RU2557834C2

RU2557834C2 - Gas turbine expansion power plant of gas-distributing station

Info

Publication number: RU2557834C2
Application number: RU2013154802/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Субботин; Владимир Александрович Грабовец; Владимир Львович Фиников; Константин Юрьевич Шабанов; Леонид Павлович Шелудько; Владимир Васильевич Бирюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Самара"
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-07-27
Also published as: RU2013154802A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: gas turbine expansion power plant of gas-distributing station contains a turbine expander with adjustable nozzle device, a gas-turbine plant with a low pressure compressor, a combustion chamber and a gas turbine, an electric generator, a fuel gas pipeline, an outlet gas main line, a bypass main line with a reducing unit, a control system, a heat exchanger for high pressure gas pre-heating, a heat exchanger for pre-heating of gas from the output main gas line. The main high pressure gas line through the heat exchanger of high pressure gas pre-heating is connected with the input of the turbine expander with the adjustable nozzle device, and through the bypass main line fitted with the reducing unit - with the output gas main line. The gas turbine expansion power plant is also fitted with a high pressure compressor, a regenerator, an air duct and an additional turbine expander connected through an intermediate gas heater - air cooler, with the turbine expander output with the adjustable nozzle device. The heat exchanger of high pressure gas pre-heating and the heat exchanger for pre-heating of gas from the output main gas line are designed as waste ones. The outlet of the low pressure compressor is connected by air duct through the intermediate gas heater - air cooler with the high pressure compressor inlet. The high pressure compressor outlet through the regenerator and the combustion chamber is connected with the inlet the gas turbine the outlet of which through the exhaust gas flue containing a regenerator, waste heat exchangers for pre-heating of high pressure gas and the waste heat exchanger for heating of gas of the output gas main line is connected with the atmosphere. The inlet of the additional turbine expander is connected by the fuel gas pipeline with the combustion chamber, and its outlet - with the outlet gas main line.

EFFECT: increase of power and profitability of the gas turbine expansion power plant of gas-distributing station.

1 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбодетандерным установкам и может быть использовано для выработки электроэнергии на газораспределительных станциях магистральных газопроводов для создания высокоэкономичных энергетических установок.The invention relates to gas turbine expansion units and can be used to generate electricity at gas distribution stations of gas pipelines to create highly economical power plants.

Известна газотурбодетандерная энергетическая установка (патент РФ №2091592 «Способ работы газотурбодетандерной установки», F01K 27/00, F02C 6/00, приоритет 23.08.1994), предназначенная для выработки электроэнергии на газораспределительной станции (ГРС). Она содержит магистраль природного газа высокого давления, теплообменник, турбодетандер с регулируемым сопловым аппаратом (РСА), систему управления, газотурбинный авиационный двигатель, включающий компрессор, камеру сгорания, газовую турбину, электрогенератор, систему управления дозатором газа, теплообменник-регенератор, выходную газовую магистраль, редуктор. Вал авиационного двигателя связан общим валом с валом турбодетандера и через понижающий редуктор с валом электрогенератора. Выхлопной газоход газовой турбины авиадвигателя связан через теплообменник-регенератор с атмосферой. Природный газ высокого давления перед турбодетандером подогревают в теплообменнике-рекуператоре за счет теплоты выхлопных газов авиадвигателя.Known gas turbine expander power plant (RF patent No. 2091592 "Method of operation of a gas turbine expander", F01K 27/00, F02C 6/00, priority 23.08.1994), designed to generate electricity at a gas distribution station (GDS). It contains a high-pressure natural gas pipeline, a heat exchanger, a turbo-expander with an adjustable nozzle apparatus (PCA), a control system, a gas turbine aircraft engine including a compressor, a combustion chamber, a gas turbine, an electric generator, a gas metering control system, a heat exchanger-regenerator, and an exhaust gas line, gearbox. The shaft of the aircraft engine is connected by a common shaft with the shaft of the turboexpander and through a reduction gearbox with the shaft of the generator. The exhaust gas duct of an aircraft engine gas turbine is connected to the atmosphere through a heat exchanger-regenerator. High-pressure natural gas is heated in front of the turboexpander in a heat exchanger-recuperator due to the heat of the exhaust gases of the aircraft engine.

