RU2543710C1 - Gas pumping compressor station (versions) - Google Patents
Gas pumping compressor station (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543710C1 RU2543710C1 RU2014100437/06A RU2014100437A RU2543710C1 RU 2543710 C1 RU2543710 C1 RU 2543710C1 RU 2014100437/06 A RU2014100437/06 A RU 2014100437/06A RU 2014100437 A RU2014100437 A RU 2014100437A RU 2543710 C1 RU2543710 C1 RU 2543710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- gas
- inlet
- air
- heat
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области перекачки газа компрессорными станциями и может быть использовано в цехах компрессорных станций при транспортировке газа через магистральные газопроводы.The invention relates to the field of gas pumping by compressor stations and can be used in the workshops of compressor stations when transporting gas through gas pipelines.
Известна компрессорная станция для перекачки газа, содержащая газоперекачивающий агрегат с технологическим компрессором, приводом которого служит газотурбинная установка, аппараты воздушного охлаждения газа, расположенные за нагнетательным патрубком технологического компрессора [Алимов С.В., Маланичев В.А., Мигачева Л.А. Повышение пропускной способности магистральных газопроводов // «Деловая слава России» вып. VI 2008 - I 2009. - С.90-91.].Known compressor station for pumping gas, containing a gas pumping unit with a process compressor, the drive of which is a gas turbine unit, gas air cooling apparatus located behind the discharge pipe of the process compressor [Alimov SV, Malanichev VA, Migacheva L.A. Increasing the throughput capacity of gas pipelines // Business Glory of Russia, vol. VI 2008 - I 2009. - P.90-91.].
Недостатком известного технического решения являются значительные затраты энергии на сжатие газа, связанные с высоким уровнем температуры газа на входе в технологический компрессор, хотя охлаждение газа в аппаратах воздушного охлаждения после его сжатия и позволяет увеличить пропускную способность газопровода.A disadvantage of the known technical solution is the significant energy consumption for gas compression associated with a high level of gas temperature at the inlet to the process compressor, although gas cooling in air coolers after its compression allows to increase the throughput of the gas pipeline.
Известно техническое решение, направленное на снижение затрат энергии на сжатие воздуха в осевом компрессоре газотурбинной установки. Повышение эффективности газотурбинной установки достигается охлаждением поступающего в осевой компрессор атмосферного воздуха с помощью абсорбционных холодильных установок, использующих теплоту выхлопных газов газотурбинной установки [Кузьмина Т.Г., Тесля Е.С. О повышении мощности и кпд ГТД в теплое время года за счет охлаждения циклового воздуха // Газотурбинные технологии. - 2008, №1. - С.16-18.].Known technical solution aimed at reducing energy costs for air compression in the axial compressor of a gas turbine installation. Improving the efficiency of a gas turbine installation is achieved by cooling the atmospheric air entering the axial compressor using absorption refrigeration units using the heat of the exhaust gases of a gas turbine installation [Kuzmina TG, Teslya ES On increasing the power and efficiency of a gas turbine engine in the warm season due to cooling of cyclic air // Gas Turbine Technologies. - 2008, No. 1. - S.16-18.].
Недостатком данного технического решения является то, что абсорбционные холодильные установки имеют значительные массу и габариты. Кроме этого, в контуре абсорбционной холодильной установки должна быть предусмотрена градирня, для работы которой требуется обеспечить циркуляцию воды.The disadvantage of this technical solution is that absorption refrigeration units have significant weight and dimensions. In addition, a cooling tower must be provided in the circuit of the absorption refrigeration unit, for the operation of which it is necessary to ensure the circulation of water.
Указанные недостатки частично устранены в компрессорной станции, содержащей газоперекачивающий агрегат с технологическим компрессором, приводом которого служит газотурбинная установка, включающая в себя осевой компрессор, на входном тракте которого установлено воздухоочистительное устройство, содержащее, по крайней мере, циклонные элементы с зонами входа атмосферного воздуха, пылесборник, коллектор отвода чистого воздуха, охладитель газа, установленный на входе технологического компрессора и выполненный в виде части теплоиспользующей холодильной машины, включающей в себя компрессор, входной патрубок которого подключен к выходному патрубку полости холодильного агента охладителя газа [Патент РФ №2418 991, МПК F04D 27/00, опубл. 20.05.2011.]. Благодаря охлаждению газа до сжатия в технологическом компрессоре значительно снижаются затраты энергии на сжатие газа, повышается эффективность работы компрессорной станции.These drawbacks are partially eliminated in a compressor station containing a gas pumping unit with a process compressor, the drive of which is a gas turbine unit including an axial compressor, an air purifying device containing at least cyclone elements with atmospheric air entry zones and a dust collector is installed on its inlet duct , clean air exhaust manifold, gas cooler installed at the inlet of the process compressor and made as a part of heat use guide refrigerating machine comprising a compressor, an inlet is connected to the outlet fitting of the cavity refrigerant gas cooler [RF patent №2418 991, IPC F04D 27/00, publ. 05/20/2011.]. Thanks to the cooling of the gas to compression in the process compressor, the energy consumption for gas compression is significantly reduced, the efficiency of the compressor station is increased.
Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков и принято за прототип.This technical solution is the closest to the proposed set of features and is taken as a prototype.
Однако вырабатываемый в теплоиспользующей холодильной машине холод используется недостаточно эффективно.However, the cold generated in a heat-using refrigeration machine is not used efficiently.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы компрессорной станции путем снижения затрат энергии на сжатие поступающего в осевой компрессор газотурбинной установки атмосферного воздуха за счет его охлаждения холодом, вырабатываемым в теплоиспользующей холодильной машине.The objective of the invention is to increase the efficiency of the compressor station by reducing the energy consumption for compressing the atmospheric air entering the axial compressor of the gas turbine unit by cooling it with cold generated in a heat-using refrigerating machine.
Для достижения этого технического результата компрессорная станция по ее первому варианту, содержащая газоперекачивающий агрегат с технологическим компрессором, приводом которого служит газотурбинная установка, включающая в себя осевой компрессор, на входном тракте которого установлено воздухоочистительное устройство, содержащее, по крайней мере, коллектор отвода чистого воздуха, охладитель газа, установленный на входе технологического компрессора и выполненный в виде части теплоиспользующей холодильной машины, включающей в себя компрессор, входной патрубок которого подключен к выходному патрубку полости холодильного агента охладителя газа, согласно изобретению снабжена размещенным между воздухоочистительным устройством и входным трактом осевого компрессора газотурбинной установки теплообменным аппаратом, входной и выходной патрубки полости холодного теплоносителя которого подключены соответственно к выходному патрубку полости холодильного агента охладителя газа и входному патрубку компрессора теплоиспользующей холодильной машины, а входной и выходной патрубки полости горячего теплоносителя теплообменного аппарата подключены соответственно к коллектору отвода чистого воздуха воздухоочистительного устройства и входному тракту осевого компрессора газотурбинной установки.To achieve this technical result, the compressor station according to its first embodiment, comprising a gas pumping unit with a process compressor, the drive of which is a gas turbine unit including an axial compressor, an air-purifying device comprising at least a clean air exhaust manifold is installed in its inlet duct, gas cooler installed at the inlet of the process compressor and made as part of a heat-utilizing refrigeration machine, including The compressor, the inlet pipe of which is connected to the outlet pipe of the gas cooler refrigerant cavity, according to the invention is equipped with a heat exchanger located between the air-cleaning device and the inlet tract of the gas turbine compressor unit, the inlet and outlet pipes of the coolant cavity of which are connected respectively to the outlet pipe of the gas cooler refrigerant cavity and the inlet pipe of the compressor of the heat-consuming refrigeration machine, and the inlet and outlet th hot coolant cavity heat exchanger tubes are connected respectively to the collector outlet of clean air and air purifying device input path of an axial compressor of a gas turbine installation.
