RU2662784C1 - Детандер-генераторный регулятор давления природного газа - Google Patents
Детандер-генераторный регулятор давления природного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662784C1 RU2662784C1 RU2017141301A RU2017141301A RU2662784C1 RU 2662784 C1 RU2662784 C1 RU 2662784C1 RU 2017141301 A RU2017141301 A RU 2017141301A RU 2017141301 A RU2017141301 A RU 2017141301A RU 2662784 C1 RU2662784 C1 RU 2662784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pressure
- expander
- natural gas
- generator
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для редуцирования давления природного газа с попутной утилизации энергии потока газа для повышения автономности и безотказности систем ГРС и ГРП. Техническим результатом является возможность снижения давления природного газа и поддержания его на заданном уровне в пунктах редуцирования с относительно малыми расходами и давлениями при попутной утилизации энергии потока газа вне зависимости от внешних воздействий, влияющих на параметры газового потока, без применения регулятора давления как отдельного устройства и без индивидуальной системы стабилизации частоты вращения детандера. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для редуцирования давления природного газа с попутной утилизации энергии потока газа для повышения автономности и безотказности систем ГРС и ГРП.
Известна энергетическая установка для редуцирования давления природного газа (патент РФ №2032822, опубл. 10.04.1995 г.). Изобретение обеспечивает повышение эффективности и улучшение экологических показателей газораспределительных станций при потребителях тепла и холода, например теплиц, холодильников и овощехранилищ, за счет утилизации энергии газа в двух турбодетандерах без его сжигания, а также расширение функциональных возможностей путем получения дополнительно к хладоресурсу еще и некоторого количества горячего воздуха.
Недостатками такой установки являются необходимость наличия потребителей тепла и холода, а также, вследствие наличия расширительных машин турбинного типа, необходимость питания данной установки довольно большими расходами природного газа, что ограничивает применимость установки для большого числа малых пунктов редуцирования. Кроме этого в установке не предусмотрена возможность преобразования энергии потока газа в электричество, что могло бы существенно повысить автономность, как самой установки, так и пункта редуцирования.
Известна газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством (патент РФ №81767, опубл. 27.03.2009 г.). Изобретение за счет высокооборотных детандера и генератора, а также преобразователя частоты тока позволяет снижать давление природного газа и преобразовывать энергию его потока в электроэнергию при обеспечении микропроцессором, получающим сигналы с датчиков температуры, давления, скорости и влажности, расположенных до и после установки, оптимального режима работы электронагревателя газа под различными внешними возмущающими воздействиями.
Недостатками являются наличие высокоскоростных детандера и генератора, что усложняет процесс их производства и обслуживания, а также расчет на относительно высокие значения расхода и входного давления газа, что подразумевает использование нагревателей и, таким образом, не может эффективно применяться на малых пунктах редуцирования.
Известно устройство регулирования турбодетандера (патент РФ №2579301, опубл. 10.04.2016 г.), 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.
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.
Известен детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования (патент РФ №2620624, опубл. 29.05.2017 г.), принятый за прототип. Изобретение, за счет применения регулируемого объемного пневмодвигателя, позволяет утилизировать энергию потока газа на относительно малых давлениях и расходах, независимо от неравномерности отбора газа потребителями и изменения момента сопротивления.
Недостатком этого агрегата является необходимость наличия отдельного регулятора давления, на котором происходит потеря энергии и который необходимо подвергать перенастройке при значительном изменении входных параметров потока газа. Кроме этого регулятор давления подвержен возможным автоколебаниям вследствие работы системы регулирования детандер-генераторного агрегата.
Техническим результатом является возможность снижения давления природного газа и поддержания его на заданном уровне в пунктах редуцирования с относительно малыми расходами и давлениями при попутной утилизации энергии потока газа вне зависимости от внешних воздействий, влияющих на параметры газового потока, без применения регулятора давления как отдельного устройства и без индивидуальной системы стабилизации частоты вращения детандера, что повышает эффективность процесса редуцирования, утилизации энергии газа и безотказность пункта редуцирования в целом.
Технический результат достигается тем, что объемный пневмодвигатель устанавливается между предохранительным запорным клапаном и выходной запорной арматурой линии редуцирования, при этом выход датчика давления, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления, связан с входом управляющего контроллера, выход которого связан с входом исполнительного устройства регулирующего клапана.
