RU2208184C1

RU2208184C1 - Gas transfer station

Info

Publication number: RU2208184C1
Application number: RU2001131393A
Authority: RU
Inventors: В.И. Барсуков; И.Ю. Водбольский; О.Е. Васин; В.И. Ефанов; Ю.В. Забродин; Александр Васильевич Канаев; В.В. Николаев; В.А. Никишин; С.М. Олексийко; И.Н. Рыжинский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Самара-Авиагаз"
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: gas pumping facilities. SUBSTANCE: invention relates to gas transfer stations with gas turbine engines designed for operation under heavy climatic conditions. Proposed gas transfer station arranged in one building contains air intake system with air cleaning device, air duct and noise silencer, service platforms and ladders and suction chamber; gas exhaust duct with shutoff device, holes silencer and heat recovering device, gas turbine engine with noise damping container, oil supply system, oil cooler unit, fuel and starting gas filters unit, fire fighting unit and ventilation unit; centrifugal compressor with oil supply system and oil cooler; fire fighting system unit, and process automatic intake system with suction chamber, air duct with noise silencer arranged in building and air cleaning device with service platforms and ladders installed over roof of building is butt joined to inlet of gas turbine engine. Gas exhaust variable section duct with adapter, shutoff device, heat recovering device arranged in building and exhaust pipe arranged over roof of building is butt-jointed to outlet of gas turbine engine vertically. Gas turbine engine is connected with centrifugal compressor. Suction chamber designed for rolling engine in and out through chamber is butt- joined to noise damping container of engine. Invention provides gas transfer station of compact design with comfortable and safe operating conditions for maintenancemen at mounting, servicing, repair and modification of gas transfer equipment at no harmful effect on surrounding medium. EFFECT: reduced materials usage, cut down time taken for mounting and modification, reduced service expenses. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к созданию газоперекачивающих станций с газотурбинными двигателями для эксплуатации преимущественно в сложных климатических условиях. The invention relates to the creation of gas pumping stations with gas turbine engines for operation mainly in difficult climatic conditions.

Известны газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводным двигателем авиационного типа или судового типа, размещенные в контейнерах, объединенных в блоки полной заводской готовности. Из таких блоков комплектуют компрессорные станции, на газопроводах, состыковывая контейнеры в необходимой последовательности. Known gas pumping units with a gas turbine drive engine of an aircraft type or a ship type, placed in containers combined in units of full factory readiness. Compressor stations are completed from such blocks on gas pipelines, docking containers in the necessary sequence.

Например, газоперекачивающий агрегат с газотурбинным приводным двигателем авиационного типа НК-36СТ, который представляет собой блочно-контейнерную установку, предназначенную для линейной компрессорной станции и обеспечивающую транспорт природного газа по магистральным газопроводам. (Информация сектора РНТИ ОАО "НПО им. М.В. Фрунзе", "Газоперекачивающие агрегаты, компрессорные станции и установки для газовой и нефтяной промышленности" РВА "Комп^,ютернi Системи", 1999, Украина, с.13).For example, a gas pumping unit with an aircraft type gas turbine drive engine of the NK-36ST type, which is a block-container unit designed for a linear compressor station and providing natural gas transport through gas pipelines. (Information from the RNTI sector of OJSC NPO named after MV Frunze, "Gas-pumping units, compressor stations and installations for the gas and oil industry" RVA "Comp ^, Southern Systems", 1999, Ukraine, p.13).