Для достижения технического результата в компрессорной станции для перекачки газа по ее второму варианту, содержащей газоперекачивающий агрегат с технологическим компрессором, приводом которого служит газотурбинная установка, включающая в себя осевой компрессор, на входном тракте которого установлено воздухоочистительное устройство, содержащее, по крайней мере, циклонные элементы с зонами входа атмосферного воздуха, пылесборник, коллектор отвода чистого воздуха, охладитель газа, установленный на входе технологического компрессора и выполненный в виде части теплоиспользующей холодильной машины, включающей в себя компрессор, входной патрубок которого подключен к выходному патрубку полости холодильного агента охладителя газа, согласно изобретению воздухоочистительное устройство выполнено с расположенной между зонами входа атмосферного воздуха циклонных элементов и пылесборником камерой, ограниченной стенками, днищем и крышкой, с входным и выходным патрубками, размещенными на стенках в противоположных концах в нижней и верхней частях камеры и подключенными соответственно к выходному патрубку полости холодильного агента охладителя газа и к входному патрубку компрессора теплоиспользующей холодильной машины, при этом на днище и крышке камеры выполнены гнезда с посадочными поверхностями, в которые установлены циклонные элементы, камера герметизирована от окружающей среды уплотнительными элементами, размещенными между посадочными поверхностями гнезд и наружными поверхностями циклонных элементов.To achieve a technical result in a compressor station for pumping gas according to its second embodiment, comprising a gas pumping unit with a process compressor, the drive of which is a gas turbine unit including an axial compressor, an air purifying device comprising at least cyclone elements is installed in its inlet duct with air inlet areas, dust collector, clean air exhaust manifold, gas cooler installed at the inlet of the process compressor and made in the form of a part of a heat-utilizing refrigerating machine including a compressor, the inlet of which is connected to the outlet of the cavity of the gas cooler refrigerant, according to the invention, the air-cleaning device is arranged with a chamber located between the atmospheric air inlet areas and the dust collector, limited by the walls, bottom and a lid, with inlet and outlet nozzles placed on the walls at opposite ends in the lower and upper parts of the chamber and connected to correspondingly to the outlet pipe of the gas cooler refrigerant agent cavity and to the compressor inlet pipe of the heat-utilizing refrigeration machine, nests with seating surfaces in which cyclone elements are installed are made on the bottom and cover of the chamber, the chamber is sealed from the environment by sealing elements located between the seating surfaces of the nests and the outer surfaces of the cyclone elements.
Новым является то, что посадочные поверхности гнезд на днище и крышке выполнены соосно.New is that the landing surfaces of the nests on the bottom and cover are made coaxially.
Кроме того, входной и выходной патрубки камеры разделены друг от друга перегородкой с цилиндрическими втулками, охватывающими наружные поверхности циклонных элементов с кольцевыми зазорами. Новым является также то, что циклонные элементы выполнены из материала с высокой теплопроводностью.In addition, the inlet and outlet nozzles of the chamber are separated from each other by a partition with cylindrical bushings covering the outer surfaces of the cyclone elements with annular gaps. Also new is the fact that cyclone elements are made of a material with high thermal conductivity.
Благодаря введению новых признаков обеспечивается постоянная циркуляция холодильного агента, выходящего из охладителя газа, через полость холодного теплоносителя теплообменного аппарата (камеру воздухоочистительного устройства), что позволяет снизить температуру воздуха, поступающего через воздухоочистительное устройство и полость горячего теплоносителя теплообменного аппарата (циклонные элементы воздухоочистительного устройства) в осевой компрессор, уменьшить затраты энергии на сжатие воздуха в осевом компрессоре газотурбинной установки, повысить эффективность работы компрессорной станции для перекачки газа.Thanks to the introduction of new features, a constant circulation of the refrigerant exiting the gas cooler is ensured through the cavity of the cold heat carrier of the heat exchanger (chamber of the air-purifying device), which allows to reduce the temperature of the air entering through the air-purifying device and the cavity of the hot heat-carrier of the heat exchanger (cyclone elements of the air-purifying device) into axial compressor, reduce the energy costs of compressing air in an axial gas turbine compressor installation, increase the efficiency of the compressor station for pumping gas.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3.The invention is illustrated by drawings, presented in figures 1, 2, 3.
На фиг.1 показана функциональная схема компрессорной станции по первому варианту.Figure 1 shows a functional diagram of a compressor station according to the first embodiment.
На фиг.2 показана функциональная схема компрессорной станции по второму варианту.Figure 2 shows the functional diagram of the compressor station according to the second embodiment.
На фиг.3 показана схема воздухоочистительного устройства.Figure 3 shows a diagram of an air cleaning device.
