RU2277671C2 - Compressor station for gas pipeline - Google Patents
Compressor station for gas pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277671C2 RU2277671C2 RU2004108959/06A RU2004108959A RU2277671C2 RU 2277671 C2 RU2277671 C2 RU 2277671C2 RU 2004108959/06 A RU2004108959/06 A RU 2004108959/06A RU 2004108959 A RU2004108959 A RU 2004108959A RU 2277671 C2 RU2277671 C2 RU 2277671C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- compressor station
- station according
- air
- outlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к транспорту природного газа на значительные расстояния, и может быть использовано на компрессорных станциях, повышающих давление природного газа в ходе его транспортирования.The invention relates to the gas industry, and in particular to the transport of natural gas over significant distances, and can be used at compressor stations that increase the pressure of natural gas during its transportation.
Известны различные компрессорные станции, содержащие газоперекачивающие аппараты, а также систему принудительного охлаждения газа, в качестве охлаждающего агента которой может быть использована вода (см. например. Эксплуатационнику магистральных газопроводов. Справочное пособие, Москва, Недра, 1987, с.100-106).There are various compressor stations containing gas pumping devices, as well as a forced gas cooling system, which can be used as a cooling agent (see, for example, to the operator of gas pipelines. Reference manual, Moscow, Nedra, 1987, pp. 100-106).
Недостатком известной компрессорной станции является необходимость размещения на территории станции дополнительных громоздких систем регенерации и охлаждения воды, применяемой в качестве охлаждающего агента.A disadvantage of the known compressor station is the need to place additional bulky systems of water regeneration and cooling used as a cooling agent on the territory of the station.
Известна компрессорная станция, в которой в качестве охлаждающего агента в установке принудительного маслоснабжения использован природный газ магистрального газопровода (см. например, RU 2140016 C1, 20.10.1999).A compressor station is known in which natural gas from a gas pipeline is used as a cooling agent in a forced oil supply unit (see, for example, RU 2140016 C1, 10.20.1999).
Недостатком известной станции является невысокая экономическая эффективность и усложнение конструкции, невысокая рентабельность из-за снижения скорости транспортировки газа.A disadvantage of the known station is the low economic efficiency and complexity of the design, low profitability due to the reduction in gas transportation speed.
Известны также различные компрессорные станции, в которых для охлаждения газа используют тепловые насосы (см. например, RU 2125212 C1, 20.10.1999).Various compressor stations are also known in which heat pumps are used for gas cooling (see, for example, RU 2125212 C1, 10.20.1999).
Недостатком таких станций также является невысокая эффективность ввиду значительной материалоемкости установки для охлаждения газа вследствие необходимости использования дополнительного испарителя, который устанавливают на магистральном газопроводе перед нагнетателем газоперекачивающего агрегата.The disadvantage of such stations is also low efficiency due to the significant material consumption of the gas cooling installation due to the need to use an additional evaporator, which is installed on the main gas pipeline in front of the supercharger of the gas pumping unit.
Использование теплового насоса с двумя испарителями хладагента в установке для охлаждения газа с автоматическим регулированием количества отбираемого от потока газа тепла как на входе, так и на выходе нагнетателя газоперекачивающего агрегата, уменьшая мощность, потребляемую на компримирование газа, приводит к дополнительным трудо- и материалозатратам, что снижает эффективность компрессорной станции в целом.The use of a heat pump with two refrigerant evaporators in a gas cooling unit with automatic control of the amount of heat taken from the gas flow both at the inlet and at the outlet of the supercharger of the gas pumping unit, reducing the power consumed for gas compression, leads to additional labor and material costs, which reduces the efficiency of the compressor station as a whole.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является компрессорная станция, в которой для охлаждения транспортируемого газа использованы аппараты воздушного охлаждения газа (АВО), имеющие целый ряд преимуществ перед другими типами теплообменных аппаратов: они надежны в эксплуатации, экологически чисты, достаточно просто подключаются к обвязке компрессорной станции. Применяемые на компрессорных станциях АВО газа за счет высоких численных значений коэффициентов оребрения (примерно 8-20), характеризующих отношение площади наружной поверхности к площади поверхности гладких труб, имеют весьма развитые наружные поверхности теплообмена (см. также Козаченко А.Н. и др. Энергетика трубопроводного транспорта газа, ГУП Издательство и «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 2001, с.135-143).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a compressor station, in which air transport gas coolers (AVO) are used for cooling the transported gas, which have a number of advantages over other types of heat exchangers: they are reliable in operation, environmentally friendly, simple enough connected to the compressor station piping. Due to the high numerical values of the finning coefficients (approximately 8–20) used at compressor stations of gas air heat treatment plants, which characterize the ratio of the external surface area to the surface area of smooth pipes, they have very developed external heat exchange surfaces (see also A. Kozachenko and others. Energy gas pipeline transport, State Unitary Enterprise Publishing House and “Oil and Gas”, Gubkin Russian State University of Oil and Gas, Moscow, 2001, p.135-143).
Однако в известных конструкциях компрессорных станций с использованием АВО недостаточно оптимизировано соотношение параметров технологической обвязки и параметров магистрального газопровода, а также недостаточно оптимизированы параметры пучка оребренных труб теплообменной секции аппарата воздушного охлаждения газа, что приводит к повышению материалоемкости пучка и самой теплообменной секции и, как следствие, снижает экономическую эффективность компрессорной станции в целом.However, in the known constructions of compressor stations using ABO, the ratio of the technological piping parameters and the parameters of the main gas pipeline is not optimized enough, and the parameters of the finned tube bundle of the heat exchange section of the gas air cooling apparatus are not optimized, which leads to an increase in the material consumption of the beam and the heat exchange section itself and, as a result, reduces the economic efficiency of the compressor station as a whole.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности работы компрессорной станции при одновременном снижении трудо- и материалозатрат и обеспечении высоких показателей теплообмена, а также надежности работы и долговечности эксплуатации.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the compressor station while reducing labor and material costs and ensuring high rates of heat transfer, as well as reliability and durability.