Выход турбодетандера связан с выходной газовой магистралью и с камерой сгорания авиационного двигателя. Суммарная полезная мощность газовой турбины авиационного двигателя и турбодетандера через понижающий редуктор передается электрогенератору.The output of the turboexpander is connected to the output gas line and to the combustion chamber of the aircraft engine. The total net power of the gas turbine of the aircraft engine and the expander through a reduction gear is transmitted to the generator.

Недостатками патента является применение трех систем управления - основной, с дозатором газа, подаваемого в камеру сгорания, системы управления РСА.The disadvantages of the patent are the use of three control systems - the main one, with a metering gas supplied to the combustion chamber, the PCA control system.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является газотурбодетандерная энергетическая установка (патент РФ №2096640 «Способ работы газотурбодетандерной установки», F02C 6/18, F25B 27/02, приоритет от 30.11.1994) на газораспределительной станции ГРС, содержащая магистральный газопровод высокого давления, выходную газовую магистраль, обводную магистраль, снабженную регулятором давления, дополнительный теплообменник, теполообменник-регенератор предварительного подогрева газа высокого давления, турбодетандер с РСА, теплообменник-утилизатор, электрогенератор, систему управления, регулятор топлива, редукционное устройство на обводной магистрали, авиационный газотурбинный двигатель, включающий компрессор, камеру сгорания, силовую газовую турбину. Магистральный газопровод высокого давления соединен через дополнительный теплообменник подогрева газа и теплообменник-регенератор с входом турбодетандера, а также через редукционное устройство с выходной газовой магистралью. Теплообменник-утилизатор установлен в выхлопном газоходе газовой турбины. Выход турбодетандера связан с выходной газовой магистралью через дополнительный теплообменник, а также с камерой сгорания авиационного газотурбинного двигателя. Роторы силовой газовой турбины и турбодетандера имеют общий вал с электрогенератором. При изменении давления газа в магистральном газопроводе высокого давления, система управления изменяет положение лопаток РСА и обеспечивает поддержание постоянного давления газа в выходной газовой магистрали и в камере сгорания авиадвигателя.The closest in technical essence to the proposed invention is a gas turbine expander power plant (RF patent No. 2096640 "Method of operation of a gas turbine expander", F02C 6/18, F25B 27/02, priority from 11/30/1994) at a gas distribution station containing a high-pressure main gas pipeline , gas outlet line, bypass line equipped with a pressure regulator, additional heat exchanger, heat exchanger-regenerator for preheating high-pressure gas, turboexpander with PCA, heat oobmennik-exchanger, generator, control system, fuel regulator, pressure reducing device on the bypass highway, aviation gas turbine engine comprising a compressor, a combustor, a gas turbine power. The high-pressure main gas pipeline is connected through an additional gas preheater and a heat exchanger-regenerator to the inlet of the turbo-expander, as well as through a reduction device with an outlet gas line. The heat exchanger-utilizer is installed in the exhaust gas duct of a gas turbine. The output of the turboexpander is connected to the outlet gas line through an additional heat exchanger, as well as to the combustion chamber of the aircraft gas turbine engine. The rotors of a power gas turbine and an expander have a common shaft with an electric generator. When changing the gas pressure in the main gas pipeline of a high pressure, the control system changes the position of the SAR blades and maintains a constant gas pressure in the outlet gas line and in the combustion chamber of the aircraft engine.

Данное техническое решение принято за прототип изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the invention.