Компрессорная станция по первому варианту содержит (фиг.1) соединенные последовательно входной коллектор магистрального газопровода 1, блок очистки газа 2, входную запорную арматуру 3, охладитель газа 4, технологический компрессор 5, механически связанный с его приводом 6, в качестве которого используется газотурбинная установка, выходную запорную арматуру 7, выходной коллектор 8 магистрального газопровода. Основными элементами газотурбинной установки являются осевой компрессор 9, механически связанный с турбиной высокого давления 10, силовая турбина 11, механически связанная с технологическим компрессором 5, камера сгорания 12. Входной тракт газотурбинной установки, связанный с входом осевого компрессора 9, содержит приемник воздуха 13, воздухоочистительное устройство 14, теплообменный аппарат 15 и соединительные трубы. Выходной тракт газотурбинной установки, связанный с выходом силовой турбины 11, содержит утилизатор тепла 16, выполненный в виде котла. Охладитель газа 4 и утилизатор тепла 16 являются также элементами теплоиспользующей турбохолодильной машины 17, которая содержит дополнительно турбину 18, механически связанную с турбокомпрессором 19, конденсатор 20, регулятор потока 21, насос 22, дроссель-регулятор 23.The compressor station according to the first embodiment contains (Fig. 1) an inlet manifold of a gas main 1 connected in series, a
Компрессорная станция по второму варианту (фиг.2) аналогична первому варианту. Отличие заключается лишь в том, что теплообменный аппарат совмещен с воздухоочистительным устройством 14. Воздухоочистительное устройство включает в себя (фиг.3) циклонные элементы 24 с зонами входа атмосферного воздуха 25, коллектор отвода чистого воздуха 26, пылесборник 27, камеру 28 с входным 29 и выходным 30 патрубками, расположенными на стенках 31, 32 в нижней и верхней частях камеры и разделенными друг от друга перегородкой 33 с цилиндрическими втулками 34, охватывающими наружные поверхности циклонных элементов 24 с кольцевыми зазорами. На крышке 35 и днище 36 камеры выполнены гнезда 37, 38 с соосными посадочными поверхностями, в которые установлены циклонные элементы 24. Между наружными поверхностями циклонных элементов и посадочными поверхностями гнезд размещены уплотнительные элементы 39, обеспечивающие герметизацию камеры 28 относительно окружающей среды. В местах входа циклонных элементов в пылесборник 27 и коллектор отвода чистого воздуха 26 также организованы посадочные поверхности 40, 41. Для повышения эффективности охлаждения воздуха циклонные элементы могут быть выполнены из материала с высокой теплопроводностью.The compressor station according to the second embodiment (FIG. 2) is similar to the first embodiment. The only difference is that the heat exchanger is combined with an air-
Компрессорная станция по первому варианту (фиг.1) работает следующим образом.The compressor station according to the first embodiment (figure 1) operates as follows.
Газ из входного коллектора магистрального газопровода 1 поступает в блок очистки 2, где очищается от конденсата и механических примесей, далее проходит через входную запорную арматуру 3 и охлаждается в охладителе газа 4 до заданной температуры. Охлажденный газ поступает в технологический компрессор 5, где сжимается до заданного давления, проходит через выходную запорную арматуру 7 и поступает в выходной коллектор 8 магистрального газопровода для дальнейшей транспортировки.Gas from the inlet manifold of the
Привод технологического компрессора 5 осуществляется от газотурбинной установки 6. Воздух из атмосферы через приемник воздуха 13, воздухоочистительное устройство 14, теплообменный аппарат 15 поступает в осевой компрессор 9, который сжимает его до необходимого давления и подает в камеру сгорания 12. В камере сгорания 12 воздуху подводится теплота за счет сгорания топливного газа и температура продуктов сгорания резко возрастает. Далее продукты сгорания расширяются в турбине высокого давления 10, силовой турбине 11, отдавая механическую энергию. Турбина 10 отдает свою энергию осевому компрессору 9, а силовая турбина 11 - технологическому компрессору 5, приводя его ротор во вращение. Расширившиеся продукты сгорания - выхлопные газы с достаточно высокой температурой проходят через утилизатор тепла 16, установленный в выходном тракте газотурбинной установки и отдают теплоту холодильному агенту теплоиспользующей турбохолодильной машины.The
Турбохолодильная машина, применяемая для выработки холода, который используется для охлаждения газа в охладителе газа 4 и охлаждения воздуха в теплообменном аппарате 15, работает следующим образом. Холодильный агент под давлением кипит в утилизаторе тепла 16. Пары холодильного агента на выходе из утилизатора тепла 16 перегреваются до температуры, зависящей от температурного уровня, выхлопных газов, т.е. утилизируемого тепла. Пары холодильного агента из утилизатора тепла 16 поступают в турбину 18, где, расширяясь, совершают работу и после нее попадают в конденсатор 20. Пары холодильного агента из охладителя газа 4, который является одновременно испарителем турбохолодильной машины, проходят через теплообменный аппарат 15, всасываются турбокомпрессором 19 и после сжатия в нем также поступают в конденсатор 20. Необходимую для сжатия паров холодильного агента механическую энергию турбокомпрессор 19 получает от турбины 18. Жидкий холодильный агент после выхода из конденсатора 20 в регуляторе потока 21 разветвляется на два потока: первый направляется через дроссель-регулятор 23 для питания охладителя газа (испарителя) 4 и теплообменного аппарата 15, а второй подается с помощью насоса 22 в утилизатор тепла 16.Turbo-refrigerating machine used to generate cold, which is used to cool the gas in the gas cooler 4 and air cooling in the