Задача решается за счет того, что компрессорная станция газопровода, согласно изобретению, содержит систему газоперекачивающих агрегатов, преимущественно с неполнонапорными нагнетателями, соединенных технологическими трубопроводами обвязки с возможностью последовательного и параллельного включения в работу, по крайней мере, части из них, систему подготовки, по крайней мере, технологического газа, установку охлаждения технологического газа, оснащенную не менее чем одним, преимущественно состоящим не менее чем из двух теплообменных секций, аппаратом воздушного охлаждения газа, подключенные к магистральному газопроводу подводящий и не менее двух отводящих трубопроводов с площадью пропускного сечения, составляющей 0,28-0,46 площади пропускного сечения магистрального газопровода, причем подводящий трубопровод соединен разветвленной перемычкой с отводящими трубопроводами, при этом к каждому отводящему трубопроводу перемычка подключена с возможностью перепуска газа от отводящих трубопроводов к подводящему и продублирована для возможности работы в режиме заполнения газом технологических трубопроводов и агрегатов станции, а также в режиме «станционное кольцо», при этом каждая теплообменная секция аппарата воздушного охлаждения газа включает работающий под давлением сосуд для газа, выполненный в виде многорядного одноходового пучка оребренных труб, расположенных в пучке со смещением в каждом ряду относительно труб в смежных рядах, а ряды труб отделены друг от друга дистанцирующими элементами, выполненными в виде складчатых пластин с чередующимися по длине пластины выпуклыми и вогнутыми участками, образующими опорные площадки под трубы смежных по высоте пучка рядов, причем конфигурация складчатого дистанцирующего элемента принята такой, что экстремальные поперечные линии верхних вогнутых участков размещены относительно условной плоскости, проходящей через соответствующие экстремальные поперечные линии нижних вогнутых участков элемента в высотном диапазоне величин: от превышения на величину γ1 над этой плоскостью - часть толщины Δ дистанцирующего элемента до расположения ниже упомянутой плоскости на величину γ2≤0,11d, а шаг n складок по длине дистанцирующего элемента составляет n=(1,01÷1,75)d, где d - диаметр оребрения по внешнему контуру ребер труб.The problem is solved due to the fact that the compressor station of the gas pipeline, according to the invention, contains a system of gas pumping units, mainly with full-pressure blowers, connected by process piping piping with the possibility of sequential and parallel inclusion in the work of at least part of them, a training system, at least least a process gas, a process gas cooling unit equipped with at least one, mainly consisting of at least two heat exchangers with projection, by gas air cooling apparatus, the supply and at least two outlet pipelines connected to the main gas pipeline with a cross-sectional area of 0.28-0.46 of the cross-sectional area of the main gas pipeline, the supply pipeline being connected by a branched jumper to the discharge pipelines, while the jumper is connected to each outlet pipeline with the possibility of gas bypass from the outlet pipelines to the inlet and is duplicated to be able to work in the filling mode basic technological pipelines and units of the station, as well as in the “station ring” mode, with each heat-exchange section of the gas air-cooling apparatus comprising a pressurized gas vessel made in the form of a multi-row single-pass bundle of finned tubes located in the bundle with an offset in each row relative to the pipes in adjacent rows, and the rows of pipes are separated from each other by spacing elements made in the form of folded plates with alternating convex and concave sections along the length of the plate, forming supporting platforms for pipes of rows adjacent to the height of the beam, and the configuration of the folded spacing element is adopted such that the extreme transverse lines of the upper concave sections are located relative to the conditional plane passing through the corresponding extreme transverse lines of the lower concave sections of the element in the height range of values: from excess by γ 1 above this plane - part of the thickness Δ distancing element to the location below said plane by an amount γ 2 ≤0,11d, and step n clutches in length distancing element is n = (1,01 ÷ 1,75) d, where d - diameter of the fin at the perimeter edges of the tubes.
Система газоперекачивающих агрегатов может содержать, по крайней мере, одну, состоящую из двух последовательно соединенных газоперекачивающих агрегатов, группу.The system of gas pumping units may contain at least one group consisting of two series-connected gas pumping units.
По крайней мере, одна группа из двух последовательно соединенных агрегатов может быть соединена трубопроводами обвязки с последующими газоперекачивающими агрегатами и/или их группами, соединенными последовательно или с возможностью переключения из последовательного соединения в параллельное или наоборот через режимные краны.At least one group of two series-connected units can be connected by piping pipelines with subsequent gas-pumping units and / or their groups connected in series or with the possibility of switching from serial connection to parallel or vice versa through operation valves.
По крайней мере, часть газоперекачивающих агрегатов может быть выполнена с приводом центробежного нагнетателя от газовой турбины.At least part of the gas pumping units can be made with a centrifugal supercharger driven by a gas turbine.