Для прототипа характерны следующие недостатки:The prototype is characterized by the following disadvantages:

- число оборотов турбодетандера ниже оптимальных (20000-30000 об/мин), что усложняет его конструкцию и повышает стоимость;- the number of revolutions of the turboexpander is below optimal (20000-30000 rpm), which complicates its design and increases the cost;

- роторы турбодетандера и силовой газовой турбины связаны с ротором электрогенератора через понижающий редуктор, что снижает надежность газотурбодетандерной энергетической установки;- the rotors of the turboexpander and power gas turbine are connected to the rotor of the electric generator through a reduction gearbox, which reduces the reliability of the gas turbine expander power plant;

- имеет недостаточно высокую тепловую экономичность и электрическую мощность.- has not enough high thermal efficiency and electric power.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание мощной и высокоэкономичной газотурбогенераторной энергетической установки, вырабатывающей электроэнергию на газораспределительных станциях магистральных газопроводов.The technical task of the invention is the creation of a powerful and highly economical gas turbine power plant that generates electricity at gas distribution stations of gas pipelines.

Поставленная задача решается тем, что она содержит турбодетандер с регулируемым сопловым аппаратом, газотурбинную установку с компрессором низкого давления, камерой сгорания и газовой турбиной, электрогенератор, газопровод топливного газа, выходную газовую магистраль, обводную магистраль с редукционной установкой, систему управления, теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления, теплообменник подогрева газа выходной газовой магистрали, при этом магистральный газопровод высокого давления через теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления связан с входом турбодетандера с регулируемым сопловым аппаратом, а через обводную магистраль, снабженную редукционной установкой - с выходной газовой магистралью, причем она дополнительно снабжена компрессором высокого давления, регенератором, воздуховодом и дополнительным турбодетандером, соединенным через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель, с выходом турбодетандера с регулируемым сопловым аппаратом, теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления и теплообменник подогрева газа выходной газовой магистрали выполнены утилизационными, выход компрессора низкого давления соединен воздуховодом через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель с входом компрессора высокого давления, выход последнего через регенератор и камеру сгорания связан с входом газовой турбины, выход которой через выхлопной газоход с установленными в нем регенератором, утилизационным теплообменником предварительного подогрева газа высокого давления и утилизационным теплообменником подогрева газа выходной газовой магистрали, связан с атмосферой, при этом вход дополнительного турбодетандера соединен газопроводом топливного газа с камерой сгорания, а его выход - с выходной газовой магистралью через утилизационный теплообменник подогрева газа выходной газовой магистрали, система управления связана импульсными линиями с выходной газовой магистралью и с регулирующим сопловым аппаратом турбодетандера первой ступени расширения; роторы турбодетандеров первой и второй ступеней расширения связаны общим валом с ротором компрессора низкого давления, а роторы компрессора высокого давления и газовой турбины связаны общим валом с ротором электрогенератора.The problem is solved in that it contains a turboexpander with an adjustable nozzle apparatus, a gas turbine unit with a low pressure compressor, a combustion chamber and a gas turbine, an electric generator, a fuel gas pipeline, an outlet gas line, a bypass line with a reduction unit, a control system, a gas preheater heat exchanger high pressure gas heat exchanger of the gas outlet gas line, while the high pressure gas main through the heat exchanger pre two-stage heating of high-pressure gas is connected to the inlet of the turboexpander with an adjustable nozzle device, and through a bypass line equipped with a reduction unit with an outlet gas line, and it is additionally equipped with a high-pressure compressor, a regenerator, an air duct and an additional turboexpander connected through an intermediate gas heater - an air cooler , with turbo expander output with adjustable nozzle apparatus, high pressure gas preheater heat exchanger I and the heat exchanger for heating the gas of the outlet gas line are recycled, the output of the low-pressure compressor is connected by an air duct through an intermediate gas heater - an air cooler with the inlet of the high-pressure compressor, the outlet of the latter through the regenerator and the combustion chamber is connected to the inlet of the gas turbine, the outlet of which through the exhaust gas duct with regenerator, utilization heat exchanger for preheating high-pressure gas and utilization heat exchanger for preheating ha and the outlet gas line is connected to the atmosphere, while the input of the additional turboexpander is connected by the gas line of the fuel gas to the combustion chamber, and its output is connected to the outlet gas line through the exhaust gas heat exchanger of the outlet gas line, the control system is connected by impulse lines to the outlet gas line and to turbo expander control nozzle apparatus of the first expansion stage; the rotors of the turbo-expanders of the first and second expansion stages are connected by a common shaft to the rotor of the low-pressure compressor, and the rotors of the high-pressure compressor and gas turbine are connected by a common shaft to the rotor of the electric generator.

