RU2450139C1

RU2450139C1 - Gas compressor unit

Info

Publication number: RU2450139C1
Application number: RU2010147771/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Ефимович Бузмаков (RU); Михаил Ефимович Бузмаков; Сергей Михайлович Голдобин (RU); Сергей Михайлович Голдобин; Владимир Львович Денисов (RU); Владимир Львович Денисов; Сергей Юрьевич Пономарев (RU); Сергей Юрьевич Пономарев
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-05-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed unit comprises compressor, gas turbine drive, gas-to-oil heat exchanger, bearing lubrication and cooling system circuit made up of oil lines, oil filter, gas-to-oil heat exchanger, oil tank with oil heater, oil temperature gages, and circuit to feed fuel gas into combustion chamber made up of gas lines, gas filter, gas-to-oil heat exchanger, gas heater, gas pressure regulator and gas temperature control gage. Aforesaid bearing lubrication and cooling system circuit has oil line to feed oil into gas-to-oil heat exchanger and that of oil discharge from said gas-to-oil heat exchanger are communicated by bypass oil line accommodating controlled regulation valve opening on starting the unit. Gas line to feed gas into gas-to-oil heat exchanger and that of gas discharge from gas-to-oil heat exchanger are communicated by bypass gas line accommodating control valve.

EFFECT: reliable operation of gas turbine drive.

1 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбостроению, а именно к системам смазки и охлаждения подшипников газотурбинного привода и системам подачи топливного газа в камеру сгорания газотурбинного привода газоперекачивающего агрегата.The invention relates to gas turbine construction, namely, lubrication and cooling systems for bearings of a gas turbine drive and systems for supplying fuel gas to the combustion chamber of a gas turbine drive of a gas pumping unit.

Известен газоперекачивающий агрегат, взятый за ближайший аналог, содержащий центробежный нагнетатель с приводным двигателем, использующим в качестве топлива транспортируемый по газопроводу газ, систему охлаждения смазочно-охлаждающей жидкости с теплообменником, в котором топливный газ подогревается смазочно-охлаждающей жидкостью (авт. свид. СССР №844797).A gas pumping unit is known, taken as the closest analogue, containing a centrifugal supercharger with a drive engine using gas transported through a gas pipeline as a fuel, a cooling lubricant cooling system with a heat exchanger in which fuel gas is heated by a cutting fluid (ed. Certificate. USSR No. 844797).

Известно устройство для охлаждения масла газовой турбины и газового нагнетателя, которое в своем составе имеет газомасляный теплообменник, выполненный в виде двухконтурного аппарата, контуры которого между собой связаны трубопроводом буферной жидкости, причем трубопровод буферной жидкости снабжен циркуляционным насосом и баком (патент РФ №2239099).A device for cooling oil of a gas turbine and gas supercharger is known, which comprises a gas-oil heat exchanger made in the form of a dual-circuit apparatus, the contours of which are interconnected by a buffer fluid pipeline, the buffer fluid pipeline being equipped with a circulation pump and a tank (RF patent No. 2239099).

Известен способ безопасного подогрева топливного газа путем охлаждения масла, поступающего из опор газотурбинного двигателя и нагнетателя газоперекачивающего агрегата (заявка на изобретение №2005139828 от 21.12.2005).There is a method of safely heating fuel gas by cooling the oil coming from the supports of a gas turbine engine and a supercharger of a gas pumping unit (application for invention No. 2005139828 of 12/21/2005).

Известен способ охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата и газомасляный теплообменник для его осуществления (патент РФ №2221156).A known method of cooling oil in the oil system of a gas pumping unit and a gas-oil heat exchanger for its implementation (RF patent No. 2221156).

Все вышеперечисленные устройства и способы обладают существенным недостатком - не обеспечивают надежное функционирование газоперекачивающего агрегата при пуске и работе при крайне низкой температуре окружающей среды.All of the above devices and methods have a significant drawback - they do not provide reliable operation of the gas pumping unit during start-up and operation at extremely low ambient temperatures.

Технической задачей настоящего изобретения является, наряду с обеспечением заданной температуры масла и обеспечением заданной температуры газа, подаваемых в газотурбинный привод, на установившихся режимах работы агрегата, также обеспечение этих параметров на переходных режимах (пуск) и в условиях крайне низкой температуры окружающей среды.The technical task of the present invention is, along with providing a predetermined temperature of the oil and providing a predetermined temperature of the gas supplied to the gas turbine drive, at steady-state operating modes of the unit, also providing these parameters in transient conditions (start-up) and at extremely low ambient temperatures.