В качестве газоперекачивающих агрегатов с центробежными нагнетателями могут быть использованы промышленные стационарные двигатели, например, типа ГТН-6У, или ГТНП-16, или ГТН-25-1, или реконструированные авиационные газотурбинные двигатели, например, типа Д-336, или НК-14СТ, или НК-36СТ, или НК-38СТ, или ПС-90, или АЛ-31СТ, или судовые газотурбинные двигатели, например типа ДТ-71, или ДН-70, или ДН-80, или ДГ-90.As gas pumping units with centrifugal superchargers, industrial stationary engines, for example, type GTN-6U, or GTNP-16, or GTN-25-1, or reconstructed aircraft gas turbine engines, for example, type D-336, or NK-14ST, can be used or NK-36ST, or NK-38ST, or PS-90, or AL-31ST, or marine gas turbine engines, for example, type DT-71, or DN-70, or DN-80, or DG-90.
В качестве центробежных нагнетателей в газоперекачивающих агрегатах могут быть использованы нагнетатели, например, типа 370-14-1, или 370-18-1, или Н-16-56, или Н-16-75, или Н-300-1,23.As centrifugal superchargers in gas pumping units, superchargers, for example, of the type 370-14-1, or 370-18-1, or N-16-56, or N-16-75, or N-300-1,23 can be used .
Обвязка может быть снабжена комплексной газодинамической защитой, выполненной в виде системы обратных клапанов и свечных кранов, причем обратные клапаны установлены на выходных газопроводах каждого газоперекачивающего агрегата и дополнительно на выходном шлейфе технологического газопровода компрессорной станции, а свечные краны установлены в количестве, превышающем, по крайней мере, на один число обратных клапанов, и размещены по ходу газового потока, первый в зоне установки входного крана с возможностью работы свечи при любом сочетании положений входного и/или резервного входного кранов, а остальные свечные краны подсоединены к технологическим трубопроводам обвязки преимущественно перед обратными клапанами по ходу газового потока.The strapping can be equipped with complex gas-dynamic protection made in the form of a system of check valves and candle valves, moreover, check valves are installed on the outlet pipelines of each gas pumping unit and additionally on the output loop of the compressor station's process gas pipeline, and the plug valves are installed in an amount exceeding at least at least , by one number of check valves, and placed along the gas flow, the first in the installation area of the inlet crane with the possibility of candle operation for any combination the position of the inlet and / or backup inlet taps, and the remaining candle valves are connected to the piping process piping mainly in front of the check valves along the gas stream.
По крайней мере, часть газоперекачивающих агрегатов может быть снабжена устанавливаемым преимущественно непосредственно за газотурбинной установкой в зоне выхода отработанных горячих газов рекуператором для утилизации теплоты уходящих газов с подогревом воздуха, подаваемого в турбину.At least a part of the gas pumping units can be equipped with a recuperator installed predominantly directly behind the gas turbine installation in the exhaust hot gas exit zone for utilizing the heat of the exhaust gases with heating of the air supplied to the turbine.
Рекуператор может быть выполнен в виде регенеративного воздухоподогревателя, преимущественно в виде моноблока с корпусом цилиндроконической формы, по крайней мере, в пределах большей части его длины.The recuperator can be made in the form of a regenerative air heater, mainly in the form of a monoblock with a cylinder-conical body, at least within most of its length.
Рекуператор может быть выполнен в виде регенеративного воздухоподогревателя блочного типа предпочтительно секционно-блочным и сообщен с выходной частью газотурбинной установки и с атмосферой газоходом с диффузором на участке подачи горячих газов в теплообменную зону регенеративного воздухоподогревателя и конфузором на выходе из него.The recuperator can be made in the form of a block type regenerative air heater, preferably sectional block and connected to the outlet of the gas turbine unit and to the atmosphere by a gas duct with a diffuser at the hot gas supply section of the regenerative air heater heat exchanger zone and a confuser at the outlet of it.
Система подготовки технологического, а также пускового, и/или топливного, и/или импульсного газа может содержать, по крайней мере, один пылеуловитель циклонного типа.A process preparation system, as well as a starting, and / or fuel, and / or pulsed gas, may contain at least one cyclone type dust collector.
Система подготовки технологического, а также пускового, и/или топливного, и/или импульсного газа может содержать, по крайней мере, один фильтр-сепаратор, установленный последовательно по ходу газа после циклонного пылеуловителя или системы циклонных пылеуловителей, причем фильтр-сепаратор включает не менее двух имеющих сменные фильтры технологических секций - фильтрующей, предназначенной для коагуляции жидких и задержания механических частиц, и секции сепарации, предназначенной для завершения очистки газа от влаги, а также содержит конденсатосборник, систему обогрева, преимущественно электрического, по крайней мере, нижней части фильтр-сепаратора и оборудован контрольно-измерительной аппаратурой.The process gas preparation system, as well as the starting, and / or fuel, and / or pulsed gas, may contain at least one filter separator installed sequentially along the gas after the cyclone dust collector or cyclone dust collector system, the filter separator comprising at least two technological sections having replaceable filters - a filtering section, designed for coagulation of liquid and retention of mechanical particles, and a separation section, designed to complete the gas purification from moisture, and also contains condensate collector, heating system, mainly electric, at least the lower part of the filter separator and is equipped with instrumentation.
Каждая теплообменная секция аппарата воздушного охлаждения газа может быть выполнена горизонтального типа.Each heat-exchange section of the gas air-cooling apparatus can be of a horizontal type.
Теплообменные секции аппарата воздушного охлаждения газа могут быть установлены с образованием скатов.The heat-exchange sections of the gas air-cooling apparatus can be installed with the formation of slopes.
Многорядный пучок оребренных труб каждой теплообменной секции аппарата воздушного охлаждения газа может быть сообщен через камеры входа и выхода газа и коллекторы подвода и отвода газа с технологическими трубопроводами станции, при этом многорядный пучок труб теплообменной секции содержит от двух до четырнадцати рядов.A multi-row bundle of finned tubes of each heat-exchange section of an air-cooled gas cooling apparatus can be communicated through gas inlet and outlet chambers and gas supply and exhaust manifolds with technological pipelines of the station, while a multi-row bundle of heat-exchange section tubes contains from two to fourteen rows.