На Фиг. 1 приведена схема газотурбодетандерной энергетической установки ГРС магистральных газопроводов. Она содержит магистральный газопровод высокого давления 1, турбодетандер первой ступени расширения газа 2, промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель 3, воздуховод 4, турбодетандер второй ступени расширения газа 5, общий вал 6, компрессор низкого давления 7, компрессор высокого давления 8, выхлопной газоход 9, газовую турбину 10, силовой вал 11, электрогенератор 12, регенератор 13, камеру сгорания 14, газопровод топливного газа 15, трубопровод подогретого газа высокого давления 16, утилизационный теплообменник 17 предварительного подогрева газа высокого давления, утилизационный теплообменник 18 подогрева газа выходной газовой магистрали 19, газоход 20, обводную магистраль 21 с редукционной установкой 22, систему управления 23.In FIG. Figure 1 shows a diagram of a gas turbine expander power plant for gas distribution pipelines. It contains a high-pressure main gas pipeline 1, a turboexpander of the first gas expansion stage 2, an intermediate gas heater - an air cooler 3, an air duct 4, a turbine expander of the second gas expansion stage 5, a common shaft 6, a low-pressure compressor 7, a high-pressure compressor 8, an exhaust gas duct 9, a gas turbine 10, a power shaft 11, an electric generator 12, a regenerator 13, a combustion chamber 14, a fuel gas pipeline 15, a high pressure heated gas pipeline 16, a preheating recovery heat exchanger 17 high-pressure gas, a waste heat exchanger 18 for heating the gas of the outlet gas line 19, a gas duct 20, a bypass line 21 with a reduction unit 22, a control system 23.

Магистральный газопровод высокого давления 1 соединен через утилизационный теплообменник предварительного подогрева газа высокого давления 17 с входом турбодетандера первой ступени расширения газа 2, имеющим регулирующий сопловой аппарат (РСА). Его выход через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель 3 связан с входом турбодетандера второй ступени расширения газа 5, а также соединен газопроводом топливного газа 15 с камерой сгорания 14. Выход турбодетандера второй ступени расширения 5 связан по газу через утилизационный теплообменник подогрева газа 18 с выходной газовой магистралью 19 и с потребителями природного газа.The main gas pipeline of high pressure 1 is connected through a waste heat exchanger for preheating the high pressure gas 17 with the inlet of the turboexpander of the first gas expansion stage 2 having a control nozzle device (PCA). Its output through an intermediate gas heater - air cooler 3 is connected to the inlet of the turbo-expander of the second gas expansion stage 5, and is also connected by the gas pipe of the fuel gas 15 to the combustion chamber 14. The output of the turbo-expander of the second gas expansion stage 5 is connected through gas through a gas heating utilization exchanger 18 to the gas outlet 19 and with consumers of natural gas.