Технический результат достигается тем, что в газоперекачивающем агрегате, содержащем компрессор, газотурбинный привод, газомасляный теплообменник, контур системы смазки и охлаждения подшипников газотурбинного привода, образованный маслопроводами, маслофильтром, газомасляным теплообменником, маслобаком с установленным в нем нагревателем масла, датчиками контроля температуры масла, и контур системы подачи топливного газа в камеру сгорания газотурбинного привода, образованный газопроводами, газовым фильтром, тем же газомасляным теплообменником, нагревателем газа, регулятором давления газа, датчиком контроля температуры газа, в контуре системы смазки и охлаждения подшипников газотурбинного привода маслопровод подвода масла в газомасляный теплообменник и маслопровод отвода масла из газомасляного теплообменника соединены между собой маслопроводом-перемычкой с установленным в ней регулирующим клапаном, а в контуре системы подачи топливного газа в камеру сгорания газотурбинного привода газопровод подвода газа в газомасляный теплообменник и газопровод отвода газа из газомасляного теплообменника соединены между собой газопроводом-перемычкой с установленным в ней регулирующим клапаном.The technical result is achieved in that in a gas pumping unit containing a compressor, a gas turbine drive, a gas oil heat exchanger, a lubrication and cooling system for bearings of a gas turbine drive formed by oil pipelines, an oil filter, a gas oil heat exchanger, an oil tank with an oil heater installed in it, oil temperature control sensors, and circuit of the fuel gas supply system to the combustion chamber of a gas turbine drive, formed by gas pipelines, a gas filter, the same gas-oil heat an exchanger, a gas heater, a gas pressure regulator, a gas temperature control sensor, in the circuit of the lubrication and cooling system of the bearings of the gas turbine drive, the oil pipe to supply oil to the gas-oil heat exchanger and the oil pipe to drain oil from the gas-oil heat exchanger are connected by an oil jumper with a control valve installed in it, and in the circuit of the system for supplying fuel gas to the combustion chamber of a gas turbine drive, a gas pipeline for supplying gas to a gas-oil heat exchanger and a gas pipeline for exhausting gas gazomaslyanogo of heat exchanger are interconnected with a jumper pipeline installed therein the control valve.

Установленный в маслопроводе-перемычке регулирующий клапан, открывающийся при пуске газоперекачивающего агрегата, позволяет изменять поток проходящего через газомасляный теплообменник масла при его отводе от подшипниковых опор газотурбинного привода в маслобак.A control valve installed in the jumper oil line, which opens when the gas pumping unit starts up, allows you to change the flow of oil passing through the gas-oil heat exchanger when it is diverted from the bearings of the gas-turbine drive to the oil tank.

Регулирующий клапан, установленный в газопроводе-перемычке, позволяет изменять поток газа, протекающего через газомасляный теплообменник, и поток газа к установленному в газопроводе отвода газа из газомасляного теплообменника нагревателю газа, обеспечивающему подогрев газа при низкой температуре окружающей среды. На чертеже представлен газоперекачивающий агрегат. Агрегат содержит компрессор 1, газотурбинный привод 2, маслобак 3 с установленным в нем нагревателем масла 4 и датчиком контроля температуры масла 5, маслофильтр 6, газомасляный теплообменник 7, маслопровод-перемычку 8 с регулирующим клапаном 9, датчик контроля температуры масла 10, маслопроводы 11…14, газовый фильтр 15, газопровод-перемычку 16 с регулирующим клапаном 17, нагреватель газа 18, регулятор давления 19, датчик контроля температуры газа 20, газопроводы 21…26.A control valve installed in the gas jumper allows you to change the flow of gas flowing through the gas-oil heat exchanger, and the gas flow to the gas heater installed in the gas pipe from the gas-oil heat exchanger, which ensures gas heating at low ambient temperatures. The drawing shows a gas pumping unit. The unit contains a compressor 1, a gas turbine drive 2, an oil tank 3 with an oil heater 4 and an oil temperature control sensor 5 installed in it, an oil filter 6, a gas-oil heat exchanger 7, an oil jumper wire 8 with a control valve 9, an oil temperature sensor 10, oil lines 11 ... 14, gas filter 15, gas jumper 16 with a control valve 17, gas heater 18, pressure regulator 19, gas temperature control sensor 20, gas pipelines 21 ... 26.