Наиболее близким по технической сущности является газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц-16Л/76-1,44, который тоже представляет собой блочно-контейнерную многоярусную установку, предназначенный для линейной компрессорной станции, и обеспечивает транспорт природного газа по магистральным газопроводам. Газоперекачивающий агрегат с авиационным приводом АЛ-31СТ, содержащий устройство воздухоочистительное, первую ступень шумоглушителя всаса, вторую ступень шумоглушителя всаса, блок маслоохладителей, блок систем обеспечения, блок автоматики, блок вентиляции, турбоблок, горизонтальный газоход, камеру утилизатора, газоотвод, шумоглушитель выхлопа, переходник, трубу выхлопную. (Газотурбинные технологии, июль-август 2001 г., с. 14-16). The closest in technical essence is the GPA-Ts-16L / 76-1.44 gas pumping unit, which is also a multi-stage block-container unit designed for a linear compressor station and provides natural gas transport through gas pipelines. A gas pumping unit with an AL-31ST aerial drive, comprising an air-cleaning device, a first stage of a suction silencer, a second stage of a suction silencer, an oil cooler block, a supply system block, an automation unit, a ventilation unit, a turbo block, a horizontal gas duct, a utilizer chamber, a gas outlet, an exhaust silencer, an adapter exhaust pipe. (Gas turbine technologies, July-August 2001, p. 14-16).

Основным монтажным блоком-модулем агрегата является турбоблок, на фундаментной раме которого размещаются газотурбинный двигатель и двухступенчатый компрессор природного газа. The main mounting block-module of the unit is a turbo block, on the foundation frame of which are located a gas turbine engine and a two-stage natural gas compressor.

На крыше турбоблока размещается блок вентиляции, обеспечивающий поддержание требуемых рабочих температур и избыточного давления в отсеке двигателя. В турбоблоке размещается также оборудование ряда систем привода, необходимое для его нормального функционирования: трубопроводы подвода топливного и пускового газа, кабели, топливная и регулирующая аппаратура, датчики системы пожаротушения, улитка выхлопная, маслобак и агрегаты маслосистемы центробежного компрессора, другое оборудование. A ventilation unit is located on the roof of the turboblock, ensuring the maintenance of the required operating temperatures and overpressure in the engine compartment. The turboblock also houses the equipment of a number of drive systems necessary for its normal functioning: pipelines for supplying fuel and starting gas, cables, fuel and control equipment, fire extinguishing system sensors, exhaust snail, oil tank and centrifugal compressor oil system units, and other equipment.

Укрытие оснащено грузоподъемными устройствами, герметической перегородкой между двигателем и компрессором, а также системой обогрева отсеков при пониженных температурах воздуха окружающей среды. The shelter is equipped with lifting devices, a hermetic partition between the engine and the compressor, as well as a heating system for compartments at low ambient temperatures.

К турбоблоку пристыкованы унифицированные модули вспомогательного оборудования, модули вспомогательного оборудования привода и центробежного компрессора, также имеющие блочно-контейнерную компоновку. Unified modules of auxiliary equipment, modules of auxiliary equipment of the drive and centrifugal compressor, also having a block-container arrangement, are docked to the turboblock.

Характерной особенностью компоновочной схемы турбоблока и агрегата в целом является система выхлопа с отдельно расположенной выхлопной шахтой, имеющая в своем составе газоотвод, шумоглушители, переходник и выхлопную трубу. Выхлопная шахта через камеру утилизатора и газоотвод, являющаяся опорной конструкцией выхлопной шахты, соединяется газоходами с выхлопной улиткой турбоблока. За счет горизонтального газохода выхлопная шахта с трубой отнесены на значительное расстояние от воздухоочистительного устройства газоперекачивающего агрегата. Выхлопной тракт таких установок имеет удлиненную горизонтальную часть, увеличивающую сопротивление выхлопа. Экологическая обстановка окружающей среды нарушается звуками работающей компрессорной станции за счет недостаточного шумопоглощения контейнерами. Увеличивается материалоемкость и занимаемая площадь. A characteristic feature of the layout of the turboblock and the unit as a whole is the exhaust system with a separately located exhaust shaft, which includes a gas outlet, silencers, an adapter and an exhaust pipe. The exhaust shaft through the utilizer chamber and the gas outlet, which is the supporting structure of the exhaust shaft, is connected by gas ducts to the exhaust coil of the turboblock. Due to the horizontal gas duct, the exhaust shaft with the pipe is placed at a considerable distance from the air-cleaning device of the gas pumping unit. The exhaust tract of such installations has an elongated horizontal part that increases the resistance of the exhaust. Ecological environment is disturbed by the sounds of a working compressor station due to insufficient noise absorption by containers. The material consumption and the occupied space are increasing.