Устройство поясняется следующей фигурой:
фиг. 1 - общая схема устройства, где:
1 - детандер-генераторный регулятор давления природного газа;
2 - линия редуцирования;
3 - входная запорная арматура;
4 - устройство очистки;
5 - предохранительный запорный клапан (ПЗК);
6 - объемный пневмодвигатель;
7 - электрогенератор;
8 - регулирующий клапан;
9 - датчик давления;
10 - контроллер;
11 - исполнительное устройство регулирующего клапана;
12 - выходная запорная арматура;
13 - предохранительный сбросной клапан (ПСК).
Детандер-генераторный регулятор давления природного газа 1 (фиг. 1), находящийся на линии редуцирования 2 между предохранительным запорным клапаном 5 и выходной запорной арматурой 12, содержит объемный пневмодвигатель 6, установленный между предохранительным запорным клапаном 5 и выходной запорной арматурой 12 линии редуцирования и кинематически связанный с электрогенератором 7, выход пневмодвигателя связан с его входом через регулирующий клапан 8, при этом выход датчика давления 9, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1, связан с входом управляющего контроллера 10, выход которого связан с входом исполнительного устройства 11 регулирующего клапана 8.
На трубопроводе линии редуцирования 2 последовательно располагаются: входная запорная арматура 3, фильтр 4, предохранительный запорный клапан 5, детандер-генераторный регулятор давления природного газа 1, выходная запорная арматура 12 и предохранительный сбросной клапан 13.
Устройство работает следующим образом. После прохождения предохранительного запорного клапана 5 на линии редуцирования 2 природный газ разделяется на два потока, количественное соотношение которых определяется степенью открытия регулирующего клапана 8. Управление регулирующим клапаном 8 при помощи исполнительного устройства 11 происходит контроллером 10 в зависимости от величины рассогласования значения давления на выходе регулятора давления 1, определяемого датчиком 9, с уставкой, т.е. с требуемой величиной давления. Один поток поступает на объемный пневмодвигатель 6, где расширяется и совершает полезную работу, которая преобразуется в механическую, а затем, при помощи электрогенератора 7, в электрическую энергию. Другой поток проходит через регулирующий клапан 8, где дросселируется в зависимости от степени его открытия. После этого ранее разделенные потоки соединяются в один, уже имеющий требуемые значения давления и температуры, и, через выходную запорную арматуру 12, направляются в трубопровод потребителей.
Давление на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1 зависит от количеств подачи природного газа через регулирующий клапан 8 и через объемный пневмодвигатель 6, а также от степеней понижения давления на них. Поддержание давления в трубопроводе потребителя на заданном уровне в данном случае является не только требованием системы газораспределения, но и позволяет обеспечить стабилизацию частоты вращения объемного пневмодвигателя 6, т.к. она зависит от перепада давлений на ее входе и выходе, что, в свою очередь, повышает качество получаемой электрогенератором энергии.
При уменьшении отбора газа потребителями давление после детандер-генераторного регулятора давления 1 увеличивается, уменьшая при этом перепад давлений на объемном пневмодвигателе 6 и, таким образом, уменьшая частоту его вращения. Превышение давления над уставкой при помощи датчика 9 регистрируется контроллером 10, который посылает исполнительному устройству 11 сигнал на уменьшение степени открытия регулирующего клапана 8 до тех пор, пока давление на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1 не сравняется с уставкой, восстановив при этом перепад давлений на объемном пневмодвигателе 6.
При увеличении отбора газа потребителями, для поддержания давления на выходе детандер-генераторного регулятора давления, регулирующий клапан 8 открывается.