Выход компрессора низкого давления 7 связан воздуховодом 4 через промежуточный подогреватель газа - воздухоохладитель 3 с входом компрессора высокого давления 8, выход которого через регенератор 13 и камеру сгорания 14 соединен с входом газовой турбины 10. Ее выход выхлопным газоходом 9 через утилизационный теплообменник 17 предварительного подогрева газа высокого давления и утилизационный теплообменник 18 подогрева газа выходной газовой магистрали 19 через газоход 20 связан с атмосферой. Роторы турбодетандера первой ступени расширения газа 2, турбодетандера второй ступени расширения газа 5 и компрессора низкого давления 7 соединены общим валом 6. Роторы компрессора высокого давления 8, газовой турбины 10 и электрогенератора 12 соединены силовым валом 11. Магистральный газопровод высокого давления 1 связан обводной магистралью 21, снабженной редукционной установкой 22, с выходной газовой магистралью 19. Система управления 23 связана импульсными линиями с выходной газовой магистралью 19 и с регулирующим сопловым аппаратом турбодетандера первой ступени расширения газа 2.The output of the low-pressure compressor 7 is connected by an air duct 4 through an intermediate gas heater - an air cooler 3 to the inlet of the high-pressure compressor 8, the output of which through the regenerator 13 and the combustion chamber 14 is connected to the inlet of the gas turbine 10. Its output is exhaust gas duct 9 through a gas pre-heating utilization heat exchanger 17 high pressure and utilization heat exchanger 18 for heating the gas of the outlet gas line 19 through the duct 20 is connected to the atmosphere. The rotors of the turbo-expander of the first gas expansion stage 2, the turbo-expander of the second gas expansion stage 5 and the low-pressure compressor 7 are connected by a common shaft 6. The rotors of the high-pressure compressor 8, the gas turbine 10 and the electric generator 12 are connected by a power shaft 11. The high-pressure gas main 1 is connected by a bypass line 21 equipped with a reduction installation 22, with the output gas line 19. The control system 23 is connected by impulse lines to the output gas line 19 and to the turbode control nozzle apparatus thunder of the first stage of gas expansion 2.

Газотурбодетандерная энергетическая установка газораспределительной станции работает следующим образом. Природный газ высокого давления из магистрального газопровода 1, с давлением (5-7) МПа, нагревается в утилизационном теплообменнике 17 предварительного подогрева газа высокого давления и по трубопроводу подогретого газа высокого давления 16 поступает на вход турбодетандера первой ступени расширения газа 2, расширяется в нем со снижением давления и температуры, затем он подогревается в промежуточном подогревателе газа - воздухоохладителе 3 за счет теплоты воздуха, сжатого в компрессоре низкого давления 7. Большая часть газа, подогретого в промежуточном подогревателе газа - воздухоохладителе 3, поступает в турбодетандер второй ступени расширения газа 5, а его меньшая часть по газопроводу топливного газа 15 подается в камеру сгорания 14. Газ, расширившийся в турбодетандере второй ступени расширения газа 5, направляется через утилизационный теплообменник 18 подогрева газа выходной газовой магистрали 19 к потребителям природного газа. Полезная работа, полученная при расширении газа в турбодетандере первой ступени расширения газа 2 и в турбодетандере второй ступени расширения газа 5, используется для привода компрессора низкого давления 7 через общий вал 6.Gas turbine expander power plant gas distribution station operates as follows. High-pressure natural gas from the main gas pipeline 1, with a pressure of (5-7) MPa, is heated in a waste heat exchanger 17 for preheating a high-pressure gas and is fed to a turbine expander of the first gas expansion stage 2 through a heated high-pressure gas pipeline 16, expands with reducing pressure and temperature, then it is heated in an intermediate gas heater - air cooler 3 due to the heat of the air compressed in the low-pressure compressor 7. Most of the gas heated in of an intermediate gas heater - air cooler 3, enters the turbo-expander of the second gas expansion stage 5, and its smaller part is fed through the fuel gas pipeline 15 to the combustion chamber 14. The gas expanded in the turbo-expander of the second gas expansion stage 5 is directed through the exhaust gas heating heat exchanger 18 gas line 19 to natural gas consumers. The useful work obtained during gas expansion in a turboexpander of the first gas expansion stage 2 and in a turboexpander of the second gas expansion stage 5 is used to drive a low pressure compressor 7 through a common shaft 6.

