors. The compressor installation must be mobile.

Использование для этой цели компрессоров, применяемых на газоперекачивающих станциях, малоэффективно в связи с ограниченной (≈1,5) степенью сжатия и, следовательно, большими остатками газа в отключенном участке, которые в конечном счете будут сброшены в атмосферу. Ограничение степени сжатия в свою очередь определяется допускаемой температурой закачиваемого в трубопроводы газ, которая в целях сохранения целостности полимерного антикоррозионного покрытия не должна превышать 60^oC.The use of compressors used at gas pumping stations for this purpose is ineffective due to the limited compression ratio (≈1.5) and, consequently, large gas residues in the disconnected section, which will ultimately be discharged into the atmosphere. The limitation of the degree of compression is in turn determined by the permissible temperature of the gas injected into the pipelines, which in order to maintain the integrity of the polymer anti-corrosion coating should not exceed 60 ^o C.

Повысить степень сжатия компрессора (степень опорожнения отключенного участка) при выполнении условия по ограничению температуры газа на нагнетании можно, применив в компрессоре промежуточные и (или) концевой рекуперативные газоохладители (воздушные или водяные)[1]. К недостаткам этого устройства относятся высокие массогабаритные характеристики газоохладителей, что является серьезным препятствием для реализации компрессорной установки в мобильном исполнении. It is possible to increase the compression ratio of the compressor (the degree of emptying of the disconnected section) if the conditions for limiting the gas temperature at the discharge are fulfilled by using intermediate and (or) terminal regenerative gas coolers (air or water) in the compressor [1]. The disadvantages of this device include the high weight and size characteristics of gas coolers, which is a serious obstacle to the implementation of a compressor unit in a mobile version.

В качестве прототипа выбрана компрессорная установка ГПА-Ц- 6,3 [2], содержащая газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого соединен с участком трубопровода, из которого производится перекачка газа, а выходной патрубок соединен с трубопроводом, в который производится нагнетание. Как отмечалось ограниченная степень сжатия установки является причиной больших остатков газа в отключенном участке и, следовательно, больших потерь газа и загрязнения окружающей среды при сбросе этих остатков. The compressor unit GPA-Ts-6.3 [2] was selected as a prototype. It contains a gas turbine drive kinematically connected to the rotor of a multistage centrifugal compressor, the suction pipe of which is connected to a section of the pipeline from which gas is pumped, and the outlet pipe is connected to the pipe, into which injection is performed. As noted, the limited degree of compression of the installation causes large gas residues in the disconnected area and, consequently, large gas losses and environmental pollution during the discharge of these residues.

Цель изобретения - компрессорная установка с повышенной степенью сжатия и минимизированными массой и габаритами. Поставленная цель достигается тем, что в состав компрессорной установки, содержащей газотурбинный привод, кинематически соединенный с ротором многоступенчатого центробежного компрессора, всасывающий патрубок которого оснащен средствами соединения с участком трубопровода, из которого производится перекачка газа, дополнительно введены: низконапорная компрессорная ступень и смеситель, всасывающий патрубок низконапорной ступени оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа, вход смесителя соединен с нагнетательными патрубками многоступенчатого центробежного компрессора и низконапорной компрессорной ступени, а выход смесителя оснащен средствами соединения с трубопроводом, в который производится нагнетание газа в сечении, расположенном ниже по потоку по отношению к соединению с этой магистралью всасывающего патрубка низконапорной компрессорной ступени. The purpose of the invention is a compressor unit with a high degree of compression and minimized weight and dimensions. This goal is achieved by the fact that the compressor installation containing a gas turbine drive kinematically connected to the rotor of a multistage centrifugal compressor, the suction pipe of which is equipped with means for connecting to the pipeline section from which the gas is pumped, additionally includes: a low pressure compressor stage and a mixer, a suction pipe the low-pressure stage is equipped with means for connecting to the pipeline into which gas is injected, the inlet of the soybean mixer dinene with discharge nozzles of a multistage centrifugal compressor and a low-pressure compressor stage, and the mixer outlet is equipped with means for connecting to a pipeline into which gas is injected in a section located downstream with respect to the connection to this suction pipe of the low-pressure compressor stage.