Такие агрегаты в условиях крайнего севера очень сложно обслуживать, так как при низких температурах и неблагоприятных погодных условиях необходимо обслуживать каждый блок в отдельности. Даже при размещении таких блоков в общем здании для монтажа или демонтажа газотурбинного двигателя необходимо отстыковать турбоблок от всех остальных систем привода, разобрать трубопроводы подвода топливного и пускового газа, кабели, топливную и регулирующую аппаратуру, демонтировать шумоглушащий контейнер и газотурбинный двигатель с помощью грузоподъемного оборудования и переместить их на свободную площадку внутри здания. Such units in the conditions of the far north are very difficult to maintain, since at low temperatures and adverse weather conditions it is necessary to service each unit separately. Even when placing such blocks in a common building for mounting or dismantling a gas turbine engine, it is necessary to disconnect the turbo block from all other drive systems, disassemble the fuel and starting gas supply pipelines, cables, fuel and control equipment, dismantle the soundproof container and gas turbine engine using lifting equipment and move them to a free area inside the building.

Задачей предлагаемого технического решения является создание компактной газоперекачивающей станции с наличием комфортных и безопасных условий труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте и модернизации газоперекачивающего оборудования, не ухудшающих экологию окружающей среды, а также снижение материалоемкости, сроков модернизации и монтажа, снижение эксплуатационных затрат. The objective of the proposed technical solution is to create a compact gas pumping station with comfortable and safe working conditions for staff during installation, ongoing maintenance, repair and modernization of gas pumping equipment that does not worsen the environment, as well as reducing material consumption, terms of modernization and installation, reducing operating costs .

Поставленная задача решается за счет того, что газоперекачивающая станция, расположенная в одном здании, содержащая систему воздухозаборную с воздухоочистительным устройством, воздуховодом и шумоглушителем, площадками обслуживания и лестницами, камерой всасывания; газовыхлопной тракт с запорным устройством, утилизатором тепла и выхлопной трубой; газотурбинный двигатель с шумоглушащим контейнером, системой маслообеспечения и маслоохладителем; центробежный компрессор с системой маслообеспечения и маслоохладителем; блоки вентиляции, фильтров топливного и пускового газа противопожарной системы и автоматического управления технологическими процессами размещена в здании таким образом, что со стороны входа газотурбинного двигателя установлена направленная вертикально вверх воздухозаборная система с камерой всасывания, воздуховодом с шумоглушителем, расположенными в здании, и воздухоочистительным устройством с площадками обслуживания и лестницами, установленным над крышей здания; к выходу газотурбинного двигателя, соединенного с центробежным компрессором, вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником, запорным устройством и утилизатором тепла, расположенными в здании, выхлопной трубой, расположенной над крышей здания; непосредственно к шумоглушащему контейнеру двигателя пристыкована камера всасывания, обеспечивающая возможность закатки и выкатки через нее газотурбинного двигателя. Для этого стена камеры всасывания, противолежащая входу газотурбинного двигателя, снабжена воротами, сечение которых больше сечения двигателя. Системы маслообеспечения с маслоохладителями размещены в здании, каждая в непосредственной близости к обслуживаемым ими газотурбинному двигателю и центробежному компрессору. The problem is solved due to the fact that the gas pumping station located in the same building, containing an air intake system with an air cleaning device, an air duct and a silencer, service areas and stairs, a suction chamber; gas exhaust path with a locking device, a heat recovery unit and an exhaust pipe; gas turbine engine with a silencing container, oil supply system and oil cooler; centrifugal compressor with oil supply system and oil cooler; ventilation, fuel and start-up gas filters of the fire-fighting system and automatic process control are placed in the building in such a way that a vertically upward intake system with a suction chamber, an air duct with a silencer located in the building, and an air-purifying device with platforms are installed on the inlet side of the gas turbine engine maintenance and stairs installed above the roof of the building; to the exit of the gas turbine engine connected to the centrifugal compressor, a gas exhaust tract of variable cross section with an adapter, a locking device and a heat recovery unit located in the building, an exhaust pipe located above the roof of the building is vertically docked; A suction chamber is docked directly to the engine's noise-attenuating container, which makes it possible to roll and roll out a gas turbine engine through it. For this, the wall of the suction chamber opposite the inlet of the gas turbine engine is equipped with a gate whose cross section is larger than the engine section. Oil supply systems with oil coolers are located in the building, each in close proximity to the gas turbine engine and centrifugal compressor they serve.