Каждая теплообменная секция корпуса аппарата воздушного охлаждения газа может включать сосуд для внешней охлаждающей среды с продольными боковыми стенами, поперечными торцевыми стенами, образованными камерами входа и выхода внутритрубной среды и днищем, образованным корпусами диффузоров вентиляторов, которые установлены под теплообменными секциями, при этом под каждой секцией установлено от одного до шести вентиляторов, причем каждый вентилятор размещен в аэродинамическом защитном кожухе, содержащем диффузор и коллектор плавного входа, при этом коллектор плавного входа выполнен в продольном сечении переменной кривизны с конфигурацией, по крайней мере, со стороны внутренней поверхности, например, по лемнискате, и преимущественно круглым в плане, входное устье кожуха в зоне перехода коллектора в диффузор выполнено диаметром, составляющим 0,6-0,95 ширины теплообменной секции, а диффузор кожуха каждого из вентиляторов выполнен в своей верхней части в зоне примыкания к элементам каркаса теплообменной секции с конфигурацией контура выходной кромки, обеспечивающей возможность присоединения к соответствующим элементам контура каркаса секции, а вентиляторы выполнены преимущественно двух- или трехлопастными и с регулируемым изменением угла поворота лопастей, с приводом колеса вентилятора преимущественно прямым, безредукторным от тихоходного электродвигателя, его мощностью, составляющей предпочтительно 2,5-12,0 кВт и номинальной частотой вращения предпочтительно 290-620 мин-1.Each heat exchange section of the body of the gas air cooling apparatus can include a vessel for external cooling medium with longitudinal side walls, transverse end walls formed by inlet and outlet chambers of the in-pipe medium and a bottom formed by fan diffuser bodies, which are installed under the heat-exchange sections, while under each section from one to six fans are installed, with each fan located in an aerodynamic protective casing containing a diffuser and a smooth collector stroke, while the smooth entry collector is made in a longitudinal section of variable curvature with a configuration at least from the side of the inner surface, for example, along the lemniscate, and mainly round in plan, the inlet mouth of the casing in the zone of transition of the collector into the diffuser is made with a diameter of 0 , 6-0.95 of the width of the heat-exchange section, and the diffuser of the casing of each fan is made in its upper part in the area adjacent to the frame elements of the heat-exchange section with the configuration of the output edge contour, which allows the possibility of attaching to the corresponding elements of the contour of the frame of the section, and the fans are made mainly of two- or three-blade and with an adjustable change in the angle of rotation of the blades, with the drive of the fan wheel mainly direct, gearless from a low-speed electric motor, its power component preferably 2.5-12.0 kW and a nominal speed of preferably 290-620 min -1 .
Компрессорная станция может быть обустроена системой аппаратов воздушного охлаждения газа, образующих конструктивный комплекс объединенных, по крайней мере, в одно поле аппаратов воздушного охлаждения газа - «поле АВО».The compressor station can be equipped with a system of gas air-cooling apparatuses, which form a structural complex of at least one field of gas air-cooling apparatuses - the “АВО field”.
Компрессорная станция может быть выполнена с опорными конструкциями, объединенными в общий пространственный блок в пределах «поля АВО», в том числе с возможностью частичного опирания опорной конструкции каждого последующего аппарата воздушного охлаждения газа на опорную конструкцию предыдущего.The compressor station can be made with supporting structures integrated into a common spatial unit within the “air-conditioning field”, including with the possibility of partial support of the supporting structure of each subsequent gas air cooling apparatus to the supporting structure of the previous one.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении эффективности компрессорной станции, снижении трудо- и материалозатрат при обеспечении высоких показателей теплообмена и надежности работы за счет оптимизации параметров технологической обвязки, а также оптимизации теплообменных параметров аппарата воздушного охлаждения газа, используемого в составе компрессорной станции за счет разработанного в изобретении оптимального размещения труб в пучке и использования конструкции складчатых дистанцирующих элементов, параметры которых обеспечивают возможность оптимизации также и самой теплообменной секции за счет более плотного расположения оребренных труб в пучке при одновременном обеспечении высоких показателей теплообмена, надежности и долговечности работы.The technical result provided by the invention consists in increasing the efficiency of the compressor station, reducing labor and material costs while ensuring high heat transfer rates and operational reliability by optimizing the process piping parameters, as well as optimizing the heat transfer parameters of the gas air cooling apparatus used in the compressor station due to developed in the invention of the optimal placement of pipes in a bundle and the use of the design of folded spacing elements Whose parameters also provide the possibility of optimizing itself and the heat transfer section due to a denser arrangement of the finned tubes in the beam, while ensuring high heat exchange performance, reliability and durability of operation.
Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where
на фиг.1 изображен пучок оребренных труб АВО газа с разделяющими его ряды дистанцирующими элементами;figure 1 shows a bunch of finned tubes ABO gas with separating its ranks distancing elements;
на фиг.2 - узел А на фиг.1, отображающий расположение оребренных теплообменных труб в ряду пучка;figure 2 - node a in figure 1, showing the location of the finned heat transfer tubes in a row of the beam;
на фиг.3 - дистанцирующий элемент - вариант с расположением опорных площадок под трубы в верхних вогнутых участках с превышением над условной плоскостью на величину γ1;figure 3 - spacing element is an option with the location of the support areas under the pipe in the upper concave sections with an excess over the reference plane by the value of γ 1 ;
на фиг.4 - дистанцирующий элемент - вариант с расположением опорных площадок под трубы в верхних вогнутых участках ниже условной плоскости на величину γ2.figure 4 - spacing element is an option with the location of the support areas under the pipe in the upper concave sections below the reference plane by the value of γ 2 .