Принципиальная схема мобильной компрессорной установки и схема соединения ее с газопроводами представлены на чертеже. Schematic diagram of a mobile compressor unit and its connection with gas pipelines are presented in the drawing.

Передвижная компрессорная установка состоит из газотурбинного привода 1, кинематически соединенного с ротором компрессора, на котором установлены колеса 2 высоконапорной секции и колесо 3 низконапорной секции. Патрубки нагнетания обеих секций компрессора 6,7 соединены с входом смесителя 4, выход которого оснащен средством соединения с действующим участком газопровода 10. Всасывающий патрубок высоконапорной секции 8 оснащен средством соединения с отключенным участком газопровода 11. Стрелками показано направление потоков в соединительных линиях. The mobile compressor unit consists of a gas turbine drive 1, kinematically connected to the compressor rotor, on which the wheels 2 of the high-pressure section and the wheel 3 of the low-pressure section are mounted. The discharge pipes of both sections of the compressor 6.7 are connected to the inlet of the mixer 4, the output of which is equipped with a means of connecting to the current section of the gas pipeline 10. The suction pipe of the high-pressure section 8 is equipped with means of connecting to the disconnected section of the gas pipeline 11. The arrows indicate the direction of flows in the connecting lines.

Основной принцип предлагаемого технического решения заключается в использовании для охлаждения газа на нагнетании высоконапорной секции компрессора идентичного газа, отбираемого из действующих участков газопровода. При этом, так как потребная степень сжатия низконапорной ступени компрессора составляет ≈ 1,03, то подогрев в ней будет незначительным, а затраты мощности на прокачку газа в количествах, сопоставимых с расходом газа через высоконапорную секцию, не превысят 2,5% от мощности высоконапорной секции (при этом степень сжатия высоконапорной секции составит ≈ 3). Принимая во внимание то, что в химической промышленности применяются компрессоры, в едином корпусе сжатия которых выполняются многоступенчатая секция и одноступенчатая низконапорная секция рецикла, а также то, что смеситель в данном случае может быть выполнен в виде трубы, можно судить о незначительном росте массы и габаритов установки за счет введения этих дополнительных элементов. The main principle of the proposed technical solution is to use identical gas taken from existing sections of the gas pipeline for cooling the gas at the discharge of the high-pressure section of the compressor. Moreover, since the required degree of compression of the low-pressure stage of the compressor is ≈ 1.03, the heating in it will be insignificant, and the cost of power for pumping gas in amounts comparable to the gas flow through the high-pressure section will not exceed 2.5% of the high-pressure power sections (the compression ratio of the high-pressure section will be ≈ 3). Taking into account the fact that compressors are used in the chemical industry, in a single compression casing of which a multistage section and a single-stage low-pressure recycle section are performed, as well as the fact that the mixer in this case can be made in the form of a pipe, a slight increase in weight and dimensions can be judged installation by introducing these additional elements.

Применение предлагаемого устройства позволит более чем вдвое повысить опорожнение отключенного участка по сравнению с применением для этих целей устройства - прототипа. Протяженность отключаемых участков магистральных газопроводов составляет то 50 до 150 км и передвижная компрессорная установка способна откачать до 70% газа из них, что только для одного участка с начальным давлением 70 ата составит от 3,5 до 10,5 млн. нм³.The use of the proposed device will more than double increase the emptying of the disconnected area in comparison with the use of a prototype device for these purposes. The length of the disconnected sections of the main gas pipelines is between 50 and 150 km, and the mobile compressor unit is capable of pumping up to 70% of gas, which for only one section with an initial pressure of 70 atm will be from 3.5 to 10.5 million nm ³ .

Claims

A compressor installation containing a gas turbine drive kinematically connected to the rotor of a multistage centrifugal compressor, the suction nozzle of which is equipped with means for connecting to a portion of the pipeline from which gas is pumped, characterized in that, in order to increase the degree of compression and minimize weight and dimensions, into the installation additionally introduced a low-pressure compressor stage and a mixer, the suction nozzle of the low-pressure stage is equipped with means for connecting to the pipeline, into which gas is injected, the mixer inlet is connected to the discharge nozzles of a multistage centrifugal compressor and a low-pressure compressor stage, and the mixer outlet is equipped with means for connecting to a pipeline into which gas is injected in a section located downstream with respect to the connection to this suction nozzle pipe low pressure compressor stage.