Газоперекачивающий агрегат работает следующим образом. При пуске агрегата топливный газ подается в камеру сгорания газотурбинного привода 2 по газопроводам 21…26 через газовый фильтр 15, газопровод-перемычку 16 с открытым регулирующим клапаном 17, работающий нагреватель газа 18, регулятор давления газа 19. Температура газа контролируется датчиком 20. При этом часть газа протекает через газомасляный теплообменник 7. Масляные насосы, установленные в газотурбинном приводе 2 (не показаны), подают предварительно разогретое нагревателем 4 масло из маслобака 3 по маслопроводу 11 на смазку и охлаждение подшипниковых опор газотурбинного привода 2 и отводят от них по маслопроводам 12…14 через маслофильтр 6, маслопровод-перемычку 8 с открытым регулирующим клапаном 9 в маслобак 3, при этом часть масла протекает через газомасляный теплообменник 7. После выхода агрегата на рабочий режим и разогрева масла по сигналу датчика 10 закрываются клапаны 9, 17, прекращается нагрев газа нагревателем 18, а масло и газ протекают только через газомасляный теплообменник 7, в котором масло охлаждается, а топливный газ нагревается. В случае переохлаждения масла с датчика 10 подается сигнал на открытие клапана 17, который уменьшает количество газа, протекающего через газомасляный теплообменник 7, при этом может быть включен нагреватель газа 18 по сигналу датчика 20, если температура газа будет выходить за предельные значения.Gas pumping unit operates as follows. When the unit starts up, fuel gas is supplied to the combustion chamber of the gas turbine drive 2 through gas pipelines 21 ... 26 through the gas filter 15, gas jumper 16 with an open control valve 17, a working gas heater 18, gas pressure regulator 19. The gas temperature is controlled by the sensor 20. In this case part of the gas flows through the gas-oil heat exchanger 7. The oil pumps installed in the gas-turbine drive 2 (not shown) supply the oil preheated by the heater 4 from the oil tank 3 through the oil pipe 11 for lubrication and cooling of the bearings the nickel supports of the gas-turbine drive 2 and divert from them through oil lines 12 ... 14 through the oil filter 6, the oil line-jumper 8 with the open control valve 9 into the oil tank 3, while part of the oil flows through the gas-oil heat exchanger 7. After the unit enters the operating mode and the oil is heated at the signal of the sensor 10, the valves 9, 17 are closed, the gas heating by the heater 18 stops, and the oil and gas flow only through the gas-oil heat exchanger 7, in which the oil is cooled and the fuel gas is heated. In the case of overcooling of oil from the sensor 10, a signal is issued to open the valve 17, which reduces the amount of gas flowing through the gas-oil heat exchanger 7, while the gas heater 18 can be switched on by the signal of the sensor 20, if the gas temperature goes beyond the limit values.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает надежную работу газотурбинного привода газоперекачивающего агрегата в режиме пуска агрегата и в рабочем режиме при крайне низкой температуре окружающей среды.The proposed technical solution ensures reliable operation of the gas turbine drive of the gas pumping unit in the unit start-up mode and in the operating mode at extremely low ambient temperature.

Claims

A gas pumping unit containing a compressor, a gas-turbine drive, a gas-oil heat exchanger, a lubrication and cooling system for bearings of a gas-turbine drive, formed by oil pipelines, an oil filter, a gas-oil heat exchanger, an oil tank with an oil heater installed in it, oil temperature sensors, and a fuel gas supply system combustion chamber of a gas turbine drive, formed by gas pipelines, gas filter, the same gas-oil heat exchanger, gas heater, regulator for gas supply, a gas temperature monitoring sensor, characterized in that in the circuit of the lubrication and cooling system of the bearings of the gas turbine drive, the oil supply pipe to the oil-gas heat exchanger and the oil supply pipe to the oil from the gas-oil heat exchanger are connected by an oil jumper with a control valve installed in it, and in the circuit systems for supplying fuel gas to the combustion chamber of a gas turbine drive gas pipeline for supplying gas to a gas-oil heat exchanger and gas pipeline for removing gas from a gas-oil heat the exchanger is interconnected by a gas jumper with a control valve installed in it.