Компрессорная станция газопровода содержит систему газоперекачивающих агрегатов (на чертежах не показано), преимущественно с неполнонапорными нагнетателями, соединенных технологическими трубопроводами обвязки (на чертежах не показано) с возможностью последовательного и параллельного включения в работу, по крайней мере, части из них, систему подготовки, по крайней мере, технологического газа, установку охлаждения технологического газа, оснащенную не менее чем одним, преимущественно состоящим не менее чем из двух теплообменных секций 1, аппаратом воздушного охлаждения газа (на чертежах не показано), подключенные к магистральному газопроводу подводящий и не менее двух отводящих трубопроводов (на чертежах не показаны) с площадью пропускного сечения, составляющей 0,28-0,46 площади пропускного сечения магистрального газопровода. Подводящий трубопровод соединен разветвленной перемычкой с отводящими трубопроводами. К каждому отводящему трубопроводу перемычка подключена с возможностью перепуска газа от отводящих трубопроводов к подводящему и продублирована для возможности работы в режиме заполнения газом технологических трубопроводов и агрегатов станции, а также в режиме «станционное кольцо». Каждая теплообменная секция 1 аппарата воздушного охлаждения газа (на чертежах не показано) включает работающий под давлением сосуд для газа, выполненный в виде многорядного одноходового пучка оребренных труб 2, расположенных в пучке со смещением в каждом ряду 3 относительно труб 2 в смежных рядах 3. Ряды 3 труб 2 отделены друг от друга дистанцирующими элементами 4, выполненными в виде складчатых пластин 5 с чередующимися по длине пластины выпуклыми 6 и вогнутыми 7 участками, образующими опорные площадки 8 под трубы 2 смежных по высоте пучка рядов 3. Конфигурация складчатого дистанцирующего элемента 4 принята такой, что экстремальные поперечные линии верхних вогнутых участков 7 размещены относительно условной плоскости 9, проходящей через соответствующие экстремальные поперечные линии нижних вогнутых участков 7 элемента в высотном диапазоне величин: от превышения над этой плоскостью на γ1 - часть толщины Δ дистанцирующего элемента 4 до расположения ниже упомянутой плоскости 9 на величину γ2≤0,11d, а шаг n складок по длине дистанцирующего элемента 4 составляет n=(1,01-1,75)d, где d - диаметр оребрения 10 по внешнему контуру ребер труб 2.The compressor station of the gas pipeline contains a system of gas pumping units (not shown in the drawings), mainly with full-pressure superchargers connected by process piping piping (not shown in the drawings) with the possibility of sequential and parallel switching on of at least some of them, the preparation system, at least a process gas, a process gas cooling unit equipped with at least one, mainly consisting of at least two heat-exchange sections 1, by an air gas cooling apparatus (not shown in the drawings), a supply pipe and at least two outlet pipelines (not shown in the drawings) connected to the main gas pipeline with a cross-sectional area of 0.28-0.46 of the cross-sectional area of the main gas pipeline. The supply pipe is connected by a branched jumper to the discharge pipes. A jumper is connected to each outlet pipeline with the possibility of gas bypass from the outlet pipelines to the inlet and is duplicated to be able to work in the mode of filling process pipelines and plant units with gas, as well as in the station ring mode. Each heat exchange section 1 of the gas air-cooling apparatus (not shown in the drawings) includes a pressure vessel for gas made in the form of a multi-row single-pass bundle of
Система газоперекачивающих агрегатов содержит, по крайней мере, одну, состоящую из двух последовательно соединенных газоперекачивающих агрегатов, группу.The system of gas pumping units contains at least one group consisting of two series-connected gas pumping units.
По крайней мере, одна группа из двух последовательно соединенных агрегатов соединена трубопроводами обвязки с последующими газоперекачивающими агрегатами и/или их группами, соединенными последовательно или с возможностью переключения из последовательного соединения в параллельное или наоборот через режимные краны (на чертежах не показано).At least one group of two series-connected units is connected by piping pipelines with subsequent gas-pumping units and / or their groups connected in series or with the possibility of switching from serial connection to parallel or vice versa through operation valves (not shown in the drawings).
По крайней мере, часть газоперекачивающих агрегатов (на чертежах не показано) может быть выполнена с приводом центробежного нагнетателя от газовой турбины.At least part of the gas pumping units (not shown in the drawings) can be made with a centrifugal supercharger driven by a gas turbine.
В качестве газоперекачивающих агрегатов (на чертежах не показано) с центробежными нагнетателями могут быть использованы промышленные стационарные двигатели (на чертежах не показано), например типа ГТН-6У, или ГТНП-16, или ГТН-25-1, или реконструированные авиационные газотурбинные двигатели, например, типа Д-336, или НК-14СТ, или НК-36СТ, или НК-38СТ, или ПС-90, или АЛ-31СТ, или судовые газотурбинные двигатели, например, типа ДТ-71, или ДН-70, или ДН-80, или ДГ-90.As gas pumping units (not shown in the drawings) with centrifugal superchargers, industrial stationary engines (not shown in the drawings), for example, GTN-6U, or GTNP-16, or GTN-25-1, or reconstructed aircraft gas turbine engines, can be used. for example, type D-336, or NK-14ST, or NK-36ST, or NK-38ST, or PS-90, or AL-31ST, or marine gas turbine engines, for example, type DT-71, or DN-70, or DN-80, or DG-90.