Воздух, сжатый в компрессоре низкого давления 7 и охлажденный в промежуточном подогревателе газа - воздухоохладителе 3, по воздуховоду 4 подается на вход компрессора высокого давления 8, сжимается в нем, затем подогревается в регенераторе 13 и поступает в камеру сгорания 14, где сжигается топливный газ, подводимый по газопроводу топливного газа 15. Продукты его сгорания расширяются в газовой турбине 10 с совершением полезной работы. Полезная работа газовой турбины 10 используется для привода компрессора высокого давления 8 и электрогенератора 12, вырабатывающего электроэнергию. Отработавшие в газовой турбине 10 продукты сгорания по выхлопному газоходу 9 через регенератор 13, утилизационный теплообменник 17 предварительного подогрева газа высокого давления и утилизационный теплообменник подогрева газа 18 выходной газовой магистрали 19 сбрасываются в атмосферу по газоходу 20. Теплота отработавших газов газовой турбины 10 используется для подогрева сжатого воздуха в регенераторе 13, подогрева природного газа в утилизационном теплообменнике 17 предварительного подогрева газа высокого давления и для подогрева газа, подаваемого потребителям в утилизационном теплообменнике 18 подогрева газа выходной газовой магистрали 19. В случае необходимости, природный газ из магистрального газопровода 1 по обводной магистрали 21, снабженной редукционной установкой 22, направляется к потребителям через выходную газовую магистраль 19.The air compressed in the low-pressure compressor 7 and cooled in the intermediate gas heater - air cooler 3, is supplied through the air duct 4 to the inlet of the high-pressure compressor 8, is compressed in it, then it is heated in the regenerator 13 and enters the combustion chamber 14, where the fuel gas is burned, supplied through a gas pipeline of fuel gas 15. The products of its combustion expand in the gas turbine 10 with the completion of useful work. The useful work of a gas turbine 10 is used to drive a high-pressure compressor 8 and an electric generator 12 that generates electricity. The exhaust products of the exhaust gas duct 9 exhausted in the gas turbine 9 through the regenerator 13, the high pressure gas preheater utilization heat exchanger 17 and the gas preheater utilization heat exchanger 18 of the gas outlet pipe 19 are discharged into the atmosphere through the gas duct 20. The exhaust gas heat of the gas turbine 10 is used to heat the compressed gas air in the regenerator 13, heating the natural gas in the utilization heat exchanger 17 for preheating the high pressure gas and for heating the gas, avaemogo consumers in heat exchanger 18 utilizing gas heating gas outlet line 19. If necessary, the natural gas from the main pipeline 1 through the bypass line 21 provided with a reduction plant 22 is sent to users through an outlet gas line 19.

При изменении давления в магистральном газопроводе высокого давления 1, система управления 23 за счет воздействия на сопловой регулирующий аппарат турбодетандера первой ступени расширения газа 2 поддерживает постоянное давление природного газа в выходной газовой магистрали 19 и в газопроводе топливного газа 15 газотурбодетандерной энергетической установки.When the pressure in the high-pressure main gas pipeline 1 changes, the control system 23, by acting on the nozzle control apparatus of the turboexpander of the first gas expansion stage 2, maintains a constant pressure of natural gas in the gas outlet gas line 19 and in the fuel gas pipeline 15 of the gas turbine expander.

Соединение роторов турбодетандера первой ступени расширения газа 2, турбодетандера второй ступени расширения газа 5 и компрессора низкого давления 7 общим валом 6 позволяет увеличить их обороты до 20000-30000 об/мин, уменьшить число ступеней и стоимость турбодетандеров первой ступени расширения газа 2 и второй ступени расширения газа 5, компрессора низкого давления 7, а также повысить их КПД.The connection of the rotors of the turboexpander of the first gas expansion stage 2, the turboexpander of the second gas expansion stage 5 and the low-pressure compressor 7 with a common shaft 6 allows to increase their speed to 20000-30000 rpm, reduce the number of stages and the cost of the turboexpander of the first gas expansion stage 2 and the second expansion gas 5, low-pressure compressor 7, and also increase their efficiency.