Claims (1)
- Детандер-генераторный регулятор давления природного газа, включающий электрогенератор, исполнительное устройство и объемный пневмодвигатель, вход которого соединен с его выходом через регулирующий клапан, отличающийся тем, что объемный пневмодвигатель устанавливается между предохранительным запорным клапаном и выходной запорной арматурой линии редуцирования, при этом выход датчика давления, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления, связан с входом управляющего контроллера, выход которого связан с входом исполнительного устройства регулирующего клапана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141301A RU2662784C1 (ru) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Детандер-генераторный регулятор давления природного газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141301A RU2662784C1 (ru) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Детандер-генераторный регулятор давления природного газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2662784C1 true RU2662784C1 (ru) | 2018-07-31 |
Family
ID=63142459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017141301A RU2662784C1 (ru) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | Детандер-генераторный регулятор давления природного газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2662784C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767847C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-03-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Детандер-генераторный регулятор давления с дополнительным электрорегулированием |
Citations (7)
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 |
RU2204759C1 (ru) * | 2002-05-07 | 2003-05-20 | Гайдукевич Вадим Владиславович | Способ утилизации потенциальной энергии газа при редуцировании на газораспределительных станциях и устройство, его реализующее |
RU68648U1 (ru) * | 2007-07-23 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Завод "Саратовгазавтоматика" | Автоматический редуцирующий пункт |
US8067851B2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-11-29 | Pgi International, Ltd. | Differential pressure generator |
RU2579301C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Устройство регулирования турбодетандера |
RU2613772C2 (ru) * | 2014-12-29 | 2017-03-21 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Автоматический газоредуцирующий пункт |
RU2620624C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования |
-
2017
- 2017-11-27 RU RU2017141301A patent/RU2662784C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
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 |
RU2204759C1 (ru) * | 2002-05-07 | 2003-05-20 | Гайдукевич Вадим Владиславович | Способ утилизации потенциальной энергии газа при редуцировании на газораспределительных станциях и устройство, его реализующее |
RU68648U1 (ru) * | 2007-07-23 | 2007-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Завод "Саратовгазавтоматика" | Автоматический редуцирующий пункт |
US8067851B2 (en) * | 2008-12-01 | 2011-11-29 | Pgi International, Ltd. | Differential pressure generator |
RU2579301C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Устройство регулирования турбодетандера |
RU2613772C2 (ru) * | 2014-12-29 | 2017-03-21 | Открытое акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Автоматический газоредуцирующий пункт |
RU2620624C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767847C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-03-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Детандер-генераторный регулятор давления с дополнительным электрорегулированием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8683824B2 (en) | Liquefied gas expander and integrated Joule-Thomson valve | |
RU2565478C1 (ru) | Способ обеспечения частотной характеристики парогазовой электростанции | |
CN107725122A (zh) | 9mw混温进汽控制排汽温度背压式汽轮机及其温度调节方法 | |
RU2662784C1 (ru) | Детандер-генераторный регулятор давления природного газа | |
US10253631B2 (en) | Method for expanding a gas flow and device thereby applied | |
MY165706A (en) | Method for regulating a short-term power increase of a steam turbine | |
RU2579301C1 (ru) | Устройство регулирования турбодетандера | |
CN104074561B (zh) | 一种热电联产汽轮机组节流调整系统及其以热定电的方法 | |
CN106030046B (zh) | 涡轮式发电机 | |
RU2620624C1 (ru) | Детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования | |
RU2587021C1 (ru) | Устройство для регулирования давления в газовой магистрали | |
RU78339U1 (ru) | Устройство для регулирования давления в газовой магистрали | |
JP2013245684A (ja) | 蒸気ランキンプラント | |
RU81767U1 (ru) | Газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством | |
CN205858495U (zh) | 燃机进口天然气分布系统 | |
RU2634161C1 (ru) | Устройство регулирования турбодетандера с адаптацией к внешней нагрузке | |
CN104204425B (zh) | 发电厂和用于运行发电厂的方法 | |
CN204574588U (zh) | 开关式调节制冷量的制冷系统 | |
WO2008072992A1 (fr) | Procédé et dispositifs de régulation de systèmes de chauffage collectifs | |
JP7110122B2 (ja) | タービン加減弁の動的相互作用 | |
KR20160139673A (ko) | 천연가스 공급계통의 폐압발전 시스템 | |
CN203068146U (zh) | 管道燃气输气站的燃气处理系统 | |
JP6004533B2 (ja) | 蒸気タービンプラント | |
RU2611120C1 (ru) | Устройство адаптивного регулирования турбодетандера | |
CN207268182U (zh) | 9mw混温进汽控制排汽温度背压式汽轮机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201128 |