RU2620624C1 - Expander-generator set - Google Patents
Expander-generator set Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620624C1 RU2620624C1 RU2016128415A RU2016128415A RU2620624C1 RU 2620624 C1 RU2620624 C1 RU 2620624C1 RU 2016128415 A RU2016128415 A RU 2016128415A RU 2016128415 A RU2016128415 A RU 2016128415A RU 2620624 C1 RU2620624 C1 RU 2620624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- air motor
- expander
- valve
- control valve
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
- F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для утилизации энергии потока газа.The invention relates to the field of gas supply and can be used as part of gas distribution stations (GDS) and gas control points (HF) to utilize the energy of the gas stream.
Известна установка для утилизации энергии расширения природного газа (патент РФ №2206838, опубл. 20.06.2003 г.). Изобретение обеспечивает выработку больших количеств энергии и холода путем подключения к скважине или магистральному газопроводу утилизационной энергетической установки, содержащей детандер с кинематически связанным электрогенератором и два или более теплообменника.A known installation for utilizing the energy of expansion of natural gas (RF patent No. 2206838, publ. 06/20/2003). The invention provides the generation of large amounts of energy and cold by connecting to a well or main gas pipeline a waste power plant containing an expander with a kinematically coupled electric generator and two or more heat exchangers.
Недостатком является необходимость для ее эффективной работы высоких входного давления и расхода газа, что ограничивает круг объектов для ее применения.The disadvantage is the need for its effective operation of high inlet pressure and gas flow, which limits the range of objects for its application.
Известен способ устойчивого газоснабжения газораспределительной станцией с энергохолодильным комплексом, использующим для выработки электрической энергии и холода энергию избыточного давления природного газа и система для реализации способа (патент РФ №2346205, опубл. 10.02.2009 г.). Группа изобретений осуществляют одновременную выработку электрической энергии и холода с использованием включенного параллельно ГРС энергохолодильного блока, содержащего детандер-генераторные агрегаты с теплообменниками и автоматическую систему синхронизации открытия / закрытия линий редуцирования с остановкой / включением детандер-генераторных агрегатов.There is a method of sustainable gas supply to a gas distribution station with an energy-refrigerating complex that uses natural gas overpressure energy and a system to implement the method for generating electric energy and cold (RF patent No. 2346205, published on 02/10/2009). The group of inventions simultaneously generates electric energy and cold using an energy refrigeration unit connected in parallel with the GDS, containing expander-generator units with heat exchangers and an automatic synchronization system for opening / closing reduction lines with stopping / turning on the expander-generator units.
Недостатком является переменная подача газа потребителям, кроме этого для устойчивой работы необходимы высокие давление и расход газа.The disadvantage is a variable gas supply to consumers, in addition, for stable operation, high pressure and gas flow are necessary.
Известен пневматический детандер-генераторный агрегат (патент РФ №2525027, опубл. 10.08.2014 г.), способный работать при невысоких величинах входного давления и объемного расхода газа при помощи использования в качестве расширительной машины шестеренного пневмодвигателя.Known pneumatic expander-generator unit (RF patent No. 2525027, publ. 08/10/2014), capable of operating at low inlet pressure and volumetric gas flow by using a gear air motor as an expansion machine.
Недостатком является отсутствие системы регулирования, которая необходима для работы при переменных расходах газа в связи с неравномерностью отбора газа потребителями.The disadvantage is the lack of a regulatory system that is necessary to operate with variable gas flow rates due to uneven gas sampling by consumers.
Известно устройство регулирования турбодетандера (патент РФ №2579301, опубл. 10.04.2016 г.), принятое за прототип, устанавливаемое параллельно газораспределительной станции и содержащее турбодетандер, генератор, стопорный клапан, два регулирующих органа с приводами, байпасный клапан, переключатель режимов работы, сумматор, три элемента сравнения, датчики давления и нагрузки внешней электрической сети, частотный преобразователь, фильтр и выпрямитель. Данное устройство позволяет регулировать работу турбодетандера в зависимости от величины нагрузки внешней электрической сети, снизить колебания давления газа в магистрали низкого давления, а также повысить надежность работы турбодетандера.A device for regulating a turboexpander (RF patent No. 2579301, publ. 04/10/2016), adopted as a prototype installed in parallel with a gas distribution station and containing a turboexpander, generator, stop valve, two regulating bodies with actuators, a bypass valve, an operating mode switch, an adder , three elements of comparison, pressure and load sensors of an external electric network, a frequency converter, a filter and a rectifier. This device allows you to adjust the operation of the turbo-expander depending on the load of the external electrical network, to reduce fluctuations in gas pressure in the low-pressure line, and also to increase the reliability of the turbo-expander.