Привод электрогенератора 12 от вала газовой турбины 10 позволяет отказаться от использования понижающего редуктора, повысить надежность и ремонтопригодность установки.The drive of the electric generator 12 from the shaft of the gas turbine 10 allows you to refuse to use a reduction gear, to increase the reliability and maintainability of the installation.

Применение системы управления 23 давлением газа позволяет при изменении давления газа в магистральном газопроводе 1 поддерживать постоянным давление газа в выходной газовой магистрали 19 и в камере сгорания 14 газотурбодетандерной энергетической установки.The use of a gas pressure control system 23 allows, when the gas pressure in the gas main 1 is changed, the gas pressure in the outlet gas line 19 and in the combustion chamber 14 of the gas turbine expander to be kept constant.

Применение регенератора 13 и утилизационных теплообменников предварительного подогрева газа высокого давления 17 и подогрева газа 18 выходной газовой магистрали 19 позволяет значительно увеличить электрический КПД газотурбодетандерной энергетической установки.The use of a regenerator 13 and utilization heat exchangers for preheating high-pressure gas 17 and heating gas 18 of the outlet gas line 19 can significantly increase the electrical efficiency of a gas turbine expander power plant.

Применение промежуточного подогревателя газа - воздухоохладителя 3 позволяет увеличить полезную работу турбодетандера второй ступени расширения газа 5, мощность и расход воздуха компрессора низкого давления 7, что позволяет увеличить электрическую мощность газотурбодетандерной энергетической установки.The use of an intermediate gas heater - air cooler 3 allows you to increase the useful work of the turboexpander of the second stage of gas expansion 5, the power and air flow of the low pressure compressor 7, which allows to increase the electric power of the gas turbine expander power plant.

Размещение промежуточного подогревателя газа - воздухоохладителя 3 между компрессорами низкого и высокого давления позволяет увеличить КПД и электрическую мощность газотурбодетандерной энергетической установки.Placing an intermediate gas heater - air cooler 3 between the low and high pressure compressors allows to increase the efficiency and electric power of the gas turbine expander power plant.

Все вышеперечисленные факторы позволяют реализовать поставленную техническую задачу, а именно, повысить мощность и экономичность газотурбодетандерной энергетической установки газораспределительной станции.All of the above factors make it possible to realize the technical task, namely, to increase the power and efficiency of a gas turbine expander power plant of a gas distribution station.

Claims

Gas-turbine expander power plant of a gas distribution station comprising a turboexpander with an adjustable nozzle apparatus, a gas turbine plant with a low-pressure compressor, a combustion chamber and a gas turbine, an electric generator, a fuel gas pipeline, an outlet gas line, a bypass line with a reduction unit, a control system, a high gas preheater heat exchanger pressure, a heat exchanger for heating the gas of the outlet gas line, while the gas main in high pressure through a heat exchanger for preheating a high pressure gas is connected to the inlet of the turboexpander with an adjustable nozzle apparatus, and through a bypass line equipped with a reduction unit with an outlet gas line, characterized in that it is additionally equipped with a high pressure compressor, a regenerator, an air duct and an additional turbine expander, connected through an intermediate gas heater - air cooler, with the output of a turboexpander with an adjustable nozzle device, heat exchange The high pressure gas preheater and the gas outlet gas preheater heat exchanger are recycled, the low pressure compressor output is connected by an air duct through an intermediate gas heater - an air cooler with the high pressure compressor inlet, the latter through the regenerator and the combustion chamber is connected to the gas turbine inlet, the output of which exhaust duct with a regenerator installed in it, a waste heat exchanger for preheating high-pressure gas of the heating gas and the utilization heat exchanger of the gas outlet gas line is connected to the atmosphere, while the inlet of the additional turbo-expander is connected by the fuel gas pipeline to the combustion chamber, and its output is connected to the gas outlet line