Компрессорная станция по второму варианту (фиг.2) работает аналогично первому варианту. Отличие заключается в том, что холодильный агент после охладителя газа 4 (фиг.2) через входной патрубок 29 (фиг.3) поступает в камеру 28 воздухоочистительного устройства, проходит через кольцевые зазоры между цилиндрическими втулками 34 перегородки 33 и наружными поверхностями циклонных элементов 24 и через выходной патрубок 30 подается во всасывающий патрубок компрессора 19 (фиг.2) теплоиспользующей холодильной машины. Воздух из атмосферы через зоны входа 25 поступает в циклонные элементы 24, охлаждается холодильным агентом, омывающим наружные поверхности циклонных элементов в зоне расположения цилиндрических втулок 34, очищается от механических примесей, конденсата и через коллектор отвода чистого воздуха 26 поступает во входной тракт осевого компрессора газотурбинной установки.The compressor station according to the second embodiment (FIG. 2) operates similarly to the first embodiment. The difference is that the refrigerant after the gas cooler 4 (FIG. 2) through the inlet pipe 29 (FIG. 3) enters the
Таким образом, использование холода, выработанного при утилизации теплоты выхлопных газов газотурбинной установки с помощью теплоиспользующей холодильной машины для охлаждения перекачиваемого газа и воздуха до их сжатия в технологическом компрессоре и осевом компрессоре газотурбинной установки соответственно, позволит снизить затраты энергии на их сжатие, повысить эффективность работы компрессорной станции в целом.Thus, the use of the cold generated during the heat recovery of the exhaust gases of a gas turbine unit using a heat-using chiller to cool the pumped gas and air before they are compressed in the process compressor and axial compressor of the gas turbine unit, respectively, will reduce the energy costs for their compression, increase the efficiency of the compressor station as a whole.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100437/06A RU2543710C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Gas pumping compressor station (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100437/06A RU2543710C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Gas pumping compressor station (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2543710C1 true RU2543710C1 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014100437/06A RU2543710C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Gas pumping compressor station (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543710C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662009C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas turbine pumping unit of gas pipeline compressor station |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1681138A1 (en) * | 1988-04-04 | 1991-09-30 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" | Gas main compressor station |
RU2396469C1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Compressor installation |
RU2418991C1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Procedure for gas transportation (versions) and compressor plant for its implementation (versions) |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100437/06A patent/RU2543710C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1681138A1 (en) * | 1988-04-04 | 1991-09-30 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" | Gas main compressor station |
RU2396469C1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Compressor installation |
RU2418991C1 (en) * | 2009-11-17 | 2011-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" | Procedure for gas transportation (versions) and compressor plant for its implementation (versions) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662009C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара" | Gas turbine pumping unit of gas pipeline compressor station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10746177B2 (en) | Compressor with a closed loop water cooling system | |
CN103470379B (en) | Combined energy-saving type Inlet Air Cooling System of Gas Turbine | |
JP2014505252A5 (en) | ||
CN101851945A (en) | Device for preparing liquid water by air | |
CN103443438A (en) | Intake cooling device of stationary internal combustion engine | |
US20110173947A1 (en) | System and method for gas turbine power augmentation | |
JP2009002307A (en) | Engine exhaust emission control device and engine-driven type air conditioner | |
WO2023179729A1 (en) | Air source heat pump water heater for economizer built in water-side heat exchanger | |
RU2273741C1 (en) | Gas-steam plant | |
CN103229005A (en) | Apparatus for air conditioning or water production | |
RU2543710C1 (en) | Gas pumping compressor station (versions) | |
RU2418991C1 (en) | Procedure for gas transportation (versions) and compressor plant for its implementation (versions) | |
CN201344601Y (en) | Air conditioning and pool water temperature regulating integrated machine in swimming stadium | |
CN106322594B (en) | Evaporation type cooling device | |
CN204202234U (en) | A kind of take solar energy as the ejector refrigeration system driven | |
RU2662009C1 (en) | Gas turbine pumping unit of gas pipeline compressor station | |
CN100494819C (en) | Vacuum cooling-water machine by water injection-jet propulsion | |
RU2545261C9 (en) | Gas turbine plant of raised efficiency | |
KR101221307B1 (en) | District community cooling system using LNG cold thermal energy | |
CN216986967U (en) | Volatile organic compound recovery system | |
RU2285131C1 (en) | Steam-turbine engine | |
US20150000302A1 (en) | Power plant comprising a condensed water recovery device | |
RU2518984C2 (en) | Air refrigerating unit | |
KR101727408B1 (en) | Gas turbine device | |
RU2576556C2 (en) | Compressor station of main gas line with gas turbine expander power plant |