Недостатками этого устройства являются возможность эффективной работы детандер-генераторной установки в целом лишь на стабильных относительно высоких давлениях и расходах газа, а также чрезмерная сложность системы с высокими потерями энергии потока газа.The disadvantages of this device are the possibility of efficient operation of the expander-generator set as a whole only at stable relatively high pressures and gas flows, as well as the excessive complexity of the system with high losses of gas flow energy.
Техническим результатом является возможность работы детандер-генераторной установки с относительно малыми давлениями и расходами, независимо от неравномерности отбора газа потребителями и изменения момента сопротивления, а также увеличение доли утилизированной энергии.The technical result is the ability to operate the expander-generator set with relatively low pressures and costs, regardless of the uneven selection of gas by consumers and changes in the moment of resistance, as well as an increase in the share of utilized energy.
Технический результат достигается тем, что на линии редуцирования между предохранительным запорным клапаном и регулятором давления дополнительно установлен объемный пневмодвигатель, при этом выход объемного пневмодвигателя соединен с его входом через регулирующий клапан, датчик перепада давлений на объемном пневмодвигателе соединен с элементом сравнения, усилителем сигнала и исполнительным устройством, связанным с регулирующим клапаном.The technical result is achieved by the fact that on the reduction line between the safety shut-off valve and the pressure regulator, a volume air motor is additionally installed, while the output of the volume air motor is connected to its input via a control valve, the differential pressure sensor on the volume air motor is connected to the comparison element, signal amplifier and actuator associated with the control valve.
Устройство поясняется следующей фигурой:The device is illustrated by the following figure:
фиг. 1 - принципиальная схема детандер-генераторного агрегата с системой его регулирования на примере линии редуцирования газорегуляторного пункта, где:FIG. 1 is a schematic diagram of an expander-generator unit with a control system for it as an example of a reduction line of a gas control station, where:
1 - детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования;1 - expander-generator unit with a system for its regulation;
2 - линия редуцирования давления газа;2 - gas pressure reduction line;
3 - запорный кран;3 - shut-off valve;
4 - фильтр;4 - filter;
5 - предохранительный запорный клапан;5 - safety shutoff valve;
6 - регулятор давления газа;6 - gas pressure regulator;
7 - предохранительный сбросной клапан;7 - safety relief valve;
8 - объемный пневмодвигатель;8 - volume air motor;
9 - электрогенератор;9 - electric generator;
10 - регулирующий клапан;10 - control valve;
11 - датчик перепада давлений на объемном пневмодвигателе;11 - differential pressure sensor on a volumetric air motor;
12 - элемент сравнения;12 - element of comparison;
13 - усилитель сигнала;13 - signal amplifier;
14 - исполнительное устройство.14 - actuator.
Детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования 1 (фиг. 1), находящийся на линии редуцирования 2 между предохранительным запорным клапаном 5 и регулятором давления газа 6, включает: объемный пневмодвигатель 8, расположенный непосредственно на линии редуцирования 2 и связанный кинематически с электрогенератором 9, выход пневмодвигателя 8 соединен с его входом через регулирующий клапан 10, который приводится в действие исполнительным механизмом 14 через усилитель сигнала 13, элемент сравнения 12 и датчик перепада давлений на объемном пневмодвигателе 11.An expander-generator unit with its control system 1 (Fig. 1) located on the
На линии редуцирования 2 последовательно располагаются: запорный кран 3, фильтр 4, предохранительный запорный клапан 5, детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования 1, регулятор давления 6, запорный кран 3, предохранительный сбросной клапан 7.On the
Устройство работает следующим образом. Во время отбора газа потребителями газ проходит через запорный кран 3, фильтр 4 и предохранительный запорный клапан 5, объемный пневмодвигатель 8, регулирующий клапан 10, регулятор давления газа 6, запорный кран 3.The device operates as follows. During gas sampling by consumers, gas passes through a shut-off
После предохранительного запорного клапана 5 поток разделяется в зависимости от степени открытия регулирующего клапана 10. Часть проходит через объемный пневмодвигатель 8, где, теряя энергию, совершает работу, которая преобразуется в механическую, а затем, при помощи электрогенератора 9, в электрическую энергию. Другая часть проходит через параллельную линию, которая соединяет выход объемного пневмодвигателя 8 с его входом и содержит регулирующий клапан 10.After the safety shut-off
Угловая скорость ротора электрогенератора зависит от момента на его валу, который определяется электрической нагрузкой и перепадом давлений на объемном пневмодвигателе. Перепад давлений, соответствующий номинальной угловой скорости, определяется расчетом и является уставкой для системы регулирования.The angular velocity of the rotor of the electric generator depends on the moment on its shaft, which is determined by the electric load and the pressure drop across the volume air motor. The pressure difference corresponding to the nominal angular velocity is determined by calculation and is the set point for the control system.