В качестве центробежных нагнетателей (на чертежах не показано) в газоперекачивающих агрегатах могут быть использованы нагнетатели, например, типа 370-14-1, или 370-18-1, или Н-16-56, или Н-16-75, или Н-300-1,23.As centrifugal superchargers (not shown in the drawings) in gas pumping units, superchargers, for example, of the type 370-14-1, or 370-18-1, or N-16-56, or N-16-75, or N, can be used -300-1.23.
Обвязка снабжена комплексной газодинамической защитой, выполненной в виде системы обратных клапанов и свечных кранов (на чертежах не показано), причем обратные клапаны (на чертежах не показано) установлены на выходных газопроводах каждого газоперекачивающего агрегата (на чертежах не показано) и дополнительно на выходном шлейфе технологического газопровода компрессорной станции. Свечные краны (на чертежах не показано) установлены в количестве, превышающем, по крайней мере, на один число обратных клапанов, и размещены по ходу газового потока, первый в зоне установки входного крана (на чертежах не показано) с возможностью работы свечи при любом сочетании положений входного и/или резервного входного кранов, а остальные свечные краны подсоединены к технологическим трубопроводам обвязки преимущественно перед обратными клапанами (на чертежах не показано) по ходу газового потока.The strapping is equipped with a comprehensive gas-dynamic protection made in the form of a system of check valves and candle taps (not shown in the drawings), moreover, check valves (not shown in the drawings) are installed on the outlet gas pipelines of each gas pumping unit (not shown in the drawings) and additionally on the output loop of the process gas pipeline compressor station. Candle taps (not shown in the drawings) are installed in an amount exceeding at least one number of check valves and placed along the gas flow, the first in the installation area of the inlet crane (not shown in the drawings) with the possibility of operation of the candle with any combination the positions of the inlet and / or backup inlet taps, and the remaining candle valves are connected to the process piping piping mainly in front of the check valves (not shown in the drawings) along the gas stream.
По крайней мере, часть газоперекачивающих агрегатов (на чертежах не показано) снабжена устанавливаемым преимущественно непосредственно за газотурбинной установкой в зоне выхода отработанных горячих газов рекуператором (на чертежах не показано) для утилизации теплоты уходящих газов с подогревом воздуха, подаваемого в турбину.At least part of the gas pumping units (not shown in the drawings) is equipped with a recuperator (mainly not installed) installed directly behind the gas turbine installation in the exhaust hot gas outlet zone for utilizing the heat of the exhaust gases with heating of the air supplied to the turbine.
Рекуператор (на чертежах не показано) может быть выполнен в виде регенеративного воздухоподогревателя, преимущественно в виде моноблока с корпусом цилиндроконической формы, по крайней мере, в пределах большей части его длины.The recuperator (not shown in the drawings) can be made in the form of a regenerative air heater, mainly in the form of a monoblock with a cylinder-conical body, at least within most of its length.
Рекуператор (на чертежах не показано) может быть выполнен в виде регенеративного воздухоподогревателя блочного типа предпочтительно секционно-блочным и сообщен с выходной частью газотурбинной установки и с атмосферой газоходом с диффузором на участке подачи горячих газов в теплообменную зону регенеративного воздухоподогревателя и конфузором на выходе из него.The recuperator (not shown in the drawings) can be made in the form of a block type regenerative air heater, preferably sectional block and connected to the outlet of the gas turbine unit and to the atmosphere through a gas duct with a diffuser at the hot gas supply section of the regenerative air heater heat exchanger and a confuser at the outlet of it.
Система подготовки технологического, а также пускового, и/или топливного, и/или импульсного газа содержит, по крайней мере, один пылеуловитель циклонного типа (на чертежах не показано).The process preparation system, as well as starting, and / or fuel, and / or pulse gas, contains at least one cyclone type dust collector (not shown in the drawings).
Система подготовки технологического, а также пускового, и/или топливного, и/или импульсного газа содержит, по крайней мере, один фильтр-сепаратор, установленный последовательно по ходу газа после циклонного пылеуловителя или системы циклонных пылеуловителей (на чертежах не показано). Фильтр-сепаратор (на чертежах не показано) включает не менее двух имеющих сменные фильтры технологических секций - фильтрующей, предназначенной для коагуляции жидких и задержания механических частиц, и секции сепарации, предназначенной для завершения очистки газа от влаги, а также содержит конденсатосборник, систему обогрева, преимущественно электрического, по крайней мере, нижней части фильтр-сепаратора и оборудован контрольно-измерительной аппаратурой.The process gas preparation system, as well as starting, and / or fuel, and / or pulsed gas, contains at least one filter separator installed sequentially along the gas after the cyclone dust collector or cyclone dust collector system (not shown in the drawings). The filter separator (not shown in the drawings) includes at least two technological sections having replaceable filters - a filter section designed to coagulate liquid and trap mechanical particles, and a separation section designed to complete the gas cleaning from moisture, and also contains a condensate collector, a heating system, predominantly electric, at least the bottom of the filter separator and is equipped with instrumentation.
Каждая теплообменная секция 1 аппарата воздушного охлаждения газа (на чертежах не показано) может быть выполнена горизонтального типа.Each heat exchange section 1 of the gas air-cooling apparatus (not shown in the drawings) can be made of a horizontal type.
Теплообменные секции 1 аппарата воздушного охлаждения газа (на чертежах не показано) могут быть установлены с образованием скатов.The heat exchange sections 1 of the gas air-cooling apparatus (not shown in the drawings) can be installed with the formation of slopes.