Вертикальное расположение газовыхлопного тракта и воздухозаборной системы, пристыковка их непосредственно к шумоглушащему контейнеру газотурбинного двигателя без горизонтальных элементов и выведение их через крышу позволяет разместить оборудование станции в здании, гораздо компактнее, на меньших площадях, с меньшей материалоемкостью по сравнению с прототипом, при той же мощности агрегата. The vertical arrangement of the gas exhaust duct and the air intake system, docking them directly to the noise-attenuating container of the gas turbine engine without horizontal elements and removing them through the roof makes it possible to place the station equipment in the building, much more compact, in smaller areas, with less material consumption compared to the prototype, at the same power unit.

Установка со стороны входа газотурбинного двигателя направленной вертикально вверх воздухозаборной системы позволяет сократить длину тракта и использовать камеру всасывания, снабженную дверями, для закатки и выкатки двигателя весом 8... 10 тонн или при реконструкции существующих станций без изменения размеров здания разместить более мощный газоперекачивающий агрегат на тех же площадях, тем самым повысить его эффективность. Сокращается технологический цикл и, соответственно, затраты и время на смену двигателя. The installation of a vertically upward air intake system from the inlet side of the gas turbine engine makes it possible to shorten the path length and use the suction chamber equipped with doors for rolling and rolling out the engine weighing 8 ... 10 tons or when reconstructing existing stations without changing the size of the building, place a more powerful gas pumping unit on the same areas, thereby increasing its effectiveness. The technological cycle and, consequently, the costs and time for changing the engine are reduced.

Закатка и выкатка газотурбинного двигателя в горизонтальном направлении через камеру всасывания освобождает пространство над двигателем от грузоподъемного оборудования (необходимость в нем отпадает), что и позволяет расположить вертикально элементы воздухозаборной системы и газовыхлопного тракта, вывести их через крышу, при этом элементы газовыхлопного тракта могут быть выполнены переменного сечения. То есть позволяет в пространстве между двигателем и крышей здания увеличить сечение переходника, запорного устройства и утилизатора тепла, тем самым уменьшив их высоту. Основные, тяжелые и массивные элементы выхлопа опускаются под крышу. Центр тяжести всей конструкции опускается ниже к фундаменту. Отпадает необходимость в горизонтальном газоходе, сокращается длина выхлопного тракта до утилизатора, уменьшается сопротивления выхлопа и занимаемая площадь. Rolling and rolling out the gas turbine engine in the horizontal direction through the suction chamber frees up space above the engine from the lifting equipment (there is no need for it), which makes it possible to vertically arrange the elements of the air intake system and the gas exhaust tract, and bring them out through the roof, while the elements of the gas exhaust tract can be made variable section. That is, it allows in the space between the engine and the roof of the building to increase the cross section of the adapter, shut-off device and heat recovery unit, thereby reducing their height. The main, heavy and massive exhaust elements are lowered under the roof. The center of gravity of the entire structure descends lower to the foundation. There is no need for a horizontal gas duct, the length of the exhaust path to the utilizer is reduced, the exhaust resistance and the occupied area are reduced.

За счет того что наиболее тяжелые элементы тракта опущены ближе к фундаментам внутрь здания, возросла устойчивость и появилась возможность размещения над крышей более высокой выхлопной трубы, и, несмотря на то, что в данной компоновке выхлоп расположен недалеко от воздухозаборной системы всасывания, исключается забор выхлопных газов на вход в двигатель. Due to the fact that the heaviest elements of the tract are lowered closer to the foundations inside the building, the stability has increased and the possibility of placing a higher exhaust pipe above the roof, and despite the fact that in this arrangement the exhaust is located near the air intake system, the exhaust gas intake is excluded at the entrance to the engine.