Для регулирования объемного пневмодвигателя 8 датчик 11 формирует сигнал, пропорциональный перепаду давлений, который сравнивается на элементе сравнения 12 с сигналом уставки, после чего создается сигнал управляющего воздействия, который через усилитель сигнала 13 передается на исполнительное устройство 14, связанное с регулирующим клапаном 10.To regulate the
При уменьшении отбора газа потребителями давление после объемного пневмодвигателя растет, а перепад на нем соответственно уменьшается ниже значения уставки, что выявляется элементом сравнения 12. Для его поддержания при помощи усилителя сигнала 13 и исполнительного устройства 14 регулирующий клапан 10 закрывается, увеличивая таким образом поток газа, проходящий через объемный пневмодвигатель до тех пор, пока перепад давлений на пневмодвигателе не сравняется с уставкой.With a decrease in gas sampling by consumers, the pressure after the volumetric air motor increases, and the differential on it decreases accordingly below the setpoint, which is revealed by the
При увеличении отбора газа потребителями работа устройства происходит в обратном порядке.With an increase in gas sampling by consumers, the device operates in the reverse order.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128415A RU2620624C1 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Expander-generator set |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128415A RU2620624C1 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Expander-generator set |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620624C1 true RU2620624C1 (en) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128415A RU2620624C1 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Expander-generator set |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620624C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662784C1 (en) * | 2017-11-27 | 2018-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Expander-generator regulator of pressure of natural gas |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5685154A (en) * | 1993-07-22 | 1997-11-11 | Ormat Industries Ltd. | Pressure reducing system and method for using the same |
RU2110022C1 (en) * | 1996-04-29 | 1998-04-27 | Леонид Иванович Архипов | Turbo-expander regulation system |
US8067851B2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-11-29 | Pgi International, Ltd. | Differential pressure generator |
RU2579301C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Turbo-expander control device |
-
2016
- 2016-07-12 RU RU2016128415A patent/RU2620624C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5685154A (en) * | 1993-07-22 | 1997-11-11 | Ormat Industries Ltd. | Pressure reducing system and method for using the same |
RU2110022C1 (en) * | 1996-04-29 | 1998-04-27 | Леонид Иванович Архипов | Turbo-expander regulation system |
US8067851B2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-11-29 | Pgi International, Ltd. | Differential pressure generator |
RU2579301C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Turbo-expander control device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2662784C1 (en) * | 2017-11-27 | 2018-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Expander-generator regulator of pressure of natural gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105443173B (en) | Unit control system and method for energy recovery of purified terephthalic acid (PTA) device | |
US10830156B2 (en) | Fuel supply pipeline system for gas turbine | |
RU2620624C1 (en) | Expander-generator set | |
CN103334799B (en) | Method and system for controlling air inflow of double air inflow condensation-type turbine | |
RU158931U1 (en) | FUEL-FREE INSTALLATION FOR CENTRALIZED COMBINED ELECTRIC AND COOLING SERVICES | |
RU2579301C1 (en) | Turbo-expander control device | |
AU2015263777B2 (en) | Method for expanding a gas flow and device thereby applied | |
CN105003310A (en) | Pressure energy electricity generation compression system of natural gas pipe network | |
RU2662784C1 (en) | Expander-generator regulator of pressure of natural gas | |
CN105507969B (en) | A kind of energy recovery utilizing system and application method for LNG liquefaction plants | |
EP2423459A3 (en) | Method and apparatus for varying flow source to aid in windage heating issue at FSNL | |
CN209742979U (en) | heat load balance distribution control device for multiple steam turbine generator units | |
JPS60222511A (en) | Thermal power generating equipment | |
CN103363514B (en) | Novel OTSG secondary loop water feed device | |
RU2587021C1 (en) | Device for pressure regulation in gas line | |
KR101965122B1 (en) | Electricity generation system and electricity generation system control method | |
RU2634161C1 (en) | Device for controlling turbo-expander with adaptation to external load | |
JP6290652B2 (en) | Power generation system and method for controlling power generation system | |
CN107559051B (en) | Steam turbine shaft seal first-gear steam leakage amount adjusting system and adjusting method thereof | |
RU81767U1 (en) | GAS DISTRIBUTION STATION WITH ELECTRIC GENERATING DEVICE | |
CN111412453B (en) | Power control method under heat storage and heat release working condition of heat storage peak shaving system | |
RU2611120C1 (en) | Device adaptive control of expansion turbines | |
CN114251144A (en) | Method and device for expanding a fluid | |
CN205477772U (en) | Temperature and pressure reduction steam -turbine plant | |
US2232852A (en) | Turbine apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200713 |