Многорядный пучок оребренных труб 2 каждой теплообменной секции 1 аппарата воздушного охлаждения газа сообщен через камеры входа и выхода газа и коллекторы подвода и отвода газа (на чертежах не показано) с технологическими трубопроводами станции, при этом многорядный пучок труб 2 теплообменной секции 1 содержит от двух до четырнадцати рядов 3.The multi-row bundle of
Каждая теплообменная секция 1 корпуса аппарата воздушного охлаждения газа (на чертежах не показано) включает сосуд для внешней охлаждающей среды с продольными боковыми стенами, поперечными торцевыми стенами, образованными камерами входа и выхода внутритрубной среды и днищем, образованным корпусами диффузоров вентиляторов (на чертежах не показано), которые установлены под теплообменными секциями 1. Под каждой секцией 1 установлено от одного до шести вентиляторов (на чертежах не показано). Каждый вентилятор (на чертежах показано) размещен в аэродинамическом защитном кожухе, содержащем диффузор и коллектор плавного входа (на чертежах не показано). Коллектор плавного входа выполнен в продольном сечении переменной кривизны с конфигурацией, по крайней мере, со стороны внутренней поверхности, например, по лемнискате, и преимущественно круглым в плане, входное устье кожуха в зоне перехода коллектора в диффузор выполнено диаметром, составляющим 0,6-0,95 ширины теплообменной секции 1. Диффузор кожуха каждого из вентиляторов выполнен в своей верхней части в зоне примыкания к элементам каркаса теплообменной секции 1 с конфигурацией контура выходной кромки, обеспечивающей возможность присоединения к соответствующим элементам контура каркаса секции 1, а вентиляторы выполнены преимущественно двух- или трехлопастными и с регулируемым изменением угла поворота лопастей, с приводом колеса вентилятора преимущественно прямым, безредукторным от тихоходного электродвигателя, его мощностью, составляющей предпочтительно 2,5-12,0 кВт и номинальной частотой вращения предпочтительно 290-620 мин-1.Each heat exchange section 1 of the casing of the gas air-cooling apparatus (not shown in the drawings) includes a vessel for external cooling medium with longitudinal side walls, transverse end walls formed by inlet and outlet chambers of the in-pipe medium and a bottom formed by fan diffuser bodies (not shown in the drawings) , which are installed under the heat-exchange sections 1. Under each section 1 is installed from one to six fans (not shown in the drawings). Each fan (shown in the drawings) is placed in an aerodynamic protective casing containing a diffuser and a smooth entry manifold (not shown in the drawings). The smooth entry collector is made in a longitudinal section of variable curvature with a configuration at least from the side of the inner surface, for example, along the lemniscate, and mainly round in plan, the inlet mouth of the casing in the zone of transition of the collector into the diffuser is made with a diameter of 0.6-0 , 95 width of the heat-exchange section 1. The diffuser of the casing of each fan is made in its upper part in the area adjacent to the frame elements of the heat-exchange section 1 with the configuration of the outlet edge contour, which makes it possible to connect insignia to the corresponding elements of the frame contour of section 1, and the fans are made predominantly two- or three-bladed and with an adjustable change in the angle of rotation of the blades, with the drive of the fan wheel mainly direct, gearless from a low-speed electric motor, its power component preferably 2.5-12.0 kW and a nominal speed of preferably 290-620 min -1 .
Компрессорная станция (на чертежах не показано) может быть обустроена системой аппаратов воздушного охлаждения газа, образующих конструктивный комплекс объединенных, по крайней мере, в одно поле аппаратов воздушного охлаждения газа - «поле АВО».A compressor station (not shown in the drawings) can be equipped with a system of gas air-cooling apparatuses, which form a structural complex of at least one field of gas air-cooling apparatuses - the “АВО field”.
Компрессорная станция (на чертежах не показано) может быть выполнена с опорными конструкциями, объединенными в общий пространственный блок в пределах «поля АВО», в том числе с возможностью частичного опирания опорной конструкции каждого последующего аппарата воздушного охлаждения газа на опорную конструкцию предыдущего.The compressor station (not shown in the drawings) can be made with supporting structures integrated into a common space unit within the “ABO field”, including with the possibility of partial support of the supporting structure of each subsequent gas air cooling apparatus to the supporting structure of the previous one.
Компрессорная станция газопровода работает следующим образом.The compressor station of the gas pipeline operates as follows.
При движении газа из-за разного рода гидравлических сопротивлений по длине трубопровода происходит падение его давления, что приводит к снижению пропускной способности газопровода. Поэтому транспортировать газ в достаточном количестве и на большие расстояния только за счет естественного пластового давления нельзя. Компрессорные станции используют для поддержания заданного расхода транспортируемого газа и обеспечения его оптимального давления в трубопроводе.When the gas moves due to various kinds of hydraulic resistance along the length of the pipeline, its pressure drops, which leads to a decrease in the throughput of the gas pipeline. Therefore, it is impossible to transport gas in sufficient quantities and over long distances only due to natural reservoir pressure. Compressor stations are used to maintain a given flow rate of the transported gas and ensure its optimal pressure in the pipeline.