За счет более высокого выхлопа уменьшается концентрация и влияние вредных выбросов на окружающую среду. Due to higher emissions, the concentration and environmental impact of emissions are reduced.

Размещение утилизатора тепла и запорного устройства внутри здания на более низкой высоте облегчает их обслуживание, а также повышает эффективность утилизатора за счет уменьшения теплопотерь. Placing a heat recovery unit and a shut-off device inside the building at a lower height facilitates their maintenance, and also increases the efficiency of the recovery unit by reducing heat loss.

Опоры и несущие конструкции размещены внутри здания на более низкой высоте и имеют меньшую металлоемкость. Supports and supporting structures are placed inside the building at a lower height and have lower metal consumption.

Внеблоковое размещение систем маслообеспечения и маслоохлаждения внутри здания в непосредственной близости к обслуживаемым ими газотурбинному двигателю и центробежному компрессору сокращает длину коммуникаций маслопроводов, обеспечивает более удобный обзор и доступ к системам. Non-block placement of oil supply and oil cooling systems inside the building in close proximity to the gas turbine engine and centrifugal compressor they serve reduces the length of the oil pipelines, provides a more convenient overview and access to the systems.

Совокупность известных признаков нова и позволяет создать такую компоновку здания и оборудования газоперекачиваюшей станции, которая обеспечит комфортные, безопасные условия труда для обслуживающего персонала при монтаже, текущем обслуживании, ремонте оборудования и модернизации. Это также позволяет снизить материалоемкость здания и оборудования, сроки монтажа и модернизации, снизить эксплуатационные затраты и улучшить экологию окружающей среды. The set of known features is new and allows you to create such a layout of the building and equipment of the gas pumping station, which will provide comfortable, safe working conditions for staff during installation, maintenance, equipment repair and modernization. It also allows to reduce the material consumption of the building and equipment, the terms of installation and modernization, reduce operating costs and improve the environment.

На фиг.1 и 2 изображены газоперекачивающая станция и взаиморасположение блоков и систем газоперекачивающего агрегата, где 1 - система воздухозаборная, 2 - система подогрева циклового воздуха, 3 - площадки обслуживания и лестницы, 4 - шумоглушитель всасывания, 5 - блок маслоохладителя двигателя, 6 - блок пожаротушения, 7 - камера всасывания, 8 - двигатель, 9 - шумоглушащий контейнер, 10 - переходник, 11 - запорное устройство, 12 - диффузор, 13 - утилизатор тепла, 14 - конфузор, 15 - труба выхлопная, 16 - погодный колпак, 17 - центробежный компрессор, 18 - система маслообеспечения компрессора, 19 - маслоохладитель компрессора, 20 - блок вентиляции контейнера двигателя, 21 - блок фильтров топливного и пускового газа, 22 - система маслообеспечения двигателя, 23 - блок автоматического управления технологическими процессами, 24 - кран-балка, 25 - здание, 26 - ворота воздухозаборной камеры. Figures 1 and 2 show the gas pumping station and the relative positions of the blocks and systems of the gas pumping unit, where 1 is the air intake system, 2 is the cycle air heating system, 3 is the service platform and stairs, 4 is the suction silencer, 5 is the engine oil cooler, 6 is fire extinguishing unit, 7 - suction chamber, 8 - engine, 9 - silencing container, 10 - adapter, 11 - locking device, 12 - diffuser, 13 - heat recovery unit, 14 - confuser, 15 - exhaust pipe, 16 - weather cap, 17 - centrifugal compressor, 18 - oil system compressor sintering, 19 - compressor oil cooler, 20 - engine container ventilation unit, 21 - fuel and starting gas filter unit, 22 - engine oil supply system, 23 - automatic process control unit, 24 - beam crane, 25 - building, 26 - gate of the air intake chamber.

В центре здания 25 расположен газотурбинный двигатель 8 в шумоглушащем контейнере 9. Со стороны входа газотурбинного двигателя 8 пристыкована направленная вертикально вверх проходящая через крышу воздухозаборная система с воздуховодом 1, камерой всасывания 7, расположенными в здании 25, и воздухоочистительным устройством с шумоглушителем 4, с площадками обслуживания и лестницами 3, установленными над крышей здания. К выходу газотурбинного двигателя 8, соединенного с центробежным компрессором 17, также вертикально пристыкован газовыхлопной тракт переменного сечения с переходником 10, запорным устройством 11, утилизатором тепла 13, расположенными в здании 25, и выхлопной трубой 15 с погодным колпаком 16, расположенными над крышей здания 25. Непосредственно к шумоглушащему контейнеру 9 двигателя 8 пристыкована камера всасывания 7 с возможностью закатки и выкатки через нее двигателя. Стена камеры всасывания 7, противолежащая входу газотурбинного двигателя 8, снабжена воротами 26, сечение которых больше сечения двигателя 8. Безблоковые системы маслообеспечения 18, маслоохладитель 19 размещены в здании, в непосредственной близости к центробежному компрессору. Точно так же, как и системы газотурбинного двигателя (на чертежах не показаны). In the center of building 25, there is a gas turbine engine 8 in a noise-attenuating container 9. From the inlet side of the gas turbine engine 8, an air intake system directed vertically upward through the roof is connected with an air duct 1, an intake chamber 7 located in building 25, and an air-cleaning device with a silencer 4, with platforms maintenance and 3 stairs installed above the roof of the building. The gas turbine engine of variable cross section with an adapter 10, a shut-off device 11, a heat recovery unit 13 located in the building 25, and an exhaust pipe 15 with a weather cap 16 located above the roof of the building 25 are also vertically docked to the output of the gas turbine engine 8, connected to the centrifugal compressor 17 Directly to the noise-attenuating container 9 of the engine 8, a suction chamber 7 is attached with the possibility of rolling and rolling out of the engine through it. The wall of the suction chamber 7, opposite the inlet of the gas turbine engine 8, is equipped with a gate 26, the cross section of which is greater than the cross section of the engine 8. Blockless oil supply systems 18, oil cooler 19 are located in the building, in close proximity to the centrifugal compressor. Just like a gas turbine engine system (not shown in the drawings).

Claims

1. A gas pumping station containing a publication, an air intake system with an air purifying device, an air duct and a silencer, service areas and stairs, a suction chamber; gas exhaust path with a locking device, heat recovery unit and exhaust pipe; gas turbine engine with a silencing container, oil supply system and oil cooler; centrifugal compressor with oil supply system and oil cooler; blocks of fuel and start-up gas filters, fire protection system, ventilation, automatic process control, characterized in that from the inlet side of the gas turbine engine a vertically upward air intake system with a suction chamber, an air duct with a silencer located in the building, and an air-cleaning device with service areas are installed and stairs installed above the roof of the building; a gas exhaust tract of variable cross section with an adapter, a shut-off device, a heat recovery unit located in the building and an exhaust pipe located above the roof of the building is vertically docked to the exit of the gas turbine engine connected to the centrifugal compressor; The suction chamber is docked directly to the engine noise-attenuating container with the possibility of rolling in and rolling out the engine through it.

2. The gas pumping station according to claim 1, characterized in that the wall of the suction chamber opposite the inlet of the gas turbine engine is equipped with a gate whose cross section is larger than the engine section.

3. The gas pumping station according to claim 1, characterized in that the oil supply and oil cooling systems are located in the building, each in close proximity to the gas turbine engine and centrifugal compressor that they serve.

4. The gas pumping station according to claim 1, characterized in that the exhaust pipes in the upper part have a weather cover to prevent the ingress of precipitation when the unit is idle.

5. The gas pumping station according to claim 1, characterized in that a shut-off device is installed in the exhaust tract to prevent air exhaust from the path of the gas turbine engine and the soundproofing container when the engine is idle, as well as when the fire engine system and the soundproofing container are turned on accidentally.