При добыче и транспортировке природного газа в нем практически всегда содержатся различного рода примеси: песок, сварной шлам, конденсат тяжелых углеводородов, вода, масло и т.д. Основным источником загрязнения природного газа является призабойная зона скважины, постепенно разрушающаяся и загрязняющая газ, поэтому перед подачей газа в газоперекачивающие агрегаты, входящие в состав компрессорной станции, газ на входе проходит через систему подготовки, которая в зависимости от конкретных условий содержит различные очистные конструкции, например, циклонные пылеуловители, фильтры-сепараторы и т.д. Энергоемкость транспорта природных газов в основном определяется энергоемкостью процесса перемещения газа по трубопроводу. Для снижения этих энергозатрат необходимо снижать температуру транспортируемого газа, повышать его давление и охлаждать газ после его компримирования. Так при охлаждении газа в газопроводе, например, от 50÷55 до 25÷30°С пропускную способность газопровода можно увеличить на 4÷5%. Газ поступает в установку охлаждения, оснащенную не менее чем одним, преимущественно состоящим не менее чем из двух теплообменных секций аппаратом воздушного охлаждения газа. Проходя по многорядному одноходовому пучку оребренных труб, выполненных в соответствии с разработанным изобретением, газ под действием подаваемого снизу вентиляторами воздуха охлаждается. Учитывая, что аппарат воздушного охлаждения газа является одним из основных и необходимых технологических узлов компрессорной станции, очевидно, что эффективность охлаждения газа является определяющей для эффективности работы компрессорной станции в целом, в соответствии с чем оптимизация размещения теплообменных оребренных труб в пучке за счет использования примененной в изобретении конструкции складчатых дистанцирующих элементов, обеспечивая повышение эффективности процесса охлаждения газа, обеспечивает эффективность компрессорной станции в целом.During the extraction and transportation of natural gas, it almost always contains various kinds of impurities: sand, weld sludge, condensate of heavy hydrocarbons, water, oil, etc. The main source of natural gas pollution is the bottomhole zone of the well, which gradually degrades and pollutes gas; therefore, before the gas is supplied to the gas pumping units that are part of the compressor station, the inlet gas passes through a preparation system that, depending on the specific conditions, contains various treatment facilities, for example , cyclone dust collectors, filter separators, etc. The energy intensity of natural gas transport is mainly determined by the energy intensity of the process of moving gas through the pipeline. To reduce these energy costs, it is necessary to lower the temperature of the transported gas, increase its pressure and cool the gas after compression. So when cooling gas in a gas pipeline, for example, from 50 ÷ 55 to 25 ÷ 30 ° C, the throughput of the gas pipeline can be increased by 4 ÷ 5%. Gas enters the cooling unit equipped with at least one, mainly consisting of at least two heat-exchange sections, gas air-cooling apparatus. Passing through a multi-row one-way beam of finned tubes made in accordance with the developed invention, the gas is cooled by the action of air supplied from below by fans. Taking into account that the gas air cooling apparatus is one of the main and necessary technological units of the compressor station, it is obvious that the gas cooling efficiency is decisive for the efficiency of the compressor station as a whole, in accordance with which the optimization of the placement of heat-exchange finned tubes in the bundle by using the invention of the design of folded spacing elements, providing increased efficiency of the gas cooling process, ensures the efficiency of the compress ornoy station as a whole.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108959/06A RU2277671C2 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Compressor station for gas pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108959/06A RU2277671C2 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Compressor station for gas pipeline |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004108959A RU2004108959A (en) | 2005-09-20 |
| RU2277671C2 true RU2277671C2 (en) | 2006-06-10 |
Family
ID=35848755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004108959/06A RU2277671C2 (en) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | Compressor station for gas pipeline |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2277671C2 (en) |
-
2004
- 2004-03-26 RU RU2004108959/06A patent/RU2277671C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОРШАКОВ Б.П. Газотурбинные установки, М, Недра, 1992, с.14-21. ХОДАНОВИЧ И.Е. и др. Тепловые режимы магистральных газопроводов, Москва, Недра, 1971, стр.175-176. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004108959A (en) | 2005-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2122013B1 (en) | Flue gas cooling and cleaning system | |
| CN109611210A (en) | Gas turbine inlet air temperature control system | |
| RU2277671C2 (en) | Compressor station for gas pipeline | |
| RU195474U1 (en) | HEATER-DRINKER | |
| CN209469494U (en) | Gas turbine inlet air temperature control system | |
| CN105041475A (en) | Efficient gas turbine power generation ATPG system | |
| RU2279013C2 (en) | Gas conduit compressor station | |
| RU52949U1 (en) | GAS PIPELINE COMPRESSOR STATION | |
| RU2278317C2 (en) | Head compression station for gas pipeline | |
| RU52947U1 (en) | GAS PIPELINE HEAD COMPRESSOR STATION | |
| RU41808U1 (en) | GAS PIPELINE COMPRESSOR STATION | |
| RU41809U1 (en) | LINEAR COMPRESSOR STATION | |
| RU2279011C2 (en) | Line compressor station | |
| RU2277670C2 (en) | Compressor station for gas pipeline | |
| RU42273U1 (en) | GAS PIPELINE COMPRESSOR STATION | |
| RU2279012C2 (en) | Pressure increasing compressor station of gas conduit | |
| RU52948U1 (en) | GAS PIPELINE COMPRESSOR STATION | |
| CN101576332B (en) | Cold air and hot water integrated machine | |
| RU2312241C2 (en) | Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas | |
| RU42274U1 (en) | GAS SUPPLY SYSTEM, GAS TRANSPORT NETWORK, INTERREGIONAL GAS TRANSPORT NETWORK AND REGIONAL GAS TRANSPORT NETWORK | |
| CN213885423U (en) | Multipurpose combustion engine filter equipment that admits air | |
| CN214366403U (en) | Micro gas turbine and steam heat exchanger combined system | |
| RU207509U1 (en) | Utilization plant for heating air in the cycle of a gas turbine engine | |
| CN220151438U (en) | Efficient gas inlet system of gas turbine | |
| CN103245128B (en) | Used in mariculture cold water, source pump and using